TWI825901B - 多相電壓轉換器及其控制器、積體電路及溫度報告方法 - Google Patents

多相電壓轉換器及其控制器、積體電路及溫度報告方法 Download PDF

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Abstract

揭示了多相電壓轉換器及其控制器、積體電路及溫度報告方法。多相電壓轉換器包括多個積體電路(IC)和一個控制器。每個IC包括用於接收控制信號的控制接腳、監測接腳以及溫度檢測電路。控制器包括監測接腳，控制器的監測接腳耦接至每個IC的監測接腳以接收監測信號。溫度檢測電路回應於控制信號和監測信號，與所在IC的監測接腳連接或斷開。多相電壓轉換器的控制器可以獨立地監測到每個IC的溫度，從而能夠實現動態熱平衡、個別IC狀態診斷及其他相關的功能。

Description

多相電壓轉換器及其控制器、積體電路及溫度報告方法
本發明的實施例係有關一種電子電路，更具體地說，尤其有關一種多相電壓轉換器。
在功率轉換應用中，交錯式(interleaved)多相電壓轉換器被廣泛應用於大功率和大電流的場合，因為交錯式多相電壓轉換器能夠在提供大電流輸出的同時，具有較小的電流漣波，以及最佳化的熱分佈與功率分佈。
傳統的交錯式多相電壓轉換器包括多個相位並聯耦接和一個控制器。每一相透過接腳TMON提供溫度資訊；控制器具有一個監測接腳，控制器的監測接腳同時耦接至各相的接腳TMON。從而控制器可以得到交錯式多相電壓轉換器各相中的最高溫度。但是，傳統的交錯式多 相電壓轉換器無法得到單獨的某一相的溫度。
為解決上述技術問題，本發明提供一種多相電壓轉換器及其控制器、積體電路及溫度報告方法。
根據本發明的實施例，提出了一種多相電壓轉換器，包括多個積體電路(IC)和一個控制器。每個IC提供多相電壓轉換器中的一相。每個IC包括控制接腳、監測接腳和用於檢測對應IC溫度的溫度檢測電路。控制器包括多個控制接腳和一個監測接腳。控制器的每個控制接腳耦接至對應IC的控制接腳，以提供控制信號，控制器的監測接腳耦接至每個IC的監測接腳，以接收監測信號。所述溫度檢測電路回應於所述控制信號和監測信號，與溫度檢測電路對應的IC的監測接腳連接或斷開。
根據本發明的實施例，提出了一種用於多相電壓轉換器的IC，包括第一接腳、第二接腳、第三接腳、第四接腳、溫度檢測電路、高側開關和低側開關。第一接腳接收控制信號。第二接腳耦接至多個IC，並與該些IC共同提供監測信號。第三接腳接收輸入電壓。第四接腳耦接至參考地。溫度檢測電路檢測該IC的溫度。高側開關包括第一端和第二端，高側開關的第一端耦接至所述IC的第三接腳，以接收輸入電壓。低側開關包括第一端和第二端，低側開關的第一端耦接至高側開關的第二端，低側開關的第二端耦接至該IC的第四接腳。高側開關和低側開關在控 制信號的控制下分別導通及關斷，溫度檢測電路在監測信號和控制信號的控制下與第二接腳連接或斷開。
根據本發明的實施例，提出了一種溫度報告方法。溫度報告方法包括：透過IC的第一接腳接收控制信號；透過溫度檢測電路檢測該IC的溫度；根據該IC的溫度，透過該IC的第二接腳發送監測信號；透過該IC的第三接腳接收輸入電壓；根據控制信號控制開關的導通及關斷，以將輸入電壓轉換為輸出電壓；最後，根據監測信號和控制信號，將溫度檢測電路與該IC的第二接腳連接或斷開。
根據本發明的實施例，提出了一種多相電壓轉換器的控制器，包括：多個控制接腳，監測接腳和控制迴路。多個控制接腳提供多個控制信號至多個IC，其中，每個IC提供多相電壓轉換器的一相。監測接腳連接至每個IC以接收監測信號。控制迴路根據多相電壓轉換器的輸出電壓和監測信號而提供多個控制信號。其中，控制器透過監測接腳向該些IC發送指令、且其中一個控制信號轉變為第一狀態，以取得與所述一個控制信號相對應的IC的溫度。
100,500,700:多相電壓轉換器
101,501:控制器
102,102-1,102-2,102-3,502-1,502-2,502-n,502,702-1,702-2,702-n,702:積體電路(IC)
11:溫度檢測電路
12,151,191,62,63:開關
13:比較電路
14:邏輯電路
15:故障指示器
16:正反器
17:三態檢測模組
18:邏輯閘
19:確認電路
141:單觸發電路
152,192,61:驅動器
31:監測信號掃描電路
32:控制迴路
503:反饋電路
CMP1:比較器
L1,L2,Ln,81:電感器
PWM,PWM1,PWM2,PMW3,TMON,FB,PWMn,IN,SW,GND:接腳
SPWM,SPWM1,SPWM2,SPWM3,SPWM4,Vc,Ct,Tse,Tsen,STMON,Ft,Vfb,Pul,Sta1,Sta2,VCC,T-max,T-phase 1,T-phase 2,T-phase 3,Fault_TMON,Fault_VCC,Ct-1,Ct-2,Ct-3,Pul-1,Pul-2,Pul-3,CMD,ACK,Vin,Vo,Dr1,Dr2:信號
Vth,Vth1:閾值
Td1,Td2,Td3,Td4,Tshot:時長
t1至t8,t_A1,t_A2,t_B1,t_B2:時刻
900:溫度報告方法
S11至S17:流程步驟
為了更好的理解本發明，將根據以下附圖對本發明進行詳細描述。其中，相同的元件具有相同的附圖標記。
[圖1]繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器的電路示意圖；[圖2]繪示了根據本發明實施例的圖1中的積體電路的電路示意圖；[圖3]繪示了根據本發明實施例的圖1中的控制器的方塊圖；[圖4A]繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器的波形圖；[圖4B]繪示了根據本發明另一實施例的多相電壓轉換器的波形圖；[圖5]繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器的電路示意圖；[圖6]繪示了根據本發明實施例的圖5中的積體電路的方塊圖；[圖7]繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器的電路示意圖；[圖8]繪示了根據本發明實施例的圖7中的積體電路的方塊圖；[圖9]繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器的溫度報告方法的流程圖。
下面將詳細描述本發明的具體實施例，應當注意，這裡描述的實施例只用於舉例說明，並不用於限制 本發明。在以下描述中，為了提供對本發明的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對於本領域技術人員顯而易見的是：不必採用這些特定細節來實行本發明。在其他實施例中，為了避免混淆本發明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
圖1繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器100的電路示意圖。在圖1所示的實施例中，多相電壓轉換器100例如包括3個積體電路(IC)102(即：102-1，102-2和102-3)以及控制器101。本領域技術人員可以理解，多相電壓轉換器100也可以包括更多或更少的IC 102。在一個實施例中，每個IC 102提供多相電壓轉換器中的一相。
在圖1所示的實施例中，每個IC 102包括控制接腳PWM以及監測接腳TMON。控制器101包括控制接腳PWM1、PWM2、PWM3和監測接腳TMON。控制器101的控制接腳PWM1耦接至IC 102-1的控制接腳PWM以提供控制信號SPWM1，控制器101的控制接腳PWM2耦接至IC 102-2的控制接腳PWM以提供控制信號SPWM2，控制器101的控制接腳PWM3耦接至IC 102-3的控制接腳PWM以提供控制信號SPWM3。控制器101的監測接腳TMON耦接至每個IC 102的監測接腳TMON，以接收監測信號STMON。在一個實施例中，當控制器101需要得到某一個指定IC 102的溫度時，且透過控制接腳PWM提供給該指定IC 102的控制信號轉變為第一狀態(例如：邏輯高)時，控制器101提供指令CMD，監測信號STMON在指令CMD的控制下 處於第一狀態。監測信號STMON處於第一狀態可以包括但不限於：監測信號STMON在第一時長內被拉高至閾值Vth1以上。例如，當控制器101需要得到IC 102-1的溫度時，控制器101在控制信號SPWM1的上升邊緣之後立刻透過監測接腳TMON發送指令CMD，在第一時長內，監測信號STMON被指令CMD拉高至閾值Vth1以上。在另一個實施例中，監測信號STMON變為第一狀態也可以包括：監測信號STMON在第一時長內被拉高至閾值Vth1以上，隨後在第二時長內被拉低至低電位(例如：0V)。例如，當控制器101需要得到IC 102-1的溫度時，控制器101在控制信號SPWM1的上升邊緣之後立刻透過監測接腳TMON發送指令CMD，監測信號STMON在第一時長內被指令CMD拉高至閾值Vth1以上，隨後又在第二時長內被拉低至0V。在一個實施例中，控制器101還具有反饋接腳FB，用於接收代表了多相電壓轉換器100輸出電壓Vo的反饋信號Vfb。
如圖1所示，每個IC 102進一步包括溫度檢測電路11和開關12。溫度檢測電路11提供溫度信號Tse，溫度信號Tse代表了溫度檢測電路11所在的IC 102的溫度。在開關12導通時，溫度檢測電路11透過開關12連接至該溫度檢測電路11所在的IC 102的監測接腳TMON。IC 102的控制接腳PWM耦接至控制器101，以接收對應的控制信號SPWM，即：IC 102-1的控制接腳PWM耦接至控制器101，以接收控制信號SPWM1；IC 102-2的控制接腳PWM耦接至控制器101，以接收控制信號SPWM2；IC 102-3的控制接 腳PWM耦接至控制器101，以接收控制信號SPWM3。在一個實施例中，當監測信號STMON變為第一狀態時，溫度檢測電路11根據控制接腳PWM接收到的控制信號，與該溫度檢測電路11所在的IC 102的監測接腳TMON連接或斷開。
在一個實施例中，每個IC 102進一步包括比較電路13和邏輯電路14。比較電路13耦接至所對應IC102的監測接腳TMON，以接收監測信號STMON。比較電路13透過將監測信號STMON和閾值Vth1相比較來提供比較信號Vc。閾值Vth1例如可以是2.5V。邏輯電路14耦接至比較電路13以接收比較信號Vc，邏輯電路14還耦接至該邏輯電路14所在的IC 102的控制接腳PWM以接收控制信號。邏輯電路14根據控制接腳PWM接收到的控制信號和比較信號Vc而提供開關控制信號Ct，用於控制開關12。
在一個實施例中，每個IC 102進一步包括故障指示器15。當故障信號Ft指示發生一般性故障時，故障指示器15將監測信號STMON拉高至電源電壓VCC。
在一個實施例中，每個IC 102進一步包括確認電路19。確認電路19耦接至該IC的監測接腳TMON，以提供確認信號ACK。確認信號ACK用於指示所在的IC 102已經接收到指令CMD並做出回應。確認信號ACK例如包括但不限於在收到指令CMD之後，將監測信號STMON拉低並在確認時長內維持低電位。
圖1所示的實施例能夠獨立地監測到每個IC 102的溫度，即控制器能夠分別讀取每個IC 102的溫度。從而控制器可進一步實現動態熱平衡、個別晶片狀態診斷以及其他相關的功能。
圖2繪示了根據本發明實施例的圖1中的IC 102的電路示意圖。圖2繪示了IC 102的一個實施例，本領域技術人員應當理解：IC 102的具體電路結構不限於圖2所示。
在圖2所示的實施例中，比較電路13進一步包括比較器CMP1。比較器CMP1具有用於接收監測信號STMON的正相輸入端、用於接收閾值Vth1的反相輸入端和用於提供比較信號Vc的輸出端。邏輯電路14進一步包括正反器16和單觸發電路(one shot circuit)141。在一個實施例中，單觸發電路141透過控制接腳PWM接收到控制信號SPWM，並根據接收到的控制信號SPWM而提供單脈衝Pul。在一個實施例中，正反器16包括D正反器。正反器16具有時脈輸入端Clk、資料輸入端D和輸出端Q。時脈輸入端Clk耦接至比較電路13的輸出端，以接收比較信號Vc。資料輸入端D耦接至單觸發電路141，以接收單脈衝Pul。正反器16根據比較信號Vc和控制信號SPWM而在輸出端Q提供邏輯信號Sta2，以控制開關12。在一個實施例中，正反器16在比較信號Vc處於上升邊緣時，根據控制信號SPWM而提供邏輯信號Sta2。在一個實施例中，當監測信號STMON大於閾值Vth1時，比較信號Vc變為邏輯高，若此時單脈衝Pul處於第一狀態，則邏輯信號Sta2變為有效 以導通開關12，溫度信號Tsen透過開關12被傳送至監測接腳TMON。
在圖2所示的實施例中，邏輯電路14進一步包括三態檢測模組17。三態檢測模組17接收控制信號SPWM，並根據控制信號SPWM而提供邏輯信號Sta1。在一個實施例中，當控制信號SPWM為三態時(例如：在電源電壓VCC和0V之間的某個電位附近)，則邏輯信號Sta1變為有效，以導通開關12，溫度信號Tsen透過開關12連接至監測接腳TMON，而無論監測接腳TMON上的電壓是多少。
在一些實施例中，邏輯高(“1”)包括介於高電位閾值(例如：2V)和電源電壓VCC(例如：3.3V)之間的電位，邏輯低(“0”)包括介於零電壓(0V)和低電位閾值(例如：1V)之間的電位，三態包括介於高電位閾值和低電位閾值之間的電位。
在圖2所示的實施例中，邏輯電路14進一步包括邏輯閘18。邏輯閘18接收邏輯信號Sta1和邏輯信號Sta2，並根據邏輯信號Sta1和邏輯信號Sta2而提供開關控制信號Ct，以控制開關12的導通和關斷。在一個實施例中，邏輯閘18包括或閘。
在圖2所示的實施例中，故障指示器15進一步包括開關151和驅動器152。開關151導通時，監測接腳TMON透過開關151連接至電源電壓VCC。在一個實施例中，當故障信號Ft指示發生一般性故障時，驅動器152導 通開關151。在一個實施例中，一般性故障可以包括但不限於過電流故障、短路故障和/或過電壓故障。
在圖2所示的實施例中，確認電路19包括開關191和驅動器192。開關191具有耦接至監測接腳TMON的第一端，耦接至參考地的第二端，以及耦接至驅動器192的控制端。驅動器192接收開關控制信號Ct，並控制開關191。在開關12導通後，開關191將監測接腳TMON拉低。
圖3繪示了根據本發明實施例的圖1中的控制器101的方塊圖。圖3繪示了控制器101的一個實施例，本領域技術人員應當理解：控制器101的具體電路結構不限於圖3所示。
在圖3所示的實施例中，控制器101包括監測信號掃描電路31和控制迴路32。監測信號掃描電路31接收監測信號STMON以及控制信號SPWM1至SPWM3，其中，監測信號STMON代表了所有IC 102的最高溫度或其中一個IC 102的溫度。監測信號掃描電路31提供代表了所有IC 102的最高溫度的最高溫度信號T-max，以及分別代表了IC 102-1、102-2和102-3溫度的多個相溫度信號(T-phase 1、T-phase 2和T-phase 3)。在一個實施例中，監測信號STMON在指令CMD的控制下處於第一狀態，經過了第三時長之後，監測信號掃描電路31對監測信號STMON進行取樣，並將取樣後的信號記錄到暫存器中，作為對應的相溫度信號T-phase 1、T-phase 2或T-phase 3。在另一個實施 例中，當控制器101的監測接腳TMON接收到確認信號ACK時，監測信號掃描電路31對監測信號STMON進行取樣，並將取樣後的信號記錄到暫存器中，作為對應的相溫度信號T-phase 1、T-phase 2或T-phase 3。
在一個實施例中，監測信號掃描電路31進一步根據監測信號STMON而提供溫度報錯信號Fault_TMON，以指示IC 102中的某一個發生溫度故障。例如，當監測信號STMON大於第一閾值時，溫度報錯信號Fault_TMON變為有效，以指示發生溫度故障。
在一個實施例中，監測信號掃描電路31進一步根據監測信號STMON而提供用於指示一般性故障的一般性報錯信號Fault_VCC。例如，當監測信號STMON大於第二閾值時，一般性報錯信號Fault_VCC變為有效，以指示發生一般性故障。
控制迴路32接收代表了輸出電壓Vo的反饋信號Vfb、最高溫度信號T-max以及相溫度信號T-phase 1至T-phase 3，並根據輸出電壓Vo、最高溫度信號T-max及相溫度信號T-phase 1至T-phase 3來提供控制信號SPWM1至SPWM3。在一個實施例中，控制迴路32進一步根據溫度報錯信號Fault_TMON而提供控制信號SPWM1至SPWM3。在一個實施例中，控制迴路32進一步根據一般性報錯信號Fault_VCC而提供控制信號SPWM1至SPWM3。
圖4A繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器100的波形圖。圖4A的波形圖從上至下依次為控制信 號SPWM1，控制信號SPWM2，控制信號SPWM3，監測信號STMON，用於控制IC 102-1中開關12的開關控制信號Ct-1，用於控制IC 102-2中開關12的開關控制信號Ct-2，和用於控制IC 102-3中開關12的開關控制信號Ct-3。
在一個實施例中，在多相電壓轉換器100被致能後，每個IC 102的溫度檢測電路11連接至監測接腳TMON，以提供溫度信號Tsen，此時監測信號STMON代表了所有IC 102的最高溫度。如圖4A所示，在t1時刻之前，IC 102-1的開關12在開關控制信號Ct-1的控制下導通，IC 102-2的開關12在開關控制信號Ct-2的控制下導通，IC 102-3的開關12在開關控制信號Ct-3的控制下導通，從而監測信號STMON代表了所有IC 102的最高溫度。在t1時刻，控制器101需要取得IC 102-2的溫度，當控制信號SPWM2變為邏輯高時，控制器101將監測信號STMON拉高至大於閾值Vth1。在t2時刻，監測信號STMON大於閾值Vth1，開關控制信號Ct-1控制IC 102-1的開關12關斷，開關控制信號Ct-3控制IC 102-3的開關12關斷，IC 102-2的開關12保持導通狀態。如圖4A所示，監測信號STMON在時長Td1內增大至閾值Vth1以上，並在時長Td2內保持該值。在時長Td2結束時，控制器101在時長Td3內將監測信號STMON拉低(例如，拉低至0V)，以重設監測信號STMON。在所述的拉高與拉低的操作之後，監測信號STMON代表IC 102-2的溫度，控制器101取樣監測信號STMON，並將取樣到的監測信號STMON作為溫度信號T- phase2記錄在暫存器中。類似地，在t3時刻，控制器101需要取得IC 102-1的溫度，當控制信號SPWM1變為邏輯高時，控制器101將監測信號STMON拉高。在t4時刻，開關控制信號Ct-1控制IC 102-1的開關12導通，開關控制信號Ct-2控制IC 102-2的開關12關斷，IC 102-3的開關12保持關斷。然後控制器101拉低監測信號STMON以將其重設。在所述的拉高與拉低的操作之後，監測信號STMON代表IC 102-1的溫度，控制器101取樣監測信號STMON，並將取樣到的監測信號STMON作為溫度信號T-phase1記錄在暫存器中。在t5時刻，控制信號SPWM2變為三態。經過時長Td4後，開關控制信號Ct-2在t6時刻控制IC 102-2的開關12導通。在t7時刻，控制信號SPWM3變為三態。經過時長Td4後，開關控制信號Ct-3在t8時刻控制IC 102-3的開關12導通。
圖4B繪示了根據本發明另一實施例的多相電壓轉換器100的波形圖。圖4B的波形圖從上至下依次為控制信號SPWM1，IC 102-1的單脈衝Pul-1，控制信號SPWM2，IC 102-2的單脈衝Pul-2，控制信號SPWM3，IC 102-3的單脈衝Pul-3，監測信號STMON，用於控制IC 102-1中開關12的開關控制信號Ct-1，用於控制IC 102-2中開關12的開關控制信號Ct-2，和用於控制IC 102-3中開關12的開關控制信號Ct-3。
如圖4B所示，在t0時刻之前，監測信號STMON代表所有IC 102的最高溫度。在t_A1時刻，監測信 號STMON被指令CMD拉高，此時單脈衝Pul-1為邏輯低，單脈衝Pul-2為邏輯高，單脈衝Pul-3為邏輯低。因此開關控制信號Ct-1變為邏輯低，以關斷IC 102-1的開關12；開關控制信號Ct-2維持邏輯高，從而使IC 102-2的開關12保持導通；開關控制信號Ct-3變為邏輯低，以關斷IC 102-3的開關12。IC 102-2的溫度檢測電路11保持與監測接腳TMON的連接，IC 102-1的溫度檢測電路11和IC 102-3的溫度檢測電路11分別與監測接腳TMON斷開，因此監測信號STMON代表了IC 102-2的溫度。在t_A2時刻，控制信號SPWM2變為邏輯高，IC 102-2確認收到指令CMD，並透過將監測信號STMON拉低一段時間來提供確認信號ACK。類似地，在t_B1時刻，監測信號STMON被指令CMD拉高，此時單脈衝Pul-1為邏輯高，單脈衝Pul-2為邏輯低，單脈衝Pul-3為邏輯低。因此開關控制信號Ct-1變為邏輯高，以導通IC 102-1的開關12；開關控制信號Ct-2變為邏輯低，以關斷IC 102-2的開關12；開關控制信號Ct-3維持邏輯低，從而使IC 102-3的開關12保持關斷。IC 102-1的溫度檢測電路11連接至監測接腳TMON，IC 102-2的溫度檢測電路11和IC 102-3的溫度檢測電路11分別與監測接腳TMON斷開，因此監測信號STMON代表IC 102-1的溫度。在PWM1下一個開關週期的t_B2時刻，IC 102-1確認收到指令CMD，並將監測信號STMON拉低一段時間以提供確認信號ACK。
圖5繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉 換器500的電路示意圖。在圖5所示的實施例中，多相電壓轉換器500包括多個IC(即：502-1，502-2，...，502-n)和控制器501，其中，n是大於1的整數。
在圖5所示的實施例中，多個IC 502組成了一個多相開關電路，每個IC 502提供多相電壓轉換器500中的一相。如圖5所示，每個IC 502包括用於接收控制信號SPWM的控制接腳PWM、監測接腳TMON、接腳IN、接腳SW和接腳GND。所有IC 502的接腳IN耦接在一起以接收輸入電壓Vin，每個IC 502的接腳SW分別耦接至電感器(L1，L2，...，Ln)的一端，電感器(L1，L2，...，Ln)的另一端與其餘電感器L1至Ln耦接在一起以提供輸出電壓Vo。接腳GND耦接至參考地。在圖5所示的實施例中，控制器501包括：多個控制接腳PWM1至PWMn、監測接腳TMON和反饋接腳FB。控制接腳PWM1至PWMn分別提供控制信號SPWM1至SPWMn。監測接腳TMON耦接至每個IC 502的監測接腳TMON。反饋接腳FB用於接收反饋信號Vfb。在一個實施例中，多相電壓轉換器500包括一個反饋電路503。反饋電路503根據輸出電壓Vo而提供反饋信號Vfb。
圖6繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器500中的IC 502的方塊圖。圖6繪示了IC 502的一個實施例，本領域技術人員應當理解：IC 502的具體電路結構不限於圖6所示。
和IC 102相比，IC 502進一步包括驅動器 61、高側開關62和低側開關63。驅動器61耦接至控制接腳PWM，以接收控制信號SPWM，並根據控制信號SPWM而提供驅動信號Dr1和驅動信號Dr2。高側開關62包括耦接至接腳IN以接收輸入電壓Vin的第一端、耦接至接腳SW的第二端和耦接至驅動器61以接收驅動信號Dr1的控制端。驅動信號Dr1控制高側開關62的導通和關斷。低側開關63包括耦接至高側開關62第二端的第一端、耦接至接腳GND的第二端和耦接至驅動器61以接收驅動信號Dr2的控制端。驅動信號Dr2控制低側開關63的導通和關斷。在一個實施例中，高側開關62和低側開關63在控制信號SPWM的控制下分別處於導通和關斷的狀態，從而將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vo。在一個實施例中，高側開關62和低側開關63可以是電晶體，例如金屬氧化物半導體場效電晶體(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)、接面場效電晶體(Junction Field Effect Transistor，JFET)、垂直通道場效電晶體(Vertical Channel Field Effect Transistor，VFET)等。
圖7繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器700的電路示意圖。在圖7所示的實施例中，多相電壓轉換器700包括多個IC(即：702-1，702-2，...，702-n)和控制器501，其中，n是大於1的整數。在圖7所示的實施例中，多個IC 702組成了一個多相開關電路，每個IC 702提供多相電壓轉換器700中的一相。如圖7所示，每個IC 702包括用於接收控制信號SPWM的控制接腳PWM、監測接腳 TMON、接腳IN、接腳OUT和接腳GND。所有IC 702的接腳IN耦接在一起以接收輸入電壓Vin，所有IC 702的接腳OUT耦接在一起以提供輸出電壓Vo。接腳GND耦接至參考地。
圖8繪示了根據本發明實施例的圖7中的IC 702的方塊圖。圖8繪示了IC 702的一個實施例，本領域技術人員應當理解：IC 702的具體電路結構不限於圖8所示。
和IC 502相比，IC 702進一步包括電感器81。高側開關62的第一端耦接至接腳IN以接收輸入電壓Vin，高側開關62的第二端耦接至電感器81的一端，高側開關62的控制端耦接至驅動器61以接收驅動信號Dr1。電感器81的另一端耦接至接腳OUT。低側開關63的第一端耦接至高側開關62的第二端，低側開關63的第二端耦接至接腳GND，低側開關63的控制端耦接至驅動器61以接收驅動信號Dr2。
圖9繪示了根據本發明實施例的多相電壓轉換器的溫度報告方法900的流程圖。溫度報告方法900包括步驟S11至S17。
在步驟S11，透過一IC的接腳PWM接收控制信號。
在步驟S12，透過該IC的接腳IN接收輸入電壓。
在步驟S13，根據控制信號控制開關的導通 和關斷，以將輸入電壓轉換為輸出電壓。
在步驟S14，透過溫度檢測電路來檢測該IC的溫度。
在步驟S15，根據該IC的溫度，透過該IC的接腳TMON來提供監測信號。
在步驟S16，根據監測信號和控制信號，將溫度檢測電路連接至該IC的接腳TMON，或將其從該IC的接腳TMON斷開。在一個實施例中，當監測信號大於一閾值時，溫度檢測電路根據控制信號而與該IC的第二接腳連接或斷開。
在步驟S17，待溫度檢測電路與接腳TMON連接之後，發送確認信號，以指示該IC對所述控制信號和監測信號做出了回應。
在一個實施例中，該溫度報告方法進一步包括：當控制信號處於三態時，溫度檢測電路均連接至接腳TMON，而不論監測信號狀態如何。
需注意，上述流程圖中，方塊內顯示的功能也可以按照與圖中不同的順序出現。例如，連續出現的兩個方塊實際上可以同時執行，或者有的時候順序相反，這取決於所涉及的特定功能。
雖然已參照幾個典型實施例描述了本發明，但應當理解，所用的術語是說明和示例性、而非限制性的術語。由於本發明能夠以多種形式具體實施而不脫離發明的精神或實質，所以應當理解，上述實施例不限於任何前 述的細節，而應在隨附申請專利範圍所限定的精神和範圍內廣泛地解釋，因此落入申請專利範圍或其等效範圍內的全部變化和變型都應為隨附申請專利範圍所涵蓋。
100:多相電壓轉換器
101:控制器
102-1,102-2,102-3:積體電路(IC)
11:溫度檢測電路
12:開關
13:比較電路
14:邏輯電路
15:故障指示器
19:確認電路
PWM,PWM1,PWM2,PMW3,TMON,FB:接腳
SPWM1,SPWM2,SPMW3,Vc,Ct,Tse,STMON,Ft,Vfb:信號
Vth1:閾值

Claims (20)

  1. 一種多相電壓轉換器，包括：多個積體電路(IC)，該每個IC提供該多相電壓轉換器中的一相，該每個IC包括一控制接腳、一監測接腳和用於檢測對應該IC的溫度的一溫度檢測電路；以及一控制器，包括多個控制接腳和一監測接腳，該控制器的每個控制接腳分別耦接至對應IC的該控制接腳以提供對應的一控制信號，該控制器的該監測接腳耦接至該每個IC的該監測接腳以接收一監測信號；其中，該溫度檢測電路回應於該控制信號和該監測信號，與該溫度檢測電路對應IC的該監測接腳連接或斷開。
  2. 如請求項1所述的多相電壓轉換器，其中，當該控制器發送一指令使該監測信號處於第一狀態時，該溫度檢測電路回應於該控制信號，與該溫度檢測電路對應的IC的該監測接腳連接或斷開。
  3. 如請求項2所述的多相電壓轉換器，其中，該每個IC進一步包括：一確認電路，耦接至該確認電路對應的IC的該監測接腳，提供一確認信號以指示該確認電路對應的IC已經接收到該指令並做出了回應。
  4. 如請求項2所述的多相電壓轉換器，其中，使該監測信號處於該第一狀態包括將該監測信號拉高至一閾值以上，並保持一段時間。
  5. 如請求項1所述的多相電壓轉換器，其 中，該每個IC進一步包括：一開關，在導通時將對應IC的該溫度檢測電路連接至對應的IC的該監測接腳。
  6. 如請求項5所述的多相電壓轉換器，其中，該每個IC進一步包括：一比較電路，接收該監測信號，並且透過將該監測信號和一閾值相比較來提供一比較信號；以及一邏輯電路，接收該比較信號和該控制信號，並根據該比較信號和該控制信號而提供一開關控制信號，以控制該開關的狀態。
  7. 如請求項1所述的多相電壓轉換器，其中，該每個IC進一步包括：一故障指示器，當故障發生時，該故障指示器將該監測信號拉高至一電源電壓。
  8. 一種用於一多相電壓轉換器的積體電路(IC)，包括：一第一接腳，接收一控制信號；一第二接腳，耦接至多個IC，並與該等IC共同提供一監測信號；一第三接腳，接收一輸入電壓；一第四接腳，耦接至一參考地；一溫度檢測電路，檢測該IC的溫度；一高側開關，包括一第一端和一第二端，該高側開關的第一端耦接至該IC的該第三接腳，以接收該輸入電壓； 以及一低側開關，包括一第一端和一第二端，該低側開關的第一端耦接至該高側開關的第二端，該低側開關的第二端耦接至該IC的該第四接腳；其中，該高側開關和該低側開關在該控制信號的控制下分別導通及關斷；以及該溫度檢測電路在該監測信號和該控制信號的控制下，與該第二接腳連接或斷開。
  9. 如請求項8所述的積體電路(IC)，進一步包括：一第一開關，在導通時將該溫度檢測電路連接至該IC的該第二接腳；一比較電路，接收該監測信號，並且透過將該監測信號和一閾值相比較來提供一比較信號；以及一邏輯電路，用於接收該比較信號和該控制信號，並根據該比較信號和該控制信號而提供一開關控制信號，以控制該第一開關。
  10. 如請求項9所述的積體電路(IC)，其中，該邏輯電路進一步包括：一正反器，包括一時脈輸入端、一資料輸入端和一輸出端，其中，該時脈輸入端接收該比較信號，該資料輸入端接收該控制信號，該輸出端根據該比較信號和該控制信號而提供一第一邏輯信號。
  11. 如請求項8所述的積體電路(IC)，其 中，當該控制信號處於三態時，該溫度檢測電路連接至該第二接腳，以提供該IC的一溫度。
  12. 如請求項8所述的積體電路(IC)，其中，當該監測信號處於第一狀態時，該溫度檢測電路回應於該控制信號，與該第二接腳連接或斷開。
  13. 如請求項12所述的積體電路(IC)，進一步包括：一確認電路，耦接至該第二接腳，該確認電路提供一確認信號以指示該IC對該監測信號的該第一狀態做出了回應。
  14. 如請求項12所述的積體電路(IC)，其中，該監測信號處於該第一狀態包括該監測信號大於一閾值。
  15. 一種溫度報告方法，包括：透過一積體電路(IC)的一第一接腳接收一控制信號；透過一溫度檢測電路檢測該IC的溫度；根據該IC的溫度，透過該IC的一第二接腳發送一監測信號；透過該IC的一第三接腳接收一輸入電壓；根據該控制信號控制一開關的導通及關斷，以將該輸入電壓轉換為一輸出電壓；以及根據該監測信號和該控制信號，將該溫度檢測電路與該IC的該第二接腳連接或斷開。
  16. 如請求項15所述的溫度報告方法，其 中：當該監測信號大於一閾值時，該溫度檢測電路根據該控制信號而連接至該第二接腳或與該第二接腳斷開。
  17. 如請求項15所述的溫度報告方法，進一步包括：當該控制信號處於三態時，該溫度檢測電路連接至該第二接腳。
  18. 如請求項15所述的溫度報告方法，包括：在該第二接腳上發送一確認信號以指示是否已將該溫度檢測電路連接至該第二接腳。
  19. 一種多相電壓轉換器的控制器，包括：多個控制接腳，分別提供多個控制信號至多個IC，其中，該每個IC提供該多相電壓轉換器中的一相；一監測接腳，連接至該每個IC以接收多個監測信號；以及一控制迴路，根據該多相電壓轉換器的一輸出電壓和該等監測信號而提供多個控制信號；其中，該控制器透過該監測接腳向該等IC發送一指令，且控制該等控制信號的其中一個轉變為第一狀態，以取得與該其中一個控制信號相對應的IC的溫度。
  20. 如請求項19所述的控制器，其中，在發送該指令的一段時間之後，或是透過該監測接腳接收到一確認信號時，該控制器對該監測信號進行取樣，並將取樣 後的信號作為對應該IC的溫度記錄到一暫存器中。
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