[發(fā)明專利]用于功率級(jí)的自動(dòng)電流共享

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010426107.8
• 申請(qǐng)日: 2020-05-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112019047A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-12-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 菲利普·麥肯齊
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萬(wàn)國(guó)半導(dǎo)體國(guó)際有限合伙公司
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): H02M3/158;H02M1/088
• 代理公司: 上海元好知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 31323
• 代理人: 張妍;張靜潔

本裝置和相關(guān)方法涉及根據(jù)確定相位電流是否高于或低于所有相輸出電流的平均值，來(lái)調(diào)制N個(gè)交錯(cuò)的功率級(jí)中的每一個(gè)的工作周期。在說(shuō)明性示例中，工作周期調(diào)制可以在上升沿或下降沿上增加或減少延遲，這可以微調(diào)相位PWM信號(hào)，從而將相位電流校正為平均相位電流。例如，可以通過(guò)比較電阻兩端的電壓極性，來(lái)確定調(diào)制方式，該電阻在表示平均相位電流(IMON/N)的信號(hào)和相應(yīng)的相位電流之間延伸。通過(guò)使用延遲調(diào)制引擎，功率級(jí)可以本地且自主地改變PWM信號(hào)的脈沖寬度，以基本平衡所有交錯(cuò)功率級(jí)之間的相位電流。

技術(shù)領(lǐng)域

各個(gè)實(shí)施例主要涉及多功率級(jí)。

背景技術(shù)

電子器件，也被稱為負(fù)載，接收來(lái)自不同電子電源的功率。例如，某些電源可以在壁裝電源插座處耦合到負(fù)載裝置(例如，從主電源)，或者可以更直接地耦合到各種本地和/或便攜式電源(例如，電池、可再生能源、發(fā)電機(jī))。諸如中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)之類的某些負(fù)載設(shè)備，在滿足更高的輸入電流要求的同時(shí)，還要求嚴(yán)格的電壓調(diào)節(jié)和/或電源的高效率。

在某些電子設(shè)備中，電源電壓源(例如，電池輸入、整流市電電源、中間直流電源)可通過(guò)各種電壓轉(zhuǎn)換電路轉(zhuǎn)換為負(fù)載兼容電壓。開(kāi)關(guān)電源由于其高效率而已成為電壓轉(zhuǎn)換電路，因此經(jīng)常用于提供各種電子負(fù)載。

開(kāi)關(guān)模式電源使用開(kāi)關(guān)設(shè)備轉(zhuǎn)換電壓，該開(kāi)關(guān)設(shè)備以非常低的電阻導(dǎo)通并通過(guò)非常高的電阻關(guān)斷。開(kāi)關(guān)模式電源可以在一段時(shí)間內(nèi)為輸出電感器充電，并可以在隨后的時(shí)間段內(nèi)釋放部分或全部電感器能量。輸出能量可以被傳遞到一組輸出電容器，該組輸出電容器提供濾波以產(chǎn)生直流輸出電壓。在降壓型開(kāi)關(guān)電源中，穩(wěn)定狀態(tài)下的輸出電壓可能約為輸入電壓乘以工作周期，其中工作周期是通過(guò)開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間的持續(xù)時(shí)間除以一個(gè)開(kāi)關(guān)周期的通過(guò)開(kāi)關(guān)的總的接通時(shí)間和斷開(kāi)時(shí)間。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供的裝置和相關(guān)方法涉及調(diào)制N個(gè)交錯(cuò)的功率級(jí)中每個(gè)響應(yīng)的功率級(jí)中的工作周期，以確定相位電流高于或低于所有相位輸出電流的平均值。在說(shuō)明性示例中，工作周期調(diào)制可能會(huì)增加或減少上升沿或下降沿上的延時(shí)，從而精確調(diào)節(jié)相位PWM信號(hào)，將相位電流校正到平均相位電流。例如，可以通過(guò)比較電阻兩端的電壓極性來(lái)確定調(diào)制方式，該電阻表示平均相位電流(IMON/N)的信號(hào)和相應(yīng)的相位電流之間的延伸。通過(guò)使用延遲調(diào)制引擎，功率級(jí)可以在本地且自主地更改PWM信號(hào)的脈沖寬度，以實(shí)質(zhì)性平衡所有交錯(cuò)功率級(jí)之間的相位電流。

各種實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)一個(gè)或多個(gè)優(yōu)點(diǎn)。舉例來(lái)說(shuō)，PWM控制器可使用來(lái)自N個(gè)交錯(cuò)相位中的每一相(例如，功率級(jí))的電流感測(cè)信號(hào)來(lái)改變到每一級(jí)的PWM信號(hào)，以便平衡從每一相供應(yīng)的輸出電流。在各個(gè)實(shí)施例中，每個(gè)相中的功率級(jí)可能能夠自我調(diào)節(jié)其自身的輸出電流以匹配由其他N-1個(gè)交錯(cuò)相提供的平均電流，以實(shí)現(xiàn)相位之間的電流平衡。可以有利地通過(guò)每個(gè)功率級(jí)單獨(dú)地實(shí)現(xiàn)這種電流平衡，而無(wú)需通過(guò)例如PWM控制器的直接干預(yù)。多相電源中任意數(shù)量的交錯(cuò)相的總輸出電流可以報(bào)告給PWM控制器。在一些實(shí)施方式中，適合于平衡電流的電路可以與一些現(xiàn)有功率級(jí)架構(gòu)向后兼容。可以在每個(gè)階段中都實(shí)現(xiàn)電流共享，例如，通過(guò)將每級(jí)平均電流與將來(lái)自所有級(jí)的電流求和的復(fù)合平均電流進(jìn)行比較來(lái)實(shí)現(xiàn)。基于比較，可以在每個(gè)相應(yīng)的功率級(jí)控制電路中進(jìn)行工作周期調(diào)整，以使相應(yīng)的平均級(jí)電流基于平均復(fù)合電流進(jìn)行基本調(diào)節(jié)。