[發(fā)明專利]電流平衡電路及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 200910207698.3
• 申請日: 2009-10-29
• 公開（公告）號: CN101741238A
• 公開（公告）日: 2010-06-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: K·李
• 申請（專利權(quán)）人: 半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司
• 主分類號: H02M3/02
• 分類號: H02M3/02;H02M3/155
• 代理公司: 中國國際貿(mào)易促進(jìn)委員會(huì)專利商標(biāo)事務(wù)所 11038
• 代理人: 秦晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明通常涉及功率變換器，尤其是涉及多相功率變換器。

背景技術(shù)

功率變換器用在各種電子產(chǎn)品中，包括汽車、航空、電信和消費(fèi) 者電子設(shè)備。功率變換器，例如直流到直流(DC-DC)變換器已經(jīng)在 一般由電池供電的便攜式電子產(chǎn)品中廣泛使用，這些便攜電子產(chǎn)品例 如為，膝上型計(jì)算機(jī)、個(gè)人數(shù)字助理、呼機(jī)、移動(dòng)電話等。DC-DC 變換器能夠從單個(gè)電壓輸送多個(gè)電壓，而與從變換器流出的負(fù)載電流 無關(guān)，也不依賴于供給變換器的電源中的任何變化。一種用在便攜式 電子應(yīng)用中的類型的DC-DC變換器是降壓變換器。該變換器也稱為 切換模式電源，能夠?qū)⑤斎腚妷簭囊粋€(gè)電壓電平轉(zhuǎn)換到較低的電壓電 平。降壓變換器一般由可配置為多相控制器的控制器控制，該多相控 制器具有在不同的時(shí)間切換的多個(gè)輸出電流通道。在輸出電流通道中 流動(dòng)的輸出電流被匯總并輸送到負(fù)載。該配置的優(yōu)點(diǎn)是每個(gè)通道傳導(dǎo) 總負(fù)載電流的一部分。例如，在4相降壓控制器中，每個(gè)通道傳導(dǎo)輸 出電流的25％。這降低了每個(gè)輸出所消耗的功率。多相降壓控制器的 缺點(diǎn)是，當(dāng)電流不平衡時(shí)，其中一個(gè)電流通道將比其它電流通道傳導(dǎo) 更多的電流，這可導(dǎo)致熱失效。另一缺點(diǎn)是，耦合到控制器的動(dòng)態(tài)負(fù) 載可具有與多相降壓變換器的輸出之一相同的重復(fù)率。在這種情況 下，通道中的電流變得不平衡，從而使變換器遭受熱失效。

因此，具有一種在其輸出維持平衡電流的多相控制器電路及操作 該多相控制器電路的方法將是有利的。此外，希望該多相控制器電路 制造起來是成本和時(shí)間有效的。

附圖說明

結(jié)合附圖理解，從下面的詳細(xì)描述的閱讀中將更好地理解本發(fā) 明，其中相似的參考符號表示相似的元件，且其中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多相變換器電路的示意圖；

圖2是圖1的多相變換器電路的一部分的示意圖；以及

圖3是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的多相變換器電路的時(shí)序圖。

具體實(shí)施方式

圖1是根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式的在半導(dǎo)體基底中制造的多相功 率變換器10的結(jié)構(gòu)圖。圖2是多相功率變換器10的輸出級33的實(shí) 施方式的結(jié)構(gòu)圖。應(yīng)注意，圖1和2將在一起被描述。在圖1中示出 的是具有″n″組輸入12₁，12₂，12₃，...，12_n的脈沖寬度調(diào)制器(PWM) 電路12，其中″n″為整數(shù)。″n″組輸入中的每組輸入都包括誤差輸入 12_nA和振蕩器輸入12_nB。應(yīng)注意，在參考符號中使用字母“A”和“B” 來分別區(qū)分開誤差輸入和振蕩器輸入。因此，輸入12₁包括誤差輸入 12_1A和振蕩器輸入12_1B；輸入12₂包括誤差輸入12_2A和振蕩器輸入 12_2B；輸入12₃包括誤差輸入12_3A和振蕩器輸入12_3B；以及輸入12_n包括誤差輸入12_nA和振蕩器輸入12_nB。

多相功率變換器10進(jìn)一步包括具有連接到誤差輸入12_1A，12_2A， 12_3A，...，12_nA的輸出17的誤差放大器16和具有多個(gè)輸出的振蕩器18， 其中所述多個(gè)輸出連接到相應(yīng)的振蕩器輸入12_1B，12_2B，12_3B，...，12_nB。 根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施方式，誤差放大器16包括連接在負(fù)反饋配置中的 運(yùn)算放大器20，在該配置中阻抗22耦合在運(yùn)算放大器20的輸出和其 反相輸入之間，而阻抗24連接到運(yùn)算放大器20的反相輸入。作為例 子，阻抗22包括與串聯(lián)連接的電阻器28和電容器30并聯(lián)連接的電 容器26，而阻抗24包括電阻器。運(yùn)算放大器20的非反相輸入耦合成 接收參考電壓電平V_REF1。應(yīng)理解，誤差放大器16的反饋配置不是對 本發(fā)明的限制，且可使用對本領(lǐng)域技術(shù)人員是已知的其它反饋配置來 實(shí)現(xiàn)。