本发明专利技术涉及用于多相DCDC转换器的单相变换的系统和方法。一种DCDC转换器(300)包括控制器(302)、向上/向下计数器(304)、第一功率级(306)和第二功率级(308)。控制器(302)产生向上/向下控制信号。向上/向下计数器(304)基于向上/向下控制信号产生第一功率级控制信号和第二功率级控制信号。第一功率级(306)基于所述第一功率级控制信号产生处于第一相位和第一电压的第一输出电流。第二功率级(308)基于第二功率级控制信号产生处于第二相位的第二输出电流。向上/向下计数器(304)修改第一功率级控制信号以控制第一功率级(306)，使得第一输出电流从第一功率级输出衰减到次级的第一功率级输出。控制器能够进一步输出控制信号以修改第一功率级(306)的第一电压。
【技术实现步骤摘要】
【专利说明】用于多相DCDC转换器的单相变换的系统和方法本专利技术要求2014年3月5日提交的美国临时申请61/948，344的优先权，并通过引用将其全部内容并入本文。
技术介绍
在便携式电子设备(例如蜂窝电话和膝上型计算机)中，DC-DC转换器很重要并由电池供电。这样的电子设备常常包含若干子电路，每个子电路具有它自身的不同于电池或外部电源提供的电压电平的电压电平需求(有时高于或低于电源电压)。例如，随着电池存储的电力耗尽，它的电压下降。开关式DC-DC转换器提供一种从部分降低的电池电压提高电压的方法，从而节省空间，而不用使用多个电池来完成相同的事情。通过临时存储输入能量并随后在不同电压下将该能量释放到输出端，电子开关式DC-DC转换器将一个DC电压电平转换到另一个。这种存储可以在磁场存储组件(电感器、变压器)中或电场存储组件(电容器)中。图1示出常规DC-DC转换器100的框图。如图中示出的，DC-DC转换器100包含控制器102、功率源104、功率级106、功率级108和负载110。控制器102经由线路112与功率级106通信，并经由线路114与功率级108通信。功率源104经由线路116与功率级106和功率级108通信。功率级106和功率级108经由线路118与控制器102和负载110通信。控制器102利用控制信号120经由线路112控制功率级106，并利用控制信号122经由线路114控制功率级108。功率源104经由线路116将DC电流124传送给功率级106和功率级108。功率级106基于控制信号120产生功率信号126。功率信号126具有相关的电压和电流。出于讨论目的，假设功率级106产生的最大电压为恒定电压，而功率级106产生的电流可以响应于控制信号120变化，以便改变最终的功率信号126。在这种方式中，当功率信号126改变时，它基于相关的电流的改变而改变。功率级108基于控制信号122产生功率信号128。功率信号128具有相关的电压和电流。出于讨论目的，假设功率级108可以产生的最大电压为恒定电压，其至多等于功率级106产生的电压，而功率级108产生的电流可以响应于控制信号122改变，以便改变最终的功率信号128。在这种方式中，当功率信号128改变时，它基于相关的电流的改变而改变。功率信号126与功率信号128相加以形成负载功率130，其被提供给负载110和控制器102。出于讨论目的，假设功率级106和功率级108中的每个都能够在3.0V下将1.0A的最大电流传送给负载110。例如，理想情况下，假设功率级106和功率级108经由输出电感器(未示出)提供固定电压。然而，由于电感器的阻抗基于它传导的交流电的频率，所以实际输出电压会改变。现在将附加地参考图2A-C讨论DC-DC转换器100的操作。图2A示出负载功率130 DC-DC转换器100。该图包括曲线图202和曲线图204。曲线图202包括Y-轴线206、X_轴线208、电流函数210和电流函数212。曲线图204包括Y-轴线214、X-轴线208和电压函数216。曲线图202表示DC-DC转换器100中，随着时间的推移的负载功率130的电流，而负载功率130的曲线图204表示DC-DC转换器100中，随着时间的推移的电压。Y-轴线206表示电流，单位为安培，而Y-轴线214表示电压，单位为伏特。X-轴线206表示时间，单位为毫秒。电流函数210对应于随着时间的推移的功率级106的功率信号126 (如图1所示)。电流函数212对应于随着时间的推移的功率级108的功率信号128 (如图1所示)。如图1所示,在这个示例中，功率信号128为零，因此功率信号126等于负载功率130。因此,在这个示例中，电流函数210附加地对应于随着时间的推移的负载功率130。电流函数210和212中的每个都被示为直流电(DC)以简化讨论。应当注意，每个函数可以附加地利用交流电(AC)描述。电压函数210对应于随着时间的推移的与负载功率130(如图1所示)相关的电压。在图2A中，如电流函数210示出的，功率级106正输出1.0A的功率信号126。同时，如电流函数212示出的，功率级108不输出任何电流。当只有功率级106输出电流116到负载110时，DC-DC转换器100处于单相模式。返回图1，在操作中，控制器102确定提供给负载110的电压和电流。在这个非限制性示例中，控制器102确定应当产生3.0V下的1.0A单相电流。控制器102将所确定的、提供给负载110的电流与负载功率130比较。由于当前功率级106和功率级108都不正在工作，所以负载功率130低于所确定的电流。随后控制器102经由控制信号120激活功率级106，从而输出正确的电流。功率级106将功率从功率源104转换为1.0A和3.0V处的功率，并将它作为功率信号126传输到负载110。功率级106单独传输功率到负载110由图2A中的电流函数210和电压函数216表示。DC-DC转换器100继续以这种单相状态工作。出于讨论目的，现在期望DC-DC转换器100提供3V电压、1.0A的双相电流的输出功率。基于时间或功率负载的改变，电流和电压需求的非限制性示例可以包括用户输入。出于讨论目的，在这个示例实施例中，假设DC-DC转换器100的电流需求因用户的请求而变化。该请求可以由于负载的降低或增加、工作环境的变化或基于定时过程而产生。在需要新相位的电流时，控制器102比较电流(与所需新相位的电流关联)和负载功率130的电流状态。控制器102确定需要在双相模式中传输功率。现在将附加参考图2B进一步讨论DC-DC转换器100从单相功率模式切换到双相功率模式的理想情况。图2B包括在理想情况下，DC-DC转换器100从单相切换到双相输出时的负载功率130的曲线图218和曲线图220。曲线图218包括Y-轴线222、X-轴线224、电流函数226和电流函数228。电流函数226包括部分230和部分232。电流函数228包括部分234和部分236。曲线图220包括Y-轴线238、X-轴线224和电压函数240。曲线图218表示DC-DC转换器100中随着时间的推移的负载功率130的电流，而曲线图220表示DC-DC转换器100中随着时间的推移的负载功率130的电压。Y-轴线222表示电流，单位为安培，而Y轴线232表示电压，单位为伏特。X-轴线224表示时间，单位为秒。电流函数226对应于功率级106的功率信号126 (如图1中示出的)。部分230具有1.0A电流并持续到时间tl，而部分232具有0.5A电流并在时间tl之后开始。电流函数228对应于功率级108的功率信号128 (如图1中示出的)。部分234具有0.0A电流并持续到时间tl，而部分236具有0.5A电流并在时间tl之后开始。在这个示例中，在时间tl之前功率信号128为零，因此在时间tl之前功率信号126等于负载功率130。因此，在这个示例中，在时间tl之前，功率信号126附加地对应于负载功率130。因为在时间tl之前，负载功率130是功率信号126和功率信号128的总和，所以负载功率130具有1.0A的相关电流，但是仅由功率信号1本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种DCDC转换器，其包含：控制器，其可操作以产生向上/向下控制信号；向上/向下计数器，其可操作以基于所述向上/向下控制信号，产生第一功率级控制信号和第二功率级控制信号；第一功率级，其可操作以基于所述第一功率级控制信号，产生处于第一相位和第一电压的第一输出电流；第二功率级，其可操作以基于所述第二功率级控制信号，产生处于第二相位的第二输出电流；其中所述向上/向下计数器可操作以修改所述第一功率级控制信号以便控制所述第一功率级，使得所述第一输出电流从第一功率级输出衰减到次级的第一功率级输出，其中所述控制器进一步可操作以输出控制信号，以便修改所述第一功率级的所述第一电压。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：E·拜耳，J·柯克纳，M·吕德斯，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器德国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE
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