多相开关变换器及其控制电路和控制方法技术

公开了多相开关变换器及其控制电路和控制方法。多相开关变换器包括多个开关电路，该多个开关电路的输出端耦接在一起以提供输出电压。控制电路包括输入端和多个输出端，其中输入端耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，多个输出端提供多个开关控制信号以控制多个开关电路依次导通，其中当检测到输出电压过冲时，控制电路暂时关断当前开关电路，以及当输出电压恢复正常时，控制电路继续开通当前开关电路以使当前开关电路总的开通时长等于一预设的导通时长。

Multiphase switching converter and its control circuit and control method

A multi-phase switching converter, a control circuit and a control method thereof are disclosed. The multi-phase switching converter includes a plurality of switching circuits, each of which is coupled together to provide an output voltage. The control circuit includes an input terminal and a plurality of output terminals, wherein the input end is coupled to the output end of the switching circuit to receive the output voltage, a plurality of output terminals provided to control a plurality of switch circuits are conducting a plurality of switch control signal when the detected output voltage overshoot, control circuit temporarily turn off current the switch circuit, and returned to normal when the output voltage, the control circuit to open current switch circuit to make the current opening switch circuit the total length is equal to a preset turn-on time.

【技术实现步骤摘要】
多相开关变换器及其控制电路和控制方法
本专利技术的实施例涉及电子电路，尤其涉及多相开关变换器及其控制电路和控制方法。
技术介绍
近年来，随着一些高性能CPU的出现，需要输出电压更小、输出电流更大的开关变换器，对开关变换器的热性能、EMI及负载瞬态响应的要求也不断提高。多相开关变换器以其优越的性能，被广泛应用于高性能CPU电源的解决方案。多相开关变换器包括多个开关电路，该多个开关电路的输出端耦接在一起为负载提供能量。在开关变换器的控制方式中，恒定导通时间控制由于其优越的负载瞬态响应、简单的内部结构和平滑的工作模式切换等优点而得到了广泛应用。恒定导通时间控制的开关变换器通常通过比较器将输出电压与参考信号进行比较，并根据比较结果对开关电路进行控制，从而实现对输出电压的调节。例如，当输出电压小于参考信号时，控制开关电路中至少一个开关管导通。然而恒定导通时间控制的开关变换器，其输出电压在负载电流瞬时下降时的过冲不可控。
技术实现思路
针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的一个目的是提供一种多相开关变换器及其控制电路和控制方法。根据本专利技术实施例的一种控制电路，用于多相开关变换器，所述多相开关变换器包括多个开关电路，所述多个开关电路的输出端耦接在一起以提供输出电压，所述控制电路包括输入端和多个输出端，其中输入端耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，多个输出端提供多个开关控制信号以控制多个开关电路依次导通，其中当检测到输出电压过冲时，控制电路暂时关断当前开关电路，以及当输出电压恢复正常时，控制电路继续开通当前开关电路以使当前开关电路总的开通时长等于一预设的导通时长。在一个实施例中，所述控制电路包括：第一比较电路，耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，并基于参考信号和输出电压产生比较信号；过冲控制电路，耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，并基于过冲阈值信号和输出电压产生过冲控制信号；开关控制电路，耦接至比较电路和过冲控制电路以接收比较信号和过冲控制信号，并基于比较信号和过冲控制信号产生多个开关控制信号。在一个实施例中，过冲控制电路还包括：第二比较电路，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中第一输入端耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，第二输入端接收过冲阈值信号，输出端根据输出电压和过冲阈值信号的比较结果产生过冲指示信号；以及滤波电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至第二比较电路的输出端以接收过冲指示信号，输出端基于过冲指示信号产生过冲控制信号。在一个实施例中，滤波电路包括：屏蔽电路，具有输入端、控制端和输出端，其中输入端耦接至第二比较电路的输出端以接收过冲指示信号，控制端接收屏蔽信号，输出端输出过冲控制信号，其中当屏蔽信号有效时过冲控制信号无效，当屏蔽信号无效时屏蔽电路根据过冲指示信号产生过冲控制信号；以及第一计时电路，基于过冲控制信号产生屏蔽信号，其中当过冲控制信号从有效变为无效时，第一计时电路开始计时，屏蔽信号有效，直至计时时长达到屏蔽时长时，计时电路停止计时，屏蔽信号无效。在一个实施例中，开关控制电路还包括：分频电路，具有输入端和多个输出端，其中输入端耦接至第一比较电路以接收比较信号，多个输出端根据比较信号依次输出多个有效的分频信号；以及多个脉冲电路，每个脉冲电路均具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至分频电路的相应输出端以接收相应的分频信号，第二输入端耦接至过冲控制电路以接收过冲控制信号，输出端产生用于相应开关电路的开关控制信号。在一个实施例中，每个脉冲电路根据相应的分频信号控制相应开关电路的开通，当过冲控制信号有效时，当前开关电路在相应脉冲电路的控制下暂时关断，当过冲控制信号恢复无效时，当前开关电路在相应脉冲电路的控制下继续开通直至总开通时长达到预设的导通时长。在一个实施例中，每个脉冲电路还包括：第二计时电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至分频电路的相应输出端以接收相应的分频信号，第二输入端耦接至过冲控制电路以接收过冲控制信号，输出端基于分频信号和过冲控制信号产生计时信号，其中当分频信号有效时，第二计时电路开始计时直至计时时间达到预设的导通时长时，第二计时电路停止计时，计时信号有效，当过冲控制信号有效时第二计时电路暂停计时，以及当过冲控制信号恢复无效时，第二计时电路继续计时；触发电路，具有置位端、复位端以及输出端，其中置位端耦接至分频电路相应的输出端以接收相应的分频信号，复位端耦接至第二计时电路的输出端以接收计时信号；以及选择电路，具有第一输入端、第二输入端、控制端和输出端，其中第一输入端耦接至固定电平，第二输入端耦接至触发电路的输出端，控制端耦接至过冲控制电路以接收过冲控制信号，输出端根据过冲控制信号选择第一输入端上的信号或第二输入端上的信号作为用于相应开关电路的开关控制信号输出。根据本专利技术实施例的一种多相开关变换器，包括多个开关电路及如前所述的控制电路，其中所述多个开关电路的输出端耦接在一起以提供输出电压。根据本专利技术实施例的一种控制方法，用于多相开关变换器，该多相开关变换器包括多个开关电路，该多个开关电路的输出端耦接在一起以提供输出电压，该控制方法包括：基于输出电压和参考信号产生比较信号；基于输出电压检测输出电压是否过冲；以及基于比较信号产生多个开关控制信号以控制多个开关电路依次导通，其中当比较信号有效时，相应的开关控制信号有效以开通相应的开关电路；其中当检测到输出电压过冲时当前开关电路暂时关断，以及当检测到输出电压恢复正常时，当前开关电路继续开通直至当前开关电路总的开通时长等于一预设的导通时长。根据本专利技术的实施例，在检测到输出电压过冲时，暂时关断当前开关电路，以及当输出电压恢复正常时，继续开通当前开关电路以使当前开关电路总的开通时长等于预设的导通时长，可以在提高系统瞬态响应速度、减小输出电压过冲的同时，保证流过各相开关电路的电流相同，从而实现各相均流。附图说明图1为根据本专利技术一实施例的多相开关变换器100的框图；图2为根据本专利技术一实施例的控制电路200的电路原理图；图3为根据本专利技术一实施例的图2所示滤波电路24的电路原理图；图4为根据本专利技术一实施例的图3所示滤波电路24的工作波形图；图5为根据本专利技术一实施例的图2所示脉冲电路27_i的电路原理图；图6为根据本专利技术一实施例的图2所示控制电路200用于当前开关电路的控制方法的流程图；图7为根据本专利技术一实施例的图1所示多相开关变换器100的工作波形图；图8为根据本专利技术一实施例的用于多相开关变换器的控制方法的流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电路，用于多相开关变换器，所述多相开关变换器包括多个开关电路，所述多个开关电路的输出端耦接在一起以提供输出电压，所述控制电路包括输入端和多个输出端，其中输入端耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，多个输出端提供多个开关控制信号以控制多个开关电路依次导通，其中当检测到输出电压过冲时，控制电路暂时关断当前开关电路，以及当输出电压恢复正常时，控制电路继续开通当前开关电路以使当前开关电路总的开通时长等于一预设的导通时长；其中所述控制电路还包括：分频电路，基于输出电压和一参考信号相比较的结果，依次输出多个分频信号；以及多个脉冲电路，每个脉冲电路均具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至分频电路以接收相应的分频信号，第二输入端接收用于指示输出电压过冲的过冲控制信号，输出端产生用于控制相应开关电路的开关控制信号；其中当输出电压小于参考信号时，相应的开关控制信号控制当前开关电路开通；以及若在当前开关电路的开通时长达到预设的导通时长前检测到输出电压过冲，当前开关电路暂时关断，当前开关电路在暂时关断前开通第一开通时长，直至检测到输出电压恢复正常时，当前开关电路继续开通第二开通时长，第一开通时长与第二开通时长之和等于预设的导通时长。...

【技术特征摘要】
1.一种控制电路，用于多相开关变换器，所述多相开关变换器包括多个开关电路，所述多个开关电路的输出端耦接在一起以提供输出电压，所述控制电路包括输入端和多个输出端，其中输入端耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，多个输出端提供多个开关控制信号以控制多个开关电路依次导通，其中当检测到输出电压过冲时，控制电路暂时关断当前开关电路，以及当输出电压恢复正常时，控制电路继续开通当前开关电路以使当前开关电路总的开通时长等于一预设的导通时长；其中所述控制电路还包括：分频电路，基于输出电压和一参考信号相比较的结果，依次输出多个分频信号；以及多个脉冲电路，每个脉冲电路均具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至分频电路以接收相应的分频信号，第二输入端接收用于指示输出电压过冲的过冲控制信号，输出端产生用于控制相应开关电路的开关控制信号；其中当输出电压小于参考信号时，相应的开关控制信号控制当前开关电路开通；以及若在当前开关电路的开通时长达到预设的导通时长前检测到输出电压过冲，当前开关电路暂时关断，当前开关电路在暂时关断前开通第一开通时长，直至检测到输出电压恢复正常时，当前开关电路继续开通第二开通时长，第一开通时长与第二开通时长之和等于预设的导通时长。2.如权利要求1所述的控制电路，包括：第一比较电路，耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，并基于参考信号和输出电压产生比较信号；过冲控制电路，耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，并基于过冲阈值信号和输出电压产生过冲控制信号；开关控制电路，耦接至比较电路和过冲控制电路以接收比较信号和过冲控制信号，并基于比较信号和过冲控制信号产生多个开关控制信号。3.如权利要求2所述的控制电路，其中过冲控制电路还包括：第二比较电路，具有第一输入端、第二输入端以及输出端，其中第一输入端耦接至多个开关电路的输出端以接收输出电压，第二输入端接收过冲阈值信号，输出端根据输出电压和过冲阈值信号的比较结果产生过冲指示信号；以及滤波电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至第二比较电路的输出端以接收过冲指示信号，输出端基于过冲指示信号产生过冲控制信号。4.如权利要求3所述的控制电路，其中滤波电路包括:屏蔽电路，具有输入端、控制端和输出端，其中输入端耦接至第二比较电路的输出端以接收过冲指示信号，控制端接收屏蔽信号，输出端输出过冲控制信号，其中当屏蔽信号有效时过冲控制信号无效，当屏蔽信号无效时屏蔽电路根据过冲指示信号产生过冲控制信号；以及第一计时电路，基于过冲控制信号产生屏蔽信号，其中当过冲控制信号从有效变为无效时，第一计时电路开始计时，屏蔽信号有效，直至计时时长达到屏蔽时长时，计时电路停止计时，屏蔽信号无效。5.如权利要求1所述的控制电路，其中每个脉冲电路根据相应的分频信号控制相应开关电路的开通，当过冲控制信...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜礼节，吴小康，罗苏华，欧阳茜，周景海，
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