集成电路、开关变换器及其控制方法技术

公开了一种集成电路、开关变换器及其控制方法，所述开关变换器包括多个交错并联支路，通过在负载由轻载跳变为重载的过程中控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠，本发明专利技术实施例可以提高负载动态响应性能。

【技术实现步骤摘要】
集成电路、开关变换器及其控制方法
本专利技术涉及电力电子
，更具体地，涉及一种集成电路、开关变换器及其控制方法。
技术介绍
在开关变换器中，为了减小功率器件的负担，提高电源的功率密度，减小输出电压纹波，使开关变换器的输出电压具有更高的质量，通常将多个支路以交错并联的方式连接，每个支路包括功率开关、整流开关和对应的储能元件，这些支路可以被称为开关变换器的交错并联支路。由于开关变换器经常在空载、轻载和重载模式之间切换，因此，提高具有多相交错并联支路的开关变换器的负载动态响应性能是极为重要的。
技术实现思路
有鉴于此,本专利技术提供了一种集成电路、开关变换器及其控制方法，以提高负载动态响应性能。第一方面，本专利技术实施例提供一种控制方法，用于控制包括多个交错并联支路的开关变换器，所述方法包括：在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能。进一步地，所述方法还包括：在稳态工作时，控制所述各交错并联支路的功率开关的导通相位错开以减小纹波。进一步地，通过比较补偿信号和纹波信号控制各交错并联支路的功率开关的导通时机；其中，所述补偿信号用于表征所述开关变换器的输出电压与输出电压期望值的差异程度，所述纹波信号根据开关变换器的输出电压平均值和各交错并联支路的中间节点电压获得。进一步地，通过比较补偿信号和纹波信号控制各交错并联支路的功率开关的导通时机包括：根据所述补偿信号和所述纹波信号的比较结果按照预定的顺序从所述多个交错并联支路中选择一个，触发被选择的交错并联支路的功率开关导通。进一步地，在稳态工作时，以固定导通时间模式控制主相交错并联支路的功率开关的导通时间，并根据各从相交错并联支路的电感电流与所述主相交错并联支路的电感电流的差异控制各从相交错并联支路的功率开关的导通时间。进一步地，在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能包括：在检测到所述补偿信号持续大于所述纹波信号期间，屏蔽各交错并联支路的功率开关的导通时间控制信号；在检测到所述补偿信号持续大于所述纹波信号的时间超过预定的时间阈值后，控制剩余的交错并联支路的功率开关导通。进一步地，在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能还包括：以固定导通时间模式控制所述剩余的交错并联支路中的主相交错并联支路的功率开关；根据对应的电感电流与所述主相交错并联支路的电感电流的差异来控制所述剩余的交错并联支路中的从相交错并联支路的功率开关的导通时间。进一步地，在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能还包括：在所述补偿信号不大于所述纹波信号时，控制导通时间超过所述时间阈值的功率开关关断。第二方面，本专利技术实施例提供一种开关变换器，包括：多个交错并联支路；以及控制电路，被配置为在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能。进一步地，所述控制电路还被配置为在稳态工作时，控制所述各交错并联支路的功率开关的导通相位错开以减小纹波。进一步地，所述控制电路包括：置位信号生成电路，被配置为获取补偿信号和纹波信号，并比较补偿信号和纹波信号生成置位信号；其中，所述置位信号用于控制各交错并联支路的功率开关的导通时机，所述补偿信号用于表征所述开关变换器的输出电压与输出电压期望值的差异程度，所述纹波信号根据开关变换器的输出电压平均值和各交错并联支路的中间节点电压获得。进一步地，所述控制电路还包括：相位分布电路，被配置为在稳态下根据所述置位信号按照预定的顺序控制各个交错并联支路的功率管导通。进一步地，所述控制电路还包括：主导通时间控制电路，被配置为在稳态下以固定导通时间模式控制主相交错并联支路的功率开关的导通时间；以及从导通时间控制电路，对应于每个从相交错并联支路设置，被配置为根据对应从相交错并联支路的电感电流与所述主相交错并联支路的电感电流的差异控制对应的从相交错并联支路的功率开关的导通时间。进一步地，所述控制电路还包括：屏蔽电路，被配置为在所述置位信号为有效时屏蔽各交错并联支路的功率开关的导通时间控制信号，使得处于导通状态的交错并联支路的功率开关保持继续导通；叠相触发电路，被配置为在检测到任一个交错并联支路的功率开关的导通时间超过时间阈值后，输出有效的叠相触发信号；以及多个逻辑电路，每个逻辑电路对应于一个交错并联支路，被配置为在接收到有效的叠相触发信号后控制对应的交错并联支路的功率开关导通。进一步地，所述屏蔽电路被配置为在所述置位信号为无效时取消所述屏蔽。第三方面，本专利技术实施例提供一种集成电路，包括：多个开关组，用于分别作为多个交错并联支路的功率开关和整流开关；控制电路，被配置为在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能。进一步地，所述控制电路还被配置为在稳态工作时，控制所述各交错并联支路的功率开关的导通相位错开以减小纹波。进一步地，所述控制电路包括：置位信号生成电路，被配置为获取补偿信号和纹波信号，并比较补偿信号和纹波信号生成置位信号；其中，所述置位信号用于控制各交错并联支路的功率开关的导通时机，所述补偿信号用于表征所述开关变换器的输出电压与输出电压期望值的差异程度，所述纹波信号根据开关变换器的输出电压平均值和各交错并联支路的中间节点电压获得。进一步地，所述控制电路还包括：相位分布电路，被配置为在稳态下根据所述置位信号按照预定的顺序控制各个多个交错并联支路中的功率管导通。进一步地，所述控制电路还包括：主导通时间控制电路，被配置为在稳态下以固定导通时间模式控制主相交错并联支路的功率开关的导通时间；以及从导通时间控制电路，对应于每个从相交错并联支路设置，被配置为根据对应从相交错并联支路的电感电流与所述主相交错并联支路的电感电流的差异控制对应的从相交错并联支路的功率开关的导通时间。进一步地，所述控制电路还包括：屏蔽电路，被配置为在所述置位信号为有效时屏蔽各交错并联支路的功率开关的导通时间控制信号，使得处于导通状态的交错并联支路的功率开关保持继续导通；叠相触发电路，被配置为在检测到任一个交错并联支路的功率开关的导通时间超过时间阈值后，输出有效的叠相触发信号；以及多个逻辑电路，每个逻辑电路对应于一个交错并联支路，被配置为在接收到有效的叠相触发信号后控制对应的交错并联支路的功率开关导通。进一步地，所述屏蔽电路被配置为在所述置位信号为无效时取消所述屏蔽。在本专利技术实施例的技术方案中，所述开关变换器包括多个交错并联支路，通过在负载由轻载跳变为重载的过程中控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠，可以提高负载动态响应性能。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术实施例的开关变换器的电路图；图2是本专利技术实施例的控制电路的电路图；图3A是本专利技术一个实施例的置位信号生成电路的电路图；图3B是本专利技术另一个实施例的置位信号生成电路的电路图；图4A是本专利技术一个实施例的斜坡信号生成电路的电路图；图4B是本专利技术另一个实施本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制方法，用于控制包括多个交错并联支路的开关变换器，其特征在于，所述方法包括：在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能。

【技术特征摘要】
1.一种控制方法，用于控制包括多个交错并联支路的开关变换器，其特征在于，所述方法包括：在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：在稳态工作时，控制所述各交错并联支路的功率开关的导通相位错开以减小纹波。3.根据权利要求1或2所述的方法，其特征在于，通过比较补偿信号和纹波信号控制各交错并联支路的功率开关的导通时机；其中，所述补偿信号用于表征所述开关变换器的输出电压与输出电压期望值的差异程度，所述纹波信号根据开关变换器的输出电压平均值和各交错并联支路的中间节点电压获得。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过比较补偿信号和纹波信号控制各交错并联支路的功率开关的导通时机包括：根据所述补偿信号和所述纹波信号的比较结果按照预定的顺序从所述多个交错并联支路中选择一个，触发被选择的交错并联支路的功率开关导通。5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在稳态工作时，以固定导通时间模式控制主相交错并联支路的功率开关的导通时间，并根据各从相交错并联支路的电感电流与所述主相交错并联支路的电感电流的差异控制各从相交错并联支路的功率开关的导通时间。6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能包括：在检测到所述补偿信号持续大于所述纹波信号期间，屏蔽各交错并联支路的功率开关的导通时间控制信号；在检测到所述补偿信号持续大于所述纹波信号的时间超过预定的时间阈值后，控制剩余的交错并联支路的功率开关导通。7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能还包括：以固定导通时间模式控制所述剩余的交错并联支路中的主相交错并联支路的功率开关；根据对应的电感电流与所述主相交错并联支路的电感电流的差异来控制所述剩余的交错并联支路中的从相交错并联支路的功率开关的导通时间。8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能还包括：在所述补偿信号不大于所述纹波信号时，控制导通时间超过所述时间阈值的功率开关关断。9.一种开关变换器，其特征在于，包括：多个交错并联支路；以及控制电路，被配置为在负载由轻载跳变为重载的过程中，控制各交错并联支路的功率开关的导通相位相互重叠以提高负载动态响应性能。10.根据权利要求9所述的开关变换器，其特征在于，所述控制电路还被配置为在稳态工作时，控制所述各交错并联支路的功率开关的导通相位错开以减小纹波。11.根据权利要求9所述的开关变换器，其特征在于，所述控制电路包括：置位信号生成电路，被配置为获取补偿信号和纹波信号，并比较补偿信号和纹波信号生成置位信号；其中，所述置位信号用于控制各交错并联支路的功率开关的导通时机，所述补偿信号用于表征所述开关变换器的输出电压与输出电压期望值的差异程度，所述纹波信号根据开关变换器的输出电压平均值和各交错并联支路的中间节点电压获得。12.根据权利要求11所述的开关变换器，其特征在于，所述控制电路还包括：相位分布电路，被配置为在稳态...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄伏送，杭开郎，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33