CN116365861A - 电源和仿真电流模式控制 - Google Patents

Abstract

本公开涉及电源和仿真电流模式控制。电源包括用于存储输出电流值的存储组件，该输出电流值表示为了向负载供电而由功率转换器的输出电压所供应的输出电流的幅度。电源还包括偏移参考发生器和控制器。偏移参考发生器产生偏移参考信号，输出电流值被偏移参考信号偏移。控制器根据相对于阈值信号的偏移输出电流值来控制功率转换器的输出电压的生成。控制器还被配置为检测可操作为将输入电压转换成输出电压的功率转换器的启动模式。在启动模式期间，控制器：产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号，以及当功率转换器操作在二极管仿真模式中时，根据阈值信号来控制功率转换器中的开关的操作。启动模式的实现单调增加输出电压的幅度而没有骤降。

Description

电源和仿真电流模式控制

技术领域

本公开涉及电力领域，尤其涉及一种电源和仿真电流模式控制。

背景技术

常规电源可以包括一个或多个DC到DC转换器以产生相应的输出电压来为负载供电。

一种类型的DC-DC转换器是单级功率转换器系统。正如其名称所暗示的，在单级功率转换器系统中，每个相位(phase)包括单个功率转换器，用于将输入电压(诸如12V DC(伏特直流电))转换为相应的目标输出电压(诸如1V DC)来为负载供电。

一种类型的功率转换器是降压转换器。所谓的恒定导通时间(COT)切换降压调节器具有固定导通时间并使用关断时间脉宽调制(PWM)来调节输出电压。一般来说，为了将输出电压维持在期望范围内，降压转换器比较所生成的输出电压的幅度以控制相应的开关电路(诸如控制开关和同步开关)。

发明内容

清洁能源(或绿色技术)的实现对于减少我们作为人类对环境的影响非常重要。一般来说，清洁能源包括减少能源消耗对环境的总体毒性的任何不断发展的方法和材料。

本公开包括以下观察：诸如从绿色能源或非绿色能源接收的原始能量在其可以被用来为诸如服务器、计算机、移动通信设备等等之类的终端设备供电之前通常需要被转换成适当的形式(诸如所期望的AC电压、DC电压等)。无论能量来自绿色能源还是非绿色能源，都希望最有效地利用由此类系统所提供的原始能源，以减少我们对环境的影响。本公开有助于经由更有效的能源转换来减少我们的碳足迹(和绿色能源)。

本文的实施例经由为负载供电的电源提供了新颖且改进的输出电压生成。

例如，在一个实施例中，电源包括用于存储输出电流值的存储组件，该输出电流值表示为了向负载供电而由功率转换器的输出电压所供应的输出电流的幅度。电源还包括偏移参考发生器和控制器。偏移参考发生器产生偏移参考信号；输出电流值被偏移参考信号偏移。控制器根据相对于阈值信号(诸如阈值电平、阈值设置、阈值等)的偏移输出电流值来控制功率转换器的输出电压的生成。

在一个实施例中，如本文进一步讨论的，阈值信号由主功率转换器相位(亦可称为功率转换器相位模块)生成并且由一个或多个从功率转换器相位使用以控制输出电压的生成。例如，阈值信号控制时序(诸如持续时间)，其中每个功率转换器相位(主或从)中的高侧开关电路被激活以共同生成输出电压。

在另外的示例实施例中，电源包括比较器。比较器基于输出电流值和偏移参考信号的总和相对于阈值信号的比较来产生一个或多个控制信号。控制器经由控制信号来控制功率转换器中的开关的操作。

存储组件可以以任何合适的方式来实现。在一个实施例中，存储组件是电容器。替代地，存储组件是存储数据的数字组件。如本文所讨论的任何或所有组件都可以经由模拟或数字电路来实现。

在又一示例实施例中，由参考电压发生器产生的偏移参考信号是具有随着时间变化的幅度的斜坡电压。在这种实例中，所存储的输出电流值因此随着时间被偏移不同的量。在一个实施例中，偏移输出电流值仿真由输出电压供应给负载的输出电流的幅度。

在另外的示例实施例中，存储在存储组件中的输出电流值表示在时间瞬时处测量的输出电流的谷幅度。在一个实施例中，时间瞬间发生在i)停用功率转换器的同步开关电路和ii)激活功率转换器中的控制开关电路以将输入电压转换成输出电压之间的转变处。

在再一个示例实施例中，以与先前讨论的方式类似的方式，偏移参考信号的幅度随着时间变化。控制器可以被配置为取决于功率转换器中的将输入电压转换成输出电压的控制开关的切换频率的幅度来改变偏移参考信号(诸如斜坡信号)的转向速率。

本文中的其他实施例包括阈值信号发生器(也称为阈值电平发生器、阈值信号发生器等)。在一个实施例中，阈值信号发生器根据设定点参考电压和输出电压的幅度之间的差异来生成阈值信号(诸如阈值、阈值电平等)。控制器基于偏移输出电流值相对应阈值信号的比较来控制激活功率转换器中的高侧开关电路的持续时间。

功率转换器可以被配置为包括任何合适的组件以将输入电压转换成输出电压。在一个实施例中，功率转换器包括控制开关(诸如控制开关电路)和同步开关(同步开关电路)。

可以以任何合适的方式监控输出电流的幅度。例如，在一个实施例中，存储在存储组件中的输出电流值是从将控制开关耦合到同步开关的功率转换器的节点的被监控的电压中导出的。电压被用作确定或导出输出电流值的基础。

在再一个示例实施例中，功率转换器包括多个功率转换器相位。在一个实施例中，输出电流表示由第一功率转换器相位供应给负载的第一输出电流。如本文所讨论的电源(即，装置、硬件、电路等)包括调节器，用于基于由第二功率转换器相位供应给负载的输出电流的幅度来对存储在存储组件中的输出电流值的幅度进行调整或应用补偿。在一个实施例中，输出电流值的调整后的幅度被生成以均衡由第一功率转换器相位所供应的输出电流的幅度相对于由第二功率转换器相位所供应的输出电流的幅度。

在另外的示例实施例中，功率转换器是第一功率转换器相位并且第一功率转换器相位的控制器是第一控制器。第一控制器和/或第一功率转换器相位将阈值信号和第一输出电流状态信息传送到(与第二功率转换器相位相关联的)第二控制器。第二控制器控制第二功率转换器相位的操作。

在一个实施例中，第一输出电流状态信息指示由第一功率转换器相位供应给负载的输出电流的平均幅度。在另外的示例实施例中，第一控制器根据阈值信号来产生第一输出电流状态信息。

在再一个示例实施例中，与第一功率转换器相位相关联的第一输出电流状态信息基于阈值信号和第一信号的总和，该第一信号指示由第一功率转换器相位供应的输出电流的平均幅度。

第二控制器基于阈值信号和第二信号来产生第二输出电流状态信息；第二信号指示由第二功率转换器相位供应给负载的输出电流的平均幅度。为了均衡第二功率转换器相位的输出电流与第一功率转换器相位的输出电流，第二功率转换器相位根据第一输出电流状态信息和第二输出电流状态信息，控制由第二功率转换器相位供应的输出电流的平均幅度。在一个实施例中，第二控制器至少部分地基于第一信号和第二信号之间的差异来控制第二功率转换器相位的操作。在一个实施例中，该差异为第二功率转换器相位提供补偿以均衡第一功率转换器相位和第二功率转换器相位的输出电流。

这些和其他更具体的实施例在下面更详细地公开。

本文中的实施例还经由为负载供电的电源提供了新颖且改进的输出电压生成。

更具体地，本文的实施例包括一种包括控制器的装置。控制器首先检测可操作为将输入电压转换成输出电压的功率转换器的启动模式。在启动模式期间，控制器产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号。此外，在启动模式期间，当功率转换器在二极管仿真模式中操作时，控制器根据阈值信号来控制功率转换器中的开关的操作。

在一个实施例中，进一步在启动模式期间，控制器在开环控制模式中操作功率转换器，其中控制器操作功率转换器以产生与输出电压的幅度无关的输出电压。在启动模式之后，控制器在闭环模式中操作功率转换器，其中控制器操作功率转换器以基于相对于设定点参考信号的输出电压的幅度来产生输出电压。

本文中的其他示例实施例包括在启动模式之后经由控制器将功率转换器从二极管仿真模式中的操作转变为连续导通模式中的操作，以将输入电压转换成输出电压。

在又一示例实施例中，控制器监控功率转换器的过零状况，以防止由输出电压所供应的输出电流在二极管仿真模式中操作的启动模式期间反转方向。

本文中的再一个示例实施例包括，在启动模式期间，经由控制器相对于由功率转换器的输出电压供应给动态负载的输出电流来监控过零状况的出现，以及响应于检测到一个或多个过零状况的发生，继续功率转换器在二极管仿真模式中的操作。

本文中的又一实施例包括，在启动模式期间，相对于由功率转换器的输出电压供应给动态负载的输出电流来监控过零状况的出现；以及响应于在一个或多个切换控制周期中没有检测到相应的过零状况，将功率转换器的操作从二极管仿真模式转变为连续导通模式。

在再一个示例实施例中，控制器在启动模式期间将输出电压的幅度从第一幅度单调地斜升到第二幅度。所生成的阈值信号由功率转换器的多个功率转换器相位中的每一个共享以控制输入电压到输出电压的转换。控制器基于功率转换器的仿真峰值输出电流信号相对于阈值信号的比较，将功率转换器中的高侧开关电路从导通状态转变为关断状态。在一个实施例中，仿真峰值电流信号是由功率转换器的输出电压供应给负载的实际输出电流的仿真。

根据另外的实施例，控制器激活功率转换器的主功率转换器相位中的开关，以将阈值信号从主功率转换器相位传送到功率转换器的至少一个从功率转换器相位。

在再一个示例实施例中，控制器控制功率转换器中的开关以固定的切换频率在导通和关断状态之间的切换，以将输入电压转换成输出电压。替代地，控制器可以被配置为以可变切换频率控制开关。

如先前所讨论的，功率转换器可以被配置为包括多个功率转换器相位，每个相位可操作为根据所生成的阈值信号(共享阈值电平)和由相应的功率转换器相位供应给动态负载的输出电流的相应幅度来从功率转换器生成输出电流的一部分。

本文中再一个示例实施例包括：经由控制器存储输出电流值，该输出电流值表示由功率转换器供应给负载的输出电流的量。然后控制器对所存储的输出电流值施加偏移以产生阈值信号。此外，控制器将阈值信号供应给功率转换器的多个功率转换器相位以供共享使用，以将输入电压转换成输出电压。

这些和其他更具体的实施例在下面更详细地公开。

注意，如本文所讨论的在系统中实现的任何资源可以包括一个或多个计算机化设备、控制器、移动通信设备、手持或膝上型计算机等，以执行和/或支持本文所公开的任何或所有方法操作。换言之，一个或多个计算机化设备或处理器可以被编程和/或配置为如本文所解释的那样操作为执行如本文所描述的不同实施例。

本文中的其他实施例包括用于执行上面总结并在下面详细公开的步骤和操作的软件程序。一个这样的实施例包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括在其上编码软件指令以供后续执行的非暂时性计算机可读存储介质(即，任何计算机可读硬件存储介质)。指令当在具有处理器的计算机化设备(硬件)中被执行时，对处理器(硬件)进行编程和/或使处理器(硬件)执行本文所公开的操作。这种布置通常作为被布置或编码在非暂时性计算机可读存储介质上的软件、代码、指令和/或其他数据(诸如，数据结构)而被提供，非暂时性计算机可读存储介质诸如光学介质(诸如，CD-ROM)、软盘、硬盘、记忆棒、存储器设备等，或者其他介质，诸如一个或多个ROM、RAM、PROM等中的固件，或者作为专用集成电路(ASIC)等。软件或固件或者其他这样的配置可以被安装到计算机化设备上以使计算机化设备执行本文所解释的技术。

因此，本文的实施例涉及支持如本文所讨论的操作的方法、系统、计算机程序产品等。

一个实施例包括一种计算机可读存储介质和/或系统，其上存储有指令以产生输出电压。指令在由计算机处理器硬件执行时，使计算机处理器硬件(诸如一个或多个位于同一位置或位于不同位置的处理器设备或硬件)：获得表示为了向负载供电而由功率转换器的输出电压所供应的输出电流的幅度的输出电流值；产生偏移参考信号，输出电流值被偏移参考信号偏移；并且根据相对于阈值的偏移输出电流值来控制功率转换器的输出电压的生成。

另一个实施例包括一种计算机可读存储介质和/或系统，其上存储有指令以产生输出电压。指令在由计算机处理器硬件执行时，使计算机处理器硬件(诸如一个或多个位于同一位置或位于不同位置的处理器设备或硬件)：检测将输入电压转换成输出电压的功率转换器的启动模式；并且在启动模式期间：i)产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号，以及ii)当功率转换器在二极管仿真模式中操作时根据阈值信号来控制功率转换器中的开关的操作。

为清楚起见，已添加上述步骤的顺序。注意，如本文所讨论的任何处理步骤可以以任何合适的顺序来执行。

本公开的其他实施例包括软件程序和/或相应的硬件以执行上面总结并在下面详细公开的任何方法实施例步骤和操作。

应当理解，如本文所讨论的，计算机可读存储介质上的系统、方法、装置、指令等也可以严格地被体现为软件程序、固件、软件、体现为硬件和/或固件的混合体、或单独体现为硬件，诸如在处理器(硬件或软件)内或在操作系统内或在软件应用内。

进一步注意，尽管本文所讨论的实施例适用于切换电源，但是本文公开的概念可以有利地被应用于任何其他合适的拓扑。

此外，请注意，尽管本文中的每个不同特征、技术、配置等可以在本公开的不同位置进行讨论，但是在合适的情况下，每个概念可以可选地彼此独立地执行或者彼此结合执行。因此，如本文所述的一个或多个本发明可以以许多不同的方式来体现和观察。

此外，请注意，本文对实施例的初步讨论(实施例的简要说明)有意不指定本公开或要求保护的(多个)发明的每个实施例和/或增量新颖的方面。相反，这个简短的描述仅呈现一般实施例和相对于传统技术的新颖性的对应点。对于本发明的附加细节和/或可能的观点(排列)，读者可以参考下文进一步讨论的本公开的详细描述部分(其是实施例的总结)和对应的附图。

附图说明

图1是图示了根据本文实施例的实现输出电流仿真和功率转换的电源的示例图。

图2是图示了根据本文实施例的多相位功率转换器和输出电压的生成的示例图。

图3是图示了根据本文实施例的包括一个或多个功率转换器相位的功率转换器的示例实现的图，

图4是图示了根据本文实施例的控制输入电压到输出电压的转换的组件的示例图。

图5A、图5B和图5C是根据本文实施例以不同模式操作阈值信号发生器的示例实施例。

图6是图示了根据本文实施例的根据本文实施例的输出电流的仿真和功率转换器的操作的示例时序图。

图7是图示了根据本文实施例的主(master)功率转换器中的电流共享电路的实现的示例图。

图8是图示了根据本文实施例的从(slave)功率转换器中的电流共享电路的实现的示例图。

图9是图示了可操作为执行根据本文实施例的一个或多个方法的计算机架构的示例图。

图10是图示了根据本文实施例的方法的示例图。

图11是图示了根据本文实施例的阈值信号发生器和相关组件的实现的示例图。

图12是图示了根据本文实施例的基于在二极管仿真模式下的功率转换器的临时操作和功率转换器的实际输出电流的采样的输出电流的仿真的示例时序图。

图13是图示了根据本文实施例的脉冲跳跃控制技术的示例图。

图14是图示了根据本文实施例的方法的示例图。

图15是图示了根据本文实施例的电路组装的示例图。

本文实施例的前述和其他目的、特征和优点将从本文以下更具体的描述中变得明显，如附图中所图示，其中相同的附图标记在不同视图中指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是强调说明实施例、原理、概念等。

具体实施方式

如先前所讨论的，电源包括用于存储输出电流值的存储组件，该输出电流值表示诸如在功率转换器为负载供电的时间瞬时由输出电压所供应的输出电流的幅度。电源还包括偏移参考发生器和控制器。偏移参考发生器产生偏移参考信号，输出电流值被偏移参考信号偏移以产生表示功率转换器的相应输出电流的输出电流仿真信号。在一个实施例中，正如其名称所暗示的，输出电流仿真信号是由输出电压供应给负载的实际输出电流的仿真。经由偏移输出电流值(也称为输出电流仿真信号)相对于阈值信号(诸如阈值)的比较，控制器调节功率转换器的输出电压的幅度。

在一个实施例中，如本文进一步讨论的，阈值信号由主功率转换器相位生成并且由一个或多个从功率转换器相位使用以控制输出电压的生成。例如，阈值信号控制时序(诸如持续时间)，其中每个功率转换器相位(主或从)中的高侧开关电路被激活以共同生成输出电压。

现在，参考附图，图1是图示了根据本文实施例的包括输出电流仿真器和功率转换器的电源的示例图。

如该示例实施例中所示，电源100包括多个组件，诸如主控制器140、功率转换器165和负载118。主控制器140包括任意数量的组件，诸如存储组件155、偏移参考发生器158、加法器159、比较器114和PWM(脉宽调制)控制器141。功率转换器165包括输出电流监控器142和任意数量的开关Qx。

在该示例实施例中，电源100从输入电压源120-1接收输入电压120(诸如DC输入电压)。

正如其名称所暗示的，功率转换器165将输入电压120转换成输出电压123(诸如DC电压)，该输出电压123为动态负载118(诸如一个或多个电子电路、组件等)供电。

功率转换器165可以被配置为任何合适的电路、逻辑、组装等，其将接收到的输入电压120(诸如DC或其他合适类型的电压)转换成供应给动态负载118的输出电压123。输出电压123向动态负载118供应对应的输出电流122。

在另外的示例实施例中，主控制器140支持仿真模式，其中主控制器140产生输出电流仿真信号131，正如其名称所暗示的，其仿真由功率转换器165供应给负载118的实际输出电流122。

在一个实施例中，主控制器140根据输出电流仿真信号131的幅度来生成控制信号105。例如，控制信号105控制功率转换器165中的开关125(也称为Qx)的操作(状态)以将输入电压120转换成输出电压123。

更具体地，功率转换器165包括输出电流监控器142。正如其名称所暗示的，输出电流监控器142监控由功率转换器165供应给负载118的实际输出电流122的幅度。输出电流的监控可以是以任何合适的方式来实现。

输出电流监控器142将输出电流采样122-S提供给主控制器140。在一个实施例中，主控制器140将一个或多个输出电流采样122-S作为输出电流值127存储在存储组件155中。在一个实施例中，如本文进一步讨论的，所存储的输出电流值127是与被监控的输出电流122相关联的检测到的谷值(最小峰值)。

如进一步所示，主控制器140的偏移参考发生器158产生相应的偏移参考信号128。

加法器159接收输出电流值127和偏移参考信号128，并产生相应的输出电流仿真信号131，其表示输出电流值127和偏移参考信号128的总和。

控制器140还包括比较器114和阈值发生器162。阈值发生器162产生阈值信号TL1(也称为阈值)。基于总和信号131与阈值信号TL1的比较，比较器140产生供应给PWM控制器141的比较信号104。

在一个实施例中，如本文进一步讨论的，阈值信号TL1由主功率转换器相位生成并且由一个或多个从功率转换器相位使用以控制输出电压的生成。例如，阈值信号控制时序(诸如持续时间)，其中每个功率转换器相位(主或从)中的高侧开关电路被激活以共同生成输出电压。

PWM控制器141使用比较信号104作为产生控制信号105的基础。如本文进一步讨论的，控制信号105控制开关125的操作为及将输入电压120转换成输出电压123为负载供电118。

因此，本文中的实施例包括用于存储输出电流值127的存储组件155，该输出电流值127表示由输出电压123供应的输出电流122的幅度，以便为动态负载118供电。主控制器140包括偏移参考发生器158和脉宽调制控制器141。偏移参考发生器158产生偏移参考信号128；输出电流值127被偏移参考信号128偏移。脉宽调制控制器141根据相对于阈值信号TL1的输出电流仿真信号131(又称为被偏移参考信号128偏移的输出电流值127)来控制功率转换器165的输出电压123的生成。

图2是图示了根据本文实施例的多相位功率转换器和输出电压的生成的示例图。

如图2中所示，功率转换器165可以被配置为包括任何数量的功率转换器相位。

例如，在一个实施例中，功率转换器165包括功率转换器相位165-1(主相位)、功率转换器相位165-2(第一从功率转换器相位)、功率转换器相位165-3(第二从功率转换器相位)以及功率转换器相位165-4(第三从功率转换器相位)。

如进一步所示，电源100包括总线235(任何合适的通信链路，诸如支持一个或多个信号的传达)，使得主功率转换器相位165-1能够将任何信息传送到每个从功率转换器相位165-2、165-3和165-4。

如本文进一步讨论的，主VSHARE信号461(也称为阈值信号TL1)诸如通过相应的导电路径或总线235而被传送到其他从功率转换器相位中的每一个从功率转换器相位。

如本文进一步讨论的，主功率转换器相位诸如通过相应的导电路径或总线235将输出电流状态信息471-M传送到其他从功率转换器相位中的每一个从功率转换器相位。

功率转换器相位165-1、165-2、165-3和165-4的并联操作导致输入电压120转换成为负载118供电的输出电压123。每个功率转换器相位包括主控制器140，用于控制相应功率转换器相位的操作为产生输出电压123来为负载供电。

图3是图示了根据本文实施例的功率转换器的操作和输出电压的生成的示例图。

如先前所讨论的，功率转换器165(主或从)和对应的电源100可以被配置作为任何合适类型的功率转换器或功率转换器系统。

在该非限制性示例实施例中，功率转换器相位165-1被配置为降压转换器。功率转换器165包括以类似的方式配置的任意数量的功率转换器相位。

功率转换器相位165-1包括电压源120-1(供应输入电压120)、开关Q1(高侧开关电路125-1)、开关Q2(低侧开关电路1252)、电感器144-1和输出电容器136(诸如一个或多个电容器)。

开关125(Q1、Q2等)可以以任何合适的方式实现。在一个实施例中，每个开关125是所谓的场效应晶体管。可以使用任何合适类型的一种或多种类型的开关来提供如本文所讨论的切换。

注意，电源100包括并联安置以产生输出电压123的一个或多个功率转换器165(电压调节器，诸如主功率转换器相位165-1、从功率转换器相位165-2等)。诸如功率转换器相位1652之类的每个电压转换器以与功率转换器165-1类似的方式来操作。

每个功率转换器相位可以相对于彼此同相或异相操作。

进一步注意，尽管图3中的功率转换器相位被示为降压转换器配置，但是功率转换器165可以被实例化为任何合适类型的电压转换器并且包括任何数量的相位，从而提供如本文所述的相应输出电压123的调节。

如该示例实施例中进一步所示，在输入电压源120-1和对应的接地参考之间功率转换器相位165-1的开关Q1(高侧开关电路125-1)与开关Q2(低侧开关电路125-2)串联连接。

例如，开关Q1的漏极节点(D)连接到电压源220以接收输入电压120-1。脉宽调制控制器141利用控制信号105-1(也称为信号PWM)驱动开关Q1的栅极节点(G)。

开关Q1的源极节点(S)在节点296处连接到开关Q2的漏极节点(D)。回想一下，在一个实施例中，节点296由输出电流监控器142监控。脉宽调制控制器141利用控制信号105-2(也称为信号PWMB)驱动开关Q2的栅极节点(G)。开关Q2的源极节点(S)接地。

如先前所讨论的，功率转换器165-1还包括电感器144-1。电感器144-1从节点296延伸到输出电容器136和动态负载118。

经由通过相应的控制信号1051(施加到开关Q1的栅极G)和控制信号105-2(施加到开关Q2的栅极G)来切换开关Q1和Q2，耦合开关Q1的源极(S)节点和开关Q2的漏极(D)节点的节点296通过电感器144-1提供来自源极120-1或地的输出电流，从而导致生成输出电压123和对应的输出电流122或I_LOAD，为负载118供电并通电电容器136。

一般来说，电流I_LOAD的幅度等于通过电感器144-1的输出电流的幅度。输出电容器136的存在降低了与输出电压123相关联的纹波电压。

在另外的示例实施例中，如先前所讨论的，控制器140基于一个或多个反馈参数来控制开关Q1和Q2的切换(诸如在一个或多个功率转换器相位的每一个中)，如本文进一步讨论的。

一般来说，当高侧开关Q1(诸如一个或多个场效应晶体管或其他合适的组件)导通(ON)并且低侧开关Q2(诸如一个或多个场效应晶体管或其他合适的组件)关断(OFF)时，来自功率转换器相位的通过电感器144-1的输出电流122的幅度增加；当高侧开关Q1关断并且低侧开关电路Q2导通时，通过电感器144-1的电流122的幅度减小。

在多个周期中的每一个上重复导通和关断开关125产生适当的输出电压123和对应的(平均的)输出电流122来为动态负载118供电。

如本文进一步讨论的，控制开关125的切换频率(每个控制周期的时段)可以是固定的或可变的。

图4是图示了根据本文实施例的控制输入电压到输出电压的转换的组件的示例图。

在另外的示例实施例中，主控制器140包括输出电流监控器142、电阻器R1、开关S1、开关S2、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、开关S7、开关S8、开关S9、输出电流平衡信号发生器451(即，补偿信号发生器，诸如向电阻器R1吸收或供给电流的电压到电流转换器)、驻留参考电压发生器449、放大器A1、放大器A2、跨导放大器G1、比较器114、组件462和触发器FF1。

注意，输出电流平衡信号发生器451对于主功率转换器相位通常不起作用或不被激活，但是对于从功率转换器相位的每个相位都是活动的。从功率转换器相位使用补偿信号476来调整放大器A1的操作，调整施加到输出电流信号443的补偿或偏置。

如进一步所示，输出电流监控器142监控相应功率转换器相位的相应节点296的电压VMON。输出电流监控器142将输出电流信号442(诸如由对应的功率转换器相位提供的输出电流122的连续采样)输出到放大器A1的非反相输入(+节点)。输出电流监控器142还将输出电流状态信息471(诸如由对应的功率转换器相位向负载118递送的输出电流122的平均量)输出到开关S8以及输出电流平衡信号发生器451。

开关S8取决于其设置而提供输出电流监控器142和主控制器140的节点403的连接性。如果主控制器140被实现在相应的主功率转换器相位中，则开关S8被设置为导通(短路)状态，从而导致输出电流信息471通过节点403转发到每个从功率转换器相位。

输出电流信息471提供了每个对应从功率转换器相位控制它们递送到负载118的相应输出电流的基础。如果主控制器140被实现在相应的从功率转换器相位中，则开关S8被设置为关断状态(开路)。

开关S9取决于其设置而提供节点403到主控制器140的输出电流平衡信号发生器451的连接性。如果主控制器140被实现在相应的主功率转换器相位中，则开关S9被设置为关断状态(即，打开)，因为输出电流状态信息471从节点403被传输到其他从功率转换器相位。

如本文进一步讨论的，在一个实施例中，主功率转换器相位的开关S1也被设置为打开状态，从而导致放大器A1在缓冲模式中操作，而没有来自输出电流平衡信号发生器451所产生的补偿信号476的任何补偿。换句话说，输出电流信号443通常等于主功率转换器相位的输出电流信号442(诸如输出电流122采样)。

相反，如果主控制器140被实现在相应的从功率转换器相位中，则开关S9被设置为导通状态(即，短路电路)，如前面所讨论的。在后一种实例中，开关S9将信号471从主功率转换器相位传达到从功率转换器相位的输出电流平衡信号发生器451。另外，从功率转换器相位产生提供给输出电流平衡信号发生器451的本地输出电流信息471。如本文进一步讨论的，在从功率转换器相位中，输出电流平衡信号发生器451使用来自于主功率转换器相位的输出电流信息471和由从功率转换器相位本地生成的输出电流信息471，以基于输出电流信号442来调整输出电流信号443的生成。

如本文进一步讨论的，经由补偿信号476对放大器A1操作的调整导致期望地平衡或均衡由每个从功率转换器相位所提供的输出电流122的幅度与由主功率转换器相位所提供的输出电流的幅度。

此外，图4的调制器440包括开关S2、电容器C1、电容器C2、开关S3和电流源450。一般来说，如关于图6中所示的时序进一步讨论的，主控制器140控制开关S2和S3的操作，使得电容器C1(诸如存储组件)存储输出电流值127，诸如表示输出电流122的最小谷电流值的电压值。输出电流值127(诸如在控制周期的时间瞬时所测量的)提供了执行电流仿真的基础。

如进一步所示，电流源450产生电流494以在节点492处产生相应的斜坡电压(诸如偏移信号128)。在一个实施例中，所导致的输出电流仿真信号131因此是输出电流值127和偏移信号128的总和。因此，偏移参考值128的幅度随着时间变化。

注意，在一个实施例中，主控制器140取决于将输入电压120转换成输出电压123的功率转换器中的控制开关125的切换频率(即信号CLK)的幅度来改变偏移参考信号128的转向速率(诸如斜坡信号的斜率)。例如，供应给电容器C2的电流494的幅度的设置对于较高幅度的切换频率高于对于较低幅度的切换频率。

输出电流仿真信号131被供应给比较器114的非反相输入节点。比较器140将输出电流仿真信号131的幅度(表示由相应功率转换器相位供应给负载的实际输出电流122)与阈值信号TL1(也称为VSHARE信号461)进行比较。

响应于检测到输出电流仿真信号131的幅度跨越(诸如等于或超过)阈值信号TL1，比较器140产生相应的信号499，从而导致重置触发器FF1及其对应的Q输出被重置为逻辑低。在这种实例中，控制信号105-1(也称为PWM信号)被设置为逻辑低；控制信号105-2(PWMB信号)被设置为逻辑高。

在一个实施例中，如本文进一步讨论的，阈值信号VSHARE 461(TL1)由阈值发生器162在主功率转换器相位中生成并且由一个或多个从功率转换器相位使用以控制输出电压123的生成。例如，阈值信号控制时序(诸如持续时间)，其中每个功率转换器相位(主或从)中的高侧开关电路被激活以共同生成输出电压123。

在一个实施例中，主控制器140包括模拟前端110。在一个实施例中，模拟前端410(诸如电路)接收输出电压反馈信号123-FB(Vout)、设定点参考电压452(Vtarget)和参考电压421(诸如VREF＝600毫伏DC)。

基于这些接收到的信号，模拟前端410产生相应的模拟前端信号459(AFEOUT)。更具体地，在一个实施例中，模拟前端和410产生等于VOUT-VTARGET+VREF的信号459。

另外，主控制器140包括驻留参考电压发生器449以及对应的阈值发生器162。操作细节将在下面进一步讨论。

在一个实施例中，调制器440是电流模式调节器并且调制器440以固定频率模式来操作。PWM信号被设置在每个参考时钟周期的上升沿处。当比较器114以如先前所讨论的方式检测到输出电流仿真信号131大于或等于阈值信号VSHARE 461(TL1)时，调制器440提供控制信号499以重置触发器FF1和对应的PWM信号。因此，输出电流仿真信号131的幅度到阈值信号VSHARE 461(TL1)控制时序(诸如持续时间)，其中每个功率转换器相位(主或从)中的高侧开关电路被激活以共同生成输出电压123。

阈值发生器162的操作在图11-图13中被进一步讨论，并且可能取决于功率转换器相位的启动或正常操作模式而有所不同。

再次参考图4，一般来说，第一实施例包括输出电流仿真信号131的生成；输出电流监控器142(也称为电流感测块)在Toff时间(PWMB＝逻辑高)期间检查(监控)syncFET(低侧开关电路125-2)的电流(经由电压VMON)。在一个实施例中，该电流信息被转变为电压信号并且被电平转移为700mVDC。放大器A1缓冲输入到调制器440的这个信号442。放大器A2基于偏移参考信号128和输出电流值127来生成输出电流仿真信号131。例如，在一个实施例中，偏移信号128和输出电流值127的总和表示输出电流仿真信号131。如本文所讨论的，输出电流仿真信号131经由比较器114来与VSHARE461(TL1)进行比较，以便为每个控制周期定义相应PWM脉冲的宽度。

第二实施例包括生成VSHARE信号。例如，在一个实施例中，模拟前端放大器410将感测到的输出电压提供给调制器440。例如，模拟前端放大器410接收输出电压Vout(信号123-FB)、目标(设定点参考电压452)和参考电压421。通过将输出电压反馈信号123-FB(VOUT，诸如输出电压123或比例值)和由参考电压发生器420所生成的内部参考电压421与目标电压(设定点参考电压452进行比较，误差信号(即VSHARE)被提供给跨导放大器Gm1。一般来说，节点488和489两端的差分电压基本上是误差电压Vout-Vtarget。在一个实施例中，如先前所讨论的，阈值电平VSHARE 461(TL1)还被传送到诸如组件462驻留的片外补偿网络。主控制器140控制相应功率转换器相位的操作，使得节点488和节点489两端的误差电压为零或尽可能接近零。一般来说，如先前所讨论的，阈值信号VSHARE 461(TL1)被用作每个功率转换器相位中的相应比较器114的参考电平，以确定PWM信号的下降沿以关断相应的高侧开关电路并导通相应的低侧开关电路。

在第三实施例中，功率转换器165的多个相位以先前所讨论的方式进行堆叠(参见图2)。在一个实施例中，输出电流监控器142产生相应的输出电流信息471，其指示由主功率转换器相位供应给负载118的输出电流122的平均或滤波幅度。主功率转换器相位传送主相位电流信息(诸如输出电流信息471)到每个从功率转换器相位。每个从功率转换器相位使用接收到的主输出电流信息作为参考值，在该参考值中诸如在相应的反馈回路中控制由相应的从功率转换器相位供应给负载118的输出电流122的幅度。在这种实例中，每个从功率转换器相位控制其相应的输出电流，使得它基本上等于由主功率转换器相位供应给负载的输出电流122的幅度的(诸如点或其他合适值的10％以内)。

主控制器140和对应组件的详细操作将在以下附图中进一步讨论。

图5A是图示了根据本文实施例的与阈值信号发生器相关联的开关设置的示例图。

在图5A的这个实施例中，主控制器140在基于输入电压122生成输出电压123的开环模式中操作。

例如，在启动期间，主控制器140控制主功率转换器相位的阈值发生器162的操作。在这种实例中，在该启动模式期间，主控制器140将开关S4控制为打开状态(即，关断或停用)；主控制器140将开关S5控制到闭合状态(即，导通、短路或激活)；主控制器140将开关S6控制到闭合状态(即，导通、短路或激活)；主控制器140将开关S7控制到闭合状态(即，导通、短路或激活)。在这种实例中，阈值发生器162的放大器A2在缓冲模式中操作为产生等于驻留参考电压411(所谓的驻留参考电压，诸如700mVDC或其他合适的值)的阈值信号VSHARE461(TL1)(也称为阈值电平、阈值、阈值设置等)。这种模式的附加细节在图11-图13中讨论。

图5B是图示了根据本文实施例的与电平发生器相关联的开关设置的示例图。

在该实施例中，主控制器140在操作功率转换器165的正常条件下(在启动之后和在调节模式中)控制主功率转换器相位的阈值发生器162。

例如，主控制器140将开关S4控制为闭合状态(即，导通、短路或激活)；主控制器140将开关S5控制到打开状态(即关断或停用)；主控制器140将开关S6控制到闭合状态(即，导通、短路或激活)；主控制器140将开关S7控制到打开状态(即关断或停用)。在这种实例中，阈值发生器162的跨导放大器G1基于输出电压反馈信号123-FB(诸如输出电压123或与输出电压123成比例变化的信号)和设定点参考电压451之间的差异来产生阈值信号VSHARE461(TL1)。更具体地，经由跨导放大器G1，阈值发生器162基于输出电压反馈信号123-FB(诸如输出电压123)和设定点参考电压451之间的差异来吸收或供给电流。这提供了将输入电压120转换成输出电压123的调节。

图5C是图示了根据本文实施例的与电平发生器相关联的开关设置的示例图。

在该实施例中，主控制器140针对相应的从功率转换器相位控制阈值发生器162的设置。

例如，从功率转换器相位的主控制器140将从功率转换器相位中的阈值发生器162的开关S4控制到打开状态(即，关断或停用)；主控制器140将开关S5控制到闭合状态(即，导通、短路或激活)；主控制器140将开关S6控制到打开状态(即关断或停用)；主控制器140将开关S7控制到闭合状态(即，导通、短路或激活)。

因为开关S6打开，从功率转换器相位从主功率转换器相位接收阈值信号VSHARE461(TL1)。因此，如先前所讨论的，功率转换器165中的每个功率转换器相位使用相同的阈值信号TL1(又称为VSHARE信号)来提供相位控制。

图6是图示了根据本文实施例的根据本文实施例的基于对功率转换器的实际输出电流的采样来仿真与功率转换器相关联的输出电流的示例时序图。

在该示例实施例中，主控制器140在正常调节模式期间控制开关125在功率转换器相位中的操作，以将输入电压120转换成输出电压123。

例如，在时间T60和T61(控制周期#1的结束)之间，脉宽调制发生器141从触发器FF1的Q输出生成为逻辑低的PWM信号，从而关断高侧开关电路125-1(到打开状态)；这也致使时间T60和T61之间为逻辑高的PWMB信号，从而导通低侧开关电路(到短路状态)。在此时间期间，由电流监控器142监控的诸如连接高侧开关电路和低侧开关电路的节点296(见图2)上的电压是VMON。基于被监控的电压VMON，电流监控器142产生跟踪T60和T62之间的输出电流122的幅度的输出电流信号442。假设功率转换器相位是主相位，开关S1打开，并且放大器A1操作在缓冲模式中以产生输出电流信号443，其跟踪时间T60和T61之间的输出电流122的幅度。

另一方面，假设功率转换器相位是从功率转换器相位，开关S1闭合(短路)，并且放大器A1操作在缓冲模式中以产生输出电流信号443，其通常跟踪时间T60和T61之间的输出电流122的幅度。然而，如本申请后面进一步讨论的，输出电流平衡信号发生器451(即补偿逻辑或电路)产生供应给放大器A1的反相输入的补偿信号476。这导致对输出电流信号443的调整(补偿)。补偿信号476的幅度随着时间变化，使得每个功率转换器相位向动态负载118提供等量的输出电流。更多细节参见下文。

再次将功率转换器相位称为主或从功率转换器相位，注意，开关S2在时间T60和T61之间被设置为导通状态。开关S3在时间T60和T61之间也被设置为导通状态，从而使电容器C2放电。

在该示例实施例中，以如先前所讨论的方式，电容器C1(存储组件)将输出电流信号443的采样(诸如指示最小电流值的谷电压)存储为电容器C2的节点上的差分电压。在一个实施例中，存储在电容器C1(即，存储组件C1)中的输出电流值127表示在时间瞬时T61(也参见时间瞬时T63、T65、T67等)处测量的输出电流122的谷幅度。在一个实施例中，时间瞬时T61发生在如下之间的转变处：i)停用功率转换器的同步开关电路(诸如低侧开关电路125-2)和ii)激活功率转换器中的控制开关电路(诸如高侧开关电路125-1))以将输入电压转换成输出电压。

输出电流仿真信号131在时间T60和T61之间跟踪(诸如等于)信号443。在切换周期#1在时间T61处结束时，CLK信号(输入到触发器FF1的S输入)变为逻辑高，在时间T61处将脉宽调制发生器141的PWM信号设置为逻辑高状态还在时间T61处将脉宽调制发生器141的PWMB信号重置为逻辑低。

在时间T61和T62之间，脉宽调制发生器141从其Q输出生成为逻辑高的PWM信号，从而导通高侧开关电路125-1(到短路状态)，以及为逻辑低的PWMB信号，从而关断低侧开关电路(到打开状态)。

此外，在该示例实施例中，主控制器140在时间T61和T62之间将开关S2控制为关断状态。经由主控制器140，开关S3在时间T60和T61之间也被设置为关断状态。此外，在时间T61和T62之间，偏移参考发生器158的电流源450以恒定电流494驱动电容器C2，对电容器C2充电(诸如产生单调斜坡信号)。电容器C2上的偏移信号128(存储在电容器C2中，导致时间T61和T62之间的斜坡电压)在零伏和MAXR值之间斜升。这致使存储在主电容器C1中的输出电流值127(诸如表示最小或谷电压的采样电压值)在时间T61和T62之间经由偏移参考信号128相对于地被偏移。例如，输出电流仿真信号131是输出电流值127和偏移信号128的总和。

在时间T61之后，当PWM信号为逻辑高并且对应的高侧开关电路短路时，调制器440的比较器114将输出电流仿真信号131与阈值发生器162所生成的阈值信号VSHARE 461(TL1)进行比较。响应于检测到输出电流仿真信号131的幅度跨越(诸如等于或大于)阈值信号VSHARE信号461(TL)的幅度，比较器114的输出信号499重置触发器FF1，使PWM信号在时间T62被重置为逻辑低电平并且PWMB信号被设置为逻辑高电平。因此，阈值信号VSHARE 461(TL1)的幅度控制时序(诸如持续时间)，其中每个功率转换器相位(主或从)中的高侧开关电路被激活以共同地生成输出电压123。更具体地说，当阈值信号VSHARE 461(TL1)为较低幅度时，控制器在时间上较早关断高侧开关电路，从而缩短功率转换器相位的所谓导通时间。相反，当阈值信号VSHARE 461(TL1)为较高幅度时，控制器在时间上较晚关断高侧开关电路，从而增加功率转换器相位的所谓导通时间。

更具体地说，在时间T62处，脉宽调制发生器141从触发器FF1的Q输出生成为逻辑低的PWM信号，从而关断高侧开关电路125-1(到打开状态)，以及逻辑高的PWMB信号，从而导通低侧开关电路(到短路状态)。如先前所讨论的，由电流监控器142监控的诸如连接高侧开关电路和低侧开关电路的节点296(见图2)上的电压是VMON。基于被监控的电压VMON，电流监控器142产生跟踪输出电流122的幅度的信号442。假设功率转换器相位是主相位，开关S1打开，放大器A1操作在缓冲模式中以产生输出电流信号443，其跟踪时间T62和T63之间的输出电流122的幅度。

假设功率转换器相位是从功率转换器相位，开关S1闭合(短路)，并且放大器A1利用所输入的补偿信号476操作在缓冲模式中以产生输出电流信号443，其通常跟踪时间T62和T63之间的输出电流122的幅度。然而，如本申请后面进一步讨论的，输出电流平衡信号发生器451产生供应给放大器A1的反相输入的补偿信号476。这导致对输出电流信号443的调整。如本说明书后面进一步讨论的，补偿信号476的幅度随着时间变化，使得每个功率转换器相位向动态负载118提供等量的输出电流。

再次将功率转换器相位称为主功率转换器相位，注意，开关S2在时间T62和T63之间被设置为导通状态，将输出电流值127的新值存储在电容器C1中。开关S3在时间T62和T63之间也被设置为导通状态，从而使电容器C2放电。在这种实例中，电容器C1(存储组件)将作为输出电流信号127(表示最小电流值的谷电压)的周期#2的输出电流的另一个采样存储为电容器C1的节点上的差分电压。输出电流仿真信号131在时间T62和T63之间跟踪(诸如等于)信号443。在切换周期#2的结束时，CLK信号(输入到触发器FF1的S输入)变为逻辑高，将脉宽调制发生器141的PWM信号在T63和T64之间设置为逻辑高并在时间T61和T62之间将脉宽调制发生器141的PWMB信号重置为逻辑低。

这个过程重复每个控制周期。

再次注意，本文的实施例可以经由模拟或数字电路来实现。例如，本文所讨论的任何输入信号都可以被转换为数字信号，然后进行数字处理以产生相应的输出信号，这些输出信号又转换回到模拟电压。

图7是图示了根据本文实施例的主功率转换器中的电流共享电路的实现的示例图。

在该示例实施例中，主功率转换器相位165-1包括主控制器140-M，主控制器140-M包括输出电流监控器142-M和输出电流平衡信号发生器451-M(也称为补偿信号发生器)，如图7中所示。

输出电流监控器142-M包括输出电流信息发生器735-M，诸如包括放大器71、放大器72、放大器73、多个晶体管P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、电流源ITRIM、参考电压源721和电流源Vbg/R。

输出电流监控器142-M包括输出电流滤波器142F以产生指示状态信息的信号727-M，诸如由主功率转换器相位165-1供应给动态负载118的输出电流的平均量。

主功率转换器相位165-1的主控制器140-M还包括开关S81、开关S91和输入-输出引脚403-M。输入-输出引脚403-M是主功率转换器相位165-1的输出引脚。例如，开关S81被设置为短路状态(导通状态、激活状态等)；开关S91被设置为打开状态(关断状态)。在这种实例中，主功率转换器相位165-1和对应的输出电流监控器142M将输出电流监控器142-M所生成的输出电流状态信息471通过开关S81和节点403-M输出到每一个其他从功率转换器相位。每个从功率转换器相位使用接收到的输出电流状态信息471-M(由主功率转换器相位产生)作为调节该从功率转换器相位的相应输出电流的幅度的基础，以使得主功率转换器相位和一个或多个从功率转换器相位中的每一个向相应负载118提供基本上等量的输出电流。

因此，在该示例实施例中，输出电流监控器142-M监控由主功率转换器相位165-1供应给负载118的输出电流的幅度。基于VMON或指示与主功率转换器相位相关联的输出电流的幅度的其他信号，输出电流滤波器142-F生成指示由主功率转换器相位165-1供应给动态负载118的输出电流的平均幅度的信号727-M。

输出电流信息发生器735-M因此接收信号727-M和VSHARE信号461(阈值信号TL1)并使用这些信息来产生相应的输出电流信息471。

更具体地，在一个实施例中，输出电流信息发生器735-M中的组件的配置根据以下信号来产生输出电流状态信息471-M：i)信号727-M，ii)阈值信号VSHARE 461(TL1),和iii)信号Vbg(参考信号)。在一个实施例中，输出电流状态信息471等于信号727-M和VSHARE信号461的总和减去信号Vbg。

如先前所讨论的，由于开关S81针对主功率转换器相位被设置为短路状态，所以输出电流监控器142-M将输出电流状态信息471传送到其他从功率转换器相位。

进一步注意，主控制器140-M还包括输出电流平衡信号发生器451-M，其针对主功率转换器相位165-1通常被停用。例如，如图所示，输出电流平衡信号发生器451-M包括开关S82、S83、S92、S93、电阻器R3、电阻器R4、电容器C3、电容器C4、放大器74、放大器75和放大器76。

主控制器140-M生成控制信号741以将开关S82和S83二者都激活到短路或闭合状态。主控制器140-M生成控制信号741B(信号747的反相信号)以将开关S92和S93二者都停用到打开或关断状态。

将开关S82和S83激活到导通状态将相同的参考电压从电压源721(参考电压)输入到电阻器R3和R4以及输出电流平衡信号发生器451-M的对应电路路径。这导致补偿信号476-M为零，因为输入到电阻器R3的参考电压和输入到电阻器R4的参考电压之间没有差异。在这种实例中，输出电流平衡信号发生器451不向图4中的放大器A1的反相输入提供补偿。另外，还要注意，图4中的开关S1针对主功率转换器相位165-1被设置为打开状态。

图8是图示了根据本文实施例的从功率转换器中的电流共享电路的实现的示例图。

在该示例实施例中，从功率转换器相位165-2、165-3等中的每一个都包括主控制器140-S，主控制器140-S包括输出电流监控器142-S和输出电流平衡信号发生器451-S(也称为补偿信号发生器)如图8中所示。

输出电流监控器142-S包括输出电流信息发生器735-S，诸如包括放大器71、放大器72、放大器73、多个晶体管P1、P2、P3、P4、P5、P6、P7、P8、电流源ITRIM、参考电压源721和电流源Vbg/R。

输出电流监控器142-S包括输出电流滤波器142F以产生指示状态信息的信号727-S，诸如由相应的从功率转换器相位供应给动态负载118的输出电流的平均量。

从功率转换器相位165-1的从主控制器140-S还包括开关S81、开关S91和相应调制器440(诸如半导体芯片)的输入-输出引脚403-S。输入-输出引脚403-S是用于每个从功率转换器相位的输入引脚。

例如，开关S81被设置为打开状态(关断状态、停用状态等)；开关S91被设置为短路状态(导通状态)。在这种实例中，从功率转换器相位和对应的输出电流监控器142S将输出电流监控器142-S所生成的输出电流状态信息471-S通过开关S93输出到电阻器R4和输出电流平衡信号发生器451-S的对应电路路径。此外，电阻器R3和输出电流平衡信号发生器451-S的对应电路路径通过开关S91从输入引脚403-S接收输出电流信息471-M。

如先前所讨论的，每个从功率转换器相位使用接收到的输出电流状态信息471-M(由主功率转换器相位产生)作为调节该从功率转换器相位的相应输出电流的幅度的基础，以使得从功率转换器相位和一个或多个从功率转换器相位中的每一个向相应负载118提供基本上等量的输出电流。

因此，在该示例实施例中，输出电流监控器142-S监控由从功率转换器相位供应给负载118的输出电流的幅度。基于VMON或指示与从功率转换器相位相关联的输出电流的幅度的其他信号，输出电流滤波器142-F生成指示由从功率转换器相位供应给动态负载118的输出电流的平均幅度的信号727-S。

输出电流信息发生器735-S因此接收信号727-S和VSHARE信号461(阈值信号TL1)并使用这些信息来产生相应的输出电流信息471-S。

更具体地，在一个实施例中，输出电流信息发生器735-S中的组件的配置根据以下信号来产生输出电流状态信息471-S：i)信号727-S，ii)VSHARE信号461(TL1)，和iii)信号Vbg(参考信号)。在一个实施例中，输出电流状态信息471等于信号727-S和VSHARE信号461的总和减去信号Vbg。

如先前所讨论的，因为开关S81打开，所以输出电流监控器142-S不将输出电流状态信息471-S传送到其他从功率转换器相位。

主控制器140-S还包括输出电流平衡信号发生器451-S，其针对从功率转换器相位被激活。例如，如图所示，输出电流平衡信号发生器451-S包括开关S82、S83、S92、S93、电阻器R3、电阻器R4、电容器C3、电容器C4、放大器74、放大器75和放大器76。主控制器140-S生成控制信号741以将开关S92和S93二者都激活到短路或闭合状态。主控制器140-S生成控制信号741B(信号747的反相信号)以将开关S82和S83二者都停用到打开或关断状态。

这导致补偿信号476-S基于输出电流信息471-M和输出电流信息471-S之间的差异。

例如，如果由主功率转换器相位所供应的电流的幅度(诸如时间T1处的幅度M1)大于由从功率转换器相位所供应的输出电流的幅度(诸如时间T1处的幅度S1)，则输出电流平衡信号发生器451-S产生与M1和S1的差异成比例的补偿信号476-S。在该示例中，因为M1大于S1，所以补偿信号476-S将正偏压施加到输出电流信号442以经由放大器A1(见图4)产生输出电流信号443。这具有增加激活从功率转换器相位中的相应高侧开关电路的持续时间的效果，导致从功率转换器相位供应给负载的输出电流量的增加。

相反，如果由主功率转换器相位所供应的电流的幅度(诸如时间T2处的幅度M2)小于由从功率转换器相位所供应的输出电流的幅度(诸如时间T2处的幅度S2)，则输出电流平衡信号发生器451-S产生与M2和S2的差异成比例的补偿信号476-S。在该示例中，因为M2小于S2，所以补偿信号476-S将负偏压(与M2和S2的差异成比例)施加到输出电流信号442以经由放大器A1(见图4)产生输出电流信号443。这具有减少激活从功率转换器相位中的相应高侧开关电路的持续时间的效果，导致从功率转换器相位供应给负载的输出电流量的降低。

因此，经由由补偿信号476-S为每个从功率转换器相位提供的补偿，本文的实施例包括调节来自每个从功率转换器相位的相应输出电流，使得来自每个功率转换器相位的输出电流的幅度基本上相等。

因此，与从功率转换器相位相关联的输出电流平衡信号发生器451-S确实为图4中的放大器A1的反相输入提供了补偿。还要注意，图4中的开关S1针对从功率转换器相位而被设置为短路状态。

进一步注意，由补偿信号476-S所提供的补偿可以以任何合适的方式来实现。例如，如先前所讨论的，补偿信号修改由放大器A1所供应的输出电流信号443的相应幅度，以针对每个功率转换器相位产生存储在电容器C1中的输出电流值127。在另外的示例实施例中，可以将补偿施加到接收到的相应阈值信号TL1以实现相同类型的调节。然而，在后一种实例中，每个从功率转换器相位将基于从主功率转换器相位接收的阈值信号TL1(VSHARE461)来生成适当调整的阈值信号。

还应注意，由主控制器140-M生成输出电流信息471-M和由从功率转换器相位生成输出电流信息471-S使得能够消除误差。例如，与主控制器140-M和对应的主功率转换器相位相关联的接地可以不同于与主控制器140-S和对应的从功率转换器相位相关联的接地。在一个实施例中，输出电流平衡信号发生器451-S减少了与可能的接地差异相关联的误差。例如，在一个实施例中，输出电流信息471S等于：

从输出电流+VSHARE–Vbg，其中从输出电流＝平均输出电流信号727-S的幅度。

输出电流状态信息471M等于：

主输出电流+VSHARE–Vbg，其中主输出电流＝平均输出电流信号727-M的幅度。

输出电流平衡信号发生器451-S基于输出电流信息471-M和输出电流信息471-S之间的差异的幅度而产生补偿信号476S，其等于：

主输出电流-从输出电流。

因此，由每个功率转换器相位共享的共模(VSHARE)和与输出电流平衡信号发生器451-S相关联的差分函数的实现能够消除功率转换器相位之间的接地误差。否则，接地误差可能会导致输出电流的不平衡。例如，功率转换器相位165-1以第一接地信号为参考。第二功率转换器相位165-2以不同于第一接地信号的第二接地信号为参考。如本文所讨论的电流调整控制的实现是有益的，因为它消除了接地误差，因为参考平均电流信号(727-S和727-M)的VSHARE信号对于所有功率转换器相位是共同的。

因此，根据本文的实施例，第一功率转换器相位165-1和对应的控制器140-M将阈值信号VSHARE 461和第一输出电流状态信息471-M传送到第二控制器140-S(与第二功率转换器相关联)相位)。第二控制器140-S控制第二功率转换器相位165-2的操作。

在一个实施例中，第一输出电流状态信息471-M指示由第一功率转换器相位165-M供应给负载118的输出电流的平均幅度。在一个实施例中，第一控制器140-M根据阈值信号VHARE 461来产生第一输出电流状态信息471-M。例如，在一个实施例中，如先前所讨论的，第一输出电流状态信息471-M基于阈值信号VSHARE 461和信号727-M的总和，信号727-M指示由第一功率转换器相位165-1供应给负载118的输出电流的平均幅度。

第二控制器140-S基于阈值信号VSHARE 461和第二信号727-S来产生第二输出电流状态信息471-S；第二信号727-S指示由第二功率转换器相位165-2供应给负载118的输出电流的平均幅度。为了均衡由第二功率转换器相位165-2所供应的输出电流与由第一功率转换器相位165-1所供应的输出电流，第二控制器根据第一输出电流状态信息471-M和第二输出电流状态信息471-S来控制由第二功率转换器相位165-2所供应的输出电流727-S的平均幅度。在一个实施例中，第二控制器140-S至少部分地基于第一信号727-M和第二信号727-S之间的差异来控制第二功率转换器相位165-2的操作(诸如经由信号476-S)。在一个实施例中，该差异向第二功率转换器相位165-2提供补偿(诸如经由信号476-S)以及开关125的对应控制以均衡第一功率转换器相位165-1和第二功率转换器相位165-2的输出电流。

图9是图示了可操作为执行根据本文实施例的一个或多个方法的示例计算机架构的示例图。

如先前所讨论的，如本文所讨论的任何资源(诸如控制器140等)可以被配置为包括计算机处理器硬件和/或对应的可执行指令以执行如本文所讨论的不同操作。

如图所示，本示例的计算机系统900包括互连911，其耦合计算机可读存储介质912，诸如非暂时性类型的介质(其可以是可以存储和检索数字信息的任何合适类型的硬件存储介质)、处理器913(计算机处理器硬件)、I/O接口914和通信接口917。

(多个)I/O接口914支持与诸如键盘、显示屏、储存库等的外部硬件999的连接。

计算机可读存储介质912可以是任何硬件存储设备，诸如存储器、光存储装置、硬盘驱动器、软盘等。在一个实施例中，计算机可读存储介质912存储指令和/或数据。

如图所示，计算机可读存储介质912可以用控制应用140-1(诸如，包括指令)进行编码，以执行本文所讨论的任何操作。

在一个实施例的操作期间，处理器913通过使用互连911来访问计算机可读存储介质912，以便启动、运行、执行、解释或以其他方式执行存储在计算机可读存储介质912上的控制应用140-1中的指令。控制应用140-1的执行产生控制过程140-2以执行如本文所讨论的任何操作和/或过程。

本领域技术人员将理解，计算机系统900可以包括其他过程和/或软件和硬件组件，诸如控制硬件资源的分配和使用以执行控制应用140-1的操作系统。

根据不同的实施例，注意，计算机系统可以驻留在任何各种类型的设备中，包括但不限于电源、开关电容转换器、功率转换器、移动计算机、个人计算机系统、无线设备、无线接入点、基站、电话设备、台式计算机、笔记本电脑、笔记本、上网本计算机、大型计算机系统、掌上计算机、工作站、网络计算机、应用服务器、存储设备、消费电子设备诸如相机、摄像机、机顶盒、移动设备、视频游戏控制台、手持视频游戏设备、外围设备诸如交换机、调制解调器、路由器、机顶盒、内容管理设备、手持遥控设备、任何类型的计算或电子设备等等。计算机系统900可以驻留在任何位置或者可以被包括在任何网络环境中的任何合适的资源中以实现如本文所讨论的功能性。

如本文所述由一个或多个资源支持的功能性经由图10中的流程图来进行讨论。注意，以下流程图中的步骤可以按任何合适的顺序来执行。

图10是图示了根据本文实施例的示例方法的流程图1000。注意，上面讨论的概念会有一些重叠。

在处理操作1010中，主控制器140获得输出电流值127，该输出电流值127表示由向负载118供电的功率转换器165的输出电压123所供应的输出电流122的幅度。

在处理操作1020中，偏移参考发生器158产生偏移(参考)信号128。在一个实施例中，主控制器140产生电流仿真信号131(也称为偏移输出电流信号)作为输出电流信号127和偏移参考信号128的总和。

在处理操作1030中，脉宽调制控制器141根据相对于阈值信号VSHARE 461(TL1)的输出电流仿真信号131(也称为偏移输出电流值)来控制功率转换器165的输出电压123的生成。

图11是图示了根据本文实施例的阈值电平发生器和相关组件的实现的示例图

在该示例实施例中，主控制器140-M(诸如与主功率转换器相位相关联的主控制器)包括驻留参考电压发生器449、参考电压发生器420、模拟前端410和阈值发生器162。

驻留参考电压发生器449包括电流源1150、电容器C11、电容器C12和开关S12。

阈值发生器162包括放大器A2、跨导放大器G1、开关S4、开关S5、开关S6和开关S7。

注意，对于与主功率转换器相位165-1相关联的主控制器140-M，开关S6被设置为导通状态(短路状态)。对于与从功率转换器相位相关联的主控制器140-S，开关S6被设置为打开状态。在后一种实例中，与从功率转换器相位相关联的主控制器140-S依赖于由主主控制器140-M所提供的阈值信号VSHARE信号461(TL1)来产生为动态负载118供电的输出电流。因此，例如，本文的实施例包括主功率转换器相位激活开关S6的主控制器以将阈值信号VSHARE 461(TL1)从主功率转换器相位传送到功率转换器的至少一个从功率转换器相位。

主功率转换器相位的主控制器140-M还产生其输出电流的一部分以向负载118供电，以根据相对于阈值信号的输出电流仿真信号131而产生向动态负载118供电的输出电流SHARE 461(TL1)。

还应注意，每个相位的主控制器可以被配置为以固定的切换频率控制功率转换器中的开关在导通和关断状态之间的切换，以将输入电压转换成输出电压。替代地，主控制器可以被配置为以可变切换频率来控制开关。

在该示例实施例中，主控制器140-M操作电流源1150、开关S11和开关S12以产生相应的驻留参考电压411。例如，在启动模式期间，在实现闭环调节之前，主控制器140-M最初将开关S11和开关S12激活到导通状态，导致电容器C11被充电到参考电压409，诸如700mVDC或其他合适的值。

在初始充电之后，主转换器140-M将开关S11和开关S12设置为打开状态。此外，主控制器140-M操作电流源1150以施加相应的电流1341，从而对电容器C12充电。

在一个实施例中，相应的电流1341被设置在期望的幅度(诸如快速斜坡或慢速斜坡设置)以单调增加(诸如斜升)电容器C12上的电压的幅度。在这种实例中，电容器C11上的先前存储的电压因此相对于节点1342处的斜坡电压而被偏移。在此时间期间，驻留参考电压411开始于电容器C11上存储的700毫伏DC的初始值并且斜升到更高的电压。如图所示，驻留参考电压411被输入到放大器A2的反相输入节点。

如进一步所示，在初始启动模式期间，CLAMP信号被设置为相应的逻辑高状态，以便将相应的开关S5、S6和S7设置为导通状态(短路状态)。CLAMPB信号在初始启动模式状态期间被设置为相应的逻辑低，以便将相应的开关S4设置为关断状态(打开状态)。

在这种实例中，阈值发生器162产生阈值信号VSHARE 461(TL1)以等于驻留参考电压411。

例如，放大器A2的反相输入节点被设置为驻留参考电压411，其在启动模式下随着时间变化。放大器A2和跨导放大器G1被设置为缓冲模式，以使得放大器A2的非反相输入节点处的电压等于施加到放大器A2的反相输入节点的驻留参考电压411。因此，到放大器A2的非反相输入节点的阈值信号VSHARE 461(TL1)的幅度等于驻留参考电压411的幅度。

如先前所讨论的，主控制器140-N将信号电平VSHARE 461(TL1)传输到其他从功率转换器相位中的每一个。

在一个实施例中，如下文进一步讨论的，本文的实施例包括检测功率转换器165的启动模式的主控制器140-M。在启动模式期间，控制器140-M产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号VSHARE 461(TL1)。此外，在启动模式期间，控制器140-M根据阈值信号VSHARE461(TL1)来控制功率转换器中的开关的操作，同时功率转换器165(以及多个功率转换器相位中的每一个)操作在二极管仿真模式中。这种模式的细节在图12中示出。

图12是图示了根据本文实施例的基于在二极管仿真模式下的功率转换器的操作和功率转换器的实际输出电流的采样的输出电流仿真的示例时序图。

注意，时序图1200和图12的以下讨论以及与主功率转换器相位相关联的主控制器140的对应操作将参考图11以及其他图。每个功率转换器相位(主或从)都以类似于下面讨论的方式操作。例如，如先前所讨论的，功率转换器相位中的每一个根据所生成的阈值信号(共享阈值电平)和由相应功率转换器相位供应给动态负载的输出电流的相应幅度而从功率转换器生成输出电流的一部分。然而，如先前所讨论的，只有主功率转换器相位产生相应的阈值信号VSHARE 461(TL1)，供所有功率转换器相位使用以产生输出电压123和对应的输出电流122。

此外，在该示例实施例中，在时间T20和T32之间的启动模式期间，以先前在图11中讨论的方式，主控制器以开环控制模式操作相应的功率转换器相位，其中控制器操作功率转换器相位以在时间T20和时间T32之间产生与输出电压的幅度无关的输出电压。如先前所讨论的，驻留参考电压411提供了控制来自功率转换器相位的输出电压123和对应输出电流122的幅度的基础。

在启动模式之后，诸如在时间T32之后，控制器在闭环模式中操作所述功率转换器，其中控制器将功率转换器操作到所谓的连续导通模式中，以基于相对于设定点参考信号的输出电压的幅度来产生输出电压。

此外，在启动模式之后，诸如在时间T31处或在其附近，每个相应的功率转换器相位主控制器将功率转换器相位从二极管仿真模式中的操作转变为连续导通模式中的操作，以将输入电压转换成输出电压。

在该示例实施例中，相应的功率转换器相位和从功率转换器相位中的主控制器140首先检测功率转换器的启动模式，该功率转换器可操作为在时间T20处或在其附近将输入电压转换成输出电压。

在启动模式期间，控制器140产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号VSHARE461(TL1)。此外，在启动模式期间，主控制器140根据阈值信号VSHARE 461(TL1)来控制功率转换器中的开关125的操作，同时功率转换器操作在二极管仿真模式中。在二极管仿真模式中的操作为及基于阈值信号VSHARE 461(TL1)的输出电压123和对应输出电流122的生成防止输出电压123下降。换言之，在启动模式期间，功率转换器在二极管仿真模式中的操作确保输出电压的幅度随着时间单调增加。

如先前所讨论的，主控制器140-M操作电流源1150、开关S11和开关S12以在时间T20和时间T32之间产生相应的驻留参考电压411。例如，在时间T20之前，在时序图1200所捕获的启动模式期间，主控制器140-M最初将开关S11和开关S12激活到导通状态，导致电容器C11被充电到参考电压409，诸如700mVDC或其他合适的值。

在初始充电之后，在时间T20处或在其附近，主转换器140-M将开关S11和开关S12设置为打开(关断)状态。此外，主控制器140-M操作电流源1150以施加相应的电流1341，从而对电容器C12充电。在一个实施例中，相应的电流1341(诸如恒定或固定幅度的电流)被设置在期望幅度(诸如快速斜坡或缓慢斜坡设置)以在时间T20和时间T31之间单调增加电容器C12上的电压幅度。在时间T20和时间T31之间，电容器C11上先前存储的电压(诸如700毫伏DC)因此相对于节点1342处的斜坡电压(信号)而被偏移。在此时间期间，如时序图1200所示，驻留参考电压411从存储在电容器C11上的初始值700mVDC(毫伏DC)(参考电压421)开始，并斜升到更高的电压。参见时序图1200中的驻留参考电压411。如先前所讨论的，驻留参考电压411被供应给阈值发生器162的放大器A2的反相输入节点。

如进一步所示，在初始启动模式期间，例如至少在时间T20和时间T32之间，CLAMP信号被设置为相应的逻辑高状态，以便将相应的开关S5、S6和S7设置为导通状态(短路条件)。CLAMPB信号在初始启动模式状态期间被设置为相应的逻辑低，以便将相应的开关S4设置为关断状态(打开状态)。

在这种实例中，在时间T20和时间T32之间，阈值发生器162产生阈值信号VSHARE461(TL1)以等于驻留参考电压411(斜坡信号)。例如，放大器A2的反相输入节点被设置为驻留参考电压411，其在启动模式下随着时间变化。放大器A2被设置为包括相应跨导放大器G1的缓冲模式，其中跨导放大器G1的输出将放大器A2的非反相输入节点设置为等于驻留参考电压411。在这种实例中，从跨导放大器G1输出的阈值信号VSHARE 461(TL1)的幅度等于驻留参考电压411的幅度。这是因为放大器A2和跨导放大器G1调整它们的相应输出，使得放大器A2的非反相输入节点处的电压的幅度(产生阈值信号VSHARE 461(TL1))等于施加到放大器A2的反相输入节点的驻留参考电压411的幅度。如先前所讨论的，主控制器140-N将阈值信号VSHARE 461(TL1)传输到其他从功率转换器相位中的每一个。

如图12的时序图1200进一步所示，主控制器140产生PWM信号和PWMB信号来以如先前所讨论的方式控制相应的功率转换器相位。例如，在时间T20和时间T21之间，主控制器140激活高侧开关电路125-1，而低侧开关电路125-2被停用。这导致输出电流122和为负载118供电的对应输出电压123的增加。响应于检测到输出电流仿真信号131的幅度在时间T21处跨越阈值信号VSHARE 461(TL1)，主控制器在时间T21附近通过将PWM信号设置为逻辑低来停用高侧开关电路125-1。在时间T21处，主控制器140还激活低侧开关电路125-2。这致使由相应的功率转换器相位所供应的输出电流122的幅度减小。

在一个实施例中，如先前所讨论的，希望在时间T20和时间T32之间的输出电压123的初始斜坡期间在二极管仿真模式中操作功率转换器相位。输出电流监控器142或其他合适的ZCD(过零检测器)实体监控通过低侧开关电路125-2的电流的幅度以检测何时发生过零状况。

在该示例中的时间T22处或在其附近，电流监控器142或与相应功率转换器相位相关联的其他合适实体检测到由相应功率转换器相位所供应的输出电流大约为0安培(即，过零状况)。在这种实例中，如时序图1200所示，主控制器140在时间T22和时间T23之间停用低侧开关电路125-2，如信号1254所指示(栅极低侧开关启用，当高电平指示低侧开关被启用到导通状态，当低电平指示低侧开关被禁用到关断状态)，以防止来自功率转换器相位的输出电流122的幅度变为负值。防止来自相应的功率转换器相位的输出电流变为负值(通过关闭相应的低侧开关电路)有助于确保输出电压123的幅度随着时间单调增加，而不会经历输出电压123的幅度的任何下降。

在一个实施例中，在启动模式期间，主控制器监控关于输出电流122的过零状况的发生并且响应于检测到附加的过零状况而继续功率转换器在二极管仿真模式中的操作。

例如，在时间T23和时间T24之间，主控制器140激活高侧开关电路125-1，而低侧开关电路125-2被停用。这导致输出电流122和为负载118供电的对应输出电压123的增加。响应于在时间T24处检测到输出电流仿真信号131的幅度跨越阈值信号VSHARE 461(TL1)，以与先前讨论的方式类似的方式，主控制器在时间T25附近通过将PWM信号设置为逻辑低来停用高侧开关电路125-1。在时间T25处，主控制器140还激活低侧开关电路125-2。这致使由相应的功率转换器相位所供应的输出电流122的幅度减小。

当低侧开关电路125-2在时间T24之后导通时，与相应的功率转换器相位相关联的电流监控器142检测到由相应的功率转换器相位所供应的输出电流在时间T25处再次大约为0安培。时间T25对应于输出电流监控器142的过零检测。在这种实例中，如时序图1200所示，主控制器140在时间T25和时间T26之间停用低侧开关电路125-2，如信号1254所指示(栅极低侧开关启用，当高电平指示低侧开关被启用时到导通状态，当低电平指示低侧开关被禁用到关断状态)，以防止来自功率转换器相位的输出电流122的幅度在对应的控制周期中变为负值。防止来自相应的功率转换器相位的输出电流在时间T23和时间T26之间变为负值有助于确保输出电压123的幅度随着时间单调增加，而不会经历输出电压123的幅度的任何下降。

在时间T26和时间T27之间，主控制器140激活高侧开关电路125-1，而低侧开关电路125-2被停用。这导致输出电流122和为负载118供电的对应输出电压123的增加。响应于在时间T27处检测到输出电流仿真信号131的幅度跨越阈值信号VSHARE 461(TL1)，主控制器在时间T27附近通过将PWM信号设置为逻辑低来停用高侧开关电路125-1。在时间T27处，主控制器140还激活低侧开关电路125-2。这致使由相应的功率转换器相位所供应的输出电流122的幅度减小。

当低侧开关电路125-2在时间T27之后导通时，与相应的功率转换器相位相关联的电流监控器142检测到由相应的功率转换器相位所供应的输出电流在时间T28处大约为0安培。时间T28对应于输出电流监控器142的过零检测。在这种实例中，如时序图1200所示，主控制器140在时间T28和时间T29之间停用低侧开关电路125-2，如信号1254所指示(栅极低侧开关启用，当高电平指示低侧开关被启用到导通状态，当低电平指示低侧开关被禁用到关断状态)，以防止来自功率转换器相位的输出电流122的幅度在对应的控制周期中变为负值。防止来自相应的功率转换器相位的输出电流在时间T28和时间T29之间变为负值有助于确保输出电压123的幅度随着时间单调增加，而不会经历输出电压123的幅度的任何下降。

在时间T29和时间T30之间，主控制器140激活高侧开关电路125-1，而低侧开关电路125-2被停用。这导致输出电流122和为负载118供电的对应输出电压123的增加。响应于在时间T30处检测到输出电流仿真信号131的幅度跨越阈值信号VSHARE 461(TL1)，主控制器在时间T30附近通过将PWM信号设置为逻辑低来停用高侧开关电路125-1。在时间T30处，主控制器140还激活低侧开关电路125-2。这致使由相应的功率转换器相位所供应的输出电流122的幅度减小。

当低侧开关电路125-2在时间T30之后导通时，电流监控器142针对相应过零状况继续监控输出电流122的幅度。然而，在这个周期中，在时间T30和时间T32之间进行监控时，不会出现过零状况。因为在时间T30和时间T32之间的启动模式期间实现的二极管仿真模式期间在相应的控制周期中没有检测到过零状况，所以主控制器响应于在切换控制周期中没有检测到过零状况，将功率转换器的操作从操作二极管仿真模式中转变为操作在连续导通模式中。

因此，在时间T32处，主转换器将CLAMP信号设置为逻辑低并且将CLAMPB信号设置为逻辑高。另外，在时间T32处或在其附近，主控制器将DEM信号设置为逻辑低(指示功率转换器不再操作在二极管仿真模式中)并将信号DEMB设置为逻辑高。这致使开关S4、S5和S7针对不同类型的功率转换器相位而分别切换到如图5B和图5C中所示的相应模式。到连续导通模式的这些切换以及开关S4、S5和S7的切换致使功率转换器操作在闭环反馈模式中，其中每个功率转换器相位的主控制器产生输出电压123，其是与设定点参考电压452相比较的输出电压的幅度的函数。

作为对相应的开关S4、S5和S7的切换的进一步响应，在时间T32处或在其附近，主控制器140再次激活开关S11和S12以将驻留参考电压411设置为参考电压409(700mVDC)。

因此，在时间T20和时间T32之间，功率转换器165在ZCD启动锁存模式中操作，如信号1253所指示的。响应于在相应的控制周期内检测到没有过零状况的一次或多次发生，主控制器切换操作到连续导通模式。但是，如信号1252所示，请注意，在初始启动之后可能还会出现过零状况。然而，在检测到不存在一个或多个过零状况时使驻留参考电压411斜升之后，主控制器操作在连续导通模式中，其中低侧开关电路被激活一段持续时间，诸如在时间T33和T34之间，依此类推，即使过零状况可能再次出现。换言之，在时间T32之后，主控制器继续在连续导通模式中操作对应的功率转换器相位，即使可能再次出现相应的过零状况。

图13是图示了根据本文实施例的脉冲跳跃控制技术的示例图。

在此实施例中，每个功率转换器相位的主控制器140包括脉冲跳跃控制器1340。脉冲跳跃控制器1340包括比较器1350和逻辑1360(诸如与门)。在操作期间，设定点参考电压452在启动模式期间斜升，在启动模式中输出电压123以低电压开始并且需要随着时间增加至更高目标电压值。

比较器1350相对于设定点参考电压452比较输出电压123的幅度(经由输出电压反馈信号123-FB)。响应于检测到输出电压123的幅度大于相应的设定点参考电压452，比较器1350生成控制信号1351到逻辑高状态(诸如在软启动期间指示不期望的条件，其中输出电压123的幅度大于设定点参考电压452)。另外，逻辑1360接收信号1355，该信号1355指示对应的功率转换器相位是否操作在二极管仿真模式中。

在一个实施例中，如果信号1355为逻辑高，这指示相应的功率转换器相位操作在二极管仿真模式中(诸如在时间T20和时间T32之间的启动期间)，并且控制信号1351指示输出电压反馈信号大于设定点参考电压452(诸如在启动期间的设定点参考电压452的软启动斜坡)，控制逻辑1360产生处于逻辑高电平的相应脉冲跳跃信号1325。在这种实例中，因为脉冲跳跃信号1325是逻辑高，所以主控制器140防止高侧开关电路125-1在脉冲跳跃信号1325所涉及的相应控制周期期间被激活到导通状态。以这种方式防止在一个或多个对应的控制周期内激活高侧开关电路125-1降低了由功率转换器相位供应给负载118的相应输出电流量的斜升率。换句话说，脉冲跳跃控制器1340操作为防止输出电压123的幅度在软启动斜坡期间大于相应的设定点参考电压452。

图14是图示了根据本文实施例的示例方法的流程图1400。请注意，上面讨论的概念会有一些重叠。

在处理操作1410中，主控制器140检测功率转换器165的启动模式，该功率转换器165可操作为将输入电压120转换成输出电压123。

在处理操作1420中，主控制器140操作在启动模式中以生成输出电压123。

在子处理操作1430中，主控制器140控制阈值发生器162以产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号VSHARE 461(TL1)。

在子处理操作1440中，主控制器140在二极管仿真模式中操作功率转换器。主控制器140根据阈值信号TL1(也称为VSHARE信号461)来控制功率转换器165中的开关125的操作(诸如一个或多个功率转换器相位)。

图15是图示了根据本文实施例的包括电流监控器和电源监控器的电路板的组装的示例图。

在该示例实施例中，组装者1540(也称为制造者)接收基板1510(诸如电路板)。

组装者1540(也称为制造者、制造商等)将电源100的组件(诸如主控制器140、主功率转换器相位165-M、从功率转换器相位165-S等)固定(耦合)到基板1510。一个或多个电路路径1521提供控制器140和功率转换器相位之间的连接。

经由一个或多个电路路径1522(诸如一个或多个迹线、电导体、电缆、电线等)，组装者1540或其他合适的实体将与电源100相关联的功率转换器耦合到负载118。一个或多个电路路径将相应的输出电压123和对应的输出电流122传达到动态负载118。

注意，与电源100相关联的组件，诸如控制器140、功率转换器等，可以以任何合适的方式而被固定或耦合到基板1510。例如，电源100中的一个或多个组件中的每一个都可以被焊接到基板上，被插入到基板1510上的一个或多个相应的插座中，等等。

进一步注意，基板1510是可选的。如果需要，电源100的组件和对应的电路路径可以被安置在电缆或其他合适的资源中。

因此，本文的实施例包括一种系统，该系统包括：基板1510(诸如电路板、独立板、母板、旨在被耦合到母板、主机的独立板等)；电源100，包括如本文所述的对应组件；以及负载118。如先前所讨论的，负载118基于由功率转换器111、112等供应的在一个或多个路径1522上的输出电压123和对应的输出电流122的传达来供电。

注意，负载118可以是任何合适的电路或硬件，诸如一个或多个CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)和ASIC(专用集成电路，诸如包括一个或多个人工智能加速器的那些)，其可以位于基板1510上或被安置在远程位置。

再次注意，本文的技术非常适合在开关电源应用中使用。然而，应当注意，本文的实施例不限于在这样的应用中使用，并且本文所讨论的技术也非常适合于其他应用。

虽然本发明已经参考其优选实施例进行了具体展示和描述，但是本领域技术人员将理解，在不背离由所附权利要求所定义的本申请的精神和范围的情况下，可以在其中对形式和细节进行各种改变。这种变化旨在被本申请的范围所涵盖。如此，本申请的实施例的前述描述不旨在限制。相反，对本发明的任何限制都在以下权利要求中被呈现。

Claims (29)

1.一种装置，包括：

控制器，所述控制器可操作为：

检测功率转换器的启动模式，所述功率转换器可操作为将输入电压转换成输出电压；以及

在所述启动模式期间：i)产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号，以及ii)当所述功率转换器在二极管仿真模式中操作时，根据所述阈值信号来控制所述功率转换器中的开关的操作。

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还可操作为：

在所述启动模式期间，在开环控制模式中操作所述功率转换器，其中所述控制器操作所述功率转换器以产生与所述输出电压的幅度无关的所述输出电压；以及

在所述启动模式之后，在闭环模式中操作所述功率转换器，其中所述控制器操作所述功率转换器以基于所述输出电压的相对于设定点参考信号的所述幅度来产生所述输出电压。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还可操作为：

在所述启动模式之后，将所述功率转换器从在所述二极管仿真模式中操作转变为在连续导通模式中操作，以将所述输入电压转换成所述输出电压。

4.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器可操作为监控所述功率转换器的过零状况，以防止由所述输出电压所供应的输出电流在所述启动模式期间反转方向。

5.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器可操作为：

在所述启动模式期间：

相对于由所述功率转换器的所述输出电压供应给动态负载的输出电流来监控过零状况的出现；以及

响应于检测到所述过零状况，继续所述功率转换器在所述二极管仿真模式中的操作。

6.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器可操作为：

在所述启动模式期间：

相对于由所述功率转换器的所述输出电压供应给动态负载的输出电流来监控过零状况的发生；以及

响应于在切换控制周期中没有检测到过零状况，将所述功率转换器的操作从所述二极管仿真模式转变为连续导通模式。

7.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还可操作为：

在所述启动模式期间，将所述输出电压的幅度从第一幅度单调斜升到第二幅度。

8.根据权利要求7所述的装置，其中所述阈值信号由所述功率转换器的多个功率转换器相位中的每一个功率转换器相位共享，以控制所述输入电压到所述输出电压的转换。

9.根据权利要求7所述的装置，其中所述控制器可操作为基于所述功率转换器的仿真峰值电流信号相对于所述阈值信号的比较，将所述功率转换器中的高侧开关电路从导通状态转变为关断状态，所述仿真峰值电流信号是由所述功率转换器的所述输出电压供应给负载的实际输出电流的仿真。

10.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器可操作为激活所述功率转换器的主功率转换器相位中的开关，以将所述阈值信号从所述主功率转换器相位传送到所述功率转换器的至少一个从功率转换器相位。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还可操作为控制所述功率转换器中的开关以固定的切换频率在导通和关断状态之间的切换，以将所述输入电压转换成所述输出电压。

12.根据权利要求1所述的装置，其中所述功率转换器包括多个功率转换器相位，每个功率转换器相位可操作为根据所述阈值信号和由相应的功率转换器相位供应给动态负载的输出电流的相应幅度来从所述功率转换器以生成输出电流的一部分。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述控制器还可操作为：

存储输出电流值；

对所存储的输出电流值施加偏移以产生所述阈值信号；以及

将所述阈值信号供应给所述功率转换器的多个功率转换器相位以供共享使用，以将所述输入电压转换成所述输出电压。

14.一种系统，包括：

电路板；

根据权利要求1所述的电源、第二功率转换器，被制造在所述电路板上。

15.一种方法，包括：

接收固定有动态负载的电路板；以及

在所述电路板上制造根据权利要求1所述的第二功率转换器。

16.一种方法，包括：

检测功率转换器的启动模式，所述功率转换器可操作为将输入电压转换成输出电压；以及

在所述启动模式期间：i)产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号，以及ii)当所述功率转换器在二极管仿真模式中操作时，根据所述阈值信号来控制所述功率转换器中的开关的操作。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在所述启动模式期间，在开环控制模式中操作所述功率转换器，其中所述控制器操作所述功率转换器以产生与所述输出电压的幅度无关的所述输出电压；以及

在所述启动模式之后，在闭环模式中操作所述功率转换器，其中所述控制器操作所述功率转换器以基于所述输出电压相对于设定点参考信号的所述幅度来产生所述输出电压。

18.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在所述启动模式之后，将所述功率转换器从在所述二极管仿真模式中操作转变为在连续导通模式中操作，以将所述输入电压转换成所述输出电压。

19.根据权利要求16所述的方法，还包括：

监控所述功率转换器的过零状况，以防止由所述输出电压所供应的输出电流在所述启动模式期间反转方向。

20.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在所述启动模式期间：

相对于由所述功率转换器的所述输出电压供应给动态负载的输出电流来监控过零状况的发生；以及

响应于检测到所述过零状况，继续所述功率转换器在所述二极管仿真模式中的操作。

21.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在所述启动模式期间：

相对于由所述功率转换器的所述输出电压供应给动态负载的输出电流来监控过零状况的发生；以及

响应于在切换控制周期中没有检测到过零状况，将所述功率转换器的操作从所述二极管仿真模式转变为连续导通模式。

22.根据权利要求16所述的方法，还包括：

在所述启动模式期间，将所述输出电压的幅度从第一幅度单调斜升到第二幅度。

23.根据权利要求22所述的方法，其中所述阈值信号由所述功率转换器的多个功率转换器相位中的每一个功率转换器相位共享以控制所述输入电压到所述输出电压的转换。

24.根据权利要求16所述的方法，还包括：

基于所述功率转换器的仿真峰值电流信号相对于所述阈值信号的比较，将所述功率转换器中的高侧开关电路从导通状态转变为关断状态，所述仿真峰值电流信号是由所述功率转换器的所述输出电压供应给负载的的实际输出电流的仿真。

25.根据权利要求16所述的方法，还包括：

将所述功率转换器的主功率转换器相位中的开关激活到导通状态，以将所述阈值信号从所述主功率转换器相位传送到所述功率转换器的至少一个从功率转换器相位。

26.根据权利要求16所述的方法，还包括：

控制所述功率转换器中的开关以固定的切换频率在导通和关断状态之间的切换，以将所述输入电压转换成所述输出电压。

27.根据权利要求16所述的方法，其中所述功率转换器包括多个功率转换器相位，每个功率转换器相位可操作为根据所述阈值信号和由相应的功率转换器相位供应给动态负载的输出电流的相应幅度来从所述功率转换器生成输出电流的一部分。

28.根据权利要求16所述的方法，还包括：

存储输出电流值；

对所存储的所述输出电流值施加偏移以产生阈值信号；以及

将所述阈值信号供应给所述功率转换器的多个功率转换器相位以供共享使用，以将所述输入电压转换成所述输出电压。

29.一种计算机可读存储硬件，其上存储有指令，所述指令在由计算机处理器硬件执行时使所述计算机处理器硬件：

检测可操作为将输入电压转换成输出电压的功率转换器的启动模式；以及

在所述启动模式期间：i)产生具有随着时间变化的幅度的阈值信号，以及ii)当所述功率转换器在二极管仿真模式中操作时，根据所述阈值信号来控制所述功率转换器中的开关的操作。

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