恒定导通时间控制的直流-直流变换器以及多相电源制造技术

本发明专利技术公开了一种多相功率电源，该功率电源包括多个COT控制的直流‑直流变换芯片，每一个COT控制的直流‑直流变换芯片为多相功率电源提供一相电路的输出电压。COT控制的直流‑直流变换芯片交错并联连接，并依次导通。其中一个COT控制的直流‑直流变换芯片在其管脚TAKE接收一个控制信号，用于导通其内部的输出开关，并在其管脚PASS输出另一个控制信号。其余COT控制的直流‑直流变换芯片将根据接收到的来自先前COT控制的直流‑直流变换芯片输出的控制信号导通各自内部输出开关。

DC to DC converter with constant turn-on time control and multiphase power supply

The invention discloses a multi phase power supply, a plurality of COT control DC DC-DC converter chip including the power supply, DC DC converter chip every COT to control the output voltage of a phase circuit for multi phase power supply. COT control of DC DC converter chip interleaved parallel connection, and successively conducted. One of the COT control DC DC converter chip in the TAKE pin receives a control signal for the output switch through the internal guide, and the PASS pin output of another control signal. DC DC converter chip COT control will be based on the control signal from the previous COT control of DC DC converter chip output receives the conduction of the respective internal output switch.

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路，更具体地说，本专利技术涉及但不仅限于直流-直流变换器和功率电源。
技术介绍
直流-直流电压变换器常用于将一个输入电压变换为输出电压，当直流-直流电压变换器为BOOST拓扑结构时，输出电压高于输入电压；当该直流-直流电压变换器为BUCK拓扑结构时，输出电压低于输入电压。多个直流-直流变换器可以组成一个多相功率电源，每一个直流-直流变换器在不同的相电路提供输出电压。通常，需要一个专用的脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)控制器同步该多个直流-直流变换器并产生一个交错并联的输出电压。但是，一个专用的控制器将增加多相功率电源的成本和复杂度。因此，需要提出一种更简单、高效的直流-直流变换器和功率电源。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供了一种多相功率电源，该多相功率电源包括：第一恒定导通时间(ConstantOnTime，COT)控制直流-直流变换集成电路(IC)，连接在多相功率电源的第一相电路；第一COT控制直流-直流变换IC具有第一管脚和第二管脚；第一COT控制直流-直流变换IC通过导通其内部的输出开关，将其接收的输入电压转换为多相功率电源的输出电压；并在其第二管脚产生第一指示信号；第二COT控制直流-直流变换IC，连接在多相功率电源的第二相电路；第二COT控制直流-直流变换IC具有第一管脚，耦接至第一COT控制直流-直流变换IC的第二管脚；当第二COT控制直流-直流变换IC的第一管脚接收到第一指示信号后，所述第二COT控制直流-直流变换IC导通其内部的输出开关，并将其接收的输入电压转换为多相功率电源的输出电压。本专利技术进一步提供了一种COT控制的直流-直流变换IC，该COT控制的直流-直流变换IC包括：输出开关；第一管脚，接收第一控制信号；脉冲宽度调制(PulseWidthModulation，PWM)电路，用于产生PWM信号，其中PWM信号与第一控制信号同步控制输出开关的导通和关断切换，PWM信号用于控制输出开关固定时间内导通；第二管脚；以及交错电路，用于当PWM信号控制输出开关导通时产生第二控制信号，并在第二管脚输出。本专利技术进一步提供了一个多相功率电源，该多相功率电源包括：第一COT控制直流-直流变换IC，用于在多相功率电源的第一相电路产生多相功率电源的输出电压；并在其第一管脚产生第一控制信号；第二COT控制直流-直流变换IC，用于在多相功率电源的第二相电路产生多相功率电源的输出电压，其中，第二COT控制直流-直流变换IC在其第一管脚接收第一控制信号，并根据该第一控制信号同步控制其内部的一输出开关在固定时间内导通。附图说明附图作为说明书的一部分，对本专利技术实施例进行说明，并与实施例一起对本专利技术的原理进行解释。为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述。图1所示为根据本专利技术一个实施例的多相功率电源100的电路示意图。图2所示为根据本专利技术一个实施例的变换器101的电路原理图。图3所示为根据本专利技术一实施例的变换器101中斜坡补偿相关的电路。图4所示为根据本专利技术一个实施例图3所示电路的时序图。图5所示为根据本专利技术一实施例的变换器101中多相交错初始化电路200的电路原理图。图6所示为根据本专利技术一实施例的变换器101中多相交错逻辑电路250的电路原理图。图7所示为根据本专利技术一个实施例的图1所示功率电源100的工作时序图。图8所示为根据本专利技术一实施例的变换器101中涉及电流平衡的电路原理图。图9所示为具有六相变换器101的功率电源在没有电流平衡电路时的工作波形图。图10所示为根据本专利技术一个实施例的具有六相变换器101的功率电源具有电流平衡电路时的工作波形图。图11所示为根据本专利技术一个实施例的单相变换器101的示意图。图12所示为在变换器101启动时，其输出电感电流和输出电压的波形图。图13示出了输出电感电流和输出电压在600微秒附近的波形放大图。图14示出了输出电感电流和输出电压在700微秒附近的波形放大图。图15所示为根据本专利技术一个实施例的多相功率电源500电路原理图。图16所示为具有六相变换器101的多相功率电源500启动时，其输出电感电流和输出电压的波形图。图17示出了输出电感电流和输出电压在500微秒附近的波形放大图。图18示出了输出电感电流和输出电压在650微秒附近的波形放大图。图19所示为根据本专利技术一实施例的变换器101中选择电路600的电路原理图。图20所示为根据本专利技术一个实施例的一个多相功率电源700的电路原理图。图21所示为根据本专利技术一个实施例的一变换器701的原理图。图22所示为根据本专利技术一个实施例的一个多相功率电源800的原理图。图23所示为根据本专利技术一个实施例的一个变换器801的电路原理图。图24所示为根据本专利技术一实施例的主变换器产生置位信号SET的电路原理图。图25所示为根据本专利技术一实施例的图22中多相功率电源800中各相变换器801的同步原理。图26示出了根据本专利技术一个实施例的一个具有四相变换器的多相功率电源800的仿真波形。具体实施方式下面将根据多个实施例具体描述本申请的
技术实现思路
。虽然申请人详细列举了本专利技术的多个实施例，然而这并非用于限定本专利技术的范围。相反地，任何熟悉本项技术的人员，在不脱离本专利技术的精神和范围内，可在此基础上做进一步的改进和变化。因此，本申请所限定的范围应当以本申请的权利要求书所界定的范围为准，包括所有本申请相关的可替换实施例、修改实施例以及等同实施例等。此外，在本申请接下来具体的描述中，为了能更清晰明确的理解本专利技术的内容，申请人描述了大量细节。但是，对于本领域一般技术人员来讲，没有这些大量细节的描述，本申请公开的实施例依然能够施行。在另外的一些实施例中，为了不模糊本申请实施例的重要内容，一些总所周知的电路、材料以及方法均没有描述。图1所示为根据本专利技术一个实施例的多相功率电源100的电路示意图。在图1所示实施例中，功率电源100包括多个恒定导通时间(ConstantOnTime，COT)控制的直流-直流变换集成电路(IntegratedCircuits，IC)101，在图1所示实施例中，多个COT直流-直流变换IC101被分别示意为101-1、101-2、…、101-n。在一个实施例中，每一个COT直流-直流变换IC101包括恒定导通时间控制的BUCK变换器。当然，本领域一般技术人员需要明白，COT直流-直流变换器IC101也可以包括一个恒定导通时间控制的BOOST变换器。在一个实施例中，COT直流-直流变换IC101为具有多个管脚的单个芯片。为了便于讨论，接下来的描述中，将用“变换器101”代替“COT直流-直流变换IC101”。在图1所示实施例中，功率电源100没有控制器，每一个变换器101各自独立工作。这样设计的最大的优点是：功率电源100可以根据负载需求采用任意数量的相电路进行交错并联，而不受控制器的限制。因此，在更高的负载电流需求场合，功率电源100易于级联更多的变换器101。在图1所示实施例中，变换器101-1在第一相电路中产生一输出电压，变换器101-2在第二相电路中产生一输出电压，以此类推。功率电源100具有多个交错并联的相电路，其数量和功率电源10本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相功率电源，包括：第一恒定导通时间(Constant On Time，COT)控制直流‑直流变换集成电路(IC)，连接在多相功率电源的第一相电路；第一COT控制直流‑直流变换IC具有第一管脚和第二管脚；第一COT控制直流‑直流变换IC通过导通其内部的输出开关，将其接收的输入电压转换为多相功率电源的输出电压；并在其第二管脚产生第一指示信号；第二COT控制直流‑直流变换IC，连接在多相功率电源的第二相电路；第二COT控制直流‑直流变换IC具有第一管脚，耦接至第一COT控制直流‑直流变换IC的第二管脚；当第二COT控制直流‑直流变换IC的第一管脚接收到第一指示信号后，所述第二COT控制直流‑直流变换IC导通其内部的输出开关，并将其接收的输入电压转换为多相功率电源的输出电压。

【技术特征摘要】
2015.04.27 US 62/153,405;2015.05.19 US 62/163,878;1.一种多相功率电源，包括：第一恒定导通时间(ConstantOnTime，COT)控制直流-直流变换集成电路(IC)，连接在多相功率电源的第一相电路；第一COT控制直流-直流变换IC具有第一管脚和第二管脚；第一COT控制直流-直流变换IC通过导通其内部的输出开关，将其接收的输入电压转换为多相功率电源的输出电压；并在其第二管脚产生第一指示信号；第二COT控制直流-直流变换IC，连接在多相功率电源的第二相电路；第二COT控制直流-直流变换IC具有第一管脚，耦接至第一COT控制直流-直流变换IC的第二管脚；当第二COT控制直流-直流变换IC的第一管脚接收到第一指示信号后，所述第二COT控制直流-直流变换IC导通其内部的输出开关，并将其接收的输入电压转换为多相功率电源的输出电压。2.如权利要求1所述的多相功率电源，其中，第一指示信号包括一个脉冲信号；一旦第二COT控制直流-直流变换IC检测到该脉冲信号的上升沿，导通其内部的输出开关。3.如权利要求1所述的多相功率电源，其中，当第一COT控制直流-直流变换IC的第一管脚接收到第二指示信号，第一COT控制直流-直流变换IC导通其内部的输出开关。4.如权利要求1所述的多相功率电源，进一步包括连接在第一COT控制直流-直流变换IC第一管脚上的电阻，其中，当检测到所述电阻的一端具有电压值时，第一COT控制直流-直流变换IC导通其内部的输出开关。5.如权利要求1所述的多相功率电源，其中，当第二COT控制直流-直流变换IC的第三管脚接收一个同步信号时，第二COT控制直流-直流变换IC同步
\t导通其内部的输出开关。6.如权利要求5所述的多相功率电源，其中，同步信号为一组脉冲信号，其脉冲信号的个数与多相功率电源包括的COT控制直流-直流变换IC个数相同。7.如权利要求5所述的多相功率电源，其中，第一COT控制直流-直流变换IC的第三管脚与第二COT控制直流-直流变换IC的第三管脚耦接；第一COT控制直流-直流变换IC在其第三管脚输出同步信号。8.如权利要求7所述的多相功率电源，进一步包括：第三COT控制直流-直流变换IC，当其第一管脚接收到第一指示信号以及其第三管脚接收到同步信号时，同步导通其内部的输出开关。9.如权利要求1所述的多相功率电源，进一步包括：微处理器，用于使能或不使能该多相功率电源中每一个COT控制直流-直流变换IC。10.如权利要求9所述的多相功率电源，其中，微处理器用于接收来自多相功率电源中每一个COT控制直流-直流变换IC输出的误差状态...

【专利技术属性】
技术研发人员：詹姆斯·阮，周景海，罗翰·沙姆希，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51