CN112421953A - 多相变换器及其控制电路和控制方法 - Google Patents

多相变换器及其控制电路和控制方法 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种多相变换器及其控制电路和控制方法,多相变换器包括并联连接在输入端和输出端之间的多相功率级电路,每一相功率级电路的主开关管的导通和关断受控于对应相的开关信号,控制电路包括:多相关断定时电路、多相开关控制电路以及多相频率控制电路,每相频率控制电路用于检测对应相的开关信号的开关频率,并将开关信号的开关频率固定于相应的基准频率,以使得各相的开关信号保持在固定的基准频率和相移下工作,通过多相电感电流的叠加可使得输出电压的纹波达到最优。

Description

多相变换器及其控制电路和控制方法
技术领域
本发明涉及开关电源技术领域,更具体地,涉及一种多相变换器及其控制电路和控制方法。
背景技术
在开关电源技术中,为了能减小输出纹波,提高电源稳定度及功率,通常采用多相并联的拓扑结构。多相变换器的每一个通道均有对应的功率开关管和电感,多相变换器的所有通道的输入端共同连接以接收输入电压,输出端共同连接至多相变换器的输出滤波电路的输入端,通过该输出滤波电路提供输出电压。这种拓扑结构具有互消纹波、相间分流、并以较低的开关频率实现高频输出电压等优点。
多相变换器是在同步变换器的基础上,构造多个相同的变换器并联,并控制多个变换器相继开启和关闭。在多相变换器中,当各相变换器的具有相同的参数时,各相的开关信号自动偏移360/N度(其中N为所述变换器的数量,且N为大于1的整数),以实现良好的相位分布,从而控制输出电压的纹波达到最优。然而,实际上不同相的参数(例如电感等)是不同的,若给各相之间固定一个相位差,在不同的开关频率下很难保证各相变换器之间的频率始终相差360/N度,使得相位分布不均匀。
因此,期望对现有技术的开关型变换器进行改进以使得多相变换器的各相都能在固定频率下工作,且开关频率之间的相移始终在360/N度,减小输出电压的纹波。
发明内容
鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种两相并联变换器及其控制电路,使得两相变换器在固定的相移下工作,减小输出电压的纹波。
根据本发明实施例的第一方面,提供了一种多相变换器的控制电路,所述多相变换器包括并联连接在输入端和输出端之间的多相功率级电路,每一相功率级电路的主开关管的导通和关断受控于对应相的开关信号,其中,所述控制电路包括多相关断定时电路、多相开关控制电路以及多相频率控制电路,所述多相关断定时电路与所述多相功率级电路一一对应,每相关断定时电路用于生成对应相的定时信号;每相开关控制电路用于接收对应相的定时信号,并根据所述定时信号确定所述开关信号的无效电平时间,每相频率控制电路用于检测对应相的开关信号的开关频率,并将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率,其中,所述多相变换器中多个基准频率逐相延迟,以使得相邻相的功率级电路之间具有预定时移。
优选地,所述频率控制电路被设置为根据开关信号的开关频率与相应的基准频率之间的频率差调节对应相的定时信号的变化斜率,以将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率。
优选地,所述相邻相的功率级电路之间的所述预定相移为T/N,其中,T表示所述多相变换器的开关周期,N表示所述多相变换器中功率级电路的相数,且N为大于1的整数。
优选地,所述控制电路还包括:基准电路,用于生成第一基准频率;以及延时电路,用于按照所述预定相移逐相延迟所述第一基准频率以得到多个第二基准频率。
优选地,第1相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于所述第一基准频率,第2至N相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于对应相的所述第二基准频率。
优选地,所述关断定时电路包括:第一压控电流源,用于根据输出电压提供充电电流;参考电容,用于根据所述充电电流在所述参考电容的第一端提供所述定时信号;以及开关,所述开关并联连接于所述参考电容的两端,所述开关用于在导通时提供所述参考电容的第一端至地的短接路径。
优选地,每相功率级电路的开关信号用于控制该相的充放电单元中的所述开关的开关动作。
优选地,所述开关用于在所述开关信号处于无效电平时关断,所述第一压控电流源对所述参考电容充电。
优选地,所述开关控制电路包括:比较器,用于将所述对应相的定时信号和所述输入电压进行比较,根据比较结果提供所述开关信号。
优选地,所述频率控制电路包括:鉴频鉴相器,用于检测对应相的开关信号和对应的第一基准频率或者第二基准频率的频率和相位差,并根据所述频率和相位差产生反馈控制信号;以及第二压控电流源,第一电流端与所述参考电容的第一端连接,第二电流端接地,用于根据所述反馈控制信号对所述参考电容进行放电操作。
优选地,所述频率控制电路还包括滤波器,用于对所述反馈控制信号进行滤波。
优选地,所述滤波器通过低通滤波器实现。
根据本发明实施例的第二方面,提供了一种多相变换器的控制方法,所述多相变换器包括并联连接在输入端和输出端之间的多相功率级电路,每一相功率级电路的主开关管的导通和关断受控于对应相的开关信号,所述控制方法包括:生成对应相的功率级电路的定时信号;接收对应相的定时信号,并根据所述定时信号确定所述开关信号的无效电平时间,检测对应相的开关信号的开关频率,并将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率,其中,所述多相变换器的多个基准频率逐相延迟,以使得相邻相的功率级电路之间具有预定时移。
优选地,所述控制方法还包括:根据开关信号的开关频率与相应的基准频率之间的频率差调节对应相的定时信号的变化斜率,以将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率。
优选地,所述相邻相的功率级电路之间的所述预定相移为T/N,其中,T表示所述多相变换器的开关周期,N表示所述多相变换器中功率级电路的相数,且N为大于1的整数。
优选地,所述控制方法还包括:生成第一基准频率;以及按照所述预定相移逐相延迟所述第一基准频率以得到多个第二基准频率。
优选地,第1相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于所述第一基准频率,第2至N相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于对应相的所述第二基准频率。
优选地,所述生成表征对应相的功率级电路的主开关关断时间的定时信号包括:当开关信号处于无效电平时,通过输出电压对参考电容进行充电以得到该相的定时信号。
优选地,所述检测对应相的开关信号的开关频率,并将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率包括:检测对应相的开关信号和对应的第一基准频率或者第二基准频率的频率和相位差,并根据所述频率和相位差产生反馈控制信号;以及根据所述反馈控制信号对所述参考电容的第一端进行放电操作,以调节该相开关信号的开关频率。
根据本发明实施例的第三方面,提供了一种多相变换器,包括:并联连接的多相功率级电路;以及上述的控制电路。
优选地,所述控制电路轮流开关所述多相功率级电路。
优选地,所述多相功率级电路采用相同的拓扑。
优选地,所述多相功率级电路都包括:串联连接于输入电压与地之间的主开关管和同步开关管;电感,连接至所述主开关管和所述同步开关管的中间节点;以及驱动器,用于根据接收到的开关信号交替导通所述主开关管和所述同步开关管,以使得所述电感充电和放电。
本发明的多相变换器包括多相关断定时电路、多相开关控制电路以及多相频率控制电路,多相关断定时电路与多相功率级电路一一对应,每相关断定时电路用于生成表征对应相的功率级电路的主开关关断时间的定时信号;每相开关控制电路用于接收对应相的定时信号,并根据该定时信号和输入电压生成开关信号,每相频率控制电路用于检测对应相的开关信号的开关频率,并将对应的开关信号的开关频率固定于相应的基准频率,其中,多相变换器中多个基准频率逐相延迟,以使得各相的开关信号保持在固定的基准频率和相移下工作,通过多相电感电流的叠加可使得输出电压的纹波达到最优,有利于减小输出电压的纹波。进一步的,本发明实施例中频率控制电路对各相开关信号的调节过程比较平缓,可避免输出电压的较大的波动,有利于提高电路系统的稳定性。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述,本发明的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚,在附图中:
图1示出根据本发明第一实施例的两相并联变换器的电路示意图;
图2示出根据本发明第一实施例的两相并联变换器的控制电路的电路示意图;
图3示出根据本发明第一实施例的两相并联变换器的工作示意图;
图4示出根据本发明第二实施例的一种多相变换器的结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图更详细地描述本发明的各种实施例。在各个附图中,相同的元件采用相同或类似的附图标记来表示。为了清楚起见,附图中的各个部分没有按比例绘制。
应当理解,在以下的描述中,“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时,它可以直接耦合或连接到另一元件或者可以存在中间元件,元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反,当称元件“直接耦合到”或“直接连接到”另一元件时,意味着两者不存在中间元件。
在本申请中,开关管是工作开关模式以提供电流路径的晶体管,包括选自双极晶体管或场效应晶体管的一种。开关管的第一端和第二端分别是电流路径上的高电位端和低电位端,控制端用于接收驱动信号以控制开关管的导通和关断。
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1示出根据本发明第一实施例的两相并联变换器的电路示意图。本实施例提供了一种固定关断时间控制模式的两相并联变换器。如图1所示,该变换器包括集成在同一集成电路芯片中的两相功率级电路和控制电路。第一相功率级电路110和第二相功率级电路210并联连接在输入端Vin和输出端Vout之间。第一相功率级电路110包括主开关管M11、同步开关管M12、电感L1和驱动器101,主开关管M11和同步开关管M12串联连接在输入端Vin和地之间,电感L1的第一端连接至主开关管M11和同步开关管M12的中间节点。第二相功率级电路210包括主开关管M21、同步开关管M22、电感L2和驱动器201,主开关管M21和同步开关管M22串联连接在输入端Vin和地之间,电感L2的第一端连接至主开关管M21和同步开关管M22的中间节点。两相并联变换器还包括输出电容Cout,输出电容Cout的第一端与电感L1和电感L2的第二端连接,第二端接地。输出电容Cout用于对输出电压Vout进行滤波。
控制电路用于轮流向第一相功率级电路110和第二相功率级电路210提供第一开关信号Clk1和第二开关信号Clk2。驱动器101根据第一开关信号Clk1分别提供驱动信号TG1和驱动信号BG1,分别用于驱动主开关管M11和同步开关管M12。驱动信号TG1和驱动信号BG1例如分别是第一开关信号Clk1的同相信号和反相信号。在每个开关周期中,主开关管M11和第二开关管M12交替导通和关断,对电感L1进行充电和放电,以提供第一输出电压。驱动器201根据第二开关信号Clk2分别提供驱动信号TG2和驱动信号BG2,分别用于驱动主开关管M21和同步开关管M22。驱动信号TG2和驱动信号BG2例如分别是第二开关信号Clk2的同相信号和反相信号。在每个开关周期中,主开关管M21和同步开关管M22交替导通和关断,对电感L2进行充电和放电,以提供第二输出电压。第一输出电压和第二输出电压相叠加从而为负载提供输出电压。
控制电路包括针对第一相功率级电路110的关断定时电路120、开关控制电路130以及频率控制电路140,以及针对第二相功率级电路210的关断定时电路220、开关控制电路230以及频率控制电路240。
关断定时电路120和关断定时电路220分别用于生成表征第一相功率级电路110和第二相功率级电路210的主开关管关断时间的第一定时信号V1和第二定时信号V2。进一步的,关断定时电路120和关断定时电路220分别根据驱动信号TG1和驱动信号TG2确定第一相功率级电路110和第二相功率级电路210的关断时间,并输出相应的第一定时信号V1和第二定时信号V2。
开关控制电路130和开关控制电路230用于根据接收到的第一定时信号V1和第二定时信号V2以及输入电压Vin生成第一开关信号Clk1和第二开关信号Clk2。进一步的,开关控制电路130将第一定时信号V1和输入电压进行比较,根据比较结果生成第一开关信号Clk1,开关控制电路230将第二定时信号V2与输入电压Vin进行比较,根据比较结果生成第二开关信号Clk2。第一开关信号Clk1用于控制第一相功率级电路110中主开关管M11的开关动作,第二开关信号Clk2用于控制第二相功率级电路210中主开关管M21的开关动作。
进一步,该控制电路还包括基准电路310和延时电路320。基准电路310用于生成第一基准频率。延时电路320用于将第一基准频率的相位延迟180度以得到第二基准频率。
频率控制电路140用于检测第一开关信号Clk1的开关频率,并将第一开关信号Clk1的开关频率固定于第一基准频率。频率控制电路240用于检测第二开关信号Clk2的开关频率,并将第二开关信号Clk2的开关频率固定于第二基准频率。由此使得两相并联变换器的第一相和第二相都能在固定频率下工作,且开关频率之间的相移始终在180度,减小输出电压的纹波。
进一步的,频率控制电路140用于获得所述第一开关信号Clk1的频率和第一基准频率,并根据第一开关信号Clk1的频率和第一基准频率之间的差值调节所述第一定时信号V1的变化斜率,以将第一开关信号Clk1的频率固定于第一基准频率。频率控制电路240用于获得所述第二开关信号Clk2的频率和第二基准频率,并根据第二开关信号Clk2的频率和第二基准频率之间的差值调节所述第二定时信号V2的变化斜率,以将第二开关信号Clk2的频率固定于第二基准频率。
图2示出根据本发明第一实施例的两相并联变换器的控制电路的电路示意图。
如图2所示,关断定时电路120包括压控电流源121、电容C11以及开关K1。压控电流源121用于根据输出电压Vout向电容C11提供充电电流,电容C11的第一端与压控电流源121连接于节点P1,第二端接地。开关K1并联连接在电容C11的两端,用于在导通时提供节点P1至地的短接路径。驱动信号TG1用于控制开关K1的开关动作。当所述驱动信号TG1表征第一相功率级电路110的主开关管M11处于关断状态时(例如驱动信号TG1为低电平),开关K1关断,压控电流源121在输出电压Vout的控制下对电容C11充电,从而在节点P1提供第一定时信号V1。
开关控制电路130例如通过比较器实现,比较器130的反相输入端用于接收输入电压Vin,正相输入端用于接收第一定时信号V1,输出端用于提供所述第一开关信号Clk1。
频率控制电路140包括鉴频鉴相器141、滤波器142以及压控电流源143。鉴频鉴相器141对第一开关信号Clk1和第一基准频率进行鉴频鉴相,并根据第一开关信号Clk1和第一基准频率之间的频率和相位差生成第一反馈控制信号Vc1。压控电流源143的第一电流端连接至节点P1,第二电流端接地,压控电流源143用于根据第一反馈控制信号Vc1提供节点P1对地的放电路径,对电容C11进行抽电流,以调节第一定时信号V1的充电过程的变化斜率,继而将第一开关信号Clk1的频率固定于第一基准频率。
同样的,关断定时电路220包括压控电流源221、电容C12以及开关K2。压控电流源221用于根据输出电压Vout向电容C12提供充电电流,电容C12的第一端与压控电流源221连接于节点P2,第二端接地。开关K2并联连接在电容C12的两端,用于在导通时提供节点P2至地的短接路径。驱动信号TG2用于控制开关K2的开关动作。当所述驱动信号TG2表征第一相功率级电路210的主开关管M21处于关断状态时(例如驱动信号TG2为低电平),开关K2关断,压控电流源221在输出电压Vout的控制下对电容C12充电,从而在节点P2提供第二定时信号V2。
开关控制电路230例如通过比较器实现,比较器230的反相输入端用于接收输入电压Vin,正相输入端用于接收第二定时信号V2,输出端用于提供所述第二开关信号Clk2。
频率控制电路240包括鉴频鉴相器241、滤波器242以及压控电流源243。鉴频鉴相器241对第二开关信号Clk2和第二基准频率进行鉴频鉴相,并根据第二开关信号Clk2和第二基准频率之间的频率和相位差生成第二反馈控制信号Vc2。压控电流源243的第一电流端连接至节点P2,第二电流端接地,压控电流源243用于根据第二反馈控制信号Vc2提供节点P2对地的放电路径,对电容C12进行抽电流,以调节第二定时信号V2的充电过程的变化斜率,继而将第二开关信号Clk2的频率固定于第二基准频率。
进一步的,频率控制电路140和频率控制电路240还包括滤波器142和滤波器242。滤波器142和滤波器242例如通过低通滤波器实现,用于分别对第一反馈控制信号Vc1和第二反馈控制信号Vc2进行低通滤波。
需要说明的是,本实施例的鉴频鉴相器为本领域技术人员熟知的结构,在此不再赘述。
图3示出根据本发明第一实施例的两相并联变换器的工作示意图。在图3中,第一开关信号Clk1和第二开关信号Clk2分别为第一相功率级电路和第二相功率级电路中的开关的导通信号,IL1表示第一相功率级电路中电感L1的电感电流变化曲线,IL2表示第二相功率级电路中电感IL2的电感电流变化曲线。
在本实施例中,当变换器的占空比为50%时,第一相功率级电路和第二相功率级电路轮流导通和关断。当第一相功率级电路的主开关导通时,第二相功率级电路中的主开关关断,电感电流IL1增大,电感电流IL2减小,第二相的关断定时电路开始工作;当第二相功率级电路的主开关导通时,第一相功率级电路中的主开关关断,电感电流IL1增大,电感电流IL2增大,第一相关断定时电路开始工作。各相的频率控制电路用于根据各相开关信号的开关频率的变化调节关断定时电路中定时信号的充电过程的斜率变化,以将各相开关信号的开关频率固定于相应的基准频率。例如,当第一开关信号Clk1的开关频率发生变化时,第一相的频率控制电路根据第一反馈信号Vc1对节点P1进行放电,以调节第一定时信号V1的上升斜率,调节第一相的关断时间,继而调节了第一开关信号Clk1的开关频率。最终使得第一开关信号Clk1和第二开关信号Clk2在固定的基准频率下工作,且第二开关信号Clk2与第一开关信号Clk1之间大约具有180度的相位差,此时第一相和第二相功率级电路的电感电流的相位差刚好为180度,通过两相电流的叠加可使得输出电压的纹波达到最优,有利于减小输出电压的纹波。
图4示出根据本发明第二实施例的一种多相变换器的结构示意图。其包括N相(N为大于2的整数)并联连接的功率级电路,N相关断定时电路、N相开关控制电路以及N相频率控制电路,每一部分与图1和图2中的第一相和第二相相同,为了简明起见省略对其的详细说明。多相变换器的工作原理与两相变换器的类似,不同之处在于,多相变换器的延时电路320包括N-1个通道,用于根据预定相移T/N逐相延迟第一基准频率以得到N-1个第二基准频率。第1相功率级电路的开关信号的开关频率被固定到第一基准频率,第2至N相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于对应相的第二基准频率上。
对于多相变换器,当其中一相的开关信号的开关频率发生变化时,其频率控制电路通过调节对应相的关断定时电路的定时信号的上升斜率以调节该相的开关信号的开关频率,最终使得各相的开关信号保持固定的基准频率和相移T/N工作,通过多相电感电流的叠加可使得输出电压的纹波达到最优,有利于减小输出电压的纹波。
虽然在图4中仅显示出了两个单独的功率级电路及其相应的控制电路,但是应该理解的是,在本发明公开的任何给定的应用中可以采用两个或多个功率级电路及其相应的控制电路。例如附加的功率级电路可以添加到特定的实现方案中以实现更高的效率和/或增加输出功率。无论功率级电路的数目如何,多个功率级电路优先采用相同的拓扑。例如多个功率级电路可以是正向变换器、桥式变换器(包括半桥、全桥等)、推挽式变换器等。不同功率级电路之间的相位差取决于所采用的功率级电路的数目,以控制整流后的输出电流的重叠。
以上详细说明了固定关断时间控制方式的多相变换器的实现原理。同理,本发明还可以运用到固定关断时间的控制模式。
综上所述,本发明实施例的多相变换器包括多相关断定时电路、多相开关控制电路以及多相频率控制电路,多相关断定时电路与多相功率级电路一一对应,每相关断定时电路用于生成表征对应相的功率级电路的主开关关断时间的定时信号;每相开关控制电路用于接收对应相的定时信号,并根据该定时信号和输入电压生成开关信号,每相频率控制电路用于检测对应相的开关信号的开关频率,并将对应的开关信号的开关频率固定于相应的基准频率,其中,多相变换器中多个基准频率逐相延迟,以使得各相的开关信号保持在固定的基准频率和相移下工作,通过多相电感电流的叠加可使得输出电压的纹波达到最优,有利于减小输出电压的纹波。进一步的,本发明实施例中频率控制电路对各相开关信号的调节过程比较平缓,可避免输出电压的较大的波动,有利于提高电路系统的稳定性。
依照本发明的实施例如上文,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明的保护范围应当以本发明权利要求所界定的范围为准。

Claims (23)

1.一种多相变换器的控制电路,所述多相变换器包括并联连接在输入端和输出端之间的多相功率级电路,每一相功率级电路的主开关管的导通和关断受控于对应相的开关信号,其特征在于,所述控制电路包括多相关断定时电路、多相开关控制电路以及多相频率控制电路,
所述多相关断定时电路与所述多相功率级电路一一对应,
每相关断定时电路用于生成对应相的定时信号;
每相开关控制电路用于接收对应相的定时信号,并根据所述定时信号确定所述开关信号的无效电平时间,
每相频率控制电路用于检测对应相的开关信号的开关频率,并将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率,
其中,所述多相变换器中多个基准频率逐相延迟,以使得相邻相的功率级电路之间具有预定时移。
2.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述频率控制电路被设置为根据开关信号的开关频率与相应的基准频率之间的频率差调节对应相的定时信号的变化斜率,以将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率。
3.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述相邻相的功率级电路之间的所述预定相移为T/N,其中,T表示所述多相变换器的开关周期,N表示所述多相变换器中功率级电路的相数,且N为大于1的整数。
4.根据权利要求3所述的控制电路,其特征在于,还包括:
基准电路,用于生成第一基准频率;以及
延时电路,用于按照所述预定相移逐相延迟所述第一基准频率以得到多个第二基准频率。
5.根据权利要求4所述的控制电路,其特征在于,第1相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于所述第一基准频率,
第2至N相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于对应相的所述第二基准频率。
6.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述关断定时电路包括:
第一压控电流源,用于根据输出电压提供充电电流;
参考电容,用于根据所述充电电流在所述参考电容的第一端提供所述定时信号;以及
开关,所述开关并联连接于所述参考电容的两端,所述开关用于在导通时提供所述参考电容的第一端至地的短接路径。
7.根据权利要求6所述的控制电路,其特征在于,每相功率级电路的开关信号用于控制该相的充放电单元中的所述开关的开关动作。
8.根据权利要求7所述的控制电路,其特征在于,所述开关用于在所述开关信号处于无效电平时关断,所述第一压控电流源对所述参考电容充电。
9.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述开关控制电路包括:
比较器,用于将所述对应相的定时信号和所述输入电压进行比较,根据比较结果提供所述开关信号。
10.根据权利要求6所述的控制电路,其特征在于,所述频率控制电路包括:
鉴频鉴相器,用于检测对应相的开关信号和对应的第一基准频率或者第二基准频率的频率和相位差,并根据所述频率和相位差产生反馈控制信号;以及
第二压控电流源,第一电流端与所述参考电容的第一端连接,第二电流端接地,用于根据所述反馈控制信号对所述参考电容进行放电操作。
11.根据权利要求10所述的控制电路,其特征在于,所述频率控制电路还包括滤波器,用于对所述反馈控制信号进行滤波。
12.根据权利要求11所述的控制电路,其特征在于,所述滤波器通过低通滤波器实现。
13.一种多相变换器的控制方法,所述多相变换器包括并联连接在输入端和输出端之间的多相功率级电路,每一相功率级电路的主开关管的导通和关断受控于对应相的开关信号,其特征在于,所述控制方法包括:
生成对应相的功率级电路的定时信号;
接收对应相的定时信号,并根据所述定时信号确定所述开关信号的无效电平时间,
检测对应相的开关信号的开关频率,并将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率,
其中,所述多相变换器的多个基准频率逐相延迟,以使得相邻相的功率级电路之间具有预定时移。
14.根据权利要求13所述的控制方法,其特征在于,还包括:根据开关信号的开关频率与相应的基准频率之间的频率差调节对应相的定时信号的变化斜率,以将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率。
15.根据权利要求13所述的控制方法,其特征在于,所述相邻相的功率级电路之间的所述预定相移为T/N,其中,T表示所述多相变换器的开关周期,N表示所述多相变换器中功率级电路的相数,且N为大于1的整数。
16.根据权利要求15所述的控制方法,其特征在于,所述控制方法还包括:
生成第一基准频率;以及
按照所述预定相移逐相延迟所述第一基准频率以得到多个第二基准频率。
17.根据权利要求16所述的控制方法,其特征在于,第1相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于所述第一基准频率,
第2至N相功率级电路的开关信号的开关频率被固定于对应相的所述第二基准频率。
18.根据权利要求1所述的控制方法,其特征在于,所述生成表征对应相的功率级电路的主开关关断时间的定时信号包括:
当开关信号处于无效电平时,通过输出电压对参考电容进行充电以得到该相的定时信号。
19.根据权利要求18所述的控制方法,其特征在于,所述检测对应相的开关信号的开关频率,并将所述开关信号的开关频率固定于相应的基准频率包括:
检测对应相的开关信号和对应的第一基准频率或者第二基准频率的频率和相位差,并根据所述频率和相位差产生反馈控制信号;以及
根据所述反馈控制信号对所述参考电容的第一端进行放电操作,以调节该相开关信号的开关频率。
20.一种多相变换器,其特征在于,包括:
并联连接的多相功率级电路;以及
权利要求1-12任一项所述的控制电路。
21.根据权利要求20所述的多相变换器,其特征在于,所述控制电路轮流开关所述多相功率级电路。
22.根据权利要求20所述的两相并联变换器,其特征在于,所述多相功率级电路采用相同的拓扑。
23.根据权利要求22所述的两相并联变换器,其特征在于,所述多相功率级电路都包括:
串联连接于输入电压与地之间的主开关管和同步开关管;
电感,连接至所述主开关管和所述同步开关管的中间节点;以及
驱动器,用于根据接收到的开关信号交替导通所述主开关管和所述同步开关管,以使得所述电感充电和放电。
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