用于多相转换器的相电流平衡制造技术

本发明专利技术是用于多相转换器的相电流平衡。一种DC-DC转换器包含第一差动电压传感器，以通过感测所述DC-DC转换器的第一电力级上的第一差动电压而检测第一电感器电流。第二差动电压传感器通过感测所述DC-DC转换器的第二电力级上的第二差动电压而检测第二电感器电流。积分器级将来自所述第一电力级的所述第一差动电压与来自所述第二电力级的所述第二差动电压进行组合以产生补偿信号，以调整所述DC-DC转换器的电流平衡。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术是用于多相转换器的相电流平衡。一种DC-DC转换器包含第一差动电压传感器，以通过感测所述DC-DC转换器的第一电力级上的第一差动电压而检测第一电感器电流。第二差动电压传感器通过感测所述DC-DC转换器的第二电力级上的第二差动电压而检测第二电感器电流。积分器级将来自所述第一电力级的所述第一差动电压与来自所述第二电力级的所述第二差动电压进行组合以产生补偿信号，以调整所述DC-DC转换器的电流平衡。【专利说明】用于多相转换器的相电流平衡
本专利技术涉及用以提供用于多相DC-DC转换器的相电流平衡的系统和方法。
技术介绍
例如DC-DC转换器等电压转换器有两种形式。当输入电压将被转换器电压步升时，提供升压或步升配置。当输入电压需要被转换器步降到较低电压时，提供降压转换器。因此，降压转换器是步降DC-DC转换器。其设计类似于步升升压转换器，且与升压转换器一样，其为使用开关(例如，晶体管和二极管)、电感器和电容器的切换模式电力供应器。用以减小DC供应器的电压的最直接的方式是使用线性调节器，但由于线性调节器是通过将多余电力耗散为热量而操作，所以其浪费能量。另一方面，例如降压转换器等切换转换器可非常高效(对于集成电路，95%或更高)，从而使得其可用于若干任务，例如将计算机中的主电压(例如，桌上型计算机中12V，膝上型计算机中12V到24V)下转换为处理器所需的0.8伏到1.8伏。另一种类型的步降或降压转换器是用于解决高负载电流情形的多相转换器。通过并联使用两个电感器而非单个电感器来产生输出电压，设计者可以减少输入和输出波纹以及减轻电感器电力损耗，同时增加转换器的负载瞬时响应。当与单个电感器设计相对地使用两个电感器时，需要维持驱动电路内的两个并联路径，因此需要所述路径之间的某一类型的电流平衡。为了实现额外的电流平衡，必须提供用以测量流过每一电感器的电流的构件。然而，感测切换转换器中的电流并不实际，因为单个装置不可能监视连续的负载电流，且DC感测装置可在其上有效地操作。有时使用用于对复制品级功率FET上的电压进行取样以确定回路电流的方法，但此些技术不准确、噪声敏感且缓慢，因此限制了整个电流平衡回路的性能。
技术实现思路
在一个实例中，一种DC-DC转换器包含第一差动电压传感器，其用以通过感测DC-DC转换器的第一电力级上的第一差动电压而检测第一电感器电流。第二差动电压传感器通过感测DC-DC转换器的第二电力级上的第二差动电压而检测第二电感器电流。积分器级将来自所述第一电力级的第一差动电压与来自第二电力级的第二差动电压进行组合以产生补偿信号，以调整所述DC-DC转换器的电流平衡。在另一实例中，一种方法包含基于来自驱动DC-DC转换器的第一电感器的第一电力级的第一差动电压而产生第一输出电流，其中所述第一差动电压表不流过所述第一电感器的电流。所述方法包含基于来自驱动DC-DC转换器的第二电感器的第二电力级的第二差动电压而产生第二输出电流，其中所述第二差动电压表示流过所述第二电感器的电流。所述方法还包含将所述第一输出电流和第二输出电流积分为补偿信号以调整所述DC-DC转换器中的电流平衡。在又一实例中，一种用于DC-DC转换器的控制器包含第一差动电压传感器，其用以通过感测DC-DC转换器的第一电力级上的第一差动电压而检测第一电感器电流。第一跨导放大器接收第一差动电压以作为输入，产生表不DC-DC转换器的第一电力级上的第一差动电压的第一输出电流。第二差动电压传感器通过感测DC-DC转换器的第二电力级上的第二差动电压而检测第二电感器电流。第二跨导放大器接收第二差动电压以作为输入，产生表示DC-DC转换器的第二电力级上的第二差动电压的第二输出电流。积分器级将来自所述第一跨导放大器的第一输出电流与来自第二跨导放大器的第二输出电流进行组合以产生补偿信号，以调整所述DC-DC转换器的电流平衡。【专利附图】【附图说明】图1说明使用差动电压传感器以促进转换器中的电流平衡的多相DC-DC转换器的实例。图2说明使用差动电压传感器以促进转换器中的电流平衡的实例DC/DC转换器电路。图3说明实例信号图，其说明经取样以产生表示电感器回路电流的差动电压的信号。图4说明用以促进多相DC/DC转换器的电流平衡的实例方法。【具体实施方式】图1说明使用差动电压传感器以促进转换器中的电流平衡的多相DC-DC转换器100的实例。DC-DC转换器100使用多相(例如，若干级被驱动离开不同时钟)以驱动输出级110。输出级110包含至少两个电感器(例如，第一和第二电感器)以产生由第一电力级120和第二电力级124切换的输出电压V0UT。为了促进DC-DC转换器100的所要的电路操作，应以可在驱动相应电感器的级与相位之间平衡电流的次序来感测穿过输出级110中的电感器的电流。过去的感测技术已依赖于复制对电感器中的电流进行建模的电力级中的晶体管。然而，此些技术是不准确的，且制造成本较高。直接感测电感器电流也不实际，因为连续的负载电流难以监视。DC-DC转换器100使用检测电感器电流且最终校正电感器和/或驱动电感器的电路之间的电流不平衡的间接方法。所述方法是间接的，因为穿过电感器的电流未被直接监视，而是感测电力级120和124的输出处的电压来确定并产生此电流。可使用第一差动电压传感器130通过感测DC-DC转换器100的第一电力级120上的第一差动电压来检测第一电感器电流。可使用第二差动电压传感器134通过感测DC-DC转换器100的第二电力级上的第二差动电压来检测第二电感器电流。积分器级140(例如，积分电容器)将来自所述第一电力级120的第一差动电压与来自第二电力级124的第二差动电压进行组合以产生补偿信号，以调整所述DC-DC转换器的电流平衡。如图所示，可将补偿信号施加到相位调整器150，相位调整器150调整第一时钟级160和第二时钟级164的时钟工作循环，其中每一级被不同时钟相位驱动(例如，与相位时钟相差180度)。通过调整时钟级160和164的时钟工作循环，可调整且平衡DC-DC转换器100中的电流平衡。使用来自时钟级160和164的输出来控制第一驱动级170和第二驱动级174。随后使用来自驱动级170和驱动级174的输出来分别驱动电力级120和124。本文中所描述的表示多相转换器的电感器电流的间接差动电压感测可应用于使用多个电感器、电流平衡回路的实质上任何类型的DC-DC转换器，且用于将一个DC电压转换为另一 DC值。因此，在一个实例中，DC-DC转换器100可被配置成步升转换器，或在另一实例中，DC-DC转换器可被配置成步降转换器。第一电力级120和第二电力级124可包含具有电阻漏极到源极(RDS)ON值的切换晶体管对，所述电阻漏极到源极(RDS)ON值用于感测第一电力级的第一差动电压和第二电力级的第二差动电压。可根据电压DeltaV来感测第一差动电压和第二差动电压，其中DeltaV约等于RDS ON平均值*Iload_phase。下文将关于图2来说明和描述用于感测DeltaV的电路位置。可使用第一电力级120处的第一电阻器/电容器滤波器(下文在图2中说明)和第二电力级124的输出处的第二电阻器/电容器滤波器来对第一电力级的电压Del本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：迈克尔·库列乌尔，斯特凡·赫策，妮古拉·弗洛里奥，
申请(专利权)人：德州仪器德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：