[發明專利]自動相移和動態導通時間控制電流平衡多相恒定導通時間降壓變換器

有效

• 申請號: 201880092672.6
• 申請日: 2018-04-16
• 公開（公告）號: CN112042094B
• 公開（公告）日: 2021-12-10
• 發明（設計）人: 任晨曉
• 申請（專利權）人: 綜合器件技術公司
• 主分類號: H02M3/15
• 分類號: H02M3/15;H02M1/00;H02M3/158
• 代理公司: 中國貿促會專利商標事務所有限公司 11038
• 代理人: 陳華成

一種包括第一電路和第二電路的裝置。第一電路可以生成具有經調節的電壓的輸出信號并維持具有第一導通時間和第一關斷時間的恒定開關頻率。第二電路可以相對于該輸出信號基于相位延遲生成移位的信號并維持具有第二導通時間和第二關斷時間的移位的頻率。第二導通時間可以差該相位延遲跟隨第一導通時間。第二導通時間可以基于第一導通時間和負載的暫態條件。該裝置可以實現自動相移調整。電流感測比較可以在輸出信號與移位的信號之間實現逐周期比較以確定第二導通時間并執行調校操作以達到電感器電流平衡。

技術領域

本發明一般而言涉及電壓調節，并且更具體地涉及用于實現自動相移和動態導通(ON)時間控制電流平衡多相恒定導通時間降壓變換器的方法和/或裝置。

背景技術

恒定導通時間(COT)滯后變換器用于快速、動態響應、電壓調節(VR)系統?？焖?、動態響應VR系統包括低電壓微處理器和雙列直插式存儲器模塊(DIMM)應用。COT滯后降壓變換器顯示出有吸引力的優點，諸如快速響應時間。常規的多相降壓變換器利用電壓模式或峰值電流模式降壓結構構建，該多相降壓變換器具有同步的時鐘和若干電流共享電路。與COT滯后降壓拓撲相比，常規實施方式相對慢。當負載條件增加時，需要多相降壓變換器以有效地適應重負載暫態。COT降壓變換器的性質導致開關頻率不具有穩定的相位對準。對于主流應用而言，使用基于數字信號處理(DSP)或峰值電流檢測的解決方案以實現多相滯后降壓變換器是不切實際的。在沒有穩定的相位對準的情況下，實現多相操作將是挑戰。

將期望的是實現自動相移和動態導通時間控制電流平衡多相恒定導通時間降壓變換器。

發明內容

本發明包括涉及一種包括第一電路和第二電路的裝置的方面。第一電路可以被配置為生成具有經調節的電壓的輸出信號并維持具有第一導通時間和第一關斷時間的恒定開關頻率。第二電路可以被配置為相對于該輸出信號基于相位延遲生成移位的信號并維持具有第二導通時間和第二關斷時間的移位的頻率。第二導通時間可以在所述第一導通時間之后相差該相位延遲的恒定量。第二導通時間可以基于第一導通時間和負載的暫態條件。該裝置可以實現自動相移調整。在第一關斷時間和第二關斷時間期間在決定窗口內可以執行電流感測比較。電流感測比較可以在輸出信號的電流與移位的信號的電流之間實現逐周期電流比較以確定第二電路的第二導通時間并執行調校(tuning)操作以達到電感器電流平衡。

在上述裝置方面的一些實施例中，調校操作可以被配置為調整第二導通時間以使移位的信號的電流與所述輸出信號的電流匹配。

在上述裝置方面的一些實施例中，調校操作可以被配置為通過(i)數字遞增和(ii)數字遞減中的至少一個來調整第二導通時間，以實現快速電感器電流平衡。

在上述裝置方面的一些實施例中，自動相移調整可以被配置為在負載穩定時將恒定開關頻率與移位的頻率之間的相位差維持在180度。

在上述裝置方面的一些實施例中，保持第一導通時間并且調整第一關斷時間以趕上(catch)由負載的暫態條件造成的改變。

在上述裝置方面的一些實施例中，(i)負載的暫態條件包括負載降低(stepdown)，(ii)第一關斷時間可以被延長以趕上暫態條件，(iii)第二導通時間可以在相位延遲之后被斷言(assert)，以及(iv)第二關斷時間可以被自動延長以跟隨第一關斷時間。

在上述裝置方面的一些實施例中，(i)負載的暫態條件包括平緩的升高(stepup)，(ii)第一關斷時間可以減小，(iii)恒定開關頻率與移位的頻率之間的相位差小于180度，(iv)在決定窗口期間在第二關斷時間之后執行電流感測比較，以及(v)當負載返回到穩態時，相位差自動返回到180度。