多相电流调整期间的电流斜变制造技术

本申请涉及多相电流调整期间的电流斜变。电流共享配置中的电压调整器可将总电流提供给共同负载，并可同时被导通以使部分电流向上斜变。每个电压调整器可提供在电流共享配置中相应的部分电流。目标电流值可从部分电流的循环平均的电流值以及电压调整器的电压误差值中确定，并且当电压调整器导通时每个部分电流可被斜变至目标电流值而不是循环平均电流值，由此导致更稳定和平衡的电流斜变。预测性多相数字控制器因此可基于测得或推断出的电感器电流所确定的目标电流和误差电压来工作。可根据预测性多相数字控制器的操作来计算脉宽、脉冲位置和脉冲频率(增加或跳过脉冲)。

【技术实现步骤摘要】
优先权声明本申请请求2013年5月8日和2013年12月31日提交的题为“Current Ramping During Multiphase Current Regulation(多相电流调整期间的电流斜变)”的美国临时专利申请61/820,821和美国非临时专利申请14/144785的优先权，这两件申请的专利技术人为Chris M.Young、Sundar Kidambi和Jim Toker，并且这两件申请就像在本文中充分和完全阐述那样被援引包含于此。
本专利技术涉及调整电流，更具体地涉及多相电流调整。附图说明图1示出根据现有技术作为降压转换器而已知的功率转换器的一个实施例的电路图；图2示出根据现有技术具有向共同节点提供电流的多个电压调整器的电流共享配置的电路图；图3示出根据现有技术的方法当电流在单个循环中被校正时占空比的值和电感器电流之间的关系；图4示出根据一个实施例当电流在单个循环中被校正时占空比的值与电感器电流之间的关系；图5示出根据一个实施例当电流在单个循环中被校正时占空比的值与电感器电流之间的关系以及在功率转换器输出处的电荷；图6示出根据另一实施例当电流在单个循环中被校正时占空比的值与电感器电流之间的关系以及在功率转换器输出处的电荷；图7示出当斜变至循环平均值时电流共享配置中的两个部分电感器电流的表现的波形图，并进一步示出表示在同一时间周期内调整器输出电压的表现的波形图；图8更详细地示出表示来自图7的两个部分电感器电流的表现的波形图；图9示出在斜变期间两个部分电流、PWM驱动信号和占空比控制命令的表现之间的关系的第一组波形；图10示出在斜变期间多个部分电流、PWM驱动信号和占空比控制命令的表现之间的关系的第二组波形；图11示出在斜变期间多个部分电流、PWM驱动信号和占空比控制命令的表现之间的关系的第三组波形，其指示了当强行地同时导通所有的部分电流时所产生的电流不平衡；图12示出表示在斜变期间多个部分电流、PWM驱动信号和占空比控制命令的表现之间的关系的第四组波形，这指示了当所有电流一起平移时电流锁的效果，而PWM工作在稳态占空比处并在平移电流时被“冻结”；图13示出表示全部被驱动至与平均电流值不同的同一目标电流值的多个部分电流的表现的波形；图14示出表示相电流及其相应的驱动信号的表现之间的关系的波形图，其指示了脉冲可处于循环中的任何位置；图15示出可用于电流共享配置中的电压调整器的控制器的一个实施例的方框图；图16示出表示当采用预测性中点电流调整器时的负载电流(相电流)的表现的波形图；图17A示出表示揭露次谐波振荡问题的电感器电流的表现的波形图；图17B示出表示电感器电流的表现的波形图以及如何可以消除图17A中示出的次谐波振荡问题；图18示出表示在10-150A的模拟期间使用1A/ns负载步进的输出电压和多相电流的表现的波形图；图19示出表示在切换频率为600KHz时负载频率扫描的模拟期间输出电压和多相电流的表现的波形图；图20示出表示在100mV/μs处对于1.8-->0.8V、0.8-->2.3V的模拟期间输出电压和多相电流的表现的波形图；图21示出可用于电流共享配置中的电压调整器的可变频率数字EAPP(增强的有源脉冲定位)控制器的一个实施例的方框图；图22示出提供电感器电流估计器的一个实施例的基础的电路；图23示出表示在图22所示的电路的工作期间电感器电流和相应的驱动信号的表现的波形图；图24示出具有固定频率的预测性电流调制器的一个实施例的方框图；图25示出表示在图24所示电路的工作期间电感器电流和相应的驱动信号的表现的波形图；图26示出数字EAPP调制器的一个实施例的方框图；图27示出表示在图26所示电路的工作期间电感器电流和相应的驱动信号的表现的波形图；图28示出快速负载瞬变检测器(D-EAPP)的一个实施例的方框图；图29A示出表示在电感器电流的背景下高侧FET控制信号的“导通时间”的第一可能的布置的波形图；图29B示出表示在电感器电流的背景下高侧FET控制信号的“导通时间”的第二可能的布置的波形图；图29C示出表示在电感器电流的背景下高侧FET控制信号的“导通时间”的第三可能的布置的波形图；图30A示出表示高侧FET控制信号和电感器电流的波形图；图30B示出表示高侧FET控制信号和电感器电流的波形图，其示出与用以执行预测性电流控制的可适用控制方程对应的“开始时间”参数；图30C示出表示高侧FET控制信号和电感器电流的波形图，其指示与用以执行预测性电流控制的可适用控制方程对应的“导通时间”参数；图31示出表示电感器电流和相应的驱动信号的表现的波形图，其指示可用来向前移动脉冲而不改变脉宽(占空比)的微分项。图32示出表示根据第一控制序列的电感器电流和相应驱动信号的表现的波形图；图33示出表示根据第二控制序列的电感器电流和相应驱动信号的表现的波形图；图34示出表示根据第三控制序列的电感器电流和相应驱动信号的表现的波形图；图35示出表示根据第四控制序列的电感器电流和相应驱动信号的表现的波形图；图36示出当在时钟循环之间存在一个“导通时间”时的电感器电流的波形；以及图37示出表示具有逐个样本进行的预测的模拟电流分布的波形图。虽然本专利技术容易得出多种修改和替代形式，但已经借助示例在附图中示出且即将详细描述其特定实施例。然而，应当理解的是，附图和对其的详细描述不旨在将本专利技术限制为所公开的具体形式，相反，本专利技术旨在涵盖落在所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等效物以及替代物。注意，标题仅为了组织目的并且不旨在用来限制或解释说明书或权利要求书。此外，注意词“可以”在本申请中全篇地用于容许的含义(即有可能、能够)，而不是强制含义(即必须)。术语“包括”及其衍生词表示“包括，但不限于”。术语“耦合”表示“直接或间接地连接”。具体实施方式DC-DC电压转换经常通过切换电压调整器或步降调整器来实现，该调整器也被称为电压转换器或负载点(POL)调整器/转换器，它根据需要通过一个或多个负载设备将较高电压(例如12V)转换成较低值。更概括地说，电压调整器和电流调整器被统称为功率转换器，在本文中，术语功率转换器旨在涵盖所有这些设备。常见架构的特征在于将本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种在电流共享配置中使相电流斜变的方法，其中，所述相电流求和至总电流，所述方法包括：通过多个电压调整器模块中的每个电压调整器模块在电流共享配置中提供相应的相电流；根据所述相应的相电流和提供所述相应的相电流的电压调整器模块的电压误差值的循环平均的当前值，对每个相应的相电流确定目标电流值；以及响应于指令多个电压调整器模块使其相应的部分电流斜变，而使每个相电流斜变至所述目标电流值。

【技术特征摘要】
2013.05.08 US 61/820,821;2013.12.31 US 14/144,7851.一种在电流共享配置中使相电流斜变的方法，其中，所述相电流求和至
总电流，所述方法包括：
通过多个电压调整器模块中的每个电压调整器模块在电流共享配置中提
供相应的相电流；
根据所述相应的相电流和提供所述相应的相电流的电压调整器模块的电
压误差值的循环平均的当前值，对每个相应的相电流确定目标电流值；以及
响应于指令多个电压调整器模块使其相应的部分电流斜变，而使每个相电
流斜变至所述目标电流值。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，根据所述电压误差确定所述目
标电流值包括获得下列参数中的一个或多个：
根据所述电压误差的比例控制值；
根据所述电压误差的积分控制值；或者
根据所述电压误差的微分控制值。
3.如权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括：
通过每个电压调整器模块产生共同输出电压；
其中产生相应的相电流是根据所述共同输出电压来执行的。
4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，还包括：
通过每个电压调整器模块产生相应的控制脉冲；
其中产生共同输出电压是响应于所述相应的控制脉冲来执行的。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：根据下列参数来确
定所述控制脉冲的宽度：
相应的切换循环结束时的目标电流值；以及
相应的切换循环开始时的相应的相电流的值。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，还包括：确定所述控制脉冲的
开始时间，包括计算一开始时间，所述开始时间导致根据相应的切换循环内的
目标电流值传递特定量的电荷。
7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述特定量的电荷与所述目标
电流值乘以表征相应的切换循环的时间周期相当。
8.一种电压调整器模块，包括：
输出级，所述输出级被配置成提供一共同输出电压以及一个或多个附加电
压调整器模块，并进一步被配置成提供对应的相电流，其中所述相应的相电流
代表由多个电压调整器模块建立的电流共享配置所提供的总电流的一部分，所
述多个电压调整器模块中的每个电压调整器模块被配置成提供在所述电流共
享配置中的相应的相电流；以及
控制器，其被配置成：
根据所述对应的相电流的循环平均当前值和与所述共同输出电压对
应的电压误差值来确定目标电流值；以及
响应于指令多个电压调整器模块使其相应的相电流斜变，而使所述输
出级将所述相电流斜变至目标电流值。
9.如权利要求8所述的电压调整器模块，其特征在于，所述控制器被进一
步配置成根据下面的一个或多个参数来确定所述目标电流值：
基于所述电压误差的比例控制值；
基于所述电压误差的积分控制值；或者
基于所述电压误差的微分控制值。
10.如权利要求8所述的电压调整器模块，其特征在于，所述控制器被

\t进一步配置成产生控制脉冲；以及
所...

【专利技术属性】
技术研发人员：C·M·扬，S·S·齐达毕，J·R·托克，
申请(专利权)人：英特赛尔美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US