DE102014109009A1 - Mehrphasenregler mit Selbsttest - Google Patents

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Tim M. Ng
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Abstract

Ein Mehrphasenregler umfasst eine Vielzahl von Ausgangsphasen, wobei jede dazu ausgebildet ist, einen Phasenstrom durch eine separate Induktionsspule einer Last zu liefern, die an die Ausgangsphasen über die Induktionsspulen und einen Ausgangskondensator angeschlossen ist. Der Mehrphasenregler umfasst des Weiteren einen Controller, der dazu ausgebildet ist, eine Spannung zu regeln, die der Last durch Einstellen der der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströme geliefert wird, die der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströmen zu überwachen. Der Controller ist des Weiteren dazu ausgebildet, zu bestimmen, ob die überwachten Phasenströme eine oder mehrere einzelne Ausgangsphasen, eine oder mehrere einzelne Induktionsspulen oder den Ausgangskondensator als fehlerhaft anzeigen, auch wenn der gesamte an die Last gelieferte Strom innerhalb festgelegter Grenzen liegt.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft Mehrphasenregler, insbesondere selbsttestende Mehrphasenregler.
  • Schaltnetzteile (engl. switching power supplies) und Spannungsregler sind beliebt für den Einsatz in Hochleistungsanwendungen auf Grund ihres hohen Wirkungsgrades und der geringen Fläche/dem geringen Volumen, das solche Regler einnehmen. Weit akzeptierte schaltende Spannungsregler umfassen Tief-, Hoch, Hochtiefsetzsteller, Durchflusswandler, Flyback-, Halbbrücken, Vollbrücken- und SEPIC-Topologien. Mehrphasige Tiefsetzsteller sind besonders gut zum Bereitstellen von hohem Strom bei niedriger Spannung geeignet, der in Hochleistungs-Integrierten-Schaltungen wie Mikroprozessoren, Grafikprozessoren und Netzwerkprozessoren benötigt wird. Tiefsetzsteller sind typischerweise mit aktiven Komponenten wie Pulsweitenmodulation-Controller-ICs (PWM-ICs, engl. integrated circuit), Treibern, MOSFETs (engl. metal-oxide-semiconductor field-effect transistors) und passiven Komponenten wie Induktionsspulen, Transformatoren oder gekoppelten Induktionsspulen, Kondensatoren und Widerständen umgesetzt. Parallele Wandler werden auch in Anwendungen genutzt, bei denen Anforderungen an hohen Strom dadurch erfüllt werden können, dass mehrere Ausganswandler parallelgeschaltet werden und Stromteilen zwischen ihnen angewendet wird, um die Anforderung an den gesamten Ausgangsstrom zu erfüllen. Die Begriffe „Mehrphasenregler“ und „Parallelwandler“ sowie „Ausgangsphase“ und „Ausgangswandler“ werden in diesem Rahmen synonym verwendet.
  • Die große Anzahl an Komponenten in Mehrphasenreglern und der typischerweise hohe Ausgangsstrom und Leistung solcher Systeme machen es wünschenswert, jedwedes Komponenten- oder Verbindungsversagen zu detektieren, um die volle Funktionalität dieser Systeme zu gewährleisten und sicherzustellen, dass der Spannungsregler ordnungsgemäß über seinen gesamten Betriebsbereich arbeitet. Spannungs-, Strom-, Leistungs- und Temperaturüberwachung sind verbreitet umgesetzt, um einen ordnungsgemäßen Betrieb unter variierenden, unvorhersehbaren und unvorhergesehenen Betriebsbedingungen zu gewährleisten. Diese Systeme überwachen in der Regel Spannung und Strom der Eingangs- und Ausgangsanschlüsse des gesamten Systems oder der einzelnen Ausgangsphasen.
  • Es gibt viele Fehlerzustände in Mehrphasenreglern, bei denen der Regler unter gewissen Bedingungen immer noch Regelverhalten liefert, aber versagt, die sich Betriebsbedingungen ändern. Beispielsweise kann ein Spannungsregler mit fehlenden Ausgangsphasenkomponenten oder –verbindungen immer noch ordnungsgemäß die Ausgangsspannung unter keiner Last oder geringen Lastbedingungen regeln, kann jedoch versagen, wenn der Laststrom ansteigt. Das System kann dazu in der Lage sein bei dem erwarteten Spannungs-, Strom-, und Temperaturbetriebsbereich unter keiner oder geringen Lastbedingungen zu regeln, versagt jedoch zu regeln, wenn der Laststrom zunimmt. Zudem kann der Spannungsregler in einem suboptimalen Zustand arbeiten, beispielsweise bei niedrigem Wirkungsgrad, was oft zu thermischen Problemen bei hohen Lastströmen führt. Die meisten konventionellen Systeme stellen einen einfachen Fehlerschutz bereit, der auf Spannungs-, Strom-, Leistungs- und Temperaturüberwachung basiert, bieten allerdings keinen ausgereiften Fehlerschutz, der vor feineren und schwerer zu detektierenden Fehlerzuständen schützt, bei denen der Regler unter einigen Bedingungen ordnungsgemäß arbeitet, unter anderen jedoch nicht.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel eines Mehrphasenreglers umfasst der Mehrphasenregler eine Vielzahl von Ausgangsphasen, wobei jede dazu ausgebildet ist, einen Phasenstrom durch eine separate Induktionsspule einer Last zu liefern, die an die Ausgangsphasen über die Induktionsspulen und einen Ausgangskondensator angeschlossen ist. Der Mehrphasenregler umfasst des Weiteren einen Controller, der dazu ausgebildet ist, eine Spannung zu regeln, die der Last durch Einstellen der der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströme geliefert wird, die der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströmen zu überwachen. Der Controller ist des Weiteren dazu ausgebildet, zu bestimmen, ob die überwachten Phasenströme eine oder mehrere einzelne Ausgangsphasen, eine oder mehrere einzelne Induktionsspulen oder den Ausgangskondensator als fehlerhaft anzeigen, auch wenn der gesamte an die Last gelieferte Strom innerhalb festgelegter Grenzen liegt.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Betreiben eines Mehrphasenreglers umfasst das Verfahren: Regeln einer Spannung, die der Last durch Einstellen der der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströme geliefert wird; Überwachen der Phasenströme, die der Last durch die Ausgangsphasen geliefert werden; und Bestimmen, ob die überwachten Phasenströme eine oder mehrere einzelne Ausgangsphasen, eine oder mehrere einzelne Induktionsspulen oder den Ausgangskondensator als fehlerhaft anzeigen, auch wenn der gesamte an die Last gelieferte Strom innerhalb festgelegter Grenzen liegt.
  • Der Fachmann erkennt zusätzliche Merkmale und Vorteile nach Studium der folgenden detaillierten Beschreibung und Betrachten der begleitenden Figuren.
  • Die Teile der Figuren sind nicht notwendigerweise untereinander maßstabsgetreu. Gleiche Bezugszeichen bezeichnen entsprechende gleiche Teile. Die Merkmale der diversen dargestellten Ausführungsbeispiele können miteinander kombiniert werden, sofern sie sich nicht gegenseitig ausschließen. Ausführungsbeispiele sind in den Figuren dargestellt und in der folgenden Beschreibung erläutert.
  • 1 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels eines Mehrphasenreglers, der einen Controller mit einer Selbsttesteinheit aufweist.
  • 2 zeigt ein Blockschaltbild des im Mehrphasenregler enthaltenen Controllers.
  • 3 zeigt ein Flussdiagramm eines Ausführungsbeispiels eines Selbsttest-Verfahrens, das von der Selbsttesteinheit ausgeführt wird, die im Mehrphasenregler enthalten ist.
  • 4 zeigt ein Blockschaltbild eines Ausführungsbeispiels der Selbsttesteinheit, die im Controller des Mehrphasenreglers enthalten ist.
  • 5 zeigt ein Blockschaltbild der Selbsttesteinheit, die im Controller des Mehrphasenreglers enthalten ist, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 6 zeigt ein Blockschaltbild der Selbsttesteinheit, die im Controller des Mehrphasenreglers enthalten ist, gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 7 zeigt ein Blockschaltbild der Selbsttesteinheit, die im Controller des Mehrphasenreglers enthalten ist, gemäß noch einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • 8 zeigt ein Blockschaltbild der Selbsttesteinheit, die im Controller des Mehrphasenreglers enthalten ist, gemäß einem weiteren Ausführungsbeispiel.
  • Die hier beschriebenen Ausführungsbeispiele bieten durchdachte Überwachungs- und Detektionsverfahren zum Identifizieren von Zuständen, bei denen ein Mehrphasenregler nicht ordnungsgemäß arbeitet, um den Regler vor erheblichem Versagen während des Betriebs zu bewahren. Der Controller des Mehrphasenreglers betreibt ein Selbsttesten des Reglers, indem durchdachte Verfahren zum Betrachten der verfügbaren Informationen innerhalb des Controllers angewendet werden, um anormale Betriebsbedingungen zu detektieren, oder indem spezifische Betriebsmodi verwendet werden, um das System zu erproben, sodass anormale Betriebsbedingungen detektiert werden können. In jedem Fall kann der Controller viele Fehlerbedingungen detektieren, bei denen der Mehrphasenregler unter gewissen Bedingungen immer noch Regelverhalten liefert, aber versagt, wenn sich die Betriebsbedingungen ändern.
  • 1 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Mehrphasenreglers, der eine Leistungsstufe 100 aufweist, die eine Vielzahl von Ausgangsphasen 102 und einen Controller 200 zum Steuern des Betriebs der Leistungsstufe 100 aufweist. Jede Ausgangsphase 102 ist dazu ausgebildet, einen Phasenstrom (IPX) durch eine separate Induktionsspule (LX) an eine Last 104 zu liefern, die an die Ausgangsphasen 102 über die Induktionsspulen und einen Ausgangskondensator (Cout) angeschlossen ist. Jede Ausgangsphase 102 besitzt einen High-Side-Transistor (HSX) und einen Low-Side-Transistor (LSX) um mit der Last 104 durch die entsprechende Induktionsspule zu koppeln. Der High-Side-Transistor jeder Ausgangsphase 102 verbindet die Last 104 schaltbar mit einer Eingangsspannung (Vin) des Mehrphasenreglers und der entsprechende Low-Side-Transistor verbindet die Last 104 schaltbar mit Masse zu bestimmten Perioden. Drei Ausgangsphasen sind in 1 dargestellt (N = 3), jedoch kann die Leistungsstufe 100 eine beliebige Zahl größer als 1 von Ausgangsphasen 102 umfassen (d.h. N ≥ 2).
  • Der Controller 200 regelt die Spannung (Vsense), die der Last 104 durch die Leistungsstufe 100 geliefert wird, durch Einstellen der Phasenströme, die der Last 104 durch die Ausgangsphasen 102 geliefert werden. Der Controller umfasst einen mehrphasigen Pulsweitenmodulator (PWM) 202 zum Schalten der Ausgangsphasen 202 der Leistungsstufe 100, so dass die Leistungsstufe 100 positiven Strom der Last 104 durch einen oder mehrere der High-Side-Transistoren während einigen Perioden liefert und negativen Strom der Last 104 durch einen oder mehrere der Low-Side-Transistoren während anderen Perioden entnimmt. D.h., dass der Mehrphasenregler in einem kontinuierlichen Leitungsmodus (engl. continuous conduction mode, CCM) mit Stromentnahmefähigkeit (engl. current sinking capability) arbeiten kann. Beispielsweise kann nur die erste Ausgangsphase (N = 1) 102 bei Zeiten aktiv sein, z.B. während leichten Lastbedingungen. Eine oder mehrere zusätzliche Ausgangsphasen (N = 2 oder größer) 102 können aktiviert werden, um größeren Leistungsbedarf durch die Last 104 zu unterstützen. Zu diesem Zweck stellt der mehrphasige PWM Steuersignale (PWM1, PWM2, ..., PWMN) einem entsprechenden Treiber 106 bereit, der an jede Ausgangsphase 102 der Leistungsstufe 100 angeschlossen ist.
  • Die Treiber 106 stellen den Gates der High-Side-Transistoren und der Low-Side-Transistoren der entsprechenden Ausgangsphasen 102 Gatetreibersignale (GHX, GLX) bereit als Antwort auf die PWM-Steuersignale, die von dem mehrphasigen PWM 202 geliefert werden. Der Aktivierungszustand der Ausgangsphasen 102 und das Tastverhältnis der High-Side-Transistoren und der Low-Side-Transistoren werden wenigstens zum Teil durch die Ausgangsspannung (Vsense), die an die Last 104 angelegt wird, bestimmt, so dass der Regler so schnell und zuverlässig wie möglich auf sich ändernde Lastbedingungen reagieren kann. Der Controller 200 kann ebenfalls den Mehrphasenregler in einen DCM (engl. discontinuous conduction mode, dt. diskontinuierlicher Leitungsmodus) setzen.
  • Zusätzlich zum Regeln der Spannung, die der Last 104 geliefert wird, überwacht der Controller 200 zudem die Phasenströme, die der Last 104 von den Ausgangsphasen 102 geliefert werden und bestimmt, ob die überwachten Phasenströme anzeigen, dass eine oder mehrere der einzelnen Ausgangsphasen 102, eine oder mehrere der einzelnen Induktionsspulen oder der Ausgangskondensator fehlerhaft sind, auch wenn der gesamte Strom, der der Last 104 geliefert wird, innerhalb festgelegter Grenzen liegt. Zu diesem Zweck nutzt eine im Controller 200 enthaltene oder diesem zugehörige Selbsttesteinheit 204 im Controller 200 verfügbare Informationen, um anormale Bedingungen zu detektieren oder nutzt spezifische Betriebsmodi um den Regler zu erproben, so dass anormale Betriebsbedingungen detektiert werden können. Wenn der Mehrphasenregler beispielsweise fehlende Ausgangsphasenkomponenten oder –verbindungen besitzt, kann der Regler immer noch ordnungsgemäß die Ausgangsspannung unter keiner Last oder geringen Lastbedingungen regeln, kann jedoch versagen, wenn der Laststrom ansteigt. D.h., dass der Mehrphasenregler dazu in der Lage sein kann, bei dem erwarteten Spannungs-, Strom-, und Temperaturbetriebsbereich unter keiner oder geringen Lastbedingungen zu regeln, versagt jedoch zu regeln, wenn der Laststrom zunimmt. Zudem kann der Mehrphasenregler in einem suboptimalen Zustand arbeiten, beispielsweise bei niedrigem Wirkungsgrad, was zu thermischen Problemen bei hohen Lastströmen führen könnte. Die Selbsttesteinheit 204 des Controllers 200 kann fehlerhafte Komponenten unter jeder dieser Bedingungen detektieren und den Wandler vor Schäden bewahren, z.B. durch Deaktivieren einer oder mehrerer problematischer Ausgangsphasen 102 oder durch Ausschalten des Reglers. Diverse Ausführungsbeispiele der Selbsttesteinheit 204 werden hier später beschrieben, nachdem zuerst ein detaillierteres Ausführungsbeispiel des Controllers 200 beschrieben wird.
  • Der Controller umfasst des Weiteren eine Spannungspositionierungseinheit 206 (engl. voltage position unit) zum Steuern der Änderung von einer SVID zu einer anderen durch Durchfahren der Zielspannung, wobei SVID die Spannungsidentifizierungsinformation (engl. voltage identification information) ist, die dem Mehrphasenregler bereitgestellt wird, um Spannungsänderungen an der Energieversorgung umzusetzen. Der Controller umfasst zudem eine Spannungsmesseinheit 208 (engl. voltage sense unit) zum Bestimmen des Fehlers zwischen der Ausgangsspannung (Vsense) und der Zielspannung (Vtgt), die von der Spannungspositionierungseinheit 206 bereitgestellt wird, und zum Wandeln der Fehlerspannung in eine digitale Darstellung, die dem mehrphasigen PWM 202 bereitgestellt wird. Der Controller 200 umfasst zudem eine Strommess-und-Abgleich-Einheit 210 (engl. current sense and balance unit) zum Messen der einzelnen Phasenströme (IP1, IP2, ..., IPN) der Ausgangsphasen 102 und Wandeln der gemessenen Strominformationen in Phasenstrominformationen. Die Strommess-und-Abgleich-Einheit 210 wandelt zudem die Phasenstrominformationen in Einstellungen des Tastverhältnisses jeder einzelnen Ausgangsphase 102 zum Einstellen der Phasenströme um, so dass diese abgeglichen bleiben.
  • 2 zeigt ein Ausführungsbeispiel des Controllers 200 in detaillierterer Form. In 2 werden die Leistungsstufe 102, der Ausgangskondensator und die Last 104 durch einen einzigen Block 212 der einfacheren Darstellung halber repräsentiert. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, weist die Spannungspositionierungseinheit 206 eine adaptive Spannungspositionierungsschaltung 214 (engl. adaptive voltage positioning circuit, AVP) auf zum Wandeln der Phasenstrominformationen (Iphase) von der Strommessund-Abgleich-Einheit 210 in einen Offset (Offset) von dem Sollwert, um die Reglerzielspannung basierend auf dem Laststrom einzustellen. Die Spannungspositionierungseinheit 206 weist zudem eine dynamische Spannungsübergangschaltung 216 (engl. dynamic voltage transition unit, DVID) zum Wandeln der gewünschten SVID in eine digitale Zielspannung (VtgtD), einen Komparator 218 zum Vergleichen des Offsets mit der digitalen Zielspannung und einen Referenz-DAC 220 (engl. digital to analog converter, Digital-Analog-Wandler) zum Einstellen der Zielspannung für den Regler als eine analoge Referenzspannung (VtgtA) auf. Ein zweiter Komparator 222 vergleicht die analoge Referenzspannung mit der gemessenen Ausgangsspannung (Vsense). Der zweite Komparator 222 ist Teil der Spannungsmesseinheit 208.
  • Die Spannungsmesseinheit 208 umfasst zudem einen Anti-Aliasing-Filter 224 zum Filtern der gemessenen Ausgangsspannung vor dem Vergleich mit der analogen Referenzspannung (VtgtA) und einen Spannungsmess-ADC 226 (engl. analog to digital converter, Analog-Digital-Wander) zum Wandeln der analogen Fehlerspannung (errA) d.h. der Differenz zwischen VtgtA und Vsense in eine digitale Darstellung (errD). Ein PID-Filter 228 (engl. proportional-integral-derivative filter) implementiert eine Kompensatortransferfunktion mit der digitalen Fehlerspannung als eine Eingabe und einem Tastverhältnis als Ausgabe. Eine mehrphasige PWM-Verstärkereinheit 230 des mehrphasigen PWM 202 stellt die Verstärkung für die verschiedenen Ausgangsphasen 102 basierend auf der Ausgabe des PID-Filters 228 und Stromabgleichinformationen (Ibal) von der Strommess-und-Abgleich-Einheit 210 ein. Ein digitaler PWM 232 des mehrphasigen PWM 202 wandelt die digitalen Tastverhältnisinformationen in eine pulsweitenmodulierte Wellenform um, die mit dem Treiber 106 koppelt, um die Schaltzustände der Ausgangsphasen 102 der Leistungsstufe 100 zu steuern.
  • Die Strommess-und-Abgleich-Einheit 210 umfasst Strommessschaltungen 234 zum Überwachen der einzelnen Phasenströme (IP1, IP2, ..., IPN) der N Ausgangsphasen wo N ≥ 2 und einen Strommess-ADC 236 zum Wandeln der überwachten Phasenströme in entsprechende digitale Phasenstrominformationen, die von Kanalstromschaltungen 238 für jede Ausgangsphase 102 verarbeitet wird. Der Ausgang der Kanalstromschaltungen 238 wird der AVP-Schaltung 214, eine Stromabgleichschaltung 240 und einer Strombegrenzungsschaltung 242 bereitgestellt. Die Stromabgleichschaltung 240 wandelt die Phasenstrominformationen von den Kanalstromschaltungen 238 in entsprechende Einstellungen des Tastverhältnisses jeder einzelnen Ausgangsphase 102 um, um die Phasenströme derart einzustellen, dass sie abgeglichen bleiben. Die Strombegrenzungsschaltung 242 überwacht die Phasenströme und kann den mehrphasigen PWM 202 dazu zwingen, die PWM-Pulse zu modifizieren um sicherzustellen, dass der Phasenstrom eine positive oder negative Grenze nicht überschreitet. Eine Überstromschutzschaltung 244 (engl. over current protection circuit, OCP) kann zum Abschalten des Mehrphasenreglers bereitgestellt werden, wenn Regelbetrieb nicht ohne Überschreiten einer anderen positiven oder negativen Grenze aufrechterhalten werden kann. Eine Überspannungsschutzschaltung 246 (engl. over voltage protection circuit, OVP) kann zum Überwachen der Ausgangsspannung bereitgestellt werden, um sicherzustellen, dass die Ausgangsspannung innerhalb eines vernünftigen Betriebsbereichs liegt. Die OVP- Schaltung 246 kann zudem den Mehrphasenregler ausschalten, wenn der Regelbetrieb nicht ohne eine Grenze zu überschreiten aufrechterhalten werden kann. Der Controller 200 kann zudem eine „active transient response“ (ATR)- oder eine fast-ATR-Schaltung 248 umfassen, um eine schnelle Reaktion auf schnelle Lasttransienten bereitzustellen, und kann einen weiteren ADC 250 umfassen, um eine digitale Darstellung der gemessenen Eingangsspannung (Vin_sense) dem PID-Filter 228 und der mehrphasigen PWM-Verstärkereinheit 230 bereitzustellen. Die in 2 dargestellten Controllerkomponenten sind bekannte Komponenten eines Mehrphasenreglers und daher wird in diesem Zusammenhang auf eine Erläuterung deren Funktionsprinzips verzichtet.
  • Die Selbsttesteinheit 204 des Controllers 200 nutzt Informationen, die von wenigstens einigen der Controllerkomponenten bereitgestellt werden, um anormale Betriebsbedingungen zu detektieren, oder nutzt spezifische Betriebsmodi des Controllers 200 um den Mehrphasenregler zu überprüfen, so dass anormale Betriebsbedingungen detektiert werden können. Die Selbsttesteinheit 204 detektiert fehlerhafte mit dem Controller 200 gekoppelte Komponenten, die einen zuverlässigen Betrieb des Mehrphasenreglers aufweisen können.
  • 3 zeigt ein Ausführungsbeispiel eines Verfahrens zum Detektieren von Fehlern in den bzgl. des Controllers 200 außenliegenden Komponenten, wie durch die Selbsttesteinheit 204 umgesetzt. Das Verfahren umfasst Regeln einer Spannung, die der Last 104 durch Einstellen der der Last 104 durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströme geliefert wird (Schritt 300); Überwachen der Phasenströme, die der Last 104 durch die Ausgangsphasen 102 geliefert werden (Schritt 310); und Bestimmen, ob die überwachten Phasenströme eine oder mehrere einzelne Ausgangsphasen 102, eine oder mehrere einzelne Induktionsspulen (LX), oder den Ausgangskondensator (Cout) als fehlerhaft anzeigen, auch wenn der gesamte an die Last 104 gelieferte Strom innerhalb festgelegter Grenzen liegt (Schritt 320).
  • 4 zeigt ein Ausführungsbeispiel der Selbsttesteinheit 204. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Selbsttesteinheit 204 einen Stromabgleichausfallmonitor 400 (engl. current balance failure monitor). Der Stromabgleichausfallmonitor 400 analysiert den Eingang und den Ausgang der Stromabgleicheinheit 240 wie durch die zwei gestrichelten Linien, die zum Stromabgleichausfallmonitor 400 führen, dargestellt. Die Stromabgleicheinheit 240 stellt das PWM-Tastverhältnis jeder einzelnen Ausgangsphase 102 ein, um den korrespondierenden Phasenstrom relativ zu den anderen Ausgangsphasen 102 einzustellen. Das wird in der Regel mit einer Filter durchgeführt, der die Transferfunktion dUx = (Ix – Itargx)·(Ki_ibal/s + Kp_ibal) (1) besitzt, wobei dUx die Einstellung des Tastverhältnisses in der X-ten Ausgangsphase 102, Ix der gemessene Strom in der X-ten Ausgangsphase 102, Itargx der Zielstrom für die X-te Ausgangsphase 102 und Ki_ibal entsprechend die integrale und proportionale Verstärkung ist.
  • Die Stromabgleicheinheit 240 stellt die einzelnen Phasenströme so ein, dass sie einer bestimmten Zuordnung zwischen aktiven Ausgangsphasen 102 entsprechen, wie vom Controller 200 für den gesamten Laststrom bestimmt. Stromabgleichausfall kann auftreten, wenn der Mehrphasenregler die Phasenströme nicht so einstellen kann, um der Zuordnung zu entsprechen, was darauf hinweist, dass der Regler nicht eine oder mehrere Ausgangsphasen 102 adäquat steuern kann. So ein Zustand kann durch einen schlechten Treiber 106, einen schlechten Ausgangsphasentransistor, einen schlechte Induktionsspule oder ein schlechtes Strommessnetzwerk 234 ausgelöst werden.
  • Der Stromabgleichausfallmonitor 400 überwacht, ob alle Ausgangsphasen 102 aktiv geregelt werden mit gleichen Reaktionen auf den mehrphasigen PWM 202. Beispielsweise kann der Stromabgleichausfallmonitor 400 die Fähigkeit jeder Ausgangsphase 102 überwachen, Ix auf Itargx zu treiben (d-h- den Fehler auf Null zu treiben) und kann überwachen, ob jede Ausgangsphase 102 sich einem akzeptablen Ausgang dUx (d.h. kein anhaltendes Clipping) nähert. Der Stromabgleichausfallmonitor 400 detektiert eine Stromabgleichausfallbedingung, wenn einer oder mehre der einzelnen Phasenströme nicht der korrespondierenden Zuordnung für diese aktive Ausgangsphase 102 entsprechen oder die Einstellungen, die von der Stromabgleichschaltung 240 zugelassen werden, bei ihrem oberen oder unteren Grenzwert liegen (d.h. Clipping tritt auf). Stromabgleichausfall kann schneller detektiert werden, wenn die Zuordnungen in einer vorbestimmten Art geändert werden, z.B. in einem Testmodus des Mehrphasenreglers. Der Stromabgleichausfallmonitor 400 kann diese vorbestimmte (bekannte) Zuordnung bereitstellen. Beispielsweise kann ein Offset dynamisch hinzugefügt werden, um zu bestimmen, ob die Stromabgleichschaltung 240 fähig ist, auf den sich ändernden Offset durch Neuabgleich der Phasenströme in einer vorbestimmten (erwarteten) Weise zu reagieren. Der Stromabgleichausfallmonitor 400 der Selbsttesteinheit 204 detektiert eine anormale Bedingung, wenn die Phasenströme nicht in der vorbestimmten Weise neu abgeglichen werden.
  • 5 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel der Selbsttesteinheit 204. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel, umfasst die Selbsttesteinheit 204 einen Wellenstromausfallmonitor 410 (engl. ripple current failure monitor). Der Wellenstromausfallmonitor 410 analysiert den Eingang der Stromabgleicheinheit 240, wie durch die einzelne gestrichelte Linie dargestellt, die zum Wellenstromausfallmonitor 410 führt. Während Normalbetrieb des mehrphasigen Schaltreglers, sollten die Phasenströme entweder zunehmen oder abnehmen abhängig vom Zustand des Leistungsschalters. Eine ordnungsgemäß arbeitende Ausgangsphase 102 wird immer etwas Wellenstrom besitzen. Das Wellenstrommuster ist wohlbekannt und einfach zu identifizieren in der Strommesswellenform wegen der Art des Reglers, synchronen zu schalten. Das Wellenstrommuster kann sich von DCM zu CCM ändern, so dass der Wellenstromausfallmonitor 410 den Betriebsmodus kennen sollte. Kann kein erwartetes Wellenstrommuster und keine Amplitudenstomwelle detektieren werden, kann das auf einen schlechten Treiber 106, einen schlechten Ausgangsstufentransistor, eine schlechte Induktionsspule oder ein schlechtes Strommessnetzwerk hindeuten. Der Wellenstromausfallmonitor 410 überwacht den Ausgang der Kanalstromschaltungen 238 und jedes Mal nach schlechten Wellenstrommustern, wenn eine Ausgangsphase 102 aktiv geregelt wird oder in einem spezifischen Testmodus ist. Der Wellenstromausfallmonitor 410 detektiert, ob einer oder mehrere der Phasenströme kein Wellenstrommuster aufweisen, das dem korrespondierenden erwarteten Wellenstrommuster entspricht.
  • 6 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Selbsttesteinheit 204. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Selbsttesteinheit 204 einen Stromdurchfahrausfallmonitor 420 (engl. ramp current failure monitor). Der Stromdurchfahrausfallmonitor 420 analysiert die Ausgänge der dynamischen Spannungsübergangsschaltung (DVID) 216 und der Kanalstromschaltungen 238, wie durch die zwei gestrichelten Linien, die zu dem Stromdurchfahrausfallmonitor 420 führen, dargestellt. Starten des Mehrphasenreglers kann so festgelegt werden, dass das typische Profil des Start-Rampenstroms bestimmt wird. Beispielsweise wird eine obere und untere Grenze der Startrate und der gesamten Ausgangskapazität erwartet. Es gibt auch einen Spannungsbereich, in dem die Last 104 erwartungsgemäß nicht eingeschaltet wird. Beispielsweise gibt es eine minimale Spannung zum Betreiben von integrierten Schaltungen. Der Stromdurchfahrausfallmonitor 420 überprüft die Start-Rampe, um zu bestimmen, ob das Stromprofil innerhalb eines erwarteten Bereichs liegt beim Start aus einem bekannten Betriebszustand, wie wenn der Ausgangskondensator vollständig entladen ist. Änderungen im Stromprofil können auf Probleme hindeuten wie einen schlechten Treiber 106, einen schlechten Ausgangsphasentransistor, eine schlechte Induktionsspule, ein schlechtes Strommessnetzwerk oder einen leckenden Ausgangskondensator. Der Stromdurchfahrausfallmonitor 420 kann auf gleiche Weise ein Hochfahren oder Herunterfahren in einem Testmodus erzwingen, um den Rampenstrom zu überprüfen. Das ermöglicht das Messen sowohl positiver als auch negativer Ströme sowie die Fähigkeit des Mehrphasenreglers, Strom zu liefern oder zu entnehmen.
  • Ein einem Ausführungsbeispiel fährt der Controller 200 die der Last 104 gelieferte Spannung hoch, um den Ausgangskondensator aufzuladen. Das Hochfahren der Spannung bringt aktive Ausgangsphasen 102 dazu, der Last 104 Strom zu liefern. Die Änderung der Spannung kann so bestimmt werden, damit ein erwartetes Rampenstrommuster des Hochfahrstroms bestimmt werden kann basierend auf dem korrespondierenden Ausgang dV/dt und der Kapazität. Der Stromdurchfahrausfallmonitor 420 detektiert, ob einer oder mehrere der von den Ausgangsphasen 102 gelieferten Ströme kein Rampenstrommuster aufweisen, das einem erwarteten Rampenstrommuster entspricht. Dieser Test kann in einem Startmodus des Mehrphasenreglers durchgeführt werden.
  • In einem weiteren Ausführungsbeispiel fährt der Controller 200 die der Last 104 gelieferten Spannung herunter, um den Ausgangskondensator zu entladen. Das Herunterfahren der Spannung bringt aktive Ausgangsphasen 102 dazu, der Last 104 Strom zu entnehmen. Erneut kann die Änderung der Spannung so bestimmt werden, damit ein erwartetes Rampenstrommuster des Herunterfahrstroms bestimmt werden kann basierend auf dem korrespondierenden Ausgang dV/dt und der Kapazität. Der Stromdurchfahrausfallmonitor 420 detektiert, ob einer oder mehrere der von den Ausgangsphasen 102 entnommenen Ströme kein Rampenstrommuster aufweisen, das einem erwarteten Rampenstrommuster entspricht.
  • 7 zeigt noch ein weiteres Ausführungsbeispiel der Selbsttesteinheit 204. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Selbsttesteinheit 204 einen Phasensequenzausfallmonitor 430 (engl. phase sequence failure monitor). Der Phasensequenzausfallmonitor 430 analysiert die Phasenströme (IP1, IP2, ..., IPN) und den Ausgang der dynamischen Spannungsübergangsschaltung (DVID), wie durch die vier gestrichelten Linien, die zum Phasensequenzausfallmonitor 430 führen, dargestellt. Der Mehrphasenregler kann in einem Einzelphasenmodus betrieben werden, in dem nur eine Ausgangsphase 102 aktiv ist und den Ausgang regelt. Der Phasensequenzausfallmonitor 430 testet, ob jede Ausgangsphase 102 ordnungsgemäß arbeitet durch Sequenzieren jeweils einer oder mehrerer Ausgangsphasen 102, um sicherzustellen, dass jede Ausgangsphase 102 ordnungsgemäß arbeitet. Der Phasensequenzausfallmonitor 430 bestimmt, ob die entsprechenden überwachten Phasenstrome in einer vorbestimmten Weise reagieren.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel überwacht der Phasensequenzausfallmonitor 430 die Phasenströme und die Ausgangsspannung (Vsense) während des Sequenzierens der Ausgangsphasen 102. Beispielsweise, kann der Phasensequenzausfallmonitor 430 überprüfen, dass jede Ausgangsphase 102 ordnungsgemäß funktioniert durch Betreiben des Mehrphasenreglers mit nur jeweils einer Ausgangsphase 102 und Überprüfen der entsprechenden geregelten Ausgangsspannung. Diese Sequenz kann in einer Art entworfen sein, so dass jede Ausgangsphase 102 irgendwann die einzige Aktive ist und der Phasensequenzausfallmonitor 430 überprüft, ob die resultierende Ausgangsspannung immer noch für jede aktive Ausgangsphase 102 geregelt wird. Beispielsweise könnte das Regelmuster für einen 3-Phasenwandler sein: alle Ausgangsphasen, Ausgangsphase 1; Ausgangsphasen 1 + 2; Ausgangsphase 2; Ausgangsphasen 2 + 3; Ausgangsphase 3 und alle Ausgangsphasen. Falls irgendeine der Ausgangsphasen 102 nicht ordnungsgemäß arbeitet, kann das Überprüfen lediglich der Ausgangsspannung ausreicht sein, um einen Ausfall zu detektieren. Jedoch bietet das Überprüfen von Phasenstrom und Ausgangsspannung während der gesamten Sequenz eine robustere Ausfallüberwachung.
  • Der Controller kann zudem die Ausgangsphasen 102 überprüfen, indem eine Ausgangsphase 102 Strom liefert während eine andere Ausgangsphase 102 Strom entnimmt, um sicherzustellen, dass alle Ausgangsphasen 102 ordnungsgemäße Liefer-und Entnahmefähigkeiten besitzen und dass das Strommessnetzwerk 234 ordnungsgemäß arbeitet. Der Phasensequenzausfallmonitor 430 bestimmt, ob der überwachte Phasenstrom für die erste Ausgangsphase 102 in einer vorbestimmten (erwarteten) Weise entnommen wird und ob der überwachte Phasenstrom für die zweite Ausgangsphase 102 in einer vorbestimmten Weise geliefert wird. Phasensequenzierungsausfälle können auftreten, wenn irgendeine Ausgangsphase 102 nicht fähig ist, ordnungsgemäß zu arbeiten wegen einer fehlenden oder ausgefallenen Leistungsstufenkomponente. Der Phasensequenzausfallmonitor 430 kann während aktiver Regelung einzelner Phasen (engl. single phase active regulation) oder in einen spezifischen Testmodus mit Reglung einzelner Phasen nach Phasensequenzausfällen suchen.
  • 8 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Selbsttesteinheit 204. Gemäß diesem Ausführungsbeispiel umfasst die Selbsttesteinheit 204 einen Tastverhältnis-, PID- und Stromabgleichausfallmonitor 440. Der Tastverhältnis-, PID- und Stromabgleichausfallmonitor 440 analysiert die Phasenströme (IP1, IP2, ..., IPN) und die Ausgänge der dynamischen Spannungsübergangsschaltung (DVID), des Spannungsmess-ADC 226, des PID-Filters 228, der Stromabgleichschaltung 240 und der Kanalstromschaltungen 238 wie an Hand der acht gestrichelten Linien, die zu dem Tastverhältnis-, PID- und Stromabgleichausfallmonitor 440 führen, dargestellt. Der Mehrphasenregler arbeitet mit einem erwarteten Tastverhältnis bei gegebener Ausgangsspannung und Eingangsspannung. Gleichermaßen besitzen ein Schleifenfilter wie der PID-Filter 228 und ein in der Strommess-und-Abgleich-Einheit 210 enthaltener Stromabgleichschleifenfilter einen erwarteten Ausgang während Normalbetrieb. Die Tastverhältnis- und Schleifenfilterausgangsbereiche können sich drastisch während Transienten ändern, sodass ein simples Überprüfen einer oberen und unteren Grenze nicht adäquat ist. Der Tastverhältnis-, PID- und Stromabgleichausfallmonitor 440 kann Bedingungen wie fehlende Transistoren, die zu niedrigem Wirkungsgrad führen, Bedarf an größeren Tastverhältnissen um das Regeln aufrecht zu erhalten und mögliches Clipping der anderen Schleifenfilterausgänge detektieren. Der Tastverhältnis-, PID- und Stromabgleichausfallmonitor 440 korreliert die Tastverhältnis- und Schleifenfilterausgänge des Controllers 200 mit den erwähnten Phasenströmen (IP1, IP2, ..., IPN), der der Last gelieferten Spannung und der Eingangsspannung des Reglers. Defekte Ausgangsphasen 102, defekte Induktionsspulen und andere außerhalb zum Controller befindliche Komponenten können detektiert werden, wenn die Korrelation des Tastverhältnis-, PID- und Stromabgleichausfallmonitors 440 keiner erwarteten Korrelation entspricht. Die Überwachung kann jederzeit während aktiver Regelung oder in einem spezifischen Testmodus durchgeführt werden.
  • Die hier beschriebenen Selbsttest-Techniken ermöglichen es dem Controller 200 Bedingungen zu detektieren, bei denen der Ausgang geregelt werden kann wegen der parallelen Struktur des Mehrphasenreglers, wobei jedoch ein Defekt in dem Leistungszug (engl. power train) vorhanden ist, der umfasst aber nicht darauf limitiert ist: ausgefallene oder fehlende Treiber 106, die nicht schalten; ausgefallene oder fehlende High-Side-Transistoren; ausgefallene oder fehlende Low-Side-Transistoren; ausgefallene oder fehlende oder stark außerhalb der Spezifikation liegende Induktionsspulen; extrem leckende Ausgangskondensatoren; ausgefallenes oder fehlendes Strommess-RC-Netzwerk 234 und/oder offene oder kurzgeschlossene Spuren (z.B. PWM, Vsense, IP1, ..., IPN). Die hier beschriebenen Selbsttest-Techniken nutzen vorteilhafte Eigenschaften des Controllers 200 wie Strommessen, Stromabgleichen, spezifische Betriebsmodi (z.B. Start) etc., um Funktionen zu überwachen oder zu überprüfen, die dazu entworfen sind, solche Defekte zu testen. Der Controller 200 kann jede problematische Ausgangsphase 102 deaktivieren oder den gesamten Regler ausschalten.
  • Es versteht sich, dass Merkmale der diversen hier beschriebenen Ausführungsbeispiele miteinander kombiniert werden können, sofern nicht anders angegeben.

Claims (25)

  1. Mehrphasenregler, der aufweist: eine Vielzahl von Ausgangsphasen, jede dazu ausgebildet, einen Phasenstrom durch eine separate Induktionsspule an eine an die Ausgangsphasen angeschlossene Last über die Induktionsspulen und einen Ausgangskondensator zu liefern; und einen Controller, dazu ausgebildet, eine Spannung zu regeln, die der Last durch Einstellen der der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströme geliefert wird, die der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströmen zu überwachen und zu bestimmen, ob die überwachten Phasenströme eine oder mehrere einzelne Ausgangsphasen, eine oder mehrere einzelne Induktionsspulen oder den Ausgangskondensator als fehlerhaft anzeigen, auch wenn der gesamte an die Last gelieferte Strom innerhalb festgelegter Grenzen liegt.
  2. Mehrphasenregler nach Anspruch 1, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, eine Zuordnung des gesamten Laststroms zwischen einer oder mehreren aktiven Ausgangsphasen zu bestimmen, die Phasenströme jeder aktiven Ausgangsphase derart einzustellen, dass sie auf die Zuordnung zutreffen und zu detektieren, ob einer oder mehrere Phasenströme, die von einer oder mehreren aktiven Ausgangsphasen geliefert werden, nicht auf die Zuordnung für diese aktive Ausgangsphase zutreffen.
  3. Mehrphasenregler nach Anspruch 2, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, zu testen, ob eine oder mehrere aktive Ausgangsphasen auf eine bekannte Änderung in der Zuordnung in einer vorbestimmten Art in einem Testmodus des Mehrphasenreglers reagieren und zu detektieren, ob die Phasenströme, die von einer oder mehreren aktiven Ausgangsphasen geliefert werden, in dem Testmodus auf die bekannte Änderung in der Zuordnung durch Neuabgleichen der Phasenströme in der vorbestimmten Art reagieren.
  4. Mehrphasenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, die Ausgangsphasen synchron zu schalten, was zu Wellen in den Phasenströmen führt, und zu detektieren, ob einer oder mehrere Phasenströme kein Wellenstrommuster aufweisen, das einem erwarteten Wellenstrommuster entspricht.
  5. Mehrphasenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, die der Last gelieferte Spannung hochzufahren, um den Ausgangskondensator aufzuladen, wobei das Hochfahren der Spannung aktive Ausgangsphasen dazu veranlasst, Strom an die Last zu liefern, und zu detektieren, ob einer oder mehrere Ströme, die von den aktiven Ausgangsphasen geliefert werden, kein Hochfahrmuster aufweisen, das einem erwarteten Hochfahrmuster entspricht.
  6. Mehrphasenregler nach Anspruch 5, bei dem der Controller dazu ausgebildet ist, die der Last gelieferte Spannung in einem Einschaltmodus des Mehrphasenreglers hochzufahren.
  7. Mehrphasenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, die der Last gelieferte Spannung herunterzufahren, um den Ausgangskondensator zu entladen, wobei das Herunterfahren der Spannung aktive Ausgangsphasen dazu veranlasst, der Last Strom zu entnehmen, und zu detektieren, ob einer oder mehrere Ströme, die von den aktiven Ausgangsphasen entnommen werden, kein Herunterfahrmuster aufweisen, das einem erwarteten Herunterfahrmuster entspricht.
  8. Mehrphasenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, die Ausgangsphasen in einer vorbestimmten Sequenz zu testen und zu bestimmen, ob die entsprechenden überwachten Phasenströme in einer vorbestimmten Art reagieren.
  9. Mehrphasenregler nach Anspruch 8, bei dem der Controller dazu ausgebildet ist, zu bestimmen, ob die überwachten Phasenströme in einer vorbestimmten Art über die vorbestimmte Sequenz hinweg reagieren, indem der Phasenstrom, der von jeder aktiven Phase im Test geliefert wird, und die Spannung, die der Last geliefert wird, über die vorbestimmte Sequenz hinweg überwacht werden.
  10. Mehrphasenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, eine erste der Ausgangsphasen zu zwingen, Strom zu entnehmen, eine zweite der Ausgangsphasen zu zwingen, Strom zu liefern, und zu bestimmen, ob der überwachte Phasenstrom für die erste Ausgangsphase in einer vorbestimmten Art entnommen wird und ob der überwachte Phasenstrom für die zweite Ausgangsphase in einer vorbestimmten Art geliefert wird.
  11. Mehrphasenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, ein Tastverhältnis und Schleifenfilterausgänge des Controllers mit den überwachten Phasenströmen, der an die Last gelieferten Spannung und einer Eingangsspannung des Mehrphasenreglers zu korrelieren und zu bestimmen, ob die Korrelation einer erwarteten Korrelation entspricht.
  12. Mehrphasenregler nach einem der vorangehenden Ansprüche, bei dem der Controller weiterhin dazu ausgebildet ist, jede Ausgangsphase zu deaktivieren, die als fehlerhaft bestimmt wurde, oder jede Ausgangsphase zu deaktivieren, die an eine Induktionsspule angeschlossen ist, die als fehlerhaft bestimmt wurde.
  13. Verfahren zum Betreiben eines Mehrphasenreglers mit einer Vielzahl von Ausgangsphasen, wobei jede einen Phasenstrom durch eine separate Induktionsspule an eine Last liefert, die an die Vielzahl von Ausgangsphasen über die Induktionsspulen und einen Ausgangskondensator angeschlossen ist, das Verfahren weist auf: Regeln einer Spannung, die der Last durch Einstellen der der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströme geliefert wird; Überwachen der Phasenströme, die der Last durch die Ausgangsphasen geliefert werden; und Bestimmen, ob die überwachten Phasenströme eine oder mehrere einzelne Ausgangsphasen, eine oder mehrere einzelne Induktionsspulen oder den Ausgangskondensator als fehlerhaft anzeigen, auch wenn der gesamte an die Last gelieferte Strom innerhalb festgelegter Grenzen liegt.
  14. Verfahren nach Anspruch 13, das weiterhin aufweist: Bestimmen einer Zuordnung des gesamten Laststroms zwischen einer oder mehreren aktiven Ausgangsphasen; Einstellen der Phasenströme jeder aktiven Ausgangsphase derart, dass sie auf die Zuordnung zutreffen; Detektieren, ob einer oder mehrere Phasenströme, die von einer oder mehreren aktiven Ausgangsphasen geliefert werden, nicht auf die Zuordnung für diese aktive Ausgangsphase zutreffen.
  15. Verfahren nach Anspruch 14, das weiterhin aufweist: Testen, ob eine oder mehrere aktive Ausgangsphasen auf eine bekannte Änderung in der Zuordnung in einer vorbestimmten Art in einem Testmodus des Mehrphasenreglers reagieren; Detektieren, ob die Phasenströme, die von einer oder mehreren aktiven Ausgangsphasen geliefert werden, in dem Testmodus auf die bekannte Änderung in der Zuordnung durch Neuabgleichen der Phasenströme in der vorbestimmten Art reagieren.
  16. Verfahren nach Ansprüchen 13–15, das weiterhin aufweist: Synchrones Schalten der Ausgangsphasen, was zu Wellen in den Phasenströmen führt; und Detektieren, ob einer oder mehrere Phasenströme kein Wellenstrommuster aufweisen, das einem erwarteten Wellenstrommuster entspricht.
  17. Verfahren nach Ansprüchen 13–16, das weiterhin aufweist: Hochfahren der der Last gelieferten Spannung, um den Ausgangskondensator aufzuladen, wobei das Hochfahren der Spannung aktive Ausgangsphasen dazu veranlasst, Strom an die Last zu liefern; und Detektieren, ob einer oder mehrere Ströme, die von den aktiven Ausgangsphasen geliefert werden, kein Hochfahrmuster aufweisen, das einem erwarteten Hochfahrmuster entspricht.
  18. Verfahren nach Anspruch 17, bei dem die der Last gelieferte Spannung in einem Einschaltmodus des Mehrphasenreglers hochgefahren wird.
  19. Verfahren nach Ansprüchen 13–18, das weiterhin aufweist: Herunterfahren der der Last gelieferten Spannung, um den Ausgangskondensator zu entladen, wobei das Herunterfahren der Spannung aktive Ausgangsphasen dazu veranlasst, der Last Strom zu entnehmen; und Detektieren, ob einer oder mehrere Ströme, die von den aktiven Ausgangsphasen entnommen werden, kein Herunterfahrmuster aufweisen, das einem erwarteten Herunterfahrmuster entspricht.
  20. Verfahren nach Ansprüchen 13–19, das weiterhin aufweist: Testen der Ausgangsphasen in einer vorbestimmten Sequenz; und Bestimmen, ob die entsprechenden überwachten Phasenströme in einer vorbestimmten Art reagieren.
  21. Verfahren nach Anspruch 20, das weiterhin aufweist: Bestimmen, ob die überwachten Phasenströme in einer vorbestimmten Art über die vorbestimmte Sequenz hinweg reagieren, indem der Phasenstrom, der von jeder aktiven Phase im Test geliefert wird, und die Spannung, die der Last geliefert wird, über die vorbestimmte Sequenz hinweg überwacht werden.
  22. Verfahren nach Ansprüchen 13–21, das weiterhin aufweist: Zwingen einer ersten der Ausgangsphasen, Strom zu entnehmen; Zwingen einer zweiten der Ausgangsphasen, Strom zu liefern; und Bestimmen, ob der überwachte Phasenstrom für die erste Ausgangsphase in einer vorbestimmten Art entnommen wird und ob der überwachte Phasenstrom für die zweite Ausgangsphase in einer vorbestimmten Art geliefert wird.
  23. Verfahren nach Ansprüchen 13–22, das weiterhin aufweist: Korrelieren eines Tastverhältnisses und Schleifenfilterausgängen des Controllers mit den überwachten Phasenströmen, der an die Last gelieferten Spannung und einer Eingangsspannung des Mehrphasenreglers; und Bestimmen, ob die Korrelation einer erwarteten Korrelation entspricht.
  24. Verfahren nach Ansprüchen 13–23, das weiterhin aufweist: Deaktivieren jeder Ausgangsphase, die als fehlerhaft bestimmt wurde, oder die an eine Induktionsspule angeschlossen ist, die als fehlerhaft bestimmt wurde.
  25. Eine Vorrichtung, dazu ausgebildet, einen Mehrphasenregler zu steuern, der eine Vielzahl von Ausgangsphasen, jede dazu ausgebildet, einen Phasenstrom durch eine separate Induktionsspule an eine an die Ausgangsphasen angeschlossene Last über die Induktionsspulen und einen Ausgangskondensator zu liefern, die Vorrichtung weist auf: Mittel zum Regeln einer Spannung, die der Last durch Einstellen der der Last durch die Ausgangsphasen gelieferten Phasenströme geliefert wird; Mittel zum Überwachen der Phasenströme, die der Last durch die Ausgangsphasen geliefert werden; und Mittel zum Bestimmen, ob die überwachten Phasenströme eine oder mehrere einzelne Ausgangsphasen, eine oder mehrere einzelne Induktionsspulen oder den Ausgangskondensator als fehlerhaft anzeigen, auch wenn der gesamte an die Last gelieferte Strom innerhalb festgelegter Grenzen liegt.
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