CN105765842A - 具有多个开关转换器的供电系统中的相位偏移的确定 - Google Patents

具有多个开关转换器的供电系统中的相位偏移的确定 Download PDF

Info

Publication number
CN105765842A
CN105765842A CN201380081233.2A CN201380081233A CN105765842A CN 105765842 A CN105765842 A CN 105765842A CN 201380081233 A CN201380081233 A CN 201380081233A CN 105765842 A CN105765842 A CN 105765842A
Authority
CN
China
Prior art keywords
electric pressure
pressure converter
phase offset
switch
phase
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201380081233.2A
Other languages
English (en)
Inventor
A·拉森
M·梅尔特格
T·霍尔伯格
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Original Assignee
Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB filed Critical Telefonaktiebolaget LM Ericsson AB
Publication of CN105765842A publication Critical patent/CN105765842A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H02M1/15—Arrangements for reducing ripples from dc input or output using active elements
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R29/00—Arrangements for measuring or indicating electric quantities not covered by groups G01R19/00 - G01R27/00
    • G01R29/18—Indicating phase sequence; Indicating synchronism
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/14—Arrangements for reducing ripples from dc input or output
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/008—Plural converter units for generating at two or more independent and non-parallel outputs, e.g. systems with plural point of load switching regulators

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

一种用于确定供电系统的开关元件之间的开关相位分布的控制器(500)。该供电系统具有多个电压转换器，每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定频率对开关元件进行开关而把被供应给这些电压转换器的输入电压转换为相应的输出电压。控制器(500)包括：接收器(510)，用于接收指示来自这些电压转换器中的每个电压转换器对这些电压转换器的输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；以及排名确定模块(520)，被配置为按照减少对波纹电压的贡献的顺序对这些电压转换器进行排名。控制器(500)进一步包括开关相位偏移计算器(530)，开关相位偏移计算器(530)被配置为通过以下各项来计算将应用于这些电压转换器中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移：(i)计算两个最高排名的电压转换器的相应相位偏移，其将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹；(ii)计算下一最高排名的电压转换器的相位偏移，其将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹；以及(iii)针对排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)。控制器(500)还包括：输出信号生成器(540)，被配置为生成定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个输出信号。

Description

具有多个开关转换器的供电系统中的相位偏移的确定
技术领域
本文的公开内容总体上涉及具有多个电压转换器的供电系统的领域，每个电压转换器被配置为通过以预定频率对开关元件进行开关而将输入电压转换为输出电压，并且更具体地涉及确定这样的供电系统中的电压转换器之间的开关相位的分布。
背景技术
近年来，具有多个开关电压转换器的供电系统的发展已经导致了许多种类的电子装备的性能和效率上的改进。
例如，对于各种应用领域中比以往更快且更复杂的信号和数据处理的需求已经加剧了对于具有多个高性能集成电路(例如，处理器、ASIC和FPGA)的新一代信号处理系统的需要，高性能集成电路的特征在于它们对于多个低供电电压的需要、高电流水平的需求、以及严格的供电电压调节要求。通过多转换器供电系统来满足这些需要，诸如所谓的中间总线架构(IBA)电源，其经由两级电压转换布置从输入功率源提供某个数目的严格调节的电压。
图1是示出了常规IBA电源的示例的示意图。在图1的示例中，IBA功率系统10是两级功率分布网络，其包括连接到输入功率总线30的第一级DC/DC转换器20，输入功率总线30通常处于36-75V、18-36V或18-60V之间的电压VDCH。IBC20通常以高效形式的开关模式电源(SMPS)来实施，高效形式的开关模式电源(SMPS)可以完全被调节或线路调节以将输入功率总线电压VDCH转换为中间电压总线(IVB)40上的较低中间总线电压VIB。第一级DC/DC转换器20经由IVB40连接到某个数目(N)的第二级DC/DC电压转换器50-1至50-N的输入。
在图1的示例中，多个第二级DC/DC电压转换器50-1至50-N中的每个第二级DC/DC电压转换器是非隔离的降压调节器，通常被称作负载点(POL)调节器。一般而言，每个POL调节器可以是被隔离的或者非隔离的。然而，在由IBC20提供隔离的场合，POL调节器优选地全部是非隔离的。每个POL调节器(k)是SMPS，并且通过以决定电压转换比率的开关占空比来对POL中的开关元件(诸如，功率MOSFET)进行开关而向它的负载60-k递送经调节的电压Voutk。在图1的示例中，POL调节器50-1和50-2向共同负载60-1递送功率(尽管多于两个POL调节器可以向共同负载递送功率)。
尽管IBC20和POL调节器50-1至50-N在图1的示例中是降压调节器，但是它们的拓扑不限于此并且替换地可以是升压、降压-升压等。
在这样的具有多个电压转换器50-1至50-N的供电系统中，转换器50-1至50-N的开关相位可能需要相对于彼此被偏移，以便减少系统中的某些不合意的效应。这些不合意的效应包括IVB40中的大波纹电压以及由于开关脉冲的同步边缘所致的高水平的辐射发射。应当注意，这些问题不是特定于IBA电源的，而是出现在许多利用多个开关电压转换器的其他应用中，诸如电流共享轨道和追踪/定序群组。
所谓的“相位散布(phasespreading)”是一种缓解这些效应的方法。最简单的相位散布的方式是允许电压转换器(在图1的示例中是POL调节器50-1至50-N)根据它们自己内部生成的时钟个体地进行操作。这使开关脉冲边缘在时间上的出现随机化，由此减少了开关脉冲同时发生从而从对电压转换器(即，图1的示例中的IBC20)进行馈电的输入源瞬时汲取高峰值电流的可能性。
更为受控且有效的相位散布的方式牵涉到基于共同时钟信号来控制对电压转换器的开关，并且通过开关时段对电压转换器的相应开关脉冲边缘进行分布。在这种情况下，针对所有的转换器使用单个时钟源并且每个转换器将它的开关相位偏移设置为开关周期的时段Ts内的不同值。例如，在以共用占空比进行操作的三个电压转换器的群组中，可以在转换器之间引入Ts/3的相位偏移。这种类型的相位散布有效地减小了输入波纹电压并且还减小了辐射发射的量值并且增大了辐射发射的频率。
随着这样的供电系统中的电压转换器数目的增加以及对于更高电流的需求变得更为普遍，对于导致最低的可能输入波纹电压的经优化的受控相位散布的存在着日益增长的需要。这不仅仅是一种遍及开关周期的时段等同地分布相位偏移的任务，因为如下文中将解释的，来自每个转换器对输入波纹电压的贡献取决于转换器进行操作的占空比以及它的负载电流。
迄今为止，在使用之前对供电系统进行配置时，通常是针对每个电压转换器手动地选择相位偏移。然而，随着转换器数目的增加，相位偏移值的可能组合的数目急剧增加。这使得非常难以手动地找到给出最低的输入电压波纹的相位偏移。此外，设置相位偏移的已知方法已经过于缓慢而无法允许相位偏移响应于电压转换器的负载在供电系统的操作期间的改变而“即时地(onthefly)”被优化，并且由此维持低的输入电压波纹。
发明内容
鉴于如上文所描述的在供电系统中的电压转换器之间分布开关相位的常规方法所存在的问题，当前的发明人设计了一种用于确定该系统中的开关元件之间的开关相位偏移的接近最优分布的计算上高效的方案，其允许输入电压波纹以及可能在供电系统中提供的任何输入电容有效地被减小。
更具体地，本文所描述的一个实施例提供了一种用于确定供电系统的开关元件之间的开关相位分布的控制器，该供电系统包括多个电压转换器，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对开关元件进行开关而把被供应给这些电压转换器的输入电压转换为相应的输出电压。该控制器包括：接收器，用于接收指示来自这些电压转换器中的每个电压转换器对被供应给这些电压转换器的输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；以及排名确定模块，被配置为按照减少对波纹电压的贡献的顺序对这些电压转换器进行排名。该控制器进一步包括开关相位偏移计算器，开关相位偏移计算器被配置为通过以下各项来计算将应用于这些电压转换器中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移：(i)计算两个最高排名的电压转换器的相应相位偏移，其将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹；(ii)计算下一最高排名的电压转换器的相位偏移，其将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹；以及(iii)针对排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)。该控制器还包括：输出信号生成器，被配置为生成定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个输出信号。
通过按照减少对波纹电压的贡献的顺序对电压转换器进行排名，排名确定模块能够生成电压转换器的列表，其中电压转换器按照减少对被供应给电压转换器的输入电压的波纹电压分量的贡献的顺序被列出。在这一实施例中，开关相位偏移计算器被配置为通过首先确定将使得仅由两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹最小化的所述两个最高排名的电压转换器的相应相位偏移，并且通过然后针对该列表中的第三和每个后续的电压转换器依次地计算将基本上使得仅由该电压转换器和列表中更高的那些电压转换器的操作所引起的输入电压波纹最小化的相位偏移，来确定电压转换器的开关相位偏移。以这种方式，有可能以高度高效的方式计算出系统中的电压转换器之间的开关相位偏移的接近最优的分布。
根据另一实施例(其利用了本文所描述的高度高效的相位偏移确定方案来“即时地”控制开关相位偏移的分布，以使得在供电系统的操作期间能够维持低的输入电压波纹)，提供了一种用于控制供电系统的开关元件之间的开关相位分布的控制器，该供电系统包括多个电压转换器，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对开关元件进行开关而把被供应给这些电压转换器的输入电压转换为相应的输出电压。该控制器包括：接收器，用于接收指示来自这些电压转换器中的每个电压转换器对被供应给这些电压转换器的输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；以及开关相位偏移调节器，用于在供电系统的操作期间对开关元件的开关相位偏移进行调节。开关相位偏移调节器包括开关相位偏移计算器，开关相位偏移计算器被配置为基于所接收的(多个)信号来计算将被应用于这些电压转换器中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移，所计算的开关相位偏移诸如基本上最小化输入电压波纹。开关相位偏移计算器进一步包括控制信号生成器，控制信号生成器被配置为生成定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个控制信号。这一实施例的开关相位偏移调节器在该供电系统的操作期间，响应于所接收的一个或多个信号的改变而重新计算开关相位偏移，并且生成与重新计算的开关相位偏移相对应的控制信号。
另一实施例提供了一种供电系统，该供电系统包括多个电压转换器，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对开关元件进行开关而把被供应给这些电压转换器的输入电压转换为相应的输出电压。该供电系统进一步包括：根据上文所阐述的任一个实施例的控制器，用于控制开关元件之间的开关相位分布。
另外的实施例提供了一种在供电系统中确定开关元件之间的开关相位分布的方法，该供电系统包括多个电压转换器，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对开关元件进行开关而把被供应给这些电压转换器的输入电压转换为相应的输出电压。该方法包括：接收指示来自这些电压转换器中的每个电压转换器对被供应给这些电压转换器的输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；以及按照减少对波纹电压的贡献的顺序对这些电压转换器进行排名。该方法进一步包括：通过以下各项来计算将被应用于这些电压转换器中的每个电压转换器中的开关元件的开关相位偏移：(i)计算两个最高排名的电压转换器的相应相位偏移，其将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹；计算下一最高排名的电压转换器的相位偏移，其将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹；以及(iii)针对排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)。生成定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个输出信号。
另一实施例提供了一种在供电系统中控制开关元件之间的开关相位分布的方法，该供电系统包括多个电压转换器，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对开关元件进行开关而把被供应给这些电压转换器的输入电压(Vin)转换为相应的输出电压。该方法包括：接收指示来自这些电压转换器中的每个电压转换器对被供应给这些电压转换器的输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；以及通过以下各项在供电系统的操作期间对开关元件的开关相位偏移进行调节：基于所接收的(多个)信号来计算将被应用于这些电压转换器中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移，这些开关相位偏移被计算以使得基本上最小化波纹电压分量；以及生成定义所计算的开关相位偏移的一个或多个控制信号以促使所计算的开关相位偏移被应用到对相应开关元件的开关。根据这一方法，这些开关相位偏移在供电系统的操作期间响应于所接收的(多个)信号的改变而被重新计算，并且生成与重新计算的这些开关相位偏移相对应的一个或多个控制信号。
本文所描述的另外的实施例提供了一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括承载计算机程序指令的计算机可读存储介质或信号，这些计算机程序指令当被处理器执行时，促使得该处理器执行如上文的实施例中的一个或多个实施例中所阐述的方法。
附图说明
现在将参考附图通过仅为示例的方式来描述本发明的实施例，在附图中：
图1图示了一种IBA功率系统作为具有多个开关电压转换器的常规供电系统的示例；
图2图示了根据本发明的第一实施例的供电系统；
图3图示了图2中所示出的开关相位偏移控制器的功能组件；
图4示出了图2中所示出的开关相位偏移控制器的示例性硬件实施方式；
图5是图示了对图2的供电系统中的开关相位偏移的分布进行控制的方法的流程图；
图6图示了三个转换器的开关周期的多个部分在本文描述的相位偏移计算中所使用的时隙之间的划分；
图7图示了多个转换器的开关周期的多个部分在本文描述的相位偏移计算中所使用的时隙之间的划分，其中至少两个转换器在一些时隙中被开启；
图8图示了在转换器n的开关相位在该转换器的最优相位偏移的计算期间的移动过程；
图9图示了当可配置的时隙数目P＝16和128时在执行穷举搜索的情况下、以及用于比较的当使用根据实施例的算法时的作为系统中的电压转换器数目的函数的要评估的相位偏移组合的数目；
图10图示了六个电压转换器的开关时间的布置，其在开关时段中引起了高电流峰值；
图11图示了根据本发明的第二实施例的开关相位偏移控制器的功能组件；
图12是图示了对第二实施例中的开关相位偏移的分布进行控制的方法的流程图；
图13图示了第二实施例中所使用的树形结构；
图14图示了在第一实施例的修改中在转换器n的最优相位偏移的计算期间移动该转换器的开关相位的过程，其中使用了相位偏移的绕回(wrap-around)；以及
图15图示了供电系统中存在两个并联电压转换器如何被满足用于第一实施例的修改中。
具体实施方式
[第一实施例]
图2是依据本发明的第一实施例的具有多个电压转换器的供电系统的示意图，其采用了IBA功率系统的形式。
图2中所示出的IBA功率系统100包括多个电压转换器200-1至200-N，其中的每个电压转换器是如图1的示例中的采用SMPS形式的降压拓扑调节器。因此，电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器通过对该电压转换器中的开关元件(诸如，功率晶体管，例如功率MOSFET)进行开关而向它的负载300-k递送经调节的输出电压Voutk。然而，应当注意，输出电压调节并不是电压转换器200-1至200-N的必要特征，从而一般而言，电压转换器200-1至200-N中的仅一些电压转换器、或者电压转换器200-1至200-N中没有电压转换器可以提供经调节的输出电压。
对电压转换器200-k中的开关元件的开关依据包括一系列脉冲的驱动信号而发生。这些脉冲以确定了电压转换比率的占空比Dk为特征，电压转换器200-k根据电压转换比率将经由中间电压总线(IVB)400向其供应的输入电压Vin转换为相应的输出电压Voutk。在本实施例中，电压转换器200-1和200-2向共同负载300-1递送功率(尽管更一般地是，一个、两个或者多于两个的电压转换器可以向负载递送功率)。
尽管开关占空比的值可以随着转换器而变化，但是转换器200-1至200-N中的开关元件全部都以共用的开关频率1/TS进行开关，共用的开关频率1/TS由时钟所生成的开关时序信号来定义，该时钟一般可以位于电压转换器200-1至200-N中的一个电压转换器之内，位于供电系统100的另一组件(例如，本文在下面所描述的控制器500或IBC700)之内，或者位于供电系统100之外。
电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器被提供有信号处理器210和输入/输出(I/O)接口220，通过输入/输出(I/O)接口220，它能够由开关相位偏移控制器500经由控制信号总线600数字地进行控制和管理。在本实施例中，使用PMBus协议将包括以上所提到的开关时序信号的控制信号从开关相位偏移控制器500传达给电压转换器200-1至200-N。
开关相位偏移控制器500可以被提供作为如图2中所图示的独立硬件组件，或者可以作为板上控制器(未示出)、IBC700或电压转换器200-1至200-N之一的一部分、或者作为板外控制器的一部分被集成。开关相位偏移控制器500对电压转换器200-1至200-N的开关相位偏移进行调节，以便维持相位偏移的接近最优的分布，这基本上最小化IVB400中的电压波纹以及来自电压转换器200-1至200-N的辐射发射。下文将详细地描述开关相位偏移控制器500的操作。
功率可以从任何适合的源被供应至电压转换器200-1至200-N。在本实施例中，功率经由第一级DC/DC转换器700和IVB400被馈送至转换器200-1至200-N。第一级DC/DC转换器700可以是隔离的DC/DC转换器。具有这样的第一级DC/DC转换器或IBC的IBA电源具有更加高效且制造上更加成本有效的优点，因为在单个转换器处提供了与IBC的上游电源的隔离，这一般要求使用包括变压器的相对昂贵的组件。替换地，IBC700可以不提供电气隔离。IBC700优选地以高效形式的SMPS来实施，如图2中所示出的，其能够完全被调节或线路调节以将对它的源电压输入转换为较低电压Vin。
还是如图2中所示出的，低通滤波器连接在电压转换器200-1至200-N的组的共用输入处，其包括具有电容Cin和等效串联电阻(ESR)ESRCin的电容器。
图3示出了开关相位偏移控制器500的关键功能组件。控制器500包括接收器510、排名确定模块520、开关相位偏移计算器530和输出信号生成器540，它们如所示出的功能性地被互连。在本实施例中，排名确定模块520、开关相位偏移计算器530和输出信号生成器540一起充当开关相位调节器550。开关相位偏移控制器500的这些组件的功能将在下文中详细地被描述。
图4示出了开关相位偏移控制器500在可编程信号处理硬件中的示例性实施方式。图4中所示出的信号处理装置800包括输入/输出(I/O)或接收部件810，以用于从电压转换器200-1至200-N接收后文中所描述的信号。接收器810经由控制信号总线600连接到电压转换器200-1至200-N的I/O接口220，控制信号总线600使得它们之间的信息和控制信号的交换成为可能。特别地，接收器810被配置为接收与电压转换器的操作条件有关的信息，包括它们相应的输出电流Ioutk、以及它们相应的所测量的输出电压Voutk或占空比Dk。
如图4中所示出的，信号处理装置800进一步包括处理器820、工作存储器830、以及存储计算机可读指令的指令存贮器840，这些计算机可读指令当被处理器820执行时，促使处理器820执行后文中所描述的处理操作，以计算将被应用于电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移并且生成(多个)输出信号，该(多个)输出信号定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算开关相位偏移。指令存贮器840可以包括被预先加载有计算机可读指令的ROM。替换地，指令存贮器840可以包括RAM或者类似类型的存储器，并且计算机可读指令能够从计算机程序产品向其进行输入，计算机程序产品诸如计算机可读存储介质850，诸如CD-ROM等，或者承载计算机可读指令的计算机可读信号860。
在本实施例中，图4中所示出的硬件组件的组合870(包括处理器820、工作存储器830和指令存贮器840)被配置为实施上面所提到的排名确定模块520、开关相位偏移计算器530和输出信号生成器540的功能，现在将参考图5对其进行详细描述。
图5是图示了控制器500对供电系统100中的开关相位偏移的分布进行控制的过程的流程图。
在步骤S10中，接收器510接收一个或多个信号，该一个或多个信号指示来自电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器对波纹电压Vripple的相应贡献，波纹电压Vripple形成IVB400上的总输入电压的一部分。在本实施例中，接收器510接收指示每个电压转换器200-k的相应输出电流Ioutk和输出电压Voutk的信号。更具体地，所接收的信号传达了每个电压转换器200-k的输出电流Ioutk和输出电压Voutk的所测量值，它们在供电系统100的操作期间在每个电压转换器向负载300-k供应功率时被测量。在这样的操作期间，输出电压的所测量值指示了由相应电压转换器对输入电压波纹所作出的贡献。然而，应当注意，所接收的信号可以指示由每个电压转换器200-k在它进行操作以向它的负载300-k供应功率时所使用的相应的开关占空比Dk，以替代转换器的所测量的输出电压Voutk。电压转换器200-k中的开关元件的开关占空比Dk通过良好定义的关系而与它的输出电压Voutk相关。例如，输出电压Voutk可以通过表达式Voutk＝ηkDkVin而与Dk相关，其中ηk是电压转换器200-k的效率。
此外，如将在下文中被解释的，所接收的信号可以替换地传达每个电压转换器200-k的相应输出电流Ioutk和输出电压Voutk(或占空比Dk)的所估计的(而不是所测量的)值，它们被预测在供电系统100的操作期间发生。在这样的替换性实施例中，这些参数的预期值可以在供电系统的配置期间由用户经由用户界面(例如，诸如LCD监视器之类的显示器上的引导用户界面(GUI))被传输给控制器500。
在图5的步骤S20中，排名确定模块520基于在步骤S10处所接收的信号，按照减少对波纹电压Vripple的贡献的顺序对电压转换器200-1至200-N进行排名。因此，在步骤S20中，排名确定模块520能够被考虑为依据它们对波纹电压Vripple的相应贡献的大小而在列表中对电压转换器200-1至200-N进行排序，以使得提供(或预期提供)对波纹电压Vripple的最大贡献的电压转换器被放置在该列表的顶部，并且提供(或预期提供)最小贡献的电压转换器出现在该列表的底部。
可以用多种方式之一来估计电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器在供电系统100的操作期间对波纹电压Vripple作出的贡献。在本实施例中，所接收的电压转换器200-k的所测量的输出电流Ioutk的值被选取以提供由电压转换器200-k对波纹电压Vripple所作出的贡献的指示；Ioutk的值越大，假设这种贡献越大。排名确定模块520因此按照减少输出电流的值的顺序对电压转换器200-1至200-N进行排名。
在步骤S20中，可能出现电压转换器200-1至200-N中的两个或更多电压转换器具有(或者，在上面所提到的替换实施例中是被预测为提供)相同输出电流(即，在能够测量或预测输出电流的准确度以内)的情形。在这种情况下，为了使得能够对这些电压转换器进行排名(即，为了决定这些转换器应当出现在列表中的顺序)，排名确定模块520进一步按照减少输出电压Voutk(或者根据情况可能是Dk)的值的顺序对这两个或更多电压转换器进行排名。
应当注意，当电压转换器200-1至200-N被布置为向相应的负载供应功率时，排名确定模块520可以替换地按照减少输出电压Voutk(或者，根据情况可能是，当每个电压转换器被布置为向相应的负载供应功率时，每个电压转换器中的开关元件的相应占空比Dk)的值的顺序对电压转换器200-1至200-N进行排名，并且在电压转换器200-1至200-N中的两个或更多电压转换器具有(或者，在上面所提到的替换实施例中是被预测提供)输出电压Voutk(或者根据情况可能是Dk)的相同值的场合，则排名确定模块520进一步按照减少输出电流的值的顺序对这两个或更多电压转换器进行排名。
然后，一旦电压转换器200-1至200-N已经被排名，开关相位计算器530就计算将被应用于电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器的开关元件的相应开关相位偏移。下文描述了计算这些相位偏移值的总体过程，并且是基于每个转换器200-k(对于k＝1至N)的输入电压Vin、输出电压Voutk、所估计的标称输出电流、以及效率ηk的值。然而，下文所描述的计算方法不限制于使用转换器的标称输出电流值，而是可以替代地基于相应输出电流的最大值或最小值。除了用于转换器200-1至200-N的相应相位偏移值之外，还可以计算对所实现的作为结果的总体输入波纹电流和电压的估计。
这些计算在步骤S30中开始，其中开关相位计算器530计算两个最高排名的电压转换器的(关于共用同步时钟的)相应相位偏移，它们将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹。换句话说，开关相位计算器530针对两个最高排名的电压转换器计算相应的相位偏移值，这些值在仅这两个最高排名的电压转换器存在于供电系统100中的情况下将最小化输入电压波纹。
开关相位计算器530可以替换地通过将最高排名的转换器的相位设置为任意值(例如，零)来确定步骤S30中的相位偏移值，并且然后计算第二高排名的转换器的相位偏移值，其将最小化仅由于这两个最高排名的电压转换器所致的输入电压波纹。
然后，在步骤S40中，开关相位计算器530计算下一最高排名的电压转换器(即，列表中的第三转换器)的相位偏移，其将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器以及排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器(两个最高排名的转换器)所引起的输入电压波纹。
在步骤S50中，开关相位计算器530确定是否已经针对排名/列表中的最后电压转换器计算了相位偏移，并且如果否，则针对在步骤20处所生成的排名中的下一电压转换器重复步骤S40中的计算。因此，在步骤S40的下一次执行中，开关相位偏移计算器530计算下一最高排名的电压转换器(即，列表中所标识的第四转换器)的相位偏移，其将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器以及排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器(也就是在步骤S30和步骤S40的第一次执行中所考虑的转换器，即三个最高排名的转换器)所引起的输入电压波纹。
通过对步骤S40进行重复的这一过程，并且每次重复都针对排名中的下一电压转换器计算接近最优的相位偏移，开关相位计算器530确定将被应用于供电系统中的电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器的开关元件的相应开关相位偏移。
为了促进对如何在图5的步骤S30和S40中计算相位偏移的理解，现在将提供对相关背景理论的回顾，随后是本实施例中所采用的计算过程的详细描述。
因为所有的电压转换器200-1至200-N在本实施例中均具有降压类型，所以来自位于Vin处的IVB400的总平均输入电流能够被估计为：
每个转换器的占空比Dk给出时钟时段TS的分数时间dtk，每个电压转换器在分数时间dtk期间从输入电源汲取电流，能够被描述为：
在特定时刻Isum(t)从Vin和Cin所汲取的总电流能够被估计为在该时刻进行开关的电压转换器的Iout之和：
这意味着，在该时钟时段的特定时刻，从输入电容器所汲取的电流ICin(t)能够被估计为等式3与1之间的差：
ICin(t)＝Isum(t)-Iin等式4
输入电容器RMS电流值ICin,rms(即，输入电流波纹Iripple)通过定义由下式给出：
在时间dt期间由于电流波纹所致的输入电压偏差dV能够被估计为：
为了找出真实世界(其中在降压转换器200-1至200-N中存在有限数目的可实现的相位移动)中的适合实施方式，有必要考虑离散的解决方案。如果将被使用用于计算的时间分辨率被取为dt，则在时钟时段期间的时隙的数目P为：
每个电压转换器200-k的占空比所对应的时隙数目dpk然后能够使用等式2和7被估计如下：
图6示出了电压转换器中的三个电压转换器中的每个电压转换器中的开关周期的“高”部分。为了清楚，相应开关周期中转换器中的开关在其期间被开启的部分被绘制为彼此不重叠。
图7示出了更为复杂的示例，并且来自多个转换器的开关周期的“高”部分关于彼此被偏移。如图7中所示出的，在一些时隙中，存在多于一个其开关处于导电(“高”)状态中的转换器。Isump被定义为来自所有的其开关在时隙p中导电的转换器的电流之和(参见上面的等式3)。
Isump＝Σmswitching_in_slot_pIoutm等式9
每个时隙都将依据等式6而对输入电压偏差dV作出贡献。针对每个时隙，取决于转换器的开关相位在时钟时段期间如何被分布，这一输入电压偏差dV可能是正的或负的(并且电流流入电容器Cin中或者从电容器Cin流出)。找出总的累加dV达到其最大值和最小值的时隙j1和j2，将给出峰值到峰值的电压偏移Vpp。等式3和4在等式6中给出：
为了计算将最小化输入电压波纹的相位偏移值，等式10中用于的Vpp的表达式可以通过设置ESRCin＝0和Ts＝P＝Cin＝1、并且在计算中使用输入电压波纹的作为结果的指示符而被简化，正如下文所提供的该算法的伪代码表示中所示出的。
被用来计算用于转换器200-1至200-N的相位偏移的算法将针对不同的相位偏移来评估等式10的这一简化形式，以便找到给出最低输入电容器RMS电压的偏移。图8图示了被放置在相位偏移位置k处的转换器n。从k＝0到kend的偏移位置将被评估，其中kend＝P–dpn。
在上文中，已经假设了偏移k的分辨率与用于p的相同，也就是dt。然而，可能优选的是使用用于占空比的小dt(为了实现良好的准确性)以及用于k的较大dt(这通常被使用的物理设备所限制)来执行这些计算。
在本实施例中，作为结果的总输入波纹电流Iripple以及总输入波纹电压也根据等式5和10而被估计。
在具有大数目的转换器(例如，五个或更多转换器)的供电系统中，评估转换器的相位偏移的所有可能组合将是非常耗时的过程。为了避免这一问题并且极大地加快这样的供电系统中的相位偏移计算，本实施例的算法开始于使用本文所描述的排名过程中的一种排名过程来对转换器进行排序。
如将从前述描述和下面提供的伪代码所意识到的，该算法首先确定用于排名中的第一转换器的偏移。然后，排名中的下一转换器被考虑并且用于该转换器的相位偏移被计算，并且该过程继续向下进行至该排名中的最后转换器。这显著地减少了需要被评估的相位偏移的组合的数目。更具体地，本实施例的算法要求相位偏移的P*(N-1)种组合在计算中被考虑。作为对比，如果将进行穷举搜索(即，评估所有的可能组合)，则评估的数目将变为PN-1。在图9中，针对时钟时段期间的时隙的两种不同数目P，也就是针对P＝16和P＝128，绘出了作为系统中的电压转换器的数目N的函数的将被评估的组合的数目。
该算法通过下面的伪代码进一步被描述。
再次参考图5，一旦已经以上文所描述的方式确定了用于所有转换器200-1至200-N的开关相位偏移，该过程就进行至步骤S60，其中输出信号生成器640生成一个或多个输出信号，该一个或多个输出信号定义将被应用于对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移。基于这些输出信号，控制器500生成定义所计算的开关相位偏移的控制信号，以促使所计算的开关相位偏移被应用到对相应开关元件的开关。这些控制信号然后经由控制信号总线600被传输给电压转换器200-1至200-N，被电压转换器经由它们相应的I/O接口220所接收，并且由它们相应的处理器210所处理，从而每个电压转换器将它进行开关的相位偏移设置为相应的所计算的值。
在本实施例中，如上文所提及的，排名确定模块520、开关相位偏移计算器530、以及输出信号生成器540一起充当开关相位调节器550，并且通过在供电系统100的操作期间重新计算开关相位偏移并且生成与重新计算的开关相位偏移相对应的控制信号，而对来自转换器的对Vripple的所估计贡献的改变作出响应。
[第二实施例]
第一实施例中所使用的对峰值到峰值输入电压波纹VCin,pp的估计进行评估的算法在如下的情况中表现良好：供电系统100中存在相对小数目的电压转换器200-1至200-N和/或转换器的开关占空比为小，从而一旦它们的开关周期的“高”部分已经被该算法定位在开关时段TS之内，它们的开关周期的“高”部分之间发生很少重叠或者不发生重叠。在VCin,pp作为该算法中的最小化目标的情况下，这些部分趋向于被定位在较高排名的电压转换器的已经被定位的部分之间的“间隙”中间。然而，如图10中所图示的，在系统中存在大数目的电压转换器的情况下，这种方法导致了邻近部分之间的重叠，从而造成输入电流中的不合意的峰值。
在第二实施例中，电压转换器的相应开关相位偏移被设置以便于不仅减少输入电压波纹，而且还减少输入电流波纹。高的电流波纹引起高水平的辐射发射，增加了功率耗散并且对输入电容器施加压力。为了处置电流波纹，可能因此而需要更大且更为昂贵的电容器。另一方面，保持峰值到峰值输入电压波纹为低正是输入电容的目的，并且为了实现供电系统的输出电压的良好调节而是合意的。
现在将参考图11至13来描述根据第二实施例的开关相位偏移控制器，其中相似的参考标记指代与上文所描述的第一实施例的相似组件和过程。
图11示出了第二实施例的开关相位偏移控制器500-2的关键功能组件，其可以形成与图2中所图示的第一实施例中相同的供电系统的一部分。控制器500-2因此可以被提供作为独立的硬件组件，或者可以作为板上控制器、图2中所示出的IBC700或电压转换器200-1至200-N之一的一部分、或者作为板外控制器的一部分被集成。
本实施例的开关相位偏移控制器500-2包括接收器510、排名确定模块520、开关相位偏移计算器530-2和输出信号生成器540，它们如图11所示出的功能性地被互连。在本实施例中，接收器510、排名确定模块520和输出信号生成器540与第一实施例中相同，并且这里将不重复对这些共同组件的描述。然而，开关相位偏移计算器530-2部分地通过包括相位偏移选择器535而不同于第一实施例的开关相位偏移计算器530，下文将详细描述其功能。
类似于第一实施例，本实施例的开关相位偏移控制器500-2可以被实施在上文参考图4所描述的种类的可编程信号处理硬件中。图4中所示出的包括处理器820、工作存储器830和指令存贮器840的硬件组件的组合870可以被配置为实施本实施例的排名确定模块520、开关相位偏移计算器530-2和输出信号生成器540的功能。
图12是图示了本实施例的控制器500-2对供电系统100的开关相位偏移的分布进行控制的过程的流程图。
步骤S10和S20与上文参考图5所描述的那些步骤相同，并且因此这里将不再重复由控制器500-2在该过程的这些阶段所执行的操作。
一旦电压转换器200-1至200-N已经在步骤S20中被排名，则开关相位计算器530-2就计算将被应用于电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移。计算这些相位偏移值的总体过程在下文被描述，并且基于每个转换器200-k(对于k＝1至N)的输入电压Vin、输出电压Voutk、所估计的标称输出电流和效率ηk的值。然而，下文所描述的计算方法不限制于使用转换器的标称输出电流值，而是可以替代地基于相应输出电流的最大值或最小值。
这些计算在步骤S30-2中开始，其中开关相位计算器530-2优选地将最高排名的转换器的相位设置为任意值(例如，零)，并且然后针对第二最高排名的电压转换器计算(关于共用同步时钟的)多个相位偏移。这一多个相位偏移中的每个相位偏移使得它将产生仅由两个最高排名的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹(即，在仅这两个最高排名的电压转换器存在于供电系统中的情况下将发生的输入电压波纹)，其中该多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由这两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹。换句话说，开关相位计算器530-2不仅计算将使得仅归因于这两个最高排名的电压转换器的输入电压波纹最小化的第二转换器的相位偏移(如第一实施例中那样)，而且还计算针对第二电压转换器的至少一个另外的相位偏移值，其也可以或者不可以最小化上文所提到的输入电流波纹，但是在任何情况下，其都产生小于预定门限值的(仅归因于两个最高排名的电压转换器的)输入电压波纹。
然后，在步骤S40-2中，开关相位计算器530-2针对下一最高排名的电压转换器(在这个阶段，是列表中的第三转换器)类似地计算相应的多个相位偏移，其中的每个相位偏移将产生仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器(在这个阶段，是三个最高排名的电压转换器)所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对该下一最高排名的(第三)电压转换器的多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹。尽管在本实施例中，步骤S40-2中的门限值与步骤S30-2中的门限值是相同的，但是这些门限值在每次执行步骤S40-2时一般可以不同。
在步骤S50中，开关相位计算器530-2确定是否已经计算了针对排名/列表中的最后电压转换器的相位偏移，并且如果否，则针对在步骤S20处所生成的排名中的下一电压转换器重复步骤S40-2中的计算。因此，在步骤S40-2的下一次执行中，开关相位偏移计算器530-2计算针对下一最高排名的电压转换器(即，列表中所标识的第四转换器)的多个相位偏移，其中的每个相位偏移将产生仅由该下一最高排名的(第四)电压转换器和排名比该下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对该下一最高排名的电压转换器的多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹。
通过对步骤S40-2进行重复的这一过程，并且每次重复都计算针对排名中的下一电压转换器的多个接近最优的候选相位偏移，开关相位计算器530-2能够被考虑为构建了候选相位偏移值的“树形结构”，例如如图13中所图示的，其中该树形结构的每一层级(行)处的多个节点包含已经在针对该排名/列表中与该层级/行相关联的电压转换器m执行步骤S40-2期间所计算的相位偏移的相应值(km1,km2,km3等)。应当注意，在该树形结构的任何给定层级处出现的所有相位偏移值都已经在它们的计算期间被发现低于与对应于该层级的电压转换器相关联的门限值。例如，针对第二最高排名的电压转换器所计算的偏移值k21、k22和k23全部低于与该转换器相关联的门限值，并且因此在该计算过程期间被选择为保留在该树形结构中。以这种方式，如图13中所图示的，该树的一些分支有效地被“修剪”而其他分支被保持。如下文所描述的，这一分支修剪过程限制了在每个树形层级处需要在由相位偏移选择器535所执行的后续计算中被考虑的相位偏移的数目。
与本实施例相对比，在上文所描述的第一实施例中对步骤S40进行重复的过程能够被考虑为产生通过图13的树形结构向下的单个路径，该路径仅包括包含有将使得输入电压波纹最小化的相应相位偏移值的节点(在每个树形层级处提供一个)。
一旦供电系统中的所有电压转换器都已经被考虑并且已经针对每个电压转换器计算了相位偏移值的相应集合，该处理进行至步骤S55。在步骤S55中，相位偏移选择器535针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算指示符值，该指示符值指示将由多个电压转换器200-1至200-N在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起的输入电流波纹，其中每种组合包括针对该多个电压转换器中的每个电压转换器的相应相位偏移。相位偏移选择器535然后选择给出最低的所计算指示符值的相位偏移的组合。
换句话说，在步骤S55中，相位偏移选择器535针对相位偏移的每种组合(其可以被认为是通过该树形结构向下的可能路径之一，从与最高排名的转换器相关联的节点开始，并且经由中间节点的选择(该树形结构的每个层级处一个)，而继续到与最低排名的转换器相关联的节点之一)计算一个值，该值指示将由多个电压转换器200-1至200-N在被配置为依据如通过该树形结构的路径中的多个节点中所包含的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起的输入电流波纹。因此，通过该树形结构的每条路径可以被考虑为表示了电压转换器200-1至200-N的一种可能配置，其中电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器被提供有如在该树形结构中的相应节点处所指定的相应相位偏移。
该指示符值可以从如下的任何函数来导出，该函数的评估产生输入电流波纹的测量，例如等式5中针对ICin,rms的表达式或者其简化形式(例如，TS被设置为等于1)，或者针对峰值到峰值输入电流波纹ICin,pp的表达式。
一旦已经针对通过该树形结构的每条可用路径(或者针对可用路径中的仅一些可用路径的选择)计算了指示符值，相位偏移选择器535就选择给出最低的所计算指示符值的路径。
从前文将意识到，通过保持对该树形结构的每个层级处的最为有希望的(即，低于前文所提到的门限值的那些)候选的相位偏移的追踪，有可能在树的分支到达它们的末端之前有效地将它们“切除”，由此减少由相位偏移选择器535在步骤S55中为了选择电压转换器200-1至200-N将根据其而被配置的开关相位偏移的最佳组合所执行的过程的复杂度。
该算法的复杂度随着P与树形结构中的节点数目的乘积而变化，并且是该系统中的电压转换器的数目N的函数，Ioutn和dpn。该复杂度可以近似被表达为：
Σ n = 0 N m n P ( n + 1 )
其中m是0与1之间的范围中的数字，其表示每个树形层级处被保持的节点的分数。从这一点，能够看出，该复杂度在原理上可以上升到实践中难以处置的水平(类似于如上文参考图9所解释的所有可能的相位偏移配置都被评估的情况)。因此，优选的是，例如通过近似地设置前文所提到的在该算法的步骤S30-2和S40-2中所使用的门限值和/或将每个树形层级处所保持的相位偏移值的数目设置为适当值，而对每个树形层级处所保持的节点的数目进行限制。
一旦已经按照上文所描述的方式选择了开关相位偏移的组合，该过程就进行至步骤S60，其中输出信号生成器540生成一个或多个输出信号，该一个或多个输出信号定义来自将被应用于对相应开关元件的开关的所选择组合的开关相位偏移。基于这些输出信号，控制器500-2生成控制信号以促使这些开关相位偏移被应用到对相应开关元件的开关，这些控制信号定义了开关相位偏移的所选择的集合。这些控制信号然后经由控制信号总线600而被传输给电压转换器200-1至200-N，被电压转换器经由它们相应的I/O接口220所接收，并且由它们相应的处理器210所处理，以使得每个电压转换器将它的开关的相位偏移设置为相应值。
[修改和变化]
不偏离本发明的范围，能够对实施例作出许多修改和变化。
例如，在上文所描述的实施例及其修改中，转换器的输出电流Ioutk、输出电压Voutk和/或占空比Dk被选取为提供从转换器200-k对输入电压波纹的贡献的指示。然而，转换器200-1至200-N可以基于这种贡献的其他指示被排名。例如，在又另一实施例中，接收器510可以被配置为接收指示相应输出电流Ioutk与以下之一的乘积的一个或多个信号而作为指示来自电压转换器200-1至200-N中的每个电压转换器对电压波纹的贡献的一个或多个信号：当每个电压转换器被配置为向相应负载供应功率时的每个电压转换器200-k的(i)相应的输出电压Voutk；以及(ii)相应的开关占空比Dk。在这种变化形式中，排名确定模块520根据情况而被配置为按照减少所述乘积的值(即，Ioutk·Voutk或Ioutk·Dk)的顺序对电压转换器200-1至200-N进行排名。
此外，在上文简要提到的替换实施例中，由接收器510在步骤S10处接收的信号可以传达每个电压转换器200-k的相应输出电流Ioutk和输出电压Voutk(或占空比Dk)的所估计(而不是所测量)的值，它们被预测为在供电系统100的操作期间发生。在这一替换实施例中，这些参数的预期值可以在供电系统100的配置期间(例如在工厂或者安装期间在现场)由用户经由用户界面(例如，诸如LCD监视器的显示器上的引导用户界面(GUI))传输给控制器500。这一实施例的排名确定模块520和开关相位偏移计算器530然后执行上文所描述的操作来计算相位偏移值，并且输出信号生成器540生成定义所计算的相位偏移值的信号以用于输出给用户界面。以这种方式，供电系统100的用户可以在显示器上查看所计算的相位偏移值，并且将转换器200-1至200-N设置为依据相应的相位偏移值进行操作；这例如可以通过经由用户界面向控制器500发出适当命令，或者例如通过使用PMBus规范v1.2中所提供的INTERLEAVE命令依次地直接配置每个转换器来完成。
上文所描述的供电系统采用了IBA功率系统的示例性形式，但是将要意识到，本文所描述的开关相位偏移控制技术可应用到具有如下的多个开关电压转换器的其他类型的供电系统，该多个开关电压转换器以共用开关频率进行开关以将输入电压转换为相应的输出电压。例如，尽管上文所描述的实施例中的每个电压转换器是SMPS形式的独立降压转换器，但是将要意识到，在替换性实施例中，替代这样的独立转换器或者除了这样的独立转换器之外，供电系统可以具有一个或多个SMPS，每个SMPS包括前文所提到的更一般形式的多个电压转换器(例如，如在多相位降压转换器的情况下)。
上面描述第一实施例的算法的伪代码可以用各种方式被修改。
例如，在第一实施例的伪代码中，相位偏移位置从k＝0至kend被评估，其中kend＝P-dpn。然而，由于开关时段是周期性地重新发生的时间段，所以电压转换器的开启时段(即，上文所提到的转换器的开关周期的“高”部分)可以在从k＝0到P-1(即kend＝P-1)的所有位置处的计算中被考虑。因此，开启时段可以被允许绕回到下一开关时段。这可以允许对整个开关时段的更好的利用以及更为有效的相位偏移分布。图15中图示了开关相位偏移的这种“绕回”，其可以与图8(其中，如上文所提到的，相位偏移位置从k＝0至kend被评估，其中kend＝P-dpn)进行比较。
此外，上文所描述的算法可以被适配用于与如下的供电系统一起使用，在这些供电系统中，两个或更多电压转换器的输出被连接在一起以向负载供应单个输出电压。在这种种类的供电系统中，并联电压转换器之间的相位偏移通常被限制。例如，三个转换器的并联布置通常被要求在个体转换器之间具有120°的偏移(开关时段的1/3)。在经修改的算法中，如图16中所图示的，这样的并联转换器可以作为单个转换器来加以处置，该单个转换器的开启时段被散布到跨开关时段TS的多个片段中。在这一示例中，两个转换器的开启时段被偏移180°。
在第二实施例中，相位偏移选择器535通过选择相位偏移值使得输入电流波纹最小化的路径而从树形结构中的可用路径中作出它的选择(每条可用路径表示转换器相位偏移的一种组合/配置)。然而，替换地可以使用其他选择标准。例如，在替换性实施例中，相位偏移选择器535可以针对每个前文所提到的相位偏移的组合来计算指示符值，该指示符值指示将由多个电压转换器200-1至200-N在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起的输入电压波纹，以及选择给出最低的所计算的指示符值的相位偏移的组合。
作为另外的替换，相位偏移选择器535可以被布置为：(i)针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算指示输入电压波纹的第一指示符值以及指示输入电流波纹的第二指示符值两者，该输入电压波纹和该输入电流波纹将由多个电压转换器200-1至200-N在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起；以及(ii)选择给出所计算的第一和第二指示符值的乘积(例如VppI2 Cin)的最低值的相位偏移的组合。
已经为了说明和描述的目的提出了本发明的实施例的前述描述。它不被意图为是穷举的或者将本发明限制为目前所公开的形式。不偏离本发明的精神和范围，能够作出变更、修改和变化。

Claims (23)

1.一种用于确定供电系统(100)的开关元件之间的开关相位分布的控制器(500；500-2)，所述供电系统(100)包括多个电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对所述开关元件进行开关而把被供应给所述电压转换器的输入电压(Vin)转换为相应的输出电压(Vout1至VoutN)，所述控制器(500；500-2)包括：
接收器(510)，用于接收指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对被供应给所述电压转换器的所述输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；
排名确定模块(520)，被配置为按照减少对波纹电压的贡献的顺序对所述电压转换器(200-1至200-N)进行排名；
开关相位偏移计算器(530；530-2)，被配置为通过以下各项来计算将被应用于所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器中的所述开关元件的相应开关相位偏移：
(i)计算两个最高排名的电压转换器的相应相位偏移，所述相应相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹；
(ii)计算下一最高排名的电压转换器的相位偏移，所述相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹；以及
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；以及
输出信号生成器(540)，被配置为生成定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个输出信号。
2.根据权利要求1所述的控制器(500；500-2)，其中：
所述接收器(510)被配置为接收指示每个电压转换器的相应输出电流(Iout1至IoutN)的一个或多个信号作为指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对所述波纹电压的相应贡献的所述一个或多个信号；并且
所述排名确定模块(520)被配置为按照减少输出电流的顺序对所述电压转换器(200-1至200-N)进行排名。
3.根据权利要求2所述的控制器(500；500-2)，其中：
由所述接收器(510)接收的所述一个或多个信号进一步指示作为以下之一的参数的值：
每个电压转换器中的开关元件根据其而被开关的相应占空比；以及
每个电压转换器的相应输出电压；并且
在所述电压转换器中的至少两个电压转换器具有相同输出电流的场合，所述排名确定模块(520)被配置为按照减少所述参数的值的顺序进一步对所述至少两个电压转换器进行排名。
4.根据权利要求1所述的控制器(500；500-2)，其中：
所述接收器(510)被配置为接收指示作为以下之一的参数的值的一个或多个信号作为指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对所述波纹电压的贡献的所述一个或多个信号：
每个电压转换器中的开关元件根据其而被开关的相应占空比；以及
每个电压转换器的相应输出电压；并且
所述排名确定模块(520)被配置为按照减少所述参数的值的顺序对所述电压转换器(200-1至200-N)进行排名。
5.根据权利要求4所述的控制器(500；500-2)，其中：
由所述接收器(510)接收的所述一个或多个信号进一步指示每个电压转换器的相应输出电流；并且
在所述电压转换器(200-1至200-N)中的至少两个电压转换器具有所述参数的相同值的场合，所述排名确定模块(520)被配置为按照减少输出电流的顺序进一步对所述至少两个电压转换器进行排名。
6.根据权利要求1所述的控制器(500；500-2)，其中：
所述接收器(510)被配置为接收指示每个电压转换器的相应输出电流与相应输出电压和相应开关占空比之一的乘积的一个或多个信号作为指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对波纹电压的贡献的所述一个或多个信号；并且
所述排名确定模块(520)被配置为按照减少所述乘积的值的顺序对所述电压转换器(200-1至200-N)进行排名。
7.一种用于控制供电系统(100)的开关元件之间的开关相位分布的控制器(500；500-2)，所述供电系统(100)包括多个电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对所述开关元件进行开关而把被供应给所述电压转换器的输入电压(Vin)转换为相应的输出电压(Vout1至VoutN)，所述控制器包括：
接收器(510)，用于接收指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对被供应给所述电压转换器的所述输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；
开关相位偏移调节器(550)，用于在所述供电系统(100)的操作期间对所述开关元件的开关相位偏移进行调节，所述开关相位偏移调节器包括：
开关相位偏移计算器(520、530)，被配置为基于接收的所述(多个)信号来计算将被应用于所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移，所述开关相位偏移被计算以使得基本上最小化所述波纹电压分量；以及
控制信号生成器(540)，被配置为生成定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个控制信号，
其中所述开关相位偏移调节器(550)在所述供电系统(100)的操作期间，响应于接收的所述(多个)信号的改变而重新计算所述开关相位偏移，并且生成与重新计算的所述开关相位偏移相对应的控制信号。
8.根据任一项前述权利要求所述的控制器(500-2)，其中：
所述开关相位偏移计算器(530-2)被布置为：
(i)针对第二最高排名的电压转换器计算多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由两个最高排名的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(ii)针对下一最高排名的电压转换器计算相应的多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对所述下一最高排名的电压转换器的所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；以及
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；
所述开关相位偏移计算器(530-2)包括相位偏移选择器(535)，所述相位偏移选择器(535)被布置为针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算指示符值，以及选择给出最低的所计算的指示符值的相位偏移的组合，所述指示符值指示将由所述多个电压转换器(200-1至200-N)在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起的输入电流波纹，其中每种组合包括用于所述多个电压转换器中的每个电压转换器的相应相位偏移；并且
所述输出信号生成器(540)被配置为依据开关相位偏移的所选择的组合来生成一个或多个输出信号。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的控制器(500-2)，其中：
所述开关相位偏移计算器(530-2)被布置为：
(i)针对第二最高排名的电压转换器计算多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(ii)针对下一最高排名的电压转换器计算相应的多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对所述下一最高排名的电压转换器的所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；以及
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；
所述开关相位偏移计算器(530-2)包括相位偏移选择器(535)，所述相位偏移选择器(535)被布置为针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算指示符值，以及选择给出最低的所计算的指示符值的相位偏移的组合，所述指示符值指示将由所述多个电压转换器(200-1至200-N)在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起的输入电压波纹，其中每种组合包括用于所述多个电压转换器中的每个电压转换器的相应相位偏移；并且
所述输出信号生成器(540)被配置为依据开关相位偏移的所选择的组合来生成一个或多个输出信号。
10.根据权利要求1至7中任一项所述的控制器(500-2)，其中：
所述开关相位偏移计算器(530-2)被布置为：
(i)针对第二最高排名的电压转换器计算多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(ii)针对下一最高排名的电压转换器计算相应的多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对所述下一最高排名的电压转换器的所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；以及
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；
所述开关相位偏移计算器(530-2)包括相位偏移选择器(535)，所述相位偏移选择器(535)被布置为：
针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算指示输入电压波纹的第一指示符值和指示输入电流波纹的第二指示符值两者，所述输入电压波纹和所述输入电流波纹将由所述多个电压转换器(200-1至200-N)在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起，其中每种组合包括用于所述多个电压转换器中的每个电压转换器的相应相位偏移；以及
选择给出所计算的第一指示符值和第二指示符值的乘积的最低值的相位偏移组合，并且
所述输出信号生成器(540)被配置为依据开关相位偏移的所选择的组合来生成一个或多个输出信号。
11.一种供电系统(100)，包括：
多个电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对所述开关元件进行开关而把被供应给所述电压转换器(200-1至200-N)的输入电压(Vin)转换为相应的输出电压；以及
根据任一项前述权利要求所述的控制器(500；500-2)，用于确定所述开关元件之间的开关相位分布。
12.一种在供电系统(100)中确定开关元件之间的开关相位分布的方法，所述供电系统(100)包括多个电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对所述开关元件进行开关而把被供应给所述电压转换器(200-1至200-N)的输入电压(Vin)转换为相应的输出电压，所述方法包括：
接收(S10)指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对被供应给所述电压转换器的所述输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；
按照减少对所述波纹电压的贡献的顺序对所述电压转换器(200-1至200-N)进行排名(S20)；
通过以下各项来计算将被应用于所述电压转换器中的每个电压转换器中的所述开关元件的开关相位偏移：
(i)计算(S30；S30-2)两个最高排名的电压转换器的相应相位偏移，所述相应相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的输入电压波纹；
(ii)计算(S40；S40-2)下一最高排名的电压转换器的相位偏移，所述相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹；以及
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；以及
生成(S60)定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个输出信号。
13.根据权利要求12所述的方法，其中：
接收(S10)指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对波纹电压的贡献的所述一个或多个信号包括接收指示每个电压转换器的相应输出电流的一个或多个信号；并且
所述电压转换器(200-1至200-N)按照减少输出电流的顺序被排名(S20)。
14.根据权利要求13所述的方法，其中：
接收的所述一个或多个信号进一步指示作为以下之一的参数的值：
每个电压转换器中的开关元件根据其而被开关的相应占空比；以及
每个电压转换器的相应输出电压；并且
在所述电压转换器中的至少两个电压转换器具有相同输出电流的场合，所述至少两个电压转换器进一步按照减少所述参数的值的顺序被排名(S20)。
15.根据权利要求12所述的方法，其中：
接收(S10)指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对波纹电压的贡献的所述一个或多个信号包括接收指示作为以下之一的参数的值的一个或多个信号：
每个电压转换器中的开关元件根据其而被开关的相应占空比；以及
每个电压转换器的相应输出电压；并且
所述电压转换器按照减少所述参数的值的顺序被排名(S20)。
16.根据权利要求15所述的方法，其中：
接收的所述一个或多个信号进一步指示每个电压转换器的相应输出电流；并且
在所述电压转换器中的至少两个电压转换器具有所述参数的相同值的场合，所述至少两个电压转换器进一步按照减少输出电流的顺序被排名(S20)。
17.根据权利要求12所述的方法，其中：
接收(S10)指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对波纹电压的贡献的所述一个或多个信号包括接收指示每个电压转换器的相应输出电流与相应输出电压和相应开关占空比之一的乘积的一个或多个信号；并且
所述电压转换器按照减少所述乘积的值的顺序被排名(S20)。
18.一种在供电系统(100)中控制开关元件之间的开关相位分布的方法，所述供电系统(100)包括多个电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器包括开关元件并且被布置为通过以预定开关频率对所述开关元件进行开关而把被供应给所述电压转换器(200-1至200-N)的输入电压(Vin)转换为相应的输出电压，所述方法包括：
接收(S10)指示来自所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器对被供应给所述电压转换器(200-1至200-N)的所述输入电压的波纹电压分量的相应贡献的一个或多个信号；以及
通过以下各项在所述供电系统的操作期间对所述开关元件的开关相位偏移进行调节：
基于接收到的所述(多个)信号来计算(S20、S30、S40)将被应用于所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器中的开关元件的相应开关相位偏移，所述开关相位偏移被计算以使得基本上最小化所述波纹电压分量；以及
生成(S60)定义所计算的开关相位偏移的一个或多个控制信号以促使所计算的开关相位偏移被应用到对相应开关元件的开关，
其中所述开关相位偏移响应于接收的所述(多个)信号的改变而被重新计算，并且在所述供电系统(100)的操作期间生成对应于重新计算的所述开关相位偏移的一个或多个控制信号。
19.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中将被应用于所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器中的开关元件的开关相位偏移通过以下各项而被计算：
(i)针对第二最高排名的电压转换器计算(S30-2)多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由两个最高排名的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(ii)针对下一最高排名的电压转换器计算(S40-2)相应的多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对所述下一最高排名的电压转换器的所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的输入电压波纹；以及
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；
针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算(S55)指示符值，以及选择给出最低的所计算的指示符值的相位偏移的组合，所述指示符值指示将由所述多个电压转换器(200-1至200-N)在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起的输入电流波纹，其中每种组合包括针对所述多个电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器的相应相位偏移；以及
选择(S55)给出最低的所计算的指示符值的相位偏移的组合；
其中定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的一个或多个信号依据开关相位偏移的所选择的组合而被生成(S60)。
20.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中将被应用于所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器中的开关元件的开关相位偏移通过以下各项而被计算：
(i)针对第二最高排名的电压转换器计算多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由两个最高排名的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(ii)针对下一最高排名的电压转换器计算相应的多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对所述下一最高排名的电压转换器的所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；
针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算指示符值，所述指示符值指示将由所述多个电压转换器(200-1至200-N)在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起的输入电压波纹，其中每种组合包括针对所述多个电压转换器中的每个电压转换器的相应相位偏移；以及
选择给出最低的所计算的指示符值的相位偏移的组合；
其中定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的所述一个或多个信号依据开关相位偏移的所选择的组合而被生成。
21.根据权利要求12至18中任一项所述的方法，其中将被应用于所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个电压转换器中的开关元件的开关相位偏移通过以下各项而被计算：
(i)针对第二最高排名的电压转换器计算多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由两个最高排名的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述两个最高排名的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(ii)针对下一最高排名的电压转换器计算相应的多个相位偏移，所述多个相位偏移中的每个相位偏移将产生仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的低于门限值的输入电压波纹，其中针对所述下一最高排名的电压转换器的所述多个相位偏移中的至少一个相位偏移将最小化仅由所述下一最高排名的电压转换器和排名比所述下一最高排名的电压转换器更高的电压转换器所引起的所述输入电压波纹；
(iii)针对所述排名中的每个后续电压转换器重复步骤(ii)；
针对相位偏移的多种组合中的每种组合来计算指示输入电压波纹的第一指示符值以及指示输入电流波纹的第二指示符值两者，所述输入电压波纹和所述输入电流波纹将由所述多个电压转换器(200-1至200-N)在被配置为依据所计算的相位偏移的组合中的相位偏移的相应值对它们的开关元件进行开关时的操作所引起，其中每种组合包括针对所述多个电压转换器中的每个电压转换器的相应相位偏移；以及
选择给出所计算的第一指示符值和第二指示符值的乘积的最低值的相位偏移的组合；
其中定义将被应用到对相应开关元件的开关的所计算的开关相位偏移的所述一个或多个信号依据开关相位偏移的所选择的组合而被生成。
22.一种存储计算机程序指令的计算机可读存储介质(850)，所述计算机程序指令当被处理器(820)执行时，促使所述处理器(820)执行根据权利要求12至21中至少一项所述的方法。
23.一种承载计算机程序指令的信号(860)，所述计算机程序指令当被处理器(820)所执行时促使所述处理器(820)执行根据权利要求12至21中至少一项所述的方法。
CN201380081233.2A 2013-11-27 2013-11-27 具有多个开关转换器的供电系统中的相位偏移的确定 Pending CN105765842A (zh)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/EP2013/074845 WO2015078495A1 (en) 2013-11-27 2013-11-27 Determination of phase offsets in a power supply system having multiple switching converters

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105765842A true CN105765842A (zh) 2016-07-13

Family

ID=49683711

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201380081233.2A Pending CN105765842A (zh) 2013-11-27 2013-11-27 具有多个开关转换器的供电系统中的相位偏移的确定

Country Status (4)

Country Link
US (1) US9570971B2 (zh)
EP (1) EP3075068A1 (zh)
CN (1) CN105765842A (zh)
WO (1) WO2015078495A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106787648A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 惠州Tcl移动通信有限公司 一种保护移动终端开机的方法及系统

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10347303B2 (en) * 2017-08-01 2019-07-09 Micron Technology, Inc. Phase control between regulator outputs

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07231653A (ja) * 1993-02-19 1995-08-29 Sony Corp スイッチング電源装置
EP1235339A2 (en) * 2001-02-26 2002-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Inverter, power supply system and method of reducing leakage current in power supply system
EP1531543A2 (de) * 2003-11-11 2005-05-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Stromversorgung eines mehrsträngigen, durch Pulsweitenmodulation gesteuerten Elektromotors
US20090189443A1 (en) * 2008-01-30 2009-07-30 Hung-Wei Lin Power conversion system and method thereof using pulse width modulation
US20120230070A1 (en) * 2011-03-10 2012-09-13 Ford Global Technologies, Llc Method And System For Controlling A Power Converter System Connected To A DC-Bus Capacitor

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE10261739A1 (de) * 2002-12-30 2004-07-08 Robert Bosch Gmbh Vorrichtung zur EMV-optimierten Ansteuerung elektrischer Verbraucher
US7265522B2 (en) * 2003-09-04 2007-09-04 Marvell World Trade Ltd. Dynamic multiphase operation
US20080018313A1 (en) * 2006-07-20 2008-01-24 International Business Machines Corporation Power supply system using delay lines in regulator topology to reduce input ripple voltage
US8093752B2 (en) * 2008-10-17 2012-01-10 Infineon Technologies Ag Synchronization of plural DC-DC voltage converters
CN101931386B (zh) * 2009-06-19 2014-03-26 鸿富锦精密工业（深圳）有限公司 脉宽调制控制系统

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH07231653A (ja) * 1993-02-19 1995-08-29 Sony Corp スイッチング電源装置
EP1235339A2 (en) * 2001-02-26 2002-08-28 Canon Kabushiki Kaisha Inverter, power supply system and method of reducing leakage current in power supply system
EP1531543A2 (de) * 2003-11-11 2005-05-18 Robert Bosch Gmbh Verfahren zur Stromversorgung eines mehrsträngigen, durch Pulsweitenmodulation gesteuerten Elektromotors
US20090189443A1 (en) * 2008-01-30 2009-07-30 Hung-Wei Lin Power conversion system and method thereof using pulse width modulation
US20120230070A1 (en) * 2011-03-10 2012-09-13 Ford Global Technologies, Llc Method And System For Controlling A Power Converter System Connected To A DC-Bus Capacitor

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN106787648A (zh) * 2016-11-30 2017-05-31 惠州Tcl移动通信有限公司 一种保护移动终端开机的方法及系统
CN106787648B (zh) * 2016-11-30 2020-06-02 惠州Tcl移动通信有限公司 一种保护移动终端开机的方法及系统

Also Published As

Publication number Publication date
US9570971B2 (en) 2017-02-14
WO2015078495A1 (en) 2015-06-04
US20160322892A1 (en) 2016-11-03
EP3075068A1 (en) 2016-10-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101268603B (zh) 数字功率因数校正控制器和包括其的ac到dc电源
US9214858B2 (en) Intermediate bus architecture power supply controller
US8629666B2 (en) Dynamic control parameter adjustment in a power supply
CN106549580B (zh) 用于控制功率变换系统的系统和方法
EP3092695B1 (en) Method and apparatus for controlling a hybrid energy storage system
US9584015B2 (en) Determination of phase offsets in a power supply system having multiple switching converters
JP6772980B2 (ja) 車載用の信号発生回路及び車載用電源装置
EP3100343B1 (en) Determination of phase offsets in a power supply system having multiple switching converters
Effler et al. Efficiency-based current distribution scheme for scalable digital power converters
CN105103425A (zh) 开关调节器电路及方法
EP3086455B1 (en) Asymmetric power flow controller for a power converter and method of operating the same
JP2017060303A (ja) 電源装置
KR101677705B1 (ko) 다중 출력 스위치드 캐패시터 dc-dc 변환기
CN105765842A (zh) 具有多个开关转换器的供电系统中的相位偏移的确定
JP2006271102A (ja) 並列多重チョッパ装置
US9748847B2 (en) Circuits and methods providing high efficiency over a wide range of load values
Abdurraqeeb et al. Stabilization of constant power loads and dynamic current sharing in DC microgrid using robust control technique
Oberto et al. An improved droop control strategy for load current sharing in output parallel-connected DC-DC converters
EP2926445A2 (en) Determination of phase offsets in a power supply system having multiple switching converters
Marc et al. Digital Control For Power Management Systems

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication

Application publication date: 20160713

WD01 Invention patent application deemed withdrawn after publication