[發明專利]多相開關變換器及其控制器和控制方法

有效

• 申請號: 201210154862.0
• 申請日: 2012-05-18
• 公開（公告）號: CN102647074A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 姜禮節;歐陽茜;吳小康;張波;羅蘇華;任遠程;楊先慶
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M1/08
• 分類號: H02M1/08
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

技術領域

本發明的實施例涉及電子電路，尤其涉及一種多相開關變換器及其控制器和控制方法。

背景技術

近年來，隨著一些高性能CPU的出現，需要輸出電壓更小、輸出電流更大的開關變換器，對開關變換器的熱性能、EMI及負載瞬態響應的要求也不斷提高。多相開關變換器以其優越的性能，被廣泛應用于高性能CPU電源的解決方案。

圖1為現有的多相開關變換器100的框圖。多相開關變換器100包括N個開關電路，其中N為大于2的整數。該N個開關電路的輸入端接收輸入電壓VIN，輸出端耦接在一起以提供輸出電壓VOUT。比較器CMP1將輸出電壓VOUT與參考信號VREF進行比較，產生比較信號CMPO?？刂齐娐犯鶕容^信號CMPO產生N個控制信號CTRL1～CTRLN，以控制N個開關電路的導通與關斷。一般地，在比較信號CMPO為高電平時，控制電路將相應開關電路導通，以使該開關電路為負載提供能量。當開關電路的導通時長達到預設時長時，控制電路將該開關電路關斷。

在現有技術中，為了保證各相開關電路依次正常工作，控制電路在當前開關電路的關斷時長達到最小關斷時長t_{min_off_time}后，方根據比較信號CMPO來導通下一開關電路，但這無疑會對多相開關變換器的最大占空比D_max造成限制。最大占空比D_max可表示為：

Dmax=tonN(ton+tmin_off_time)<(100N)%---(1)]]>

其中t_on為開關電路的導通時長。在所需占空比大于(100/N)％的應用場合，現有的多相開關變換器無法正常工作。

圖2所示為現有的四相開關變換器的工作波形圖。根據公式(1)可知，該四相開關變換器的最大占空比D_max小于25％，因而無法應用在所需占空比大于25％的場合。

發明內容

根據本發明實施例的一種用于多相開關變換器的控制器，該多相開關變換器包括多個開關電路，該多個開關電路的輸出端耦接在一起以提供輸出電壓，該控制器包括：比較電路，耦接至多個開關電路的輸出端，基于參考信號和輸出電壓產生比較信號；以及控制電路，耦接至比較電路以接收比較信號，根據比較信號產生多個控制信號，以控制多個開關電路依次導通；其中在距當前開關電路被導通的時間達到第一時間閾值后，控制電路方可根據比較信號將下一相開關電路導通。

根據本發明實施例的一種多相開關變換器，包括：多個開關電路；以及如前所述的控制器。

根據本發明實施例的一種用于多相開關變換器的控制方法，該多相開關變換器包括多個具有開關管的開關電路，該多個開關電路的輸出端耦接在一起為負載提供輸出電壓，該控制方法包括：基于參考信號和輸出電壓產生比較信號；根據比較信號調節當前開關電路的控制信號，以控制當前開關電路導通；檢測距當前開關電路被導通的時間是否達到第一時間閾值；以及在距當前開關電路被導通的時間達到第一時間閾值后，方可根據比較信號調節下一相的控制信號，以控制下一相開關電路導通。

根據本發明的實施例，在距當前開關電路被導通的時間達到第一時間閾值后，方可控制下一相開關電路導通，這樣，相鄰兩相開關電路可以部分重疊導通，使得多相開關電路的占空比不再受限于(100/N)％，從而可滿足大占空比應用場合的要求。

附圖說明