JP6185194B2 - 多相スイッチング電力コンバータの平均電流モード制御 - Google Patents
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Description
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[C1]
平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットと、なお、前記複数のうちの各制御ユニットは、専用の比例制御ユニットを備える、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合され、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された積分器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
[C2]
各制御ユニットが、キャパシタを介して第1のノードに位相情報を注入するように構成された同期ランプをさらに備え、前記第1のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、C1に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C3]
前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたRC回路を備える、C1に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C4]
前記単一の積分器は、レジスタを介して前記第1のノードに積分信号を伝達するように構成される、C2に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C5]
前記単一の積分器は、レジスタを介して第1のノードに積分信号を伝達するように構成され、前記第1のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、C1に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C6]
前記比例制御ユニットは、前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取り、高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を備える、C1に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C7]
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、クロック位相のACコンポーネントを独立して受け取るように構成される、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
を備える、スイッチング電力コンバータ。
[C8]
各制御ユニットは、
前記位相情報を受け取り、キャパシタを介してノードに出力を伝達するように構成された同期ランプと、
共有の積分器からの積分信号、前記出力電圧、および基準電圧を受け取り、前記ノードに信号を伝達するように構成された比例制御ユニットと、
関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号と、前記ノードからの信号とを受信し、前記関連付けられた電力段に制御信号を伝達するように構成された比較器と
を備える、C7に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C9]
前記同期ランプは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、
前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を含む、C8に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C10]
前記比例制御ユニットは、
前記基準電圧に結合された第1の入力および前記出力電圧に結合された第2の入力、ならびに前記比例制御ユニットの出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
積分器の出力と前記比例制御ユニットの前記出力との間に結合されたレジスタと
を含む、C8に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C11]
基準電圧および前記出力電圧を受け取り、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに積分信号を伝達するように構成された積分器をさらに備える、C7に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C12]
前記積分器は、
前記基準電圧に結合された第1の入力および前記出力電圧に結合された第2の入力、ならびに前記積分器の出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
前記積分器の前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を備える、C11に記載のスイッチング電力コンバータ。
[C13]
出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器と、
積分誤差電圧と、スケール化された誤差電圧と、クロック位相のACコンポーネントとを含む第1の信号を受信することと、
前記電流推定器からの推定された電流信号を含む第2の信号を受信することと、
前記第1の信号および前記第2の信号を比較することに応答して前記電力段を制御するためのパルス幅変調信号を伝達することと
を行うように構成された比較器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
[C14]
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して積分信号を伝達することと、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例制御ユニットを介して比例制御を供給することと、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入することと
を備える、方法。
[C15]
積分信号を前記伝達することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記積分信号を生成するために前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を伝達することと
を備える、C14に記載の方法。
[C16]
比例制御を前記供給することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を比例制御ユニットの出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記積分信号を受信することと
を備える、C14に記載の方法。
[C17]
位相情報を前記注入することは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、C14に記載の方法。
[C18]
比較器の第1の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および前記比例制御に基づく信号を受信することと、
前記比較器の第2の入力において基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、C14に記載の方法。
[C19]
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取ることと、
専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御することと
を備える、方法。
[C20]
前記共有の積分器を介して前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて前記信号を受信することをさらに備える、C19に記載の方法。
[C21]
各制御ユニットを前記制御することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記共有の積分器からの前記信号を受信することと
を備える、C19に記載の方法。
[C22]
位相情報を前記受け取ることは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、C19に記載の方法。
[C23]
比較器の第1の入力において、積分信号、前記位相情報、および比例制御に基づくループフィルタ信号を受信することと、
前記比較器の第2の入力において、推定されたインダクタ電流を表す基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、C19に記載の方法。
[C24]
前記パルス幅変調信号に応答して1つまたは複数のスイッチを調節することをさらに備える、C23に記載の方法。
[C25]
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分経路を介して積分信号を伝達するための手段と、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例経路を介して比例制御を供給するための手段と、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入するための手段と
を備える、デバイス。
[C26]
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取るための手段と、
専用の経路を介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御するための手段と
を備える、デバイス。
Claims (22)
- 平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットと、なお、前記複数のうちの各制御ユニットは、専用の比例制御ユニットと、各制御ユニットに対して位相情報を注入するように構成された同期ランプとを備え、前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたRC回路を備える、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合され、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された積分器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。 - 前記同期ランプが、キャパシタを介して第1のノードに位相情報を注入するように構成され、前記第1のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項1に記載のスイッチング電力コンバータ。
- 前記単一の積分器は、レジスタを介して前記第1のノードに積分信号を伝達するように構成される、請求項2に記載のスイッチング電力コンバータ。
- 前記単一の積分器は、レジスタを介して第1のノードに積分信号を伝達するように構成され、前記第1のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項1に記載のスイッチング電力コンバータ。
- 前記比例制御ユニットは、前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取り、高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を備える、請求項1に記載のスイッチング電力コンバータ。
- 複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニット内の同期ランプは、クロック位相のACコンポーネントを独立して受け取るように構成され、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、専用の比例制御ユニットと、各制御ユニットに対して位相情報を注入するように構成された同期ランプとを備え、前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたRC回路を備える、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
基準電圧および前記出力電圧を受け取り、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに積分信号を伝達するように構成された積分器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。 - キャパシタを介してノードに位相情報を伝達するように構成された同期ランプと、
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニット内の前記同期ランプは、クロック位相のACコンポーネントを独立して受け取るように構成され、前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたRC回路を備える、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
共有の積分器からの積分信号、前記出力電圧、および基準電圧を受け取り、前記ノードに信号を伝達するように構成された比例制御ユニットと、
関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号と、前記ノードからの信号とを受信し、前記関連付けられた電力段に制御信号を伝達するように構成された比較器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。 - 前記同期ランプは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、
前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を含む、請求項7に記載のスイッチング電力コンバータ。 - 前記比例制御ユニットは、
前記基準電圧に結合された第1の入力および前記出力電圧に結合された第2の入力、ならびに前記比例制御ユニットの出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
積分器の出力と前記比例制御ユニットの前記出力との間に結合されたレジスタと
を含む、請求項7に記載のスイッチング電力コンバータ。 - 前記積分器は、
前記基準電圧に結合された第1の入力および前記出力電圧に結合された第2の入力、ならびに前記積分器の出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
前記積分器の前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を備える、請求項6に記載のスイッチング電力コンバータ。 - 出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器と、
比例積分制御ユニットからの積分誤差電圧およびスケール化された誤差電圧と、クロック位相のAC位相情報とを含む第1の信号を受信することと、
前記電流推定器からの推定された電流信号を含む第2の信号を受信することと、
前記第1の信号および前記第2の信号を比較することに応答して前記電力段を制御するためのパルス幅変調信号を伝達することと
を行うように構成された比較器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。 - 平均電流モード制御のために構成されたスイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して積分信号を伝達することと、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例制御ユニットを介して比例制御を供給することと、
前記スイッチング電力コンバータの各制御ユニット内の同期ランプによって、各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入することと
を備え、
位相情報を前記注入することは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて外部固定周波数クロック位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介して高インピーダンスノードに伝達することと
を備える、
方法。 - 積分信号を前記伝達することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記積分信号を生成するために前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を伝達することと
を備える、請求項12に記載の方法。 - 比例制御を前記供給することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を比例制御ユニットの出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記積分信号を受信することと
を備える、請求項12に記載の方法。 - 比較器の第1の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および前記比例制御に基づく信号を受信することと、
前記比較器の第2の入力において、関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項12に記載の方法。 - 平均電流モード制御のために構成された多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニット内の同期ランプにおいて独立して位相情報を受け取ることと、
制御ユニット毎の専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの積分信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御することと
を備え、
位相情報を前記受け取ることは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて外部固定周波数クロック位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介して高インピーダンスノードに伝達することと
を備える、
方法。 - 前記共有の積分器を介して前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて前記積分信号を受信することをさらに備える、請求項16に記載の方法。
- 各制御ユニットを前記制御することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記共有の積分器からの前記積分信号を受信することと
を備える、請求項16に記載の方法。 - 比較器の第1の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および比例制御に基づくループフィルタ信号を受信することと、
前記比較器の第2の入力において、推定されたインダクタ電流を表す基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項16に記載の方法。 - 前記パルス幅変調信号に応答して1つまたは複数のスイッチを調節することをさらに備える、請求項19に記載の方法。
- 平均電流モード制御のために構成されたスイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分経路を介して積分信号を伝達するための手段と、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例経路を介して比例制御を供給するための手段と、
前記スイッチング電力コンバータの各制御ユニット内の同期ランプによって、各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入するための手段と
を備え、
位相情報を注入するための前記手段は、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて外部固定周波数クロック位相信号を受信するための手段と、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介して高インピーダンスノードに伝達するための手段と
を備える、
デバイス。 - 平均電流モード制御のために構成された多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニット内の同期ランプにおいて独立して位相情報を受け取るための手段と、
制御ユニット毎の専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御するための手段と
を備え、
位相情報を受け取るための前記手段は、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて外部固定周波数クロック位相信号を受信するための手段と、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介して高インピーダンスノードに伝達するための手段と
を備える、
デバイス。
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