时间信号产生电路及时间信号产生方法技术

本发明专利技术提供一种时间信号产生电路及时间信号产生方法。时间信号产生方法包括以下步骤：取得第一相位信号与第二相位信号，其中第一相位信号相关于第一相位电流，第二相位信号相关于第二相位电流；将第一相位信号进行采样及保持以产生第一信号，并且将第二相位信号进行采样及保持以产生第二信号；使用误差放大器依据第一信号与第二信号来产生平衡信号；以及依据平衡信号产生时间信号。本发明专利技术可避免现有技术因不同元件之间的偏移值所造成的各相电流不平衡。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术是有关于一种电压转换技术，尤其关于一种应用于多相位电源转换器的时间信号产生电路及时间信号产生方法。
技术介绍
图1为现有的多相位电源转换器的示意图。图2为现有的多相位电源转换器的波形示意图。请合并参阅图1和图2。现有的多相位电源转换器1的设计常采用固定导通时间的架构。多相位电源转换器1为二相位电源转换器。驱动电路10驱动第一相位输出级以产生第一相位电流(第一电感电流)IL1，并且驱动电路10驱动第二相位输出级以产生第二相位电流(第二电感电流)IL2。第一相位电流IL1与第二相位电流IL2流向负载，并在多相位电源转换器1的输出端产生输出电压Vout。反馈信号Vfb与输出电压Vout相关。比较器12比较反馈信号Vfb与参考电压Vref，以产生误差信号Xerr。斜波产生器16产生斜波信号Xramp。比较器14比较误差信号Xerr与斜波信号Xramp来产生比较信号Xcm。逻辑控制电路24根据比较信号Xcm产生控制信号来控制斜波产生器16、电流平衡电路18、第一导通时间产生器20a与第二导通时间产生器20b。逻辑控制电路24根据第一相位导通时间信号Ton_1产生第一相位脉宽调制(pulse width modulation，简称：PWM)信号PWM1，并且逻辑控制电路24根据第二相位导通时间信号Ton_2产生第二相位脉宽调制信号PWM2。驱动电路10根据第一相位脉宽调制信号PWM1控制第一相位输出级的开关UG1、LG1，并且驱动电路10根据第二相位脉宽调制信号PWM2控制第二相位输出级的开关UG2、LG2。电流平衡电路18根据第一相位信号LX1与第二相位信号LX2来判断各相位的电流是否平衡，并将判断结果送给第一导通时间产生器20a与第二导通时间产生器20b。第一导通时间产生器20a根据前述判断结果、逻辑控制电路24的控制信号、输入电压Vin与输出电压Vout来产生第一相位导通时间
信号Ton_1。类似前述操作，第二导通时间产生器20b产生第二相位导通时间信号Ton_2。图3为现有的导通时间产生器的电路图。请参阅图3。导通时间产生器20包括电流源It、P型金氧半晶体管MP1及MP2、开关ST、电容器CT以及比较器26。电流源It、P型金氧半晶体管MP1及MP2组成电流镜(current mirror)。电流源It与输入电压Vin有关。当脉宽调制信号为逻辑高电平(“high”)时，则相对于脉宽调制信号的反相信号PWMB为逻辑低电平(“low”)，因而截止了开关ST。并且，以将“电流M*It(放大系数M乘与电流源It)”对电容器CT充电，直到充电电压Xc的电平大于输出电压Vout时，比较器26才结束导通时间信号Ton的计数。在图1的第一导通时间产生器20a与第二导通时间产生器20b的构造如同图3的导通时间产生器20。各相的导通时间信号Ton作为各相脉宽调制信号PWM的逻辑高电平(“high”)的时间长短，也就是用以决定各相的(上桥)开关UG1、UG2为逻辑高电平的时间长短。由图3可知，导通时间(on-time)是经由输入电压Vin与输出电压Vout的计算处理过程而获得。图4为现有的电流平衡电路18的应用电路图。图5为图4的相关信号的波形示意图。请合并参阅图4和图5。第一相位脉宽调制信号PWM1、控制信号SW1与第一保持控制信号Hold_1在相位相同，而第一采样控制信号Sample_1为第一保持控制信号Hold_1的反相信号。类似地，第二相位脉宽调制信号PWM2、控制信号SW2与第二保持控制信号Hold_2在电平的变化相同，而第二采样控制信号Sample_2为第二保持控制信号Hold_2的反相信号。电流平衡电路18包括电流平衡单元18a与电流平衡单元18b。电流平衡单元18a与电流平衡单元18b的构造相同。例如，电流平衡单元18a使用一个放大器22a与多个电流镜，电流平衡单元18b也使用一个放大器22b与多个电流镜。电阻RSN用以将电压信息转为电流信息，例如“参考电压Voffset减掉第一相位信号LX1”除以电阻RSN。当第一相位脉宽调制信号PWM1为逻辑高电平(“high”)时，控制信号SW1为逻辑高电平。将第一相位信号LX1与第二相位信号LX2所采样到的信号(信息)经由电流镜相减后的运算值送至电阻RCB的一端，经缓冲器
(buffer)将电阻RCB另一端的电压锁在输出电压Vout的数值。上界电压VTON_HB1经运算处理过程为输出电压Vout减掉“电阻RCB乘上电流IDFF1(IDFF1＝ISN1-ISN2)”。上界电压VTON_HB1可取代图3的导通时间产生器20的输出电压Vout，作为计数上界电压。直到充电电压Xc的电平大于上界电压VTON_HB1时，比较器26才结束导通时间信号Ton的计数。另一个上界电压VTON_HB2经运算处理过程为输出电压Vout减掉“电阻RCB乘上电流IDFF2(IDFF2＝ISN2-ISN1)”。在多相位电源转换器中，需考虑各个相位的电流是否平衡。倘若不考虑电流平衡，则有可能某一相位的电流会比另一相的通道输出更多的电流，严重时会导致电路过热和烧毁的问题。另外，电流平衡单元18a与电流平衡单元18b的构造相同，上述单元每一个都使用一个放大器与数个电流镜。一般而言，放大器本身存在偏移值，数个电流镜也存在偏移值。例如，放大器22a的偏移值为0mV，而放大器22b的偏移值为20mV；电流平衡单元18a的三个电流镜的转换系数为1.01、1.01、0.99，而电流平衡单元18b的三个电流镜的转换系数分别为0.99、0.98、1。由于放大器22a与放大器22b的偏移值已经不同，以及数个电流镜也造成许多偏移，将使得图1的电感电流(IL1与IL2)的偏移值过大。换言之，在设计多相位电源转换器时，解决电流平衡是不可缺少的一环。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提出一种应用于多相位电源转换器的时间信号产生电路及时间信号产生方法，藉以解决现有技术所述及的问题。本专利技术提出一种时间信号产生方法。时间信号产生方法包括下列步骤：步骤(A)取得第一相位信号与第二相位信号，其中第一相位信号相关于第一相位电流，第二相位信号相关于第二相位电流；步骤(B)将第一相位信号进行采样及保持以产生第一信号，并且将第二相位信号进行采样及保持以产生第二信号；步骤(C)使用误差放大器依据第一信号与第二信号来产生平衡信号；步骤(D)依据平衡信号产生时间信号。在本专利技术的一实施例中，步骤(C)还包括：在第一半个周期，误差放大器的第一输入端与第二输入端分别接收第一信号与第二信号以产生第一误差
信号，并且在随时间变化的第二半个周期，误差放大器的第一输入端与第二输入端交换彼此所接收到的信号以产生第二误差信号，平衡信号包括第一误差信号与第二误差信号。一个周期包含第一半个周期与第二半个周期。在本专利技术的一实施例中，步骤(D)还包括：在第一半个周期依据第一误差信号产生第一时间信号，并在第二半个周期依据第二误差信号产生第二时间信号。时间信号包括第一时间信号与第二时间信号。在本专利技术的一实施例中，当时间信号的导通时间为超过周期的50％时，此导通时间影响多相位电源转换器的电流平衡的效果为周期的50％。在本专利技术的一实施例中本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种时间信号产生方法，其特征在于，包括：步骤(A)取得第一相位信号与第二相位信号，其中所述第一相位信号相关于第一相位电流，所述第二相位信号相关于第二相位电流；步骤(B)将所述第一相位信号进行采样及保持以产生第一信号，并且将所述第二相位信号进行采样及保持以产生第二信号；步骤(C)使用误差放大器依据所述第一信号与所述第二信号来产生平衡信号；以及步骤(D)依据所述平衡信号产生时间信号。

【技术特征摘要】
2015.03.20 TW 1041089941.一种时间信号产生方法，其特征在于，包括：步骤(A)取得第一相位信号与第二相位信号，其中所述第一相位信号相关于第一相位电流，所述第二相位信号相关于第二相位电流；步骤(B)将所述第一相位信号进行采样及保持以产生第一信号，并且将所述第二相位信号进行采样及保持以产生第二信号；步骤(C)使用误差放大器依据所述第一信号与所述第二信号来产生平衡信号；以及步骤(D)依据所述平衡信号产生时间信号。2.根据权利要求1所述的时间信号产生方法，其特征在于，步骤(C)还包括：在第一半个周期，所述误差放大器的第一输入端与第二输入端分别接收所述第一信号与所述第二信号以产生第一误差信号，并且在随时间变化的第二半个周期，所述误差放大器的第一输入端与第二输入端交换彼此所接收到的信号以产生第二误差信号，所述平衡信号包括所述第一误差信号与所述第二误差信号，且一个周期包含所述第一半个周期与所述第二半个周期。3.根据权利要求2所述的时间信号产生方法，其特征在于，步骤(D)还包括：在所述第一半个周期依据所述第一误差信号产生第一时间信号，并在所述第二半个周期依据所述第二误差信号产生第二时间信号，所述时间信号包括所述第一时间信号与所述第二时间信号。4.根据权利要求1所述的时间信号产生方法，其特征在于，当所述时间信号的导通时间为超过周期的50％时，所述导通时间影响多相位电源转换器的电流平衡的效果为所述周期的50％。5.根据权利要求1所述的时间信号产生方法，其特征在于，步骤(D)还包括：依据所述平衡信号影响导通时间产生器的电流，以产生所述时间信号。6.根据权利要求1所述的时间信号产生方法，其特征在于，步骤(D)还包括：依据所述平衡信号影响导通时间产生器的计数上界电压，以产生所述时
\t间信号。7.一种时间信号产生电路，其特征在于，包括：采样及保持电路，取得第一相位信号与第二相位信号，所述采样及保持电路将所述第一相位信号进行采样及保持以产生第一信号，并将所述第二相位信号进行采样及保持以产生第二信号，其中所述第一相位信号相关于第一相位电流，所述第二相位信号相关于第二相位电流；以及电流平衡调节电路，包含误差放大器，所述误差放大器依据所述第一信号与所述第二信号来产生平衡信号，所述时间信号产生电路依据所述平衡信号产生时间信号。8.根据权利要求7所述的时间信号产生电路，其特征在于，所述采样及保持电路包括：第一采样及保持单元，接收所述第一相位信号以产生所述第一信号；以及第二采样及保持单元，接收所述第二相位信号以产生所述第二信号。9.根据权利要求8所述的时间信号产生电路，其特征在于，所述第一采样及保持单元包括：第一开关，其第一端接收所述第一相位信号；第一电容器，其耦接所述第一开关的第二端与接地之间；第二开关，其第一端耦接所述第一开关的第二端；以及第二电容器，其耦接所述第二开关的第二端与接地之间，其中所述第二开关的第二端与所述第二电容器的耦接点输出所述第一信号；其中所述第一开关、所述第二开关分别受控于第一采样控制信号与第一保持控制信号，所述第一采样控制信号与所述第一保持控制信号互为反相；其中所述第二采样及保持单元包括：第三开关，其第一端接收所述第二相位信号；第三电容器，其耦接所述第三开关的第二端与接地之间；第四开关，其第一端耦接所述第三开关的第二端；以及第四电容器，其耦接所述第四开关的第二端与接地之间，其中所述第四开关的第二端与所述第四电容器的耦接点输出所述第二信号；其中所述第三开关、所述第四开关分别受控于第二采样控制信号、第二保持控制信号，所述第二采样控制信号与所述第二保持控制信号互为反相。10.根据权利要求7所述的时间信号产生电路，其特征在于，在第一半个周期，所述误差放大器的第一输入端、第二输入端分别接收所述第一信号、所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄昆民，
申请(专利权)人：力智电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾;71