CN104506022A - 一种多路输出的开关变换器及其控制电路和控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种N路输出的开关变换器及其控制电路和控制方法，N是大于或等于2的整数，开关变换器包括用于每一路的开关，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制，所述控制电路根据第一路开关的开关控制信号和除第一路之外的当前路的置位信号判断当前路开关的相位，在当前路开关处于相位超前区时，将置位信号延迟一定的置位延迟时间以调整当前路开关的导通时刻，以及在当前路开关处于相位滞后区时，产生参考调整信号以调整当前路开关的导通时刻。本发明公开的N路输出开关变换器及其控制电路和控制方法，即使在不同路之间的电路参数、负载状态有所不同时，也能将各路相位控制为360/N度，从而较好的实现错相控制。

Description

一种多路输出的开关变换器及其控制电路和控制方法

技术领域

本发明一般地涉及电源，更具体地涉及用于多路输出的开关变换器。

背景技术

随着电子技术的发展，多路输出变换器越来越多的应用于需要多路供电的电子产品中。为了获得快速的瞬态响应速度、简单的电路结构以及平滑的模式切换，可以采用恒定导通时间(COT)控制作为多路输出变换器的控制电路。然而，对于多路输出的COT开关变换器而言，由于各路之间的输出电压的不同，各路开关的导通时长也不相同，从而各路开关之间的错相控制较难实现，各路开关之间的相位很难均匀分布，导致输入纹波增大及电磁兼容(EMC)性能恶化。导致这种相位的不均匀主要是由于各路输出的负载大小不同，以及电路参数的不同。

因此，希望提供一种N路输出的开关变换器，即使在不同路输出的参数有所不同时，也能将各路相位控制为360/N度，从而实现各路开关的错相控制。

发明内容

为解决现有技术的一个或多个问题而提出本发明。

根据本发明一实施例的一种用于N路输出的开关变换器的控制电路，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制，所述控制电路包括：N个比较电路，每个比较电路根据当前路的输出信号和当前路的参考信号产生置位信号，以控制当前路开关的导通时刻；N个开关控制电路，每个开关控制电路根据当前路的导通时长控制信号以及置位信号产生开关控制信号以控制当前路开关的导通及关断；其中所述控制电路根据第一路开关的开关控制信号和除第一路之外的当前路的置位信号判断当前路开关的相位，在当前路开关处于相位超前区时，控制电路将置位信号延迟一定的置位延迟时间以调整当前路开关的导通时刻，在当前路开关处于相位滞后区时，控制电路产生参考调整信号以调整当前路开关的导通时刻。

根据本发明一实施例的一种N路输出的开关变换器，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关以及如前所述的控制电路，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制。

根据本发明一实施例的一种用于N路输出的开关变换器的控制方法，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制，所述控制方法包括：根据每一路的输出信号和相应的参考信号产生置位信号，以控制每一路开关的导通时刻；产生用于每一路的导通时长控制信号，以控制每一路开关的导通时长；根据置位信号和导通时长控制信号产生用于每一路开关的开关控制信号以控制每一路开关的导通及关断；以及根据第一路开关的开关控制信号和除第一路之外每一路的置位信号判断除第一路之外每一路开关的相位；其中当除第一路之外的开关处于相位超前区时，将相应路的置位信号延迟一定的置位延迟时间，以控制相应路开关延迟导通；以及当除第一路之外的开关处于相位滞后区时，产生参考调整信号以控制相应路开关提前导通。

根据本发明提供的N路输出的开关变换器及其控制电路和控制方法，即使在不同路之间的电路参数、负载状态有所不同时，也能将各路相位控制为360/N度，从而较好的实现错相控制。

附图说明

结合附图，根据对示例性实施例的以下说明，本发明的总体构思的上述和/或其他方面将变得显而易见并更易于理解，在附图中，相同或相似的附图标记指示相同或相似的组成部分。其中：

图1示出了根据本发明实施例的多路输出的开关变换器100的框图。

图2示出了根据本发明实施例的多路输出的开关变换器200的电路原理图。

图3示出了根据本发明实施例的图2所示开关变换器200的相位判断电路16_i的电路原理图。

图4示出了根据本发明实施例的图3所示相位判断电路16_i的波形图。

图5示出了根据本发明实施例的图2所示开关变换器200的相位控制电路17_i的电路原理图。

图6示出了根据本发明实施例的图5所示相位控制电路17_i控制下的开关变换器200的波形图。

图7示出了根据本发明实施例的图2所示开关变换器200的用于第一路至第N路的频率控制环路13_i的电路原理图。

图8示出了根据本发明又一实施例的多路输出的开关变换器800的电路原理图。

图9示出了根据本发明又一实施例的多路输出的开关变换器900的电路原理图。

图10示出了根据本发明实施例的用于多路输出开关变换器的控制方法的流程图。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在下面对本发明的详细描述中，为了更好地理解本发明，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。为了清晰明了地阐述本发明，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本发明的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。

图1示出了根据本发明实施例的多路输出的开关变换器100的框图。在图1所示的实施例中，开关变换器100接收输入电压Vin，并通过第一路开关电路11_1产生第一路输出Out1，及通过第二路开关电路11_2产生第二路输出Out2。

开关变换器100包括开关电路11_1以及开关电路11_2，其中开关电路11_1中的至少一个开关受开关控制信号PWM1控制，开关电路11_2中的至少一个开关受开关控制信号PWM2控制。开关电路11_1接收输入电压Vin，并通过开关电路11_1中至少一个开关的导通与关断，将输入电压Vin转换为输出Out1。开关电路11_2接收输入电压Vin，并通过开关电路11_2中至少一个开关的导通与关断，将输入电压Vin转换为输出Out2。开关变换器100的控制电路包括用于控制开关电路11_1的子控制电路10_1，以及用于控制开关电路11_2的子控制电路10_2。

子控制电路10_1包括比较电路14_1，以及开关控制电路12_1。比较电路14_1根据开关电路11_1的输出信号Out1和参考信号Vref1产生置位信号SET1，以控制开关电路11_1中至少一个开关的导通时刻。其中开关电路11_1的输出信号Out1例如可以是输出电压、输出电流、输出功率等。在一个实施例中，开关变换器100还包括反馈电路20_1，产生代表输出信号Out1的反馈信号Vfb1。比较电路14_1根据反馈信号Vfb1和参考信号Vref1的比较结果产生置位信号SET1。开关控制电路12_1根据置位信号SET1和导通时长控制信号Ton1_1产生开关控制信号PWM1以控制开关电路11_1中至少一个开关的导通与关断，其中开关控制电路12_1根据置位信号SET1控制开关电路11_1中至少一个开关的导通时刻，以及根据导通时长控制信号Ton1_1控制开关电路11_1中至少一个开关的关断时刻。在一个实施例中，当反馈信号Vfb1小于参考信号Vref1时，置位信号SET1变为有效以控制开关电路11_1中至少一个开关导通。在一个实施例中，子控制电路10_1根据输入电压Vin、和/或输出信号Out1产生导通时长控制信号Ton1_1，以控制开关电路11_1中至少一个开关的导通时长，也就是关断时刻，从而控制开关电路11_1的开关频率。

子控制电路10_2包括比较电路14_2，开关控制电路12_2，以及错相控制电路101。和比较电路14_1相类似，比较电路14_2根据开关电路11_2的输出信号Out2和参考信号Vref2产生置位信号SET2，以控制开关电路11_2中至少一个开关的导通时刻。在一个实施例中，开关变换器100还包括反馈电路20_2，产生代表输出信号Out2的反馈信号Vfb2。错相控制电路101根据开关控制信号PWM1和置位信号SET2判断开关电路11_2中至少一个开关的相位。当开关电路11_2中至少一个开关的相位处于相位超前区时，错相控制电路101将置位信号SET2延迟一定的置位延迟时间产生延迟后的置位信号SET2_1以调整开关电路11_2中至少一个开关的导通时刻。当开关电路11_2中至少一个开关的相位处于相位滞后区时，错相控制电路101产生参考调整信号Vrefplus以调整参考信号Vref2，比较电路14_2根据反馈信号Vfb2和调整后的参考信号的比较结果产生置位信号SET2，从而调整开关电路11_2中至少一个开关的导通时刻。开关控制电路12_2根据置位信号SET2和导通时长控制信号Ton2_1产生开关控制信号PWM2以控制开关电路11_2中至少一个开关的导通与关断。在一个实施例中，子控制电路10_2根据输入电压Vin、和/或输出信号Out2产生导通时长控制信号Ton2_1，以控制开关电路11_2中至少一个开关的导通时长，也就是关断时刻，从而控制开关电路11_2的开关频率。

图1以两路输出的开关变换器100为例进行说明，然而本领域技术人员可知，开关变换器100也可以扩展至N路输出，N是大于或等于2的整数。扩展至N路输出的情况，与图1所示的子控制电路10_2类似，第K路的子控制电路根据第一路开关的开关控制信号PWM1和第K路的置位信号判断第K路开关的相位，在第K路开关处于相位超前区时，将第K路的置位信号延迟一定的置位延迟时间以调整第K路开关的导通时刻，以及在第K路开关处于相位滞后区时，产生参考调整信号以调整第K路开关的导通时刻，其中K是大于1且小于或等于N的整数。

图2示出了根据本发明实施例的多路输出的开关变换器200的电路原理图。开关变换器200包括N路输出，N是大于或等于2的整数。如图2所示，开关变换器200包括N个开关电路11_1～11_N，每个开关电路11_i包括至少一个开关，所述开关受相应的开关控制信号PWMi控制，i是大于等于1，且小于等于N的整数。以下所述第i路开关是指开关电路11_i中的至少一个开关。开关电路11_i接收输入电压Vin，提供输出电压Voi。

开关变换器200的控制电路包括N个子控制电路10_1～10_N。其中用于开关电路11_1的子控制电路10_1包括导通时长产生电路201_1，频率控制环路13_1，比较电路14_1，运算电路15_1，以及开关控制电路12_1。导通时长产生电路201_1产生导通时长控制信号Ton1，以控制第一路开关的导通时长。频率控制环路13_1接收开关控制信号PWM1和周期参考信号Peref，并根据开关控制信号PWM1得到第一路开关的开关周期，通过第一路开关的开关周期和周期参考信号Peref代表的周期参考值相比较产生导通时长调整信号DeTon1，用于调整第一路开关的导通时长，以控制第一路开关的开关周期等于周期参考信号Peref代表的周期参考值。运算电路15_1根据导通时长控制信号Ton1和导通时长调整信号DeTon1之和(Ton1+DeTon1)在其输出端输出调整后的导通时长控制信号Ton1_1，以控制开关电路11_1中开关的导通时长。比较电路14_1根据参考信号Vref1和输出电压Vo1产生置位信号SET1，以控制开关电路11_1中开关的导通时刻。在一个实施例中，比较电路14_1包括比较器，比较器具有正相输入端，反相输入端和输出端，正相输入端接收参考信号Vref1，反相输入端接收代表输出电压Vo1的反馈信号Vfb1，输出端根据参考信号Vref1和反馈信号Vfb1的比较结果输出置位信号SET1。开关控制电路12_1耦接至运算电路15_1的输出端以接收调整后的导通时长控制信号Ton1_1，耦接至比较电路14_1的输出端以接收置位信号SET1，开关控制电路12_1的输出端根据调整后的导通时长控制信号Ton1_1和置位信号SET1提供开关控制信号PWM1至开关电路11_1，以控制开关电路11_1中开关的导通与关断。

除用于第一路之外的子开关控制电路10_i除了包括和子开关控制电路10_1对应的导通时长产生电路201_i，频率控制环路13_i，运算电路15_i，比较电路14_i，以及开关控制电路12_i之外，还包括错相控制电路，其中错相控制电路包括相位判断电路16_i，相位控制电路17_i，运算电路18_i，以及延迟电路19_i。

频率控制环路13_i接收用于第i路的开关控制信号PWMi和周期参考信号Peref，并根据开关控制信号PWMi得到第i路开关的开关周期，通过第i路开关的开关周期和周期参考信号Peref代表的周期参考值相比较产生导通时长调整信号DeToni，用于调整第i路开关的导通时长，以控制第i路开关的开关周期等于周期参考信号Peref代表的周期参考值。运算电路15_i根据导通时长调整信号DeToni和导通时长控制信号Toni之和(DeToni+Toni)在其输出端输出调整后的导通时长控制信号Toni_1，以控制开关电路11_i中开关的导通时长。

相位判断电路16_i根据第一路开关的开关控制信号PWM1和第i路的置位信号SETi，判断第i路开关的相位，并产生相位判断信号Flagi和延迟信号Tdi。当第i路处于相位超前区时，相位判断信号Flagi为第一状态，例如Flagi＝“1”；当第i路处于相位滞后区时，相位判断信号Flagi为第二状态，例如Flagi＝“0”。相位控制电路17_i根据相位判断信号Flagi产生参考调整信号Vrefplus，以及根据相位判断信号Flagi和延迟信号Tdi产生置位延迟信号Tdi_1。子控制电路10_i在相位判断信号Flagi处于第一状态时根据置位延迟信号Tdi_1控制第i路开关延迟导通以实现错相控制。在一个实施例中，在相位判断信号Flagi处于第一状态时，子控制电路10_i根据置位延迟信号Tdi_1将置位信号SETi延迟一定的置位延迟时间产生延迟后的置位信号SETi_1。子控制电路10_i在相位判断信号Flagi处于第二状态时根据参考调整信号控制第i路开关提前导通以实现错相控制。在一个实施例中，在相位判断信号Flagi处于第二状态时，子控制电路10_i根据参考调整信号Vrefplus和参考信号Vrefi之和产生调整后的参考信号Vrefi_1。理想情况下的错相控制也就是控制使得每相邻两路开关的开关控制信号在相位上相差360/N度。例如，对两路输出的开关变换器而言，控制使得第一路的开关控制信号PWM1和第二路的开关控制信号PWM2相差180度；对三路输出的开关变换器而言，控制使得第一路的开关控制信号PWM1和第二路的开关控制信号PWM2之间相差120度，第二路的开关控制信号PWM2和第三路的开关控制信号之间相差120度。

运算电路18_i将参考调整信号Vrefplus与参考信号Vrefi之和(Vrefi+Vrefplus)作为调整后的参考信号Vrefi_1输出至比较电路14_i。比较电路14_i根据参考信号Vrefi和输出电压Voi产生置位信号SETi，以控制第i路开关的导通时刻。在一个实施例中，比较电路14_i包括比较器，比较器具有正相输入端，反相输入端和输出端，正相输入端接收调整后的参考信号Vrefi_1，反相输入端接收代表输出电压Voi的反馈信号Vfbi，输出端根据调整后的参考信号Vrefi_1和反馈信号Vfbi的比较结果输出置位信号SETi。延迟电路19_i接收置位延迟信号Tdi_1和置位信号SETi，将置位信号SETi延迟置位延迟信号Tdi_1所代表的置位延迟时间得到延迟后的置位信号SETi_1。开关控制电路12_i根据调整后的导通时长控制信号Toni_1和延迟后的置位信号SETi_1提供开关控制信号PWMi至开关电路11_i，以控制开关电路11_i中开关的导通与关断。

在频率控制环路13_1～13_N的作用下，开关电路11_1～11_N中开关的开关周期都等于周期参考信号Peref代表的周期参考值，也就是开关电路11_1～11_N中开关的开关频率都相同，从而进一步保证了能够对各路开关实现错相控制。

图3示出了根据本发明实施例的图2所示开关变换器200的相位判断电路16_i的电路原理图。相位判断电路16_i包括延迟单元21和计算单元22。延迟单元21接收第一路开关的开关控制信号PWM1，并产生第i路的置位参考信号SETi_ref。在一个实施例中，延迟单元21根据第一路开关的开关控制信号PWM1的状态延迟置位参考延迟时间Ti得到第i路的置位参考信号SETi_ref。计算单元22根据第i路的置位信号SETi和第i路的置位参考信号SETi_ref判断第i路开关的相位并输出相位判断信号Flagi，根据第i路的置位信号SETi和第i路的置位参考信号SETi_ref之间的相位差产生延迟信号Tdi。以下结合图4所示波形具体分析相位判断电路16_i的工作原理。

图4示出了根据本发明实施例的图3所示相位判断电路16_i的波形图。图4中自上而下波形依次为开关控制信号PWM1，置位参考信号SETi_ref，置位信号SETi，以及相位判断信号Flagi。在图4所示的实施例中，延迟单元21将开关控制信号PWM1变为有效以导通第一路开关的时刻，也就是图4所示PWM1变为高电平的时刻，延迟置位参考延迟时间Ti，置位参考信号SETi_ref变为有效，例如高电平，以指示为实现错相控制而预期的第i路开关导通的时刻。在一个实施例中，置位参考延迟时间Ti随着第i路开关的导通时长的增大而减小，随着第一路开关的导通时长的增大而增大。在一个实施例中置位参考延迟时间Ti等于：

Ti＝(i-1)Ts/N–(TONi-TON1)/2   (1)

其中Ts为第一路开关的开关周期，TONi为第i路开关的导通时长，TON1为第一路开关的导通时长。

本领域技术人员可以理解，延迟单元21也可以根据开关控制信号PWM1的其它状态延迟一定的置位参考延迟时间得到置位参考信号SETi_ref，例如根据开关控制信号PWM1处于高电平状态下的的中点处延迟置位参考延迟时间Ti_2后，置位参考信号SETi_ref变为有效，置位参考延迟时间Ti_2例如可以等于：

Ti_2＝(i-1)Ts/N–(TONi)/2   (2)

在图4所示的实施例中，在tp1时刻，置位信号SETi变为有效，例如高电平，以指示反馈信号Vfbi小于调整后的参考信号Vrefi_1。如图4所示，置位信号SETi超前于置位参考信号SETi_ref，判断第i路开关处于相位超前区，相位判断信号Flagi在tp1时刻置高，也就是变为第一状态。在tp2时刻，置位参考信号SETi_ref置高，超前于对应的置位信号SETi，也就是置位信号SETi滞后于置位参考信号SETi_ref时，判断第i路开关处于相位滞后区，相位判断信号Flagi在tp2时刻置低，也就是变为第二状态。在一个实施例中，当第i路开关处于相位超前区时，计算单元22根据置位信号SETi和置位参考信号SETi_ref之间的相位差产生延迟信号Tdi。在图4所示的实施例中，延迟信号Tdi代表了从置位信号SETi变为有效到置位参考信号SETi_ref变为有效的时间间隔。在一个实施例中，当第i路开关处于相位滞后区时，延迟信号Tdi代表的延迟时间为零。

图5示出了根据本发明实施例的图2所示开关变换器200的相位控制电路17_i的电路原理图。相位控制电路17_i包括超前区控制单元41和滞后区控制单元42。超前区控制单元41接收相位判断信号Flagi和延迟信号Tdi，当相位判断信号Flagi指示第i路开关处于相位超前区时，超前区控制单元41根据延迟信号Tdi产生置位延迟信号Tdi_1，当相位判断信号Flagi指示第i路开关处于相位滞后区时，置位延迟信号Tdi_1为零。在一个实施例中，超前区控制单元41还接收固定延迟时间信号TDL，当延迟信号Tdi代表的延迟时间大于固定延迟时间信号TDL代表的延迟时间时，置位延迟信号Tdi_1等于固定延迟时间信号TDL，固定延迟时间信号TDL代表的延迟时间例如为40ns；否则，当延迟信号Tdi代表的延迟时间小于固定延迟时间信号TDL代表的延迟时间时，置位延迟信号Tdi_1等于延迟信号Tdi。滞后区控制单元42接收相位判断信号Flagi，并根据相位判断信号Flagi产生参考调整信号Vrefplus。当相位判断信号Flagi指示第i路开关处于相位滞后区时，参考调整信号Vrefplus等于一预设值，例如5mV；当相位判断信号Flagi指示第i路开关处于相位超前区时，参考调整信号Vrefplus等于零。以下结合图6所示波形具体分析相位控制电路17_i的工作原理。

图6示出了根据本发明实施例的图5所示相位控制电路17_i控制下的开关变换器200的波形图。图6所示的波形从上至下依次为开关控制信号PWM1，相位判断信号Flagi，调整后的参考信号Vrefi_1，置位信号SETi，延迟后的置位信号SETi_1，以及开关控制信号PWMi。如图6所示，反馈信号Vfbi和调整后的参考信号Vrefi_1相比较，当反馈信号Vfbi小于调整后的参考信号Vrefi_1时，置位信号SETi变为高电平。在tp3时刻，相位判断信号Flagi为高电平，指示第i路开关处于相位超前区，将置位信号SETi延迟置位延迟信号Tdi_1代表的置位延迟时间后，在tp4时刻延迟后的置位信号SETi_1变为高电平，开关控制信号PWMi变为高电平以导通第i路开关。如图6所示，当相位判断信号Flagi为高电平时，调整后的参考信号Vrefi_1等于参考信号Vrefi；当相位判断信号Flagi为低电平时，指示第i路开关处于相位滞后区，调整后的参考信号Vrefi_1等于参考信号Vrefi与参考调整信号Vrefplus之和(Vrefi+Vrefplus)。在tp5时刻，相位判断信号Flagi为低电平且反馈信号Vfbi小于调整后的参考信号Vrefi_1，置位信号SETi变为高电平，置位延迟时间为零，延迟后的置位信号SETi_1变为高电平，开关控制信号PWMi变为高电平以导通第i路开关。

图7示出了根据本发明实施例的图2所示开关变换器200的用于第一路至第N路的频率控制环路13_i的原理图。频率控制环路13_i包括计算单元61，误差放大电路62，以及补偿网络63。计算单元61接收开关控制信号PWMi，并根据开关控制信号PWMi得到代表了第i路开关的开关周期的周期信号Peri。在一个实施例中，计算单元61例如可以包括计时电路，通过对开关控制信号PWMi相邻两个上升沿计时得到周期信号Peri。误差放大电路62接收周期信号Peri和周期参考信号Peref，并根据周期信号Peri和周期参考信号Peref之间的差值输出误差信号Errori。补偿网络63根据误差信号Errori得到导通时长调整信号DeToni。补偿网络63例如可以是比例积分(PI)网络，比例积分微分(PID)网络或非线性网络等任意适合的闭环控制网络。

图8示出了根据本发明又一实施例的多路输出的开关变换器800的电路原理图。开关变换器800和图2所示的多路输出的开关变换器200不同之处在于开关变换器800不包括频率控制环路13_1～13_N，开关控制电路10_1～10_N接收相应的导通时长控制信号Ton1～TonN，以控制相应的开关电路11_1～11_N中开关的导通时长。

图9示出了根据本发明又一实施例的多路输出的开关变换器900的电路原理图。开关变换器900和图2所示的多路输出的开关变换器200不同之处在于相位控制电路17_i还产生导通时长调整信号Tonplus，开关控制电路12_i通过运算电路15_i接收导通时长控制信号Toni、导通时长调整信号DeToni以及导通时长调整信号Tonplus之和(Toni+DeToni+Tonplus)以精确控制开关电路11_i中开关的导通时长，也就是控制开关电路11_i中开关的关断时刻。在一个实施例中，当相位判断电路16_i判断第i路开关处于相位超前区时，相位控制电路17_i根据延迟信号Tdi输出置位延迟信号Tdi_1，同时根据一预设值输出导通时长调整信号Tonplus，预设值例如等于5ns，以精细调整开关电路11_i中开关的导通时长，进一步保证电路的稳定性。以开关电路11_i采用降压式拓扑为例进行说明。当第i路开关处于相位超前区时，置位延迟信号Tdi_1控制第i路开关在置位信号SETi置高之后延迟导通，导致开关电路11_i中的电感电流就会在置位信号SETi信号置高之后继续下降，在该开关周期内的电感电流的平均值就会比正常情况下小，继而引起输出电压Voi在该开关周期内比稳定值低，输出电压Voi的变化又会引起下一个开关周期的置位信号SETi置高时刻的变化，从而可能引起输出电压Voi的振荡。开关变换器800通过产生导通时长调整信号Tonplus进一步精细调整开关电路11_i中开关的导通时间长度，有利于保证电路的稳定性。

图10示出了根据本发明实施例的用于多路输出开关变换器的控制方法的流程图。该开关变换器包括N路输出，N是大于等于2的整数。该开关变换器包括用于每一路的开关，所述开关受相应的开关控制信号控制。该控制方法包括步骤101～105。

在步骤101，根据每一路的输出信号和相应的参考信号产生置位信号，以控制每一路开关的导通时刻。

在步骤102，产生用于每一路的导通时长控制信号，以控制每一路开关的导通时长。

在一个实施例中，步骤102还包括根据预设的周期参考值和每一路开关的开关周期的比较结果，调整每一路开关的导通时长，以控制每一路开关的开关周期等于预设的周期参考值。

在步骤103，根据置位信号和导通时长控制信号产生用于每一路开关的开关控制信号，以控制每一路开关的导通与关断。

在步骤104，根据第一路开关的开关控制信号和除第一路之外的每一路的置位信号判断除第一路之外每一路开关的相位。

在一个实施例中，判断除第一路之外每一路开关的相位包括，根据第一路开关的开关控制信号变为有效以导通第一路开关的时刻延迟置位参考延迟时间得到置位参考信号，以及根据置位信号和置位参考信号判断除第一路之外每一路开关的相位，其中当置位信号在相位上超前于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位超前区，以及当置位信号在相位上滞后于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位滞后区。

在步骤105，根据除第一路之外每一路开关的相位调整相应路开关的导通时刻，以实现对各路开关的错相控制。

在一个实施例中，当除第一路之外的开关处于相位超前区时，将相应路的置位信号延迟一定的置位延迟时间，以控制相应路开关延迟导通；当除第一路之外的开关处于相位滞后区时，产生参考调整信号以控制相应路开关提前导通。

在一个实施例中，在当前路开关处于相位超前区时，根据从置位信号有效到置位参考信号有效的时间间隔产生置位延迟时间。

在一个实施例中，上述控制方法还包括，在当前路开关处于相位超前区时，控制当前路开关的导通时长增大一预设值，例如5ns。

需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换、或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (16)

1.一种用于N路输出的开关变换器的控制电路，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制，所述控制电路包括：

N个比较电路，每个比较电路根据当前路的输出信号和当前路的参考信号产生置位信号，以控制当前路开关的导通时刻；

N个开关控制电路，每个开关控制电路根据当前路的导通时长控制信号以及置位信号产生开关控制信号以控制当前路开关的导通及关断；其中

所述控制电路根据第一路开关的开关控制信号和除第一路之外的当前路的置位信号判断当前路开关的相位，在当前路开关处于相位超前区时，控制电路将置位信号延迟一定的置位延迟时间以调整当前路开关的导通时刻，在当前路开关处于相位滞后区时，控制电路产生参考调整信号以调整当前路开关的导通时刻。

2.如权利要求1所述的控制电路，还包括N-1个除用于第一路之外的错相控制电路，其中每个错相控制电路包括：

相位判断电路，根据第一路开关的开关控制信号和当前路的置位信号判断当前路开关的相位，并产生相位判断信号和第一延迟信号；以及

相位控制电路，其中当相位判断信号处于第一状态时，所述相位控制电路根据第一延迟信号产生置位延迟信号以控制当前路开关延迟导通，以及当相位判断信号处于第二状态时，所述相位控制电路产生参考调整信号以控制当前路开关提前导通。

3.如权利要求2所述的控制电路，其中每个错相控制电路还包括：

延迟电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至相位控制电路以接收置位延迟信号，第二输入端耦接至当前路的比较电路以接收置位信号，输出端将置位信号延迟置位延迟信号所代表的置位延迟时间，得到延迟后的置位信号；以及

运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至相位控制电路以接收参考调整信号，第二输入端接收当前路的参考信号，输出端根据当前路的参考信号和参考调整信号之和输出调整后的参考信号；其中

除用于第一路之外的N-1个比较电路，根据代表当前路的输出信号的反馈信号和相应的调整后的参考信号的比较结果产生置位信号；以及

除用于第一路之外的N-1个开关控制电路，根据延迟后的置位信号控制当前路开关的导通时刻，以及根据当前路的导通时长控制信号控制当前路开关的关断时刻。

4.如权利要求1所述的控制电路，还包括相位判断电路，所述相位判断电路包括：

延迟单元，具有输入端和输出端，其中输入端接收第一路开关的开关控制信号，输出端输出置位参考信号，所述延迟单元根据第一路开关的开关控制信号变为有效以导通第一路开关的时刻延迟一定的置位参考延迟时间得到置位参考信号；以及

第一计算单元，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中第一输入端耦接至延迟单元的输出端以接收置位参考信号，第二输入端接收当前路的置位信号，第一输出端根据置位参考信号和当前路的置位信号判断当前路开关的相位并输出相位判断信号，第二输出端根据置位信号和置位参考信号之间的相位差产生第一延迟信号。

5.如权利要求4所述的控制电路，其中所述置位参考延迟时间随着当前路开关的导通时长的增大而减小，随着第一路开关的导通时长的增大而增大。

6.如权利要求4所述的控制电路，其中：

在当前路的置位信号在相位上超前于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位超前区，相位判断信号变为第一状态，第一延迟信号代表了从置位信号有效到置位参考信号有效的时间间隔；以及

在当前路的置位信号在相位上滞后于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位滞后区，相位判断信号变为第二状态。

7.如权利要求4所述的控制电路，还包括相位控制电路，所述相位控制电路包括：

超前区控制单元，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一计算单元的第一输出端以接收相位判断信号，第二输入端耦接至第一计算单元的第二输出端以接收第一延迟信号，其中当相位判断信号处于第一状态时，超前区控制单元的输出端根据第一延迟信号输出置位延迟信号，当相位判断信号处于第二状态时，超前区控制单元输出的置位延迟信号为零；以及

滞后区控制单元，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至第一计算单元的第一输出端以接收相位判断信号，输出端输出参考调整信号，其中当相位判断信号处于第二状态时滞后区控制单元根据预设值输出参考调整信号，当相位判断信号处于第一状态时，滞后区控制单元输出的参考调整信号为零。

8.如权利要求1所述的控制电路，还包括N个频率控制环路，每个频率控制环路根据当前路开关的开关周期和一预设的周期参考值产生第一导通时长调整信号，用于调整当前路开关的导通时长，以控制当前路开关的开关周期等于所述预设的周期参考值。

9.如权利要求8所述的控制电路，其中所述控制电路在当前路开关处于相位超前区时产生第二导通时长调整信号，并根据第二导通时长调整信号、导通时长控制信号、以及第一导通时长调整信号之和控制当前路开关的导通时长。

10.如权利要求8所述的控制电路，其中所述每个频率控制环路包括：

第二计算单元，具有输入端和输出端，其中输入端接收当前路开关的开关控制信号，输出端根据当前路开关的开关控制信号输出代表了当前路开关的开关周期的周期信号；

误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第二计算单元的输出端以接收周期信号，第二输入端接收周期参考信号，输出端根据周期信号和周期参考信号之间的差值输出误差信号；以及

补偿网络，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至误差放大电路的输出端以接收误差信号，输出端根据误差信号输出第一导通时长调整信号。

11.一种N路输出的开关变换器，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关以及如权利要求1～10所述的控制电路，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制。

12.一种用于N路输出的开关变换器的控制方法，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制，所述控制方法包括：

根据每一路的输出信号和相应的参考信号产生置位信号，以控制每一路开关的导通时刻；

产生用于每一路的导通时长控制信号，以控制每一路开关的导通时长；

根据置位信号和导通时长控制信号产生用于每一路开关的开关控制信号以控制每一路开关的导通及关断；以及

根据第一路开关的开关控制信号和除第一路之外每一路的置位信号判断除第一路之外每一路开关的相位；其中

当除第一路之外的开关处于相位超前区时，将相应路的置位信号延迟一定的置位延迟时间，以控制相应路开关延迟导通；以及

当除第一路之外的开关处于相位滞后区时，产生参考调整信号以控制相应路开关提前导通。

13.根据权利要求12所述的控制方法，其中判断除第一路之外每一路开关的相位包括：

根据第一路开关的开关控制信号变为有效以导通第一路开关的时刻延迟一定的置位参考延迟时间得到置位参考信号；以及

根据置位信号和置位参考信号判断除第一路之外每一路开关的相位；其中

当置位信号在相位上超前于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位超前区；以及

当置位信号在相位上滞后于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位滞后区。

14.根据权利要求13所述的控制方法，还包括在当前路开关处于相位超前区时，根据从置位信号有效到置位参考信号有效的时间间隔产生置位延迟时间。

15.根据权利要求12所述的控制方法，还包括在当前路开关处于相位超前区时，增大当前路开关的导通时长。

16.根据权利要求12所述的控制方法，还包括根据预设的周期参考值和每一路开关的开关周期的比较结果，调整每一路开关的导通时长以控制每一路开关的开关周期等于所述预设的周期参考值。