ES2984822T3 - Circuito de detección de potencia y circuito de control - Google Patents
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Abstract
Se proporciona un circuito de detección de potencia para detectar la potencia de entrada total actual de un circuito resonante. El circuito de detección de potencia incluye un circuito de detección y un circuito de estimación. El circuito de detección recibe una señal de corriente y obtiene la potencia de banda base de la ranura resonante de acuerdo con la señal de corriente para generar el valor de potencia de banda base. La señal de corriente representa una corriente de ranura resonante generada por el circuito resonante. El circuito de estimación recibe el valor de potencia de banda base y estima la potencia de entrada total actual de acuerdo con el valor de potencia de banda base para generar un valor de potencia estimado. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Circuito de detección de potencia y circuito de control
Referencia cruzada a solicitudes relacionadas
Esta Solicitud reivindica la prioridad de la Solicitud de Patente de China núm. 202111652210.5, presentada el 30 de diciembre de 2021.
Antecedentes de la invención
Campo de la invención
La presente invención se refiere a un circuito de detección de potencia, y más en particular a un circuito de control para controlar un circuito resonante en respuesta a la detección de una potencia de banda base de ranura resonante.
Descripción del estado de la técnica
Los circuitos resonantes son circuitos utilizados en sistemas electrónicos para convertir energía. Por ejemplo, los circuitos resonantes se utilizan a menudo en dispositivos de transmisión y recepción para señales inalámbricas, convertidores de potencia, y similares. Cuando un dispositivo utiliza un circuito resonante, la potencia de entrada de la ranura resonante en el circuito resonante determina el rendimiento del dispositivo. Por lo tanto, es necesario detectar la potencia de entrada de la ranura resonante, y controlar o ajustar los circuitos o dispositivos posteriores del dispositivo de acuerdo con el resultado de detección. Sin embargo, en los métodos existentes para detectar la potencia de entrada de una ranura resonante, la corriente y el voltaje de la ranura resonante usualmente se obtienen utilizando muestreo, multiplicación, integración, y promediado de alta velocidad, lo que incrementa la complejidad de la operación y requiere un procesador de operación de alto nivel. La medición de potencia de técnica anterior de circuitos de ranura resonante se conoce de SCHWERT: "Un microsistema inalámbrico completamente pasivo para el registro de neuropotenciales por métodos de retrodispersión de RF", JOURNAL OF MICROELECTROMECHANICAL SYSTEMS, octubre de 2011, IEEE, XP011360781, que enseña un neuro-sensor basado en resonador de ranura con un interrogador externo que comprende un analizador/demodulador de espectro que mide la potencia reflejada del resonador; de US2017/315037, que divulga un sistema similar que tiene un sensor de potencia que mide la potencia reflejada de un detector de resonador; de CN204068705, que divulga un resonador de ranura accionado por una etapa pwm, y un sensor de corriente que mide la corriente en el mismo; y de US5334941, que divulga un sistema que tiene un sensor de resonador de ranura y un analizador de red que mide la potencia incidente y reflejada al sensor.
Breve descripción de la invención
Por lo tanto, la presente invención proporciona un circuito de detección de potencia y un circuito de control, que estiman la potencia de entrada de una ranura resonante de un circuito resonante utilizando la potencia de banda base de ranura resonante y controlan el circuito resonante en consecuencia.
Una modalidad de ejemplo de la presente invención proporciona un circuito de detección de potencia para detectar la potencia de entrada total de corriente de un circuito resonante. El circuito de detección de potencia comprende un circuito de detección y un circuito de estimación. El circuito de detección recibe una señal de corriente y obtiene potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con la señal de corriente para generar el valor de potencia de banda base. La señal de corriente representa una corriente de ranura resonante generada por el circuito resonante. El circuito de estimación recibe el valor de potencia de banda base y estima la potencia de entrada total de corriente de acuerdo con el valor de potencia de banda base para generar un valor de potencia estimado. Otra modalidad de ejemplo de la presente invención proporciona un circuito de control para generar una primera señal de control para controlar un circuito resonante. El circuito de control comprende un circuito de detección, un circuito de estimación, y un circuito de ajuste. El circuito de detección recibe la señal de corriente y obtiene potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con la señal de corriente para generar un valor de potencia de banda base. La señal de corriente representa una corriente de ranura resonante generada por el circuito resonante. El circuito de estimación recibe el valor de potencia de banda base y estima una potencia de entrada total de corriente del circuito resonante de acuerdo con el valor de potencia de banda base para generar un valor de potencia estimado. El circuito de ajuste recibe el valor de potencia estimado y genera la primera señal de control. El circuito de ajuste calcula una diferencia de potencia entre el valor de potencia estimado y un valor de potencia preestablecido y ajusta un ciclo de trabajo de la primera señal de control de acuerdo con la diferencia de potencia. Se proporciona una descripción detallada en las siguientes modalidades con referencia a las figuras anexas.
Breve descripción de los dibujos
La invención se puede entender más completamente al leer la siguiente descripción detallada y ejemplos con referencias hechas a las figuras anexas, en donde:
La FIGURA 1 muestra una modalidad de ejemplo de un dispositivo electrónico que comprende un circuito resonante y un circuito de detección de potencia;
La FIGURA 2 muestra un voltaje de ranura resonante del circuito resonante en la figura 1 y componentes armónicos del voltaje de ranura resonante;
La FIGURA 3 muestra otra modalidad de ejemplo de un dispositivo electrónico que comprende un circuito resonante, un circuito de detección de potencia y un circuito de ajuste;
La FIGURA 4 muestra porcentajes de potencia de banda base, potencia de duplicación de frecuencia, potencia de triplicación de frecuencia, potencia de pérdida de bobina y potencia de pérdida parásita de la ranura resonante con relación a la potencia total en diferentes ciclos de trabajo del circuito resonante; y
La FIGURA 5 muestra errores de los parámetros Kl y Kr y el parámetro correspondiente K1 bajo una operación general de una cocina de inducción.
Descripción detallada de la invención
La siguiente descripción es del modelo mejor contemplado de llevar a cabo la invención. Esta descripción se hace con el propósito de ilustrar los principios generales de la invención y no debe tomarse en un sentido limitante. El alcance de la invención se determina mejor por referencia a las reivindicaciones anexadas.
La FIGURA 1 muestra una modalidad de ejemplo de un dispositivo electrónico. Con referencia a la FIGURA 1, un dispositivo electrónico 1 comprende un circuito resonante 10, un circuito de detección de potencia 11, un controlador 12, y un sensor de corriente 13. El circuito de detección de potencia 11 se utiliza para detectar la potencia de entrada total de corriente del circuito resonante 10. En una modalidad, el dispositivo electrónico 1 puede ser cualquier dispositivo que necesite convertir energía usando un circuito resonante, tal como un transceptor de señal inalámbrica, una cocina de inducción, y similares. En lo sucesivo, las características técnicas de la presente solicitud se describirán al tomar el dispositivo electrónico 1 como una cocina de inducción como un ejemplo.
Con referencia a la FIGURA 1, el circuito resonante 10 se acopla a una fuente de voltaje 100 para recibir un voltaje de entrada Vin. El circuito resonante 10 comprende un elemento de conmutación de brazo superior Qh, un elemento de conmutación de brazo inferior Ql, un condensador resonante Cr, un inductor Leq, y un resistor Req. El elemento de conmutación de brazo superior Qh y el elemento de conmutación de brazo inferior Ql se conectan en serie entre la terminal positiva y la terminal negativa de la fuente de voltaje 100. El controlador 12 genera señales de conmutación Goh y Gol para controlar los estados de encendido/apagado del elemento de conmutación de brazo superior Qh y el elemento de conmutación de brazo inferior Ql, respectivamente. En la modalidad, cada una de las señales de conmutación Goh y Gol tiene un ciclo de trabajo, tal que el elemento de conmutación controlado del brazo superior Qh y el elemento de conmutación del brazo inferior Ql operen de acuerdo con sus ciclos de trabajo correspondientes. A través del control de las señales de conmutación Goh y GOl, cada uno del elemento de conmutación de brazo superior Qh y el elemento de conmutación de brazo inferior Ql se conmuta entre el estado activado y el estado desactivado, y el tiempo activado del elemento de conmutación de brazo superior Qh y el tiempo activado del elemento de conmutación de brazo inferior Ql no se traslapan.
Con referencia a la FIGURA 1, en casos donde el dispositivo electrónico 1 es una cocina de inducción, el inductor Leq y el resistor Req en el circuito resonante 10 son la inductancia equivalente y el resistor equivalente de la olla colocada en el dispositivo electrónico (la cocina de inducción) 1, respectivamente. El condensador resonante Cr, el inductor Leq y el resistor Req, que se conectan en serie, forman una ranura resonante del circuito resonante 10. El circuito resonante 10 se acopla al nodo común N10 entre el elemento de conmutación de brazo superior Qh y el elemento de conmutación de brazo inferior Ql. Al controlar cada uno del elemento de conmutación de brazo superior Qh y el elemento de conmutación de brazo inferior Ql para conmutar entre el estado activado y el estado desactivado, se genera una voltaje de ranura resonante vr entre el drenaje y la fuente del elemento de conmutación del brazo inferior Ql, y una corriente de ranura resonante ir fluye a través del condensador Cr. Como se muestra en la FIGURA 1, la corriente de ranura resonante ir fluye desde el nodo común N10 a la ranura resonante. Se puede discernir a partir de la estructura de circuito del circuito resonante 10 que el circuito resonante 10 es un circuito resonante en serie de medio puente.
Como se muestra en la FIGURA 1, el sensor de corriente 13 se acopla a la ranura resonante del circuito resonante 10 en el nodo común N10 para detectar la corriente de la ranura resonante ir. El sensor de corriente 13 genera una señal de corriente Sir de acuerdo con la corriente de ranura resonante detectada ir. En la modalidad de la figura 1, el sensor de corriente 13 se arregla fuera del circuito de detección de potencia 11. En otras modalidades, el sensor de corriente 13 se puede incluir dentro del circuito de detección de potencia 11.
El circuito de detección de potencia 11 comprende un circuito de detección 110 y un circuito de estimación 111. El circuito de detección 110 recibe la señal de corriente Sir y obtiene la potencia de banda base Pr1 de la ranura resonante de acuerdo con la señal de corriente Sir para generar el valor de potencia de banda base VPr1. El circuito de estimación 111 recibe el valor de potencia de banda base VPr1 y estima la potencia de entrada total de corriente Pr12 de la ranura resonante de acuerdo con el valor de potencia de banda base VPr1 para generar un valor de potencia estimado VPr12. Las operaciones detalladas del circuito de detección 110 y el circuito de estimación 111 se describirán a continuación.
Con referencia a la FIGURA 1, el circuito de detección 110 comprende un filtro de paso de banda 110A, un circuito de detección de pico 110B, y un circuito de medición 110C. El filtro de paso de banda 110A recibe la señal de corriente Sir del sensor de corriente 13 y realiza una operación de filtrado de paso de banda en la señal de corriente Sir para obtener una corriente de banda base ir1 de la ranura resonante (es decir, el componente de banda base de la corriente de ranura resonante ir). El filtro de paso de banda 110A genera una señal de corriente de banda base Sir1 que representa la corriente de banda base ir1, y la envía al circuito de detección de picos 110B.
El circuito de detección de pico 110B se acopla al filtro de paso de banda 110A y recibe la señal de corriente de banda base Sir1 del filtro de paso de banda 110A. Puesto que la señal de corriente de banda base Sir1 representa la corriente de banda base ir1, el circuito de detección de picos 110B puede detectar un valor de pico V<p>¡ de la corriente de banda base iri de acuerdo con la señal de corriente de banda base Sin. El circuito de detección de picos 110B transmite el valor de pico detectado VP¡ al circuito de medición 110C.
El circuito de medición 110C se acopla al circuito de detección de pico 110B y recibe el valor de pico VP¡. El circuito
de medición 110C mide la potencia de banda base de la ranura resonante de acuerdo con el valor de pico VP¡ y la resistencia de banda base R1 de la ranura resonante para generar un valor de potencia de banda base correspondiente VPr1. En los casos donde se calcula la potencia de banda base Pr1, el parámetro ir1 (corriente de banda base) en la ecuación anterior se toma como el valor de pico VP¡. Después de que se calcula la potencia de banda base Pr1, el circuito de medición 110C genera el valor de potencia de banda base correspondiente VPr1 y lo transmite al circuito de estimación 111. En la modalidad, el valor de la resistencia de banda base R1 se predetermina y almacena en el circuito de medición 110C por adelantado. En otras modalidades, el valor de la resistencia de banda base R1 se predetermina y se puede almacenar en una memoria (no mostrada) del dispositivo electrónico 1 por adelantado. Cuando el circuito de detección de potencia 11 opera, el valor de la resistencia de banda base R1 se lee de la memoria.
El circuito de estimación 111 se acopla al circuito de medición 110C y recibe el valor de potencia de banda base VPr1. El circuito de estimación 111 obtiene la potencia de banda base Pr1 de la ranura resonante de acuerdo con el valor de potencia de banda base VPr1. El circuito de estimación 111 también recibe una señal de indicación S11 que representa el ciclo de trabajo de la señal de conmutación Goh. En la modalidad, el circuito de estimación 111 determina si el ciclo de trabajo de la señal de conmutación Goh es mayor que un valor umbral (por ejemplo, 30% o 50%) de acuerdo con la señal de indicación S11. En el caso donde se determina que el ciclo de trabajo de la señal de conmutación Goh no es mayor que el valor umbral, el circuito de estimación 111 compensa la potencia de banda base Pr1 por un parámetro de compensación K para obtener la potencia de entrada total de corriente estimada Pr12, y genera un valor de potencia estimado VPr12 de acuerdo con la potencia de entrada total de corriente estimada Pr12. En los casos donde se determina que el ciclo de trabajo de la señal de conmutación Goh es mayor que el valor umbral, el circuito de estimación 111 utiliza directamente el valor de potencia de banda base VPr1 como el valor de potencia estimado VPr12.
En la modalidad, el parámetro de compensación K es igual a la relación de la potencia de duplicación de frecuencia predeterminada con respecto a la potencia de banda base predeterminada de la ranura resonante en un ciclo de trabajo específico D. El parámetro de compensación K se predetermina y se puede almacenar en el circuito de estimación 111 por adelantado. En otras modalidades, el valor del parámetro de compensación es un parámetro predeterminado, que se puede almacenar en una memoria (no mostrada) del dispositivo electrónico 1 por adelantado. Cuando el circuito de detección de potencia 11 opera, el parámetro de compensación K se lee de la memoria.
De acuerdo con las modalidades de la presente solicitud, sólo se requiere la potencia de banda base de la ranura resonante para estimar la potencia de entrada total de corriente Pr12 de la ranura resonante sin cálculos complejos. Además, debido al mecanismo de compensación del circuito de estimación 111, la potencia de entrada total de corriente Pr12 (el valor de potencia estimado VPr12) obtenida en la presente solicitud se obtiene con alta exactitud.
A continuación se describirá el análisis con relación a cómo el circuito de detección de potencia 11 de la presente solicitud puede obtener la potencia de entrada total de corriente exacta Pri2 de acuerdo con la potencia de banda base de la ranura resonante.
La FIGURA 2 muestra el voltaje de ranura resonante vr del circuito resonante 10 y los componentes armónicos del voltaje de ranura resonante vr. Con referencia a la FIGURA 2 , el valor máximo del voltaje de ranura resonante vr es el voltaje de entrada Vin. vr1 representa el componente de banda base del voltaje de ranura resonante vr (también llamado el voltaje de banda base de la ranura resonante), vr2 representa el componente de duplicación de frecuencia del voltaje de ranura resonante vr (también llamado el voltaje de duplicación de frecuencia de la ranura resonante), y vr3 representa el componente de triplicación de frecuencia del voltaje de ranura resonante vr (también llamado el componente de triplicación de frecuencia de la ranura resonante). El voltaje de ranura resonante vr se puede expresar como:
en donde:
fsrepresenta la frecuencia de conmutación del voltaje de ranura resonante vr;
representa el período de conmutación de la frecuencia de conmutación; y
D representa el ciclo de trabajo de la señal de conmutación G<oh>(es decir, la relación del tiempo de encendido del elemento de conmutación de brazo superior Q<h>al período).
La ecuación (1) se expresa con base en la serie de Fourier como:
«1j y
v (7 )-DVin+ y -*4s in (n flff)|s Ecuación (2 )
<„=i>nn
g . = t e n ' ( SÍ° (M > * > )
<1 ->cos{2nDn)
en donde: ;
Vnrepresenta el valor máximo de la onda cuadrada del voltaje de ranura resonante vr (es decir, el voltaje de entrada);
nrepresenta el orden armónico del voltaje de ranura resonante vr; y
Gnrepresenta el ángulo de fase del armónico n-ésimo.
Suponiendo que el ciclo de trabajo D es igual al 30% como un ejemplo. Después que se aplica D=0,3 a la ecuación (2), se obtiene:
En los casos donde sólo se consideran los valores pico (valores máximos) del voltaje, los valores pico del voltaje de banda base vr1, el voltaje de duplicación de frecuencia vr2 y el voltaje de triplicación de frecuencia vr3 son 0,515Vn, 0,303Vny 0,066Vn, respectivamente. A partir de estos valores, se puede observar que el valor de pico del voltaje de banda base vr1 es mayor que el valor de pico del voltaje de duplicación de frecuencia vr2 y es mucho mayor que el valor de pico del voltaje de triplicación de frecuencia vr3. Por lo tanto, la influencia del voltaje de triplicado de frecuencia vr3 se puede ignorar para la detección de potencia.
Puesto que la impedancia de entrada de la ranura resonante incrementa con el incremento de la frecuencia de operación del circuito resonante 10, sólo es necesario considerar el efecto de los armónicos de voltaje de orden bajo (es decir, el armónico de banda base y el armónico de duplicación de frecuencia) en la potencia de entrada total de la ranura resonante en respuesta al análisis anterior para el voltaje de banda base vr1, el voltaje de duplicación de frecuencia Vr2 y el voltaje de triplicación de frecuencia Vr3.
El solicitante de la presente solicitud simuló la distribución de potencia del circuito resonante 10. La FIGURA 4 muestra los porcentajes de la potencia de banda base Pr1, la potencia de duplicación de frecuencia Pr2, la potencia de triplicación de frecuencia Pr3, la potencia de pérdida de bobina Pbobina, y la potencia de pérdida parásita Pparásita en la potencia total Pr cuando el ciclo de trabajo D es 10%, 20%, 30%, 40%, y 50%, respectivamente. Como se muestra en la FIGURA 4, cuando el ciclo de trabajo D es igual a o menor que 30%, la potencia de banda base Pr1 representa menos de 90% de la potencia total Pr, y la potencia de triplicado de frecuencia Pr3, la potencia de pérdida de bobina Pbobina, y la potencia de pérdida parásita Pparásita cada una representa menos de 5% de la potencia total Pr. Cuando el ciclo de trabajo D es mayor que 30%, la potencia de banda base Pr1 es casi igual a la potencia total Pr, y la potencia de duplicación de frecuencia Pr2, la potencia de triplicación de frecuencia Pr3, la potencia de pérdida de bobina Pbobina, y la potencia de pérdida parásita Pparásita también representan cada una menos de 5% de la potencia total Pr.
De acuerdo con el análisis anterior, cuando el ciclo de trabajo D es grande, puesto que la potencia de banda base Pr1 es casi igual a la potencia total Pr, el circuito de estimación 111 no necesita compensar la potencia de banda base Pr1 y usa directamente el valor de potencia de banda base VPr1 como el valor de potencia estimado VPr12, tal que la potencia de entrada total de corriente Pr12 del circuito resonante 10 se pueda estimar exactamente. Como se menciona anteriormente, cuando el ciclo de trabajo D es pequeño, la potencia de banda base Pr1 representa menos del 90% de la potencia total Pr y la potencia de duplicación de frecuencia Pr2 aún representa una proporción considerable en la potencia total Pr. A fin de estimar más exactamente la potencia de entrada total de corriente Pr12 de acuerdo con la potencia de banda base Pr1, el circuito de estimación 111 compensa la potencia de banda base Pr1 utilizando el parámetro de compensación K para obtener el valor de potencia estimado VPr12.
En una modalidad, el circuito de estimación 111 establece un valor umbral y determina si compensar la potencia de banda base Pr1 de acuerdo con si el ciclo de trabajo D es mayor que el valor umbral. De acuerdo con la descripción anterior, el umbral se puede establecer en 30%.
La definición del parámetro de compensación K se describirá a continuación.
Suponiendo que la potencia de entrada total de corriente Pr12 se estima por la potencia de banda base Pr1 y la potencia de duplicación de frecuencia Pr2 de la ranura resonante, Pr12 se puede expresar como:
en donde:
v , , ( = ^ s i n (D/r))
K<representa el voltaje de banda base de la ranura resonante;>
represen a a mpe anca e up cac n e recuenca e en ra a e a ranura resonante;
R i,R2representan la resistencia de banda base y la resistencia de duplicación de frecuencia de la ranura resonante, respectivamente;
Li, L2representan la inductancia de banda base y la inductancia de duplicación de frecuencia de la ranura resonante, respectivamente;
Wsrepresenta la velocidad angular de operación.
en la Ecuación (5) se reescribe como:
*2
w e - ) 2 \2
1 )<^^1>y. ^2
Z2e
<^>V
en la Ecuación (5) se establece como K, en donde >1 es Kv, y ^ es K1, y entonces la Ecuación (5) se reescribe como:
Además,
en donde,Woes la velocidad angular resonante natural.
De acuerdo con la Ecuación (4) y la Ecuación (7), el parámetro de compensación K es la relación de la potencia de duplicación de frecuencia Pr2 con respecto a la potencia de banda base P1-1. De acuerdo con la Ecuación (5), la Ecuación (7) y la Ecuación (8), el parámetro Kv es con relación a la relación del voltaje de duplicación de frecuencia vr2 con respecto al voltaje de banda base vri, y el parámetro Ki es con relación a la relación de la resistencia de duplicación de frecuencia y el resistencia de banda base. Cuando el ciclo de trabajo D es 10% , 20% y 30% , el parámetro Kv es 0 ,9 , 0,65 y 0 ,35, respectivamente. Por lo tanto, de acuerdo con la Ecuación (8), se puede conocer que cuando el ciclo de trabajo D es mayor, la proporción de la potencia de doble frecuencia Pr2 es menor, lo que significa que el error que se induce cuando la potencia de entrada total de corriente Pri2 se estima de acuerdo con la potencia de banda base Pri es menor.
De acuerdo con lo anterior, cuando el ciclo de trabajo D es menor, el parámetro Kv es mayor, es decir, la proporción de la potencia de duplicación de frecuencia Pr2 es mayor. Por lo tanto, cuando la potencia de entrada total de corriente Pri2 se estima de acuerdo con la potencia de banda base Pri, la potencia de banda base Pri se necesita compensar. En la modalidad de la presente solicitud, el parámetro de compensación K se utiliza para compensar la potencia de banda base Pri, en donde el parámetro de compensación K es igual a la relación de la potencia de duplicación de frecuencia Pr2 con respecto a la potencia de banda base Pri y además igual al producto de los parámetros Kv y K1 (K= Kv K1).
De acuerdo con la Ecuación (10) a la Ecuación (12), el parámetro K1 se determina de acuerdo con los parámetros Kl y Kr. La FIGURA 5 muestra errores de los parámetros Kl y Kr y el parámetro correspondiente K1 bajo una operación general de una cocina de inducción. Como se muestra en la figura 5, dentro de un amplio intervalo de variación de los parámetros Kl y Kr (las áreas marcadas con puntos en la figura 5), el error del parámetro K1 es menor que 10%, lo que significa que el intervalo de variación del parámetro K1 no es grande. El parámetro K1 se puede considerar como un parámetro no afectado por el ciclo de trabajo D. Por lo tanto, de acuerdo con la modalidad de la presente solicitud, el dispositivo electrónico 1 puede obtener primero el parámetro de compensación K en un ciclo de trabajo específico D a través de una prueba o análisis, entonces obtener el parámetro Kv de acuerdo con la Ecuación (8), y finalmente estimar que el parámetro K1 es de acuerdo con el parámetro de compensación K y el parámetro Kv. El parámetro de compensación obtenido K y los parámetros Kv y K1 se almacenan en una memoria del dispositivo electrónico 1 o se almacenan en el circuito de estimación 111 como parámetros predeterminados que se pueden utilizar por el circuito de detección de potencia 11 durante la operación.
En una modalidad, el dispositivo electrónico 1 predetermina el parámetro de compensación K y los parámetros Kv y K1 que corresponden todos al ciclo de trabajo D de 10%. En este caso, el circuito de estimación 111 establece el valor umbral como 30% como un criterio para determinar si compensar la potencia de banda base Pr1.
En otras modalidades, el dispositivo electrónico 1 puede predeterminar una pluralidad de parámetros de compensación K y una pluralidad de parámetros Kv y K1 que corresponden a una pluralidad de ciclos de trabajo como los parámetros predeterminados. Cuando el circuito de detección de energía 11 opera, se puede seleccionar un parámetro de compensación K o un conjunto de parámetros K v y K1 entre los parámetros predeterminados de acuerdo con la señal de indicación S11 que representa el ciclo de trabajo D de la señal de conmutación Goh para compensar la energía de banda base Pr1.
En la modalidad anterior, el circuito de estimación 11 determina si compensar la potencia de banda base Pr1 de acuerdo con si el ciclo de trabajo D es mayor que un valor umbral. En otras modalidades, independientemente del ciclo de trabajo D de la señal de conmutación Goh, el circuito de estimación 111 compensa la potencia de banda base Pr1 de acuerdo con el parámetro de compensación K para obtener la potencia de entrada total de corriente estimada Pr12, y genera el valor de potencia estimado VPr12 de acuerdo con la potencia de entrada total de corriente estimada Pr12.
La FIGURA 3 muestra otra modalidad de ejemplo de un dispositivo electrónico. Con referencia a la FIGURA 3, el dispositivo electrónico 3 comprende un circuito resonante 10, un circuito de detección de potencia 11, un controlador 12, y un sensor de corriente 13 como se muestra en la figura 1. Las operaciones del circuito resonante 10, el circuito de detección de potencia 11, el controlador 12, y el sensor de corriente 13 se describen en los párrafos con relación a la modalidad de la figura 1, y la descripción se omite aquí.
Como se muestra en la FIGURA 3, el dispositivo electrónico 3 comprende además de circuito de ajuste 14. Un circuito de control 15 se compone del circuito de detección de potencia 11 y el circuito de ajuste 14 para controlar el circuito resonante 10. El circuito de ajuste 14 recibe el valor de potencia estimado VPr12 del circuito de estimación 111 y genera las señales de control Gh y Gl. El circuito de ajuste 14 calcula una diferencia de potencia entre el valor de potencia estimado VPr12 y el valor de potencia preestablecido VPr y ajusta los respectivos ciclos de trabajo de las señales de control Gh y Gl de acuerdo con la diferencia de potencia.
En la modalidad de la figura 3, el sensor de corriente 13 se arregla fuera del circuito de control 15. En otras modalidades, el sensor de corriente 13 se puede incluir dentro del circuito de control 15.
El controlador 12 recibe las señales de control Gh y Gl del circuito de ajuste 14 y genera las señales de conmutación Goh y Gol de acuerdo con las señales de control Gh y Gl para controlar los estados de encendido/apagado del elemento de conmutación de brazo superior Qh y el elemento de conmutación de brazo inferior Ql, respectivamente. Por lo tanto, el circuito de ajuste 14 ajusta o cambia los respectivos ciclos de trabajo de las señales de conmutación Goh y Gol al ajustar los respectivos ciclos de trabajo de las señales de control Gh y Gl. En la modalidad, el ciclo de trabajo de la señal de control Gh es igual al ciclo de trabajo (D) de la señal de conmutación Goh, y el ciclo de trabajo de la señal de control Gl es igual al ciclo de trabajo de la señal de conmutación GoL.
Con referencia a la FIGURA 3, el circuito de ajuste 14 incluye un restador 140, un ajustador de potencia 141, y un generador de señal 142. El restador 140 recibe el valor de potencia estimado VPr12 y el valor de potencia preestablecido VPr y calcula la diferencia entre el valor de potencia estimado VPr12 y el valor de potencia preestablecido VPr para generar un valor de diferencia de potencia VPd. El restador 140 transmite el valor de diferencia de potencia VPd al ajustador de potencia 141.
El ajustador de potencia 141 recibe la diferencia de potencia VPd y genera una señal de ajuste S14 de acuerdo con al menos una característica de la diferencia de potencia VPd. En la modalidad, la al menos una característica de la diferencia de potencia VPd comprende al menos una de la magnitud de la diferencia de potencia VPd y la polaridad (positiva o negativa) de la misma. La señal de ajuste S14 indica cómo ajustar los ciclos de trabajo de las señales de control G<h>y G<l>. Por ejemplo, la señal de ajuste S14 indica al menos uno de un intervalo de ajuste y una dirección de ajuste (ya sea creciente o decreciente) para ajustar los ciclos de trabajo de las señales de control G<h>y G<l>. El ajustador de potencia 141 proporciona la señal de ajuste S14 al generador de señal 142.
El generador de señal 142 recibe la señal de ajuste S14 y genera las señales de control G<h>y G<l>. El generador de señales 142 ajusta los ciclos de trabajo de las señales de control G<h>y G<l>de acuerdo con la señal de ajuste S14. El generador de señales 142 proporciona las señales de control G<h>y G<l>al controlador 12. El controlador 12 genera señales de conmutación G<oh>y G<ol>de acuerdo con las señales de control G<h>y G<l>para controlar los estados de encendido/apagado del elemento de conmutación del brazo superior Q<h>y el elemento de conmutación del brazo inferior Q<l>, respectivamente.
A través de las operaciones del circuito de detección de potencia 11 y el circuito de ajuste 14 en el circuito de control 15, el circuito de control 15 puede estimar la potencia de entrada total de corriente Pr12 del circuito resonante 10 de acuerdo con el valor de potencia de banda base VPr1 para generar el valor de potencia estimado VPr12. Los ciclos de trabajo de las señales de control G<h>y G<l>se ajustan con base en la diferencia entre el valor de potencia estimado VPr12 y el valor de potencia preestablecido deseado VPr, ajustando de esta manera las señales de conmutación G<oh>y G<ol>. A través de las operaciones de estimación y ajuste del circuito de control 15, la potencia de entrada total de corriente Pr12 del circuito resonante 10 es finalmente cercana a, o igual al valor de potencia preestablecido deseado VPr.
En tanto que la invención se ha descrito a manera de ejemplo y en términos de las modalidades preferidas, se va a entender que la invención no se limita a las modalidades divulgadas. Por el contrario, se limita sólo por las reivindicaciones.
Claims (7)
1. Un circuito de detección de potencia (11) para detectar la potencia de entrada total de corriente de un circuito resonante (10), que comprende:
un circuito de detección (110) que recibe una señal de corriente y obtiene potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con la señal de corriente para generar un valor de potencia de banda base, donde la señal de corriente representa una corriente de ranura resonante generada por el circuito resonante; y
un circuito de estimación (111) que recibe el valor de potencia de banda base y estima la potencia de entrada total de corriente de acuerdo con el valor de potencia de banda base para generar un valor de potencia estimado.
2. El circuito de detección de potencia como se reivindica en la reivindicación 1, donde:
el circuito resonante comprende un elemento de conmutación, y el elemento de conmutación opera de acuerdo con un ciclo de trabajo, y
el circuito de estimación obtiene la potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con el valor de potencia de banda base y compensa la potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con un parámetro de compensación para generar el valor de potencia estimado.
3. El circuito de detección de potencia como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, donde:
el circuito resonante comprende un elemento de conmutación, y el elemento de conmutación opera de acuerdo con un ciclo de trabajo,
cuando el ciclo de trabajo es mayor que un valor umbral, el circuito de estimación recibe el valor de potencia de banda base como el valor de potencia estimado,
cuando el ciclo de trabajo no es mayor que el valor umbral, el circuito de estimación obtiene la potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con el valor de potencia de banda base y compensa la potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con un parámetro de compensación para generar el valor de potencia estimado, y
el parámetro de compensación está con relación a una relación entre una potencia de duplicación de frecuencia predeterminada y una potencia de banda base predeterminada del circuito resonante en un valor específico del ciclo de trabajo.
4. El circuito de detección de potencia como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores, donde el circuito de detección comprende:
un filtro de paso de banda que recibe la señal de corriente y realiza una operación de filtrado de paso de banda en la señal de corriente para generar una señal de corriente de banda base, donde la señal de corriente de banda base representa una corriente de banda base de ranura resonante del circuito resonante;
un circuito de detección de valor de pico que recibe la señal de corriente de banda base y detecta un valor de pico de la corriente de banda base de ranura resonante de acuerdo con la señal de corriente de banda base; y un circuito de medición que recibe el valor de pico y mide la potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con el valor de pico y una resistencia de banda base para generar el valor de potencia de banda base, donde la resistencia de banda base representa una resistencia de banda base de ranura resonante del circuito resonante.
5. Un circuito de control para generar una primera señal de control y una segunda señal de control para controlar un circuito resonante, que comprende:
un circuito de detección de potencia como se reivindica en cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y un circuito de ajuste que recibe el valor de potencia estimado y genera la primera señal de control, donde el circuito de ajuste calcula una diferencia de potencia entre el valor de potencia estimado y un valor de potencia preestablecido y ajusta un ciclo de trabajo de la primera señal de control de acuerdo con la diferencia de potencia, donde el circuito de ajuste ajusta además la segunda señal de control de acuerdo con la diferencia de potencia, y donde el circuito resonante comprende un elemento de conmutación de brazo superior y un elemento de conmutación de brazo inferior que se conectan en serie, la primera señal de control se aplica para controlar el elemento de conmutación de brazo superior, y la segunda señal de control se aplica para controlar el elemento de conmutación de lado de brazo inferior.
6. El circuito de control como se reivindica en la reivindicación 5, donde:
cuando el ciclo de trabajo de la primera señal de control es mayor que un valor umbral, el circuito de estimación recibe el valor de potencia de banda base como el valor de potencia estimado,
cuando el ciclo de trabajo de la primera señal de control no es mayor que el valor umbral, el circuito de estimación obtiene la potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con el valor de potencia de banda base y compensa la potencia de banda base de ranura resonante de acuerdo con un parámetro de compensación para generar el valor de potencia estimado, y
donde el parámetro de compensación está con relación a una relación entre una potencia de duplicación de frecuencia predeterminada y una potencia de banda base predeterminada del circuito resonante en un valor específico del ciclo de trabajo.
7. El circuito de control como se reivindica en la reivindicación 5 o 6, donde el circuito de ajuste comprende:
un restador que recibe el valor de potencia estimado y el valor de potencia preestablecido y que calcula la diferencia entre el valor de potencia estimado y el valor de potencia preestablecido para generar el valor de diferencia de potencia;
un ajustador de potencia que recibe la diferencia de potencia y genera una señal de ajuste de acuerdo con al menos una característica de la diferencia de potencia; y
un generador de señal que genera la primera señal de control, donde el generador de señal recibe la señal de ajuste y ajusta el ciclo de trabajo de la primera señal de control de acuerdo con la señal de ajuste,
donde la por lo menos una característica de la diferencia de potencia comprende por lo menos una de una magnitud y una polaridad de la diferencia de potencia, y
la señal de ajuste indica al menos una de una amplitud de ajuste y una dirección de ajuste para ajustar el ciclo de trabajo.
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