[發明專利]多相切換電容式電源轉換器及其控制方法

在審

• 申請號: 201911030181.1
• 申請日: 2019-10-28
• 公開（公告）號: CN112448579A
• 公開（公告）日: 2021-03-05
• 發明（設計）人: 劉顯成;陳建甫
• 申請（專利權）人: 力智電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/32
• 代理公司: 中國商標專利事務所有限公司 11234
• 代理人: 張立晶;林琳

本發明公開了一種多相切換電容式電源轉換器及其控制方法。多相切換電容式電源轉換器包括第一相位轉換電路與第二相位轉換電路。第一相位轉換電路與第二相位轉換電路各自包括多個開關與飛馳電容。該些開關彼此串接且在該些開關之間具有第一節點與第二節點。飛馳電容耦接第一節點與第二節點。當第一相位轉換電路于工作模式且第二相位轉換電路于待機模式時，控制第二相位轉換電路中的部分的該些開關持續導通，以充電飛馳電容。本發明可避免在相位轉換的瞬間出現浪涌電流并維持穩定的輸出電壓，以提升多相切換電容式電源轉換器的工作效能。

技術領域

本發明是與多相電源轉換器有關，尤其是關于一種多相切換電容式電源轉換器及其控制方法。

背景技術

一般而言，多相切換電容式電源轉換器至少包括第一相位轉換電路與第二相位轉換電路，并且每一個相位轉換電路均包括飛馳電容(Flying capacitor)與彼此串接的多個開關。

如圖1所示，于時間T1之前，多相切換電容式電源轉換器為輕載，相位控制信號STEP處于低位準，脈寬調變信號PWM1致能且脈寬調變信號PWM2禁能；于時間T1，多相切換電容式電源轉換器從輕載變為重載，相位控制信號STEP也從低位準變為高位準，脈寬調變信號PWM1維持致能，而原本禁能的脈寬調變信號PWM2變為致能。

然而，在換相過程中，多相切換電容式電源轉換器通常沒有特殊的機制讓飛馳電容預充電，導致被啟動的上述第二相位轉換電路中與輸入電壓耦接的第一開關會在時間T1出現浪涌電流(Inrush current)IOUT2而燒毀，或是輸出電壓VOUT會出現峰值(Peak)波動而變得不穩定，嚴重影響多相切換電容式電源轉換器的工作效能，亟待改善。

發明內容

有鑒于此，本發明提出一種多相切換電容式電源轉換器及其控制方法，以有效解決現有技術所遭遇到的上述問題。

依據本發明的一具體實施例為一種多相切換電容式電源轉換器的控制方法。于此實施例中，多相切換電容式電源轉換器包括第一相位轉換電路與第二相位轉換電路。第一相位轉換電路與第二相位轉換電路各自均包括多個開關與飛馳電容。該些開關彼此串接且在該些開關之間具有第一節點與第二節點。飛馳電容耦接第一節點與第二節點。控制方法包括：當第一相位轉換電路于工作模式且第二相位轉換電路于待機模式時，控制第二相位轉換電路中的部分的該些開關持續導通，以充電飛馳電容。

于一實施例中，該些開關為依序串聯的第一開關、第二開關、第三開關及第四開關。第一節點在第一開關與第二開關之間且第二節點在第三開關與第四開關之間。于待機模式下，第二開關與第四開關持續導通。

于一實施例中，當多相切換電容式電源轉換器為輕載時，第一電源轉換電路處于工作模式且第二電源轉換電路處于待機模式。

于一實施例中，當多相切換電容式電源轉換器為重載時，第一電源轉換電路與第二電源轉換電路均處于工作模式。

依據本發明的另一具體實施例為一種多相切換電容式電源轉換器。于此實施例中，多相切換電容式電源轉換器包括第一相位轉換電路、第二相位轉換電路與控制器。第二相位轉換電路包括多個開關與飛馳電容。該些開關彼此串接且該些開關之間具有第一節點與第二節點。飛馳電容耦接第一節點與第二節點。控制器分別耦接第一相位轉換電路與第二相位轉換電路的該些開關。當控制器控制第一相位轉換電路于工作模式且控制第二相位轉換電路于待機模式時，控制器控制第二相位轉換電路中的部分的該些開關持續導通，以充電飛馳電容。

于一實施例中，多相切換電容式電源轉換器還包括輸出電容。當第二相位轉換電路處于待機模式時，輸出電容與飛馳電容維持并聯。

于一實施例中，第二相位轉換電路的該些開關為依序串聯的第一開關、第二開關、第三開關及第四開關，第一節點位于第一開關與第二開關之間且第二節點位于第三開關與第四開關之間。

于一實施例中，于待機模式下，第二開關與第四開關持續導通。