TWI676876B - 控制方法、控制電路及多相變換器 - Google Patents

控制方法、控制電路及多相變換器 Download PDF

Info

Publication number
TWI676876B
TWI676876B TW107116741A TW107116741A TWI676876B TW I676876 B TWI676876 B TW I676876B TW 107116741 A TW107116741 A TW 107116741A TW 107116741 A TW107116741 A TW 107116741A TW I676876 B TWI676876 B TW I676876B
Authority
TW
Taiwan
Prior art keywords
signal
error
circuit
average
signals
Prior art date
Application number
TW107116741A
Other languages
English (en)
Other versions
TW201903551A (zh
Inventor
陳建淳
顏立維
Original Assignee
大陸商矽力杰半導體技術(杭州)有限公司
Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd.
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 大陸商矽力杰半導體技術(杭州)有限公司, Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd. filed Critical 大陸商矽力杰半導體技術(杭州)有限公司
Publication of TW201903551A publication Critical patent/TW201903551A/zh
Application granted granted Critical
Publication of TWI676876B publication Critical patent/TWI676876B/zh

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
    • GPHYSICS
    • G05CONTROLLING; REGULATING
    • G05FSYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10Regulating voltage or current
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02JCIRCUIT ARRANGEMENTS OR SYSTEMS FOR SUPPLYING OR DISTRIBUTING ELECTRIC POWER; SYSTEMS FOR STORING ELECTRIC ENERGY
    • H02J1/00Circuit arrangements for dc mains or dc distribution networks
    • H02J1/10Parallel operation of dc sources
    • H02J1/102Parallel operation of dc sources being switching converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0012Control circuits using digital or numerical techniques
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Radar, Positioning & Navigation (AREA)
  • Automation & Control Theory (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本發明提供了一種多相變換器的控制方法、控制電路和多相變換器,透過產生表示所述多相變換器的各個通道的電感電流與參考電流之間誤差的誤差信號來修正對應通道的電感電流取樣信號,以獲得對應的修正取樣信號,然後根據修正取樣信號來產生各個通道的功率開關管的開關驅動信號,當所述多相變換器的某個通道的電感電流偏低時,對應的修正取樣信號會增加,從而控制對應的開關驅動信號的占空比減小,最終調節該通道的電感電流減小,當所述多相變換器的某個通道的電感電流偏高時,對應的修正取樣信號會減小,從而控制對應的開關驅動信號的占空比增加,最終調節該通道的電感電流增加,以實現各個通道的電感電流之間的均衡。

Description

控制方法、控制電路及多相變換器
本發明設計電力電子技術領域,尤其關於一種控制方法、控制電路及多相變換器。
在開關電源技術中,為了減小變換器的電感的尺寸,通常採用多相並聯交錯的方法,在這種多相變換器的每一個通道均有對應的功率開關管和電感,所述多相變換器的所有通道的輸入端共連接,以接收輸入電壓,輸出端共連接至多相變換器的輸出濾波電路的輸入端,以透過輸出濾波電路輸出輸出電壓。利用這樣的多相變換器結構,原來單相變換器中一個電感所需要承擔的電流可以均衡的分攤至多相變換器的各個通道的電感,每個所述通道所需要承擔的電流就可以大幅度減小,從而可減小變換器的電感的尺寸。
然而,在多相變換器中,每個通道的電感的存在一定失配(每個通道的電感的實際的感值與理想值存在誤差),影響了各個通道的電感電流的均衡效果。電感的感值越大,其承載的電流越大,因此為了使各個通道的電感電流均衡(此處均衡是指各個通道的電感電流的值儘量相等), 在控制這種多相變換器工作時,還需要對各個通道之間的電流進行電流均衡控制。
有鑑於此,本發明提供了一種控制方法、控制電路及多相變換器,以均衡多相變換器的各個通道之間的電感電流。
一種多相變換器的控制方法,其特徵在於,包括:產生與所述多相變換器的多個通道對應的多個取樣信號,每一個所述取樣信號表示對應通道的電感電流,產生與所述多個通道對應的誤差信號,每個所述差值信號表示對應通道的電感電流與參考電流的誤差值,根據誤差信號修正對應的所述取樣信號,以獲得多個修正取樣信號,根據所述修正取樣信號均衡多個所述通道之間的電感電流。
較佳地,產生多個所述誤差信號的步驟包括:產生多個與所述多相變換器的多個通道對應的第一平均信號,每一個所述第一平均信號表示對應的所述通道中的電感電流的平均值,根據對應的所述第一平均信號與所述參考電流的參考表示信號之間的差值產生對應的所述誤差信號。
較佳地,所述控制方法還包括:產生表示多個所述第一平均信號的平均值第二平均信 號,並以所述第二平均信號作為所述參考表示信號。
較佳地,根據所述修正取樣信號均衡多個所述通道之間的電感電流的步驟包括:產生表示所述多相變換器的輸出回饋信號與輸出參考信號之間的誤差補償信號,透過比較所述誤差補償信號與各個所述修正取樣信號的大小關係,產生多個開關驅動信號,以控制各個所述通道的功率開關管的開關狀態,從而均衡各個所述通道之間的電感電流。
一種多相變換器的控制電路,其特徵在於,包括:電感電流取樣電路,用於產生與所述多相變換器的多個通道對應的多個取樣信號,每一個所述取樣信號表示對應通道的電感電流,誤差電路,用於產生與所述多個通道對應的誤差信號,每個所述誤差信號表示對應通道的電感電流與參考電流的誤差值,修正電路,用於根據多個所述誤差信號修正對應通道的所述取樣信號,以產生多個修正取樣信號,所述控制電路根據多個所述修正取樣信號均衡多個所述通道之間的電感電流。
較佳地,所誤差電路包括:第一平均電路,用於產生與所述多相變換器的多個通道對應的多個第一平均信號,每一個所述第一平均信號表 示對應的所述通道中的電感電流的平均值,差值電路,用於根據對應的所述第一平均值信號與所述參考電流的參考表示信號之間的差值產生對應的所述誤差信號。
較佳地,所述誤差電路還包括第二平均值電路,用於產生表示多個所述第一平均信號的平均值的第二平均信號,以作為所述參考表示信號。
較佳地,每一個所述修正取樣信號為對應的所述取樣信號和誤差信號的疊加信號。
較佳地,所述的控制電路還包括:誤差補償電路,用於產生表示所述多相變換器的輸出回饋信號與輸出參考信號之間的誤差補償信號,比較電路,用於比較所述誤差補償信號與各個所述修正取樣信號的大小關係,以輸出多個比較信號,開關驅動信號產生電路,用於根據各個所述比較信號產生多個開關驅動信號,以控制各個所述通道的功率開關管的開關狀態,從而均衡各個所述通道之間的電感電流。
一種多相變換器,其特在於包括上述任意一項所述的控制電路。
由上可見,透過產生表示所述多相變換器的各個通道的電感電流與參考電流之間誤差的誤差信號來修正對應通道的電感電流取樣信號,以獲得對應的修正取樣信號,然後根據修正取樣信號來產生各個通道的功率開關管的開關驅動信號,當所述多相變換器的某個通道的電感電流偏低 時,對應的修正取樣信號會增加,從而控制對應的開關驅動信號的占空比減小,最終調節該通道的電感電流減小,當所述多相變換器的某個通道的電感電流偏高時,對應的修正取樣信號會減小,從而控制對應的開關驅動信號的占空比增加,最終調節該通道的電感電流增加,以實現各個通道的電感電流之間的均衡。
10‧‧‧多相變換器
WX‧‧‧功率級電路
W1、W2...WN‧‧‧功率級電路
11‧‧‧電感電流取樣電路
12‧‧‧電流均衡電路
13‧‧‧誤差補償電路
14‧‧‧比較電路
15‧‧‧開關驅動信號產生電路
121‧‧‧誤差電路
122‧‧‧修正電路
122-X‧‧‧第X路修正電路
AX‧‧‧第一平均電路
A1、A2...AN‧‧‧第一平均電路
1211‧‧‧第二平均電路
1212‧‧‧差值電路
1212-X‧‧‧第X路差值電路
IPD1、IPD2、...IPDN‧‧‧第一平均信號
IPDA‧‧‧第二平均信號
VCS1、VCS2、...VCSN‧‧‧取樣信號
IL1、IL2、...ILN‧‧‧電流
IPD1_error、IPD2_error、...IPDN_error‧‧‧誤差信號
VIN‧‧‧輸入電壓
VOUT‧‧‧輸出電壓
VCSx‧‧‧取樣信號
GMX‧‧‧跨導放大器
GmX1、GmX2‧‧‧跨導放大器
RX1、RX2、RA‧‧‧電阻
SX‧‧‧開關
CX1‧‧‧電容
CX2‧‧‧電容
VCSX_sh‧‧‧電壓
gm1、gm2、...gmN‧‧‧跨導放大器
D1、D2、...DN‧‧‧開關驅動信號
L1、L2、...LN‧‧‧電感
CP1、CP2‧‧‧比較器
VCS1_Bal、VCS2_Bal、...VCSN_Bal‧‧‧修正取樣信號
GM‧‧‧跨導放大器
CO‧‧‧電容
RO‧‧‧電阻
CCOMP‧‧‧電容
VCOMP‧‧‧誤差補償信號
RCOMP‧‧‧電阻
VFB‧‧‧輸出回饋信號
VREF‧‧‧輸出參考信號
R1、R2‧‧‧電阻
RXE‧‧‧電阻
VCSX_Bal‧‧‧取樣信號
IPDX‧‧‧第一平均信號
IPDA‧‧‧第二平均信號
DX‧‧‧開關驅動信號
圖1為依據本發明實施例的多相變換器的電路塊圖;圖2為圖1中的電流均衡電路的電路塊圖;圖3為圖2中的第一平均電路的電路的具體實現電路圖;圖4為圖2中的第二平均電路的電路的具體實現電路圖;圖5為多相變換器的第X路通道對應的第X路差值電路和第X路修正電路對應的具體電路圖;圖6為多相變換器的工作波形圖。
下面將結合本發明實施例中的圖式,對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實施例僅僅是本發明一部分實施例,而不是全部的實施例。基於本發明中的實施例,本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例,都屬於本發 明保護的範圍。此外需要說明的是,在具體實施方式這一項內容中“所述...”是僅指本發明的中的技術屬於或特徵。
圖1為依據本發明實施例的多相變換器10的電路塊圖,所述多相變換器10主要包括多相功率級電路和控制電路。如圖1所示,每一相所述功率級電路WX如功率級電路W1、功率級電路W2、...功率級電路WN的輸入端共連接,以接收輸入電壓VIN,而各相功率級電路的輸出端也共連接,並透過由電容CO和電阻RO構成輸出濾波電路輸出輸出電壓VOUT。為了便於觀察,將各相功率級電路中對應的電感,如電感L1、L2、...LN從對應相的功率級電路WX中分離出來。為了便於描述,每一相所述功率級電路WX在後續均成為所述多相變換器10的一個通道,如電感L1和其所屬的功率級電路W1構成所述多相變換器10的一個通道。在圖1所示的多相變換器10中,各相功率級電路WX的拓撲結構可以升壓型,也可以為降壓型等其它類型的拓撲結構,本發明對各相功率級電路WX的拓撲結構類型不做限定。
繼續參考圖1所示,所述多相變換器10的控制電路主要包括電感電流取樣電路11、電流均衡電路12、誤差補償電路13、比較電路14以及開關驅動信號產生電路15。
所述電感電流取樣電路11用於產生與所述多相變換器10的多個通道對應的多個取樣信號VCS1、VCS2、...VCSN,每一個所述取樣信號表示對應通道的電感電流,如取樣信號VCS1為流過電感L1的電流IL1的取樣信號,取樣信號VCS2 為流過電感L2的電流IL2的取樣信號,以及取樣信號VCSN為流過電感LN的電流ILN的取樣信號。電感電流取樣電路11可以直接與各個電感相連,以取樣各個電感電流,也可以透過取樣流過各個通道的功率開關管(圖1中未畫出)的電流來獲取各個所述取樣信號。
所述電流均衡電路12如圖2所示,其可進一步包括誤差電路121和修正電路122。所述誤差電路121用於產生與所述多個通道對應的誤差信號,如IPD1_error、IPD2_error、...IPDN_error,每個所述誤差信號表示對應通道的電感電流與參考電流的誤差值。所述誤差電路121可根據所述取樣信號VCS1、VCS2、...VCSN來產生與各個所述取樣信號對應的誤差信號。其中,所述參考電流可以為根據需要預先設定的值,也可以為各個通道的電感電流之間的平均值。
如圖2所示,所述誤差電路121可以進一步包括第一平均電路AX,如第一平均電路A1、第一平均電路A2、...第一平均電路AN,各個所述第一平均電路用於產生與所述多相變換器10的多個通道對應的多個第一平均信號IPD1、IPD2、...IPDN,每一個所述第一平均信號表示對應的所述通道中的電感電流的平均值。如第一平均信號IPD1表示電感電流IL1的平均值,第一平均信號IPD2表示電感電流IL2的平均值,以及第一平均信號IPDN表示電感電流ILN的平均值。
各個所述第一平均電路AX可以根據對應的通道的取樣信號來產生對應的第一平均信號,如圖3示出了所述多相 變換器10的第X通道對應的第一平均電路AX的具體實現電路圖,所述X大於等於1小於等於所述N,所述第一平均電路AX接收取樣信號VCSX,並產生值等於取樣信號VCSX的平均值的第一平均信號IPDX,由於取樣信號VCX表示第X通道的電感電流,則第一平均信IPDX也可以表示該通道的電感電流的平均值,且第一平均信號IPDX的值可以直接等於第X通道的電感電流的平均值或者與該平均值成正比。如圖3所示,第一平均電路AX主要由跨導放大器GMX、電阻RX1、開關SX、電容CX1、電阻RX2、電容CX2構成,各個組成部分的具體連接關係如圖3所示,跨導放大器GMX的同相端接收取樣信號VCSX,反向端接參考地電壓,以將取樣信號VCSX轉換成一跨導電流輸出,該跨導電流流經電阻RX1以形成以充電電壓,該電壓在開關SX導通期間對電容CX1充電,以在電容CX1上形成電壓VCSX_sh,該電壓由經由電阻RX2和電容CX2構成的濾波電路濾波後,形成第一平均信號IPDX,其中,開關SX的開關狀態與第X通道中的功率開關管的開關狀態相同,即開關SX可以由第X通道中的功率開關管的開關驅動信號DX進行控制。跨導放大器GMX的跨導值與電阻RX1的阻值之間的乘積為1,跨導放大器GMX的跨導值為50u西門子,電阻RX1的阻值為10k歐姆。
在圖2中,所述差值電路1212用於根據對應的所述第一平均值信號IPD1、IPD2、...IPDN與所述參考電流的參考表示信號之間的差值產生對應的所述誤差信號IPD1_error、IPD2_error、...IPDN_error。其中,所述參考電流的參考表示信 號的值等於參考電流的值本身或者與該參考電流值成正比,其用於表示所述參考電流。如在本實施例中,所述參考表示信號可以為各個第一平均值信號IPD1、IPD2、...IPDN之間的平均值,即其表示各個通道的電感電流之間的平均電流值,則如圖2所示,所述誤差電路121還可以進一步包括第二平均電路1211,所述第二平均電路1211用於接收各個所述第一平均值信號IPD1、IPD2、...IPDN,並產生表示各個第一平均值信號IPD1、IPD2、...IPDN的平均值的第二平均信號IPDA,如IPDA=(IPD1+IPD2+...+IPDN)/N,並以所述第二平均信號IPDA作為所述參考表示信號。則每一個所述誤差信號的值等於對應的第一平均信號的值與所述第二平均信號的值的差值,即滿足如下等式:IPD1_error=IPD1-IPDA;IPD2_error=IPD2-IPDA;…IPDN_error==IPDN-IPDA
圖4示出了所述第二平均電路1211的一種具體實現電路,所述第二平均電路1211主要包括跨導放大器gm1、跨導放大器gm2、...跨導放大器gmN和電阻RA。跨導放大器gm1、跨導放大器gm2、...跨導放大器gmN的同相輸入端分別對應的接收第一平均值信號IPD1、IPD2、...IPDN,反向輸入端均接參考地電壓,輸出端均與電阻RA的第一端相連,以輸出第二平均信號IPDA,電阻RA的第二端接參考地端。其中,跨導放大器gm1、跨導放大器gm2、...跨導放大器 gmN對應的跨導值之間的和值與電阻RA的阻值的乘積為1。
所述修正電路122用於根據誤差信號IPD1_error、IPD2_error、...IPDN_error修正對應通道的所述取樣信號VCS1、VCS2、...VCSN,以產生多個修正取樣信號VCS1_Bal、VCS2_Bal、...VCSN_Bal,使得所述控制電路可以根據多個所述修正取樣信號均衡多個所述通道之間的電感電流。其中,每一個所述修正取樣信號為對應的所述取樣信號和誤差信號的疊加信號,即每一個所述修正取樣信號的值等於對應的所述取樣信號的值與誤差信號的值之和,如:VCS1_Bal的值等於VCS1的值與IPD1_error的值的和值,VCS2_Bal的值等於VCS2的值與IPD2_error的值的和值,VCSN_Bal的值等於VCSN的值與IPDN_error的值的和值。
在本實施例中,所述差值電路1212可以包括多路與所述多相變換器10的各個通道對應的差值電路1212,而修正電路122也可以包括與所述多相變換器10的各個通道對應的修正電路122,且多路所述差值電路1212與多路所述修正電路122一一對應。圖5示出了所述多相變換器10的第X通道對應的第X路差值電路1212-X和第X路修正電路122-X的一種具體實現電路圖。如圖5所示,第X路差值電路1212-X包括跨導放大器GmX1,其同相輸入端輸入第一平均信號IPDX,反向輸入端輸入第二平均信號IPDA,輸出端輸出誤差信號IPDX_error。第X路差值電路1212-X包括跨導放大器GmX2和電阻RXE,跨導放大器GmX2的同相輸入端輸 入取樣信號VCSX,反向輸入端接參考地端,輸出端與電阻RXE的第一端相連,電阻RXE的第二端與參考地端相連。跨導放大器GmX1的輸出端也與電阻RXE的第一端相連,則跨導放大器GmX2、跨導放大器GmX2均向電阻RXE輸出各自的跨導電流,以在電阻RXE上形成修正取樣信號VCSX_Bal,合理的設定跨導放大器GmX2、跨導放大器GmX2的跨導值和電阻RXE的阻值,便可使得VCSX_Bal等於VCSX的值與IPDX_error的值的和值,如使得放大器GmX2的跨導值與電感RXE的阻值的乘積為1,以及跨導放大器GmX2的跨導值和電阻RXE的阻值的乘積也為1。
繼續參考圖1所示,所述誤差補償電路13用於產生表示所述多相變換器的輸出回饋信號VFB與輸出參考信號VREF之間的誤差補償信號VCOMP。所述誤差補償電路13在本實施例中主要包括跨導放大器GM、補償電路以及輸出回饋電路,其中,跨導放大器GM的同相輸入接收所述輸出參考信號VREF,反向輸入端接收輸出回饋信號VFB,輸出端與所述補償電路相連,以輸出所述誤差補償信號VCOMP。所述補償電路可以為串聯在跨導放大器GM的輸出端和參考地端之間的電容CCOMP和電阻RCOMP構成。輸出回饋電路用於產生輸出回饋信號VFB,如其可以為連接在輸出端的電阻分壓網路,該電阻分壓網路在本實施例中由電阻R1和R2構成。
在圖2中,所述比較電路14用於比較所述誤差補償信號VCOMP與各個所述修正取樣信號VCS1_Bal、 VCS2_Bal、...VCSN_Bal的大小關係,以輸出多個比較信號,然後所述開關驅動信號產生電路15根據各個所述比較信號產生多個開關驅動信號D1、D2、...DN,以控制各個所述通道的功率開關管的開關狀態,從而均衡各個所述通道之間的電感電流。具體地,所述比較電路14進一步包括與所述多相變換器的各個通道對應的比較器,各個比較器分別用於比較對應的修正取樣信號與誤差補償信號之間的大小關係,當對應修正信號的值等於所述補償信號VCOMP的值時,所述開關驅動信號產生電路14產生的對應的開關驅動信號便可控制該通道的功率開關管關斷。如與第1通道對應的比較器CP1,其同相輸入端接收修正取樣信號VCS1_Bal,反向輸入端接收誤差補償信號VCOMP,當VCS1_Bal達到補償信號VCOMP的值時,開關驅動信號D1切換至無效狀態,以控制第1通道的功率開關管關斷;第2通道對應的比較器CP2,其同相輸入端接收修正取樣信號VCS2_Bal,反向輸入端接收誤差補償信號VCOMP,當VCS2_Bal達到補償信號VCOMP的值時,開關驅動信號D2切換至無效狀態,以控制第2通道的功率開關管關斷;以及與第N通道對應的比較器CPN,其同相輸入端接收修正取樣信號VCSN_Bal,反向輸入端接收誤差補償信號VCOMP,當VCSN_Bal達到補償信號VCOMP的值時,開關驅動信號DN切換至無效狀態,以控制第N通道的功率開關管關斷。圖2中雖然未描述如何控制各個功率開關管的開通,但是本領域的技術人員應該知道,可以透過時鐘信號或其它PWM控制信號在需要開通功率開 關管的時刻控制各個功率開關管導通。
圖6為多相變換器10的第X通道對應的工作波形圖,圖6(a)是未對取樣信號VCSX進行修正的工作波形圖,圖6(b)與6(c)是對取樣信號VCSX進行修正後,根據修正取樣信號VCSX_Bal進行電流均衡控制的工作波形圖。如6(b)所示,當通道中的電感電流ILX偏低時,其小於所述參考電流,即第一平均信號IPDX的值小於第二平均信號IPDA的值,則對應的誤差信號IPDX_error的值小於零,使得對應的修正信號VCSX_Bal減小,而小於對應的取樣信號VCSX的值,則VCSX_Bal達到誤差補償信號VCOMPD所需要的時間延長,使得開關驅動信號DX的占空比增加,以增加電感電流ILX的值,使得其逼近所述參考電流。如6(c)所示,當通道中的電感電流ILX偏高時,其大於所述參考電流,即第一平均信號IPDX的值大於第二平均信號IPDA的值,則對應的誤差信號IPDX_error的值大於零,使得對應的修正信號VCSX_Bal增加,而大於於對應的取樣信號VCSX的值,則VCSX_Bal達到誤差補償信號VCOMPD所需要的時間減短,使得開關驅動信號DX的占空比減小,以降低電感電流ILX的值,使得其逼近所述參考電流。
由上可見,透過產生表示所述多相變換器的各個通道的電感電流與參考電流之間誤差的誤差信號來修正對應通道的電感電流取樣信號,以獲得對應的修正取樣信號,然後根據修正取樣信號來產生各個通道的功率開關管的開關驅動信號,當所述多相變換器的某個通道的電感電流偏低 時,對應的修正取樣信號會增加,從而控制對應的開關驅動信號的占空比減小,最終調節該通道的電感電流減小,當所述多相變換器的某個通道的電感電流偏高時,對應的修正取樣信號會減小,從而控制對應的開關驅動信號的占空比增加,最終調節該通道的電感電流增加,以實現各個通道的電感電流之間的均衡。
此外,本發明還提供了一種多相變換器的控制方法,其主要包括以下步驟:產生與所述多相變換器的多個通道對應的多個取樣信號,每一個所述取樣信號表示對應通道的電感電流,產生與所述多個通道對應的誤差信號,每個所述差值信號表示對應通道的電感電流與參考電流的誤差值,根據誤差信號修正對應的所述取樣信號,以獲得多個修正取樣信號,根據所述修正取樣信號均衡多個所述通道之間的電感電流。
進一步地,在本發明實施例中產生多個所述誤差信號的步驟又可包括:產生多個與所述多相變換器的多個通道對應的第一平均信號,每一個所述第一平均信號表示對應的所述通道中的電感電流的平均值,根據對應的所述第一平均信號與所述參考電流的參考表示信號之間的差值產生對應的所述誤差信號。
此外,所述控制方法,還包括: 產生表示多個所述第一平均信號的平均值第二平均信號,並以所述第二平均信號作為所述參考表示信號。
以及,根據所述修正取樣信號均衡多個所述通道之間的電感電流的步驟包括:產生表示所述多相變換器的輸出回饋信號與輸出參考信號之間的誤差補償信號,透過比較所述誤差補償信號與各個所述修正取樣信的大小關係,產生多個開關驅動信號,以控制各個所述通道的功率開關管的開關狀態,從而均衡各個所述通道之間的電感電流。
依照本發明的實施例如上文所述,這些實施例並沒有詳盡敘述所有的細節,也不限制該發明僅為所述的具體實施例。根據以上描述,可作很多的修改和變化。本說明書選取並具體描述這些實施例,是為了更好地解釋本發明的原理和實際應用,從而使所屬技術領域技術人員能很好地利用本發明以及在本發明基礎上的修改使用。本發明僅受申請專利範圍及其全部範圍和等效物的限制。

Claims (10)

  1. 一種多相變換器的控制方法,其特徵在於,該方法包括:產生與該多相變換器的多個通道對應的多個取樣信號,每一個該取樣信號表示對應通道的電感電流;產生與該多個通道對應的誤差信號,每個該誤差信號表示對應通道的電感電流與參考電流的誤差值;根據該誤差信號修正對應的該取樣信號,以獲得多個修正取樣信號;以及根據該修正取樣信號均衡多個該通道之間的電感電流。
  2. 根據申請專利範圍第1項所述的控制方法,其中,產生多個該誤差信號的步驟包括:產生多個與該多相變換器的多個通道對應的第一平均信號,每一個該第一平均信號表示對應的該通道中的電感電流的平均值;以及根據對應的該第一平均信號與該參考電流的參考表示信號之間的差值產生對應的該誤差信號。
  3. 根據申請專利範圍第2項所述的控制方法,其中,還包括:產生表示多個該第一平均信號的平均值第二平均信號;以及以該第二平均信號作為該參考表示信號。
  4. 根據申請專利範圍第1項所述的控制方法,其中,根據該修正取樣信號均衡多個該通道之間的電感電流的步驟包括:產生表示該多相變換器的輸出回饋信號與輸出參考信號之間的誤差補償信號;以及透過比較該誤差補償信號與各個該修正取樣信號的大小關係,產生多個開關驅動信號,以控制各個該通道的功率開關管的開關狀態,從而均衡各個該通道之間的電感電流。
  5. 一種多相變換器的控制電路,其特徵在於,該控制電路包括:電感電流取樣電路,用於產生與該多相變換器的多個通道對應的多個取樣信號,每一個該取樣信號表示對應通道的電感電流;誤差電路,用於產生與該多個通道對應的誤差信號,每個該誤差信號表示對應通道的電感電流與參考電流的誤差值;以及修正電路,用於根據多個該誤差信號修正對應通道的該取樣信號,以產生多個修正取樣信號,其中,該控制電路根據多個該修正取樣信號均衡多個該通道之間的電感電流。
  6. 根據申請專利範圍第5項所述的控制電路,其中,該誤差電路包括:第一平均電路,用於產生與該多相變換器的多個通道對應的多個第一平均信號,每一個該第一平均信號表示對應的該通道中的電感電流的平均值;以及差值電路,用於根據對應的該第一平均值信號與該參考電流的參考表示信號之間的差值產生對應的該誤差信號。
  7. 根據申請專利範圍第5項所述的控制電路,其中,該誤差電路還包括第二平均值電路,用於產生表示多個該第一平均信號的平均值的第二平均信號,以作為該參考表示信號。
  8. 根據申請專利範圍第5項所述的控制電路,其中,每一個該修正取樣信號為對應的該取樣信號和誤差信號的疊加信號。
  9. 根據申請專利範圍第5項所述的控制電路,其中,還包括:誤差補償電路,用於產生表示該多相變換器的輸出回饋信號與輸出參考信號之間的誤差補償信號;比較電路,用於比較該誤差補償信號與各個該修正取樣信號的大小關係,以輸出多個比較信號;以及開關驅動信號產生電路,用於根據各個該比較信號產生多個開關驅動信號,以控制各個該通道的功率開關管的開關狀態,從而均衡各個該通道之間的電感電流。
  10. 一種多相變換器,其特徵在於該多相變換器包括申請專利範圍第5至9項中任一項所述的控制電路。
TW107116741A 2017-06-01 2018-05-17 控制方法、控制電路及多相變換器 TWI676876B (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201710403543.1A CN107147289B (zh) 2017-06-01 2017-06-01 控制方法、控制电路及多相变换器
??201710403543.1 2017-06-01

Publications (2)

Publication Number Publication Date
TW201903551A TW201903551A (zh) 2019-01-16
TWI676876B true TWI676876B (zh) 2019-11-11

Family

ID=59780283

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
TW107116741A TWI676876B (zh) 2017-06-01 2018-05-17 控制方法、控制電路及多相變換器

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10700607B2 (zh)
CN (1) CN107147289B (zh)
TW (1) TWI676876B (zh)

Families Citing this family (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR102395035B1 (ko) * 2017-08-29 2022-05-13 삼성전자 주식회사 전류 편차를 보상하기 위한 전원 공급 장치 및 이의 동작 방법
US11228248B1 (en) * 2020-08-13 2022-01-18 Semiconductor Components Industries, Llc Multiphase controller with failure diagnostic mechanism
CN113078817B (zh) * 2021-03-29 2022-03-25 浙江大学 适用于迟滞控制高频双相Buck变换器的相间电流均衡控制系统
CN113162411A (zh) * 2021-04-20 2021-07-23 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路,控制方法以及电压调节器

Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295374A (zh) * 1999-09-01 2001-05-16 英特赛尔公司 具有平衡电流的多相换流器
TWI279068B (en) * 2005-01-27 2007-04-11 Fujitsu Ltd Multi-phase DC-DC converter, and control circuit and method for controlling a multi-phase DC-DC converter
US7414383B2 (en) * 2006-05-12 2008-08-19 Intel Corporation Multi-phase voltage regulator with phases ordered by lowest phase current
TW201028834A (en) * 2009-01-23 2010-08-01 Asustek Comp Inc Multi-phase voltage regulator module system
TW201034333A (en) * 2008-11-05 2010-09-16 Semiconductor Components Ind Current balancing circuit and method
JP2012080769A (ja) * 2007-03-30 2012-04-19 Intel Corp 動的に調節される多相レギュレータ
CN104009618A (zh) * 2014-06-17 2014-08-27 四川科陆新能电气有限公司 一种同步驱动并联功率模块变流器的均流控制方法及均流控制器
CN104539155A (zh) * 2014-12-09 2015-04-22 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种具有自均流的多相并联变换器及其控制方法
CN105529929A (zh) * 2016-01-26 2016-04-27 成都芯源系统有限公司 多相变换器及用于多相变换器的自动相位整电路和方法
US20170063239A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-02 Dell Products, L.P. Per-phase current calibration method for a multi-phase voltage regulator
CN106787759A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 山东鲁能智能技术有限公司 一种充电桩的负载电流均衡方法、装置和充电桩

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6137274A (en) * 2000-02-02 2000-10-24 National Semiconductor Corporation Switching DC-to-DC converter and conversion method with current sharing between paralleled channels
US6806689B2 (en) * 2002-03-22 2004-10-19 International Rectifier Corporation Multi-phase buck converter
US6965219B2 (en) * 2002-06-28 2005-11-15 Microsemi Corporation Method and apparatus for auto-interleaving synchronization in a multiphase switching power converter
US7479772B2 (en) * 2005-02-25 2009-01-20 The Regents Of The University Of Colorado Active current sharing multiphase DC-DC converter
US7960957B2 (en) * 2006-07-20 2011-06-14 International Rectifier Corporation Headroom compensation circuit for voltage converter
US8878501B2 (en) * 2011-09-01 2014-11-04 Micrel, Inc. Multi-phase power block for a switching regulator for use with a single-phase PWM controller
TWI458217B (zh) * 2012-05-07 2014-10-21 Anpec Electronics Corp 電流平衡電路及其多相位直流至直流轉換器與電流平衡方法
CN102647074B (zh) * 2012-05-18 2014-08-13 成都芯源系统有限公司 多相开关变换器及其控制器和控制方法
US9712059B2 (en) * 2013-09-30 2017-07-18 Texas Instruments Incorporated Directly amplified ripple tracking control scheme for multiphase DC-DC converter
CN105281561A (zh) * 2014-06-10 2016-01-27 成都隆强科技有限公司 一种处理大功率高频电源的合并均流问题的方法

Patent Citations (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1295374A (zh) * 1999-09-01 2001-05-16 英特赛尔公司 具有平衡电流的多相换流器
TWI279068B (en) * 2005-01-27 2007-04-11 Fujitsu Ltd Multi-phase DC-DC converter, and control circuit and method for controlling a multi-phase DC-DC converter
US7414383B2 (en) * 2006-05-12 2008-08-19 Intel Corporation Multi-phase voltage regulator with phases ordered by lowest phase current
JP2012080769A (ja) * 2007-03-30 2012-04-19 Intel Corp 動的に調節される多相レギュレータ
TW201034333A (en) * 2008-11-05 2010-09-16 Semiconductor Components Ind Current balancing circuit and method
TW201028834A (en) * 2009-01-23 2010-08-01 Asustek Comp Inc Multi-phase voltage regulator module system
CN104009618A (zh) * 2014-06-17 2014-08-27 四川科陆新能电气有限公司 一种同步驱动并联功率模块变流器的均流控制方法及均流控制器
CN104539155A (zh) * 2014-12-09 2015-04-22 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种具有自均流的多相并联变换器及其控制方法
US20170063239A1 (en) * 2015-08-31 2017-03-02 Dell Products, L.P. Per-phase current calibration method for a multi-phase voltage regulator
CN105529929A (zh) * 2016-01-26 2016-04-27 成都芯源系统有限公司 多相变换器及用于多相变换器的自动相位整电路和方法
CN106787759A (zh) * 2016-12-30 2017-05-31 山东鲁能智能技术有限公司 一种充电桩的负载电流均衡方法、装置和充电桩

Also Published As

Publication number Publication date
TW201903551A (zh) 2019-01-16
US20180351458A1 (en) 2018-12-06
CN107147289A (zh) 2017-09-08
US10700607B2 (en) 2020-06-30
CN107147289B (zh) 2020-06-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
TWI676876B (zh) 控制方法、控制電路及多相變換器
US9793800B1 (en) Multiphase switching power supply with robust current sensing and shared amplifier
US9941796B2 (en) Control circuit for an interleaved switching power supply
TWI622260B (zh) 具有斜坡補償的升降壓變換器及其控制器和控制方法
US10348201B2 (en) Voltage regulation circuit of single inductor and multiple outputs and control method
US20200021189A1 (en) Current balance method used in multi-phase switching converters
US7193871B2 (en) DC-DC converter circuit
US10110131B2 (en) Control circuit for interleaved switching power supply
US10256716B2 (en) Power factor correction circuit, multiplier and voltage feed-forward circuit
TW202230070A (zh) 功率轉換系統、功率轉換方法、以及脈寬調變控制器
CN104883060B (zh) 一种面向交错并联pfc的双独立电流环路数字控制方法
CN110086341B (zh) 一种提高瞬态响应、高稳定性的rbcot-buck电路及方法
CN106452119A (zh) 多路交错并联的电源变换器及其控制方法
CN109039070B (zh) 一种buck型dcdc输出恒流检测控制电路及方法
CN113162402B (zh) 用于开关变换器的控制电路
CN107947585B (zh) 一种双全桥dc/dc变换器的负荷前馈控制方法
US10171035B2 (en) Power factor correction circuit and multiplier
CN101771347B (zh) 电源供应器控制电路及运用于其中的电压感测方法
TWI780984B (zh) 恒壓開關電源及其控制晶片和方法
CN112072918B (zh) 一种检测输出电压的补偿控制电路及其实现方法
TW202301790A (zh) 控制電路及應用其的ac/dc電源
CN107872150A (zh) 电源装置
CN106849667A (zh) 一种原边反馈恒压恒流控制器采样电路
Ryan et al. Improved zero-crossing distortion of a boundary-conduction-mode boost converter with digital average-current-mode control
CN220139427U (zh) 一种升压变换器的控制电路及系统