用于DC‑DC电压转换器的方法和系统技术方案

一种用于DC‑DC电压转换器的方法和系统。实施例涉及一种装置，所述装置包括：电流共享控制电路，所述电流共享控制电路被配置成接收代表第一功率级中的电流的第一采样电感器电流感测信号，被配置成从数据总线接收来自固定参考相位的第二采样电感器电流感测信号，并且产生调整信号。第一控制回路具有被配置成与第一功率级的输入耦连的输出，并且被配置成接收代表输出电压的信号以及调整信号。

Method and system for DC DC voltage converter

A method and system for DC DC voltage converter. The embodiment relates to a device, the device includes: a current sharing control circuit, the current sharing control circuit is configured to receive the current representative of the first power level in the first sampling inductor current sensing signal is configured to receive from the fixed reference phase second inductor current sensing signal sampling from the data bus, and adjusting signal. The first control loop has an output configured to be coupled to an input of the first power stage and configured to receive a signal representing the output voltage and to adjust the signal.

【技术实现步骤摘要】
用于DC-DC电压转换器的方法和系统相关申请的交叉引用本申请要求享有2015年11月18日提交的美国专利申请62/256898的优先权，所述申请的全部内容在此引入以作为参考。附图说明图1示出了电子系统的实施例；图2a示出了多相数字DC-DC电压转换器的实施例；图2b示出了用于电压模式的DC-DC电压转换器的数字控制回路的实施例；图2c示出了用于电流模式的DC-DC电压转换器的数字控制回路的实施例；图2d示出了数字电流共享控制电路的实施例；图2e示出了功率级的实施例；图3示出了数字电流共享总线中的数据包的实施例；图4示出了多相数字DC-DC转换器的操作的实施例。应该指出的是，附图的一些细节已被简化和绘制成便于理解本专利技术的实施例，而并未保持严格的结构精度、细节和比例。还应该指出的是，由于关于电路设计和操作的通用方法是众所周知的，因此并未示出所有的电路部件和操作步骤。此外还应该指出，由于电压转换器的通用设计同样是众所周知的，因此并未示出电压转换器的所有细节。现在将详细参考附图中举例示出的关于本教导的实施例(例示实施例)。只要可能，在所有附图中都会使用相同的附图标记来指代相同或相似的部件。具体实施方式实施例主要涉及具有固定参考相位的多相DC-DC电压转换器。图1示出了例示的电子系统100，该系统包括处理系统116之类的负载以及具有电压转换器的电源102，该电压转换器例如可以是DC-DC电压转换器104。处理器118可以通过电压转换器数据总线150与电压转换器电耦连、与该电压转换器进行通信和/或控制该电压转换器。该电子系统100可以是与电信、汽车、半导体测试和制造设备、消费类电子产品或是任何类型的电子设备相关联的设备。电源102可以是AC-DC电源或是由电池供电的DC电源。电源102向DC-DC电压转换器104提供输入电压165(VIN)以便为DC-DC电压转换器104供电。该DC-DC电压转换器104具有输出电压144(VOUT)以及转换器输出电流164(IOUT)。该输出电压144是用下文更进一步描述的方式调节的电压，并且是在DC-DC电压转换器104的输出上提供的。在一个实施例中，处理系统116可以包括相互耦连的处理器118和存储器120。在另一个实施例中，处理器118可以是一个或多个微处理器、微控制器、嵌入式处理器、数字信号处理器或前述各项中的两项或更多项的组合。存储器120可以是一个或多个易失存储器和/或非易失存储器，例如静态随机存取存储器、动态随机存取存储器、只读存储器、闪存或是前述各项中的两项或更多项的组合。DC-DC电压转换器104向处理系统116之类的负载提供电压，其中与低压降稳压器之类的其它电压源提供的电压相比，该DC-DC电压转换器104提供的电压更加精确和/或更加高效。图1所示的DC-DC电压转换器104可以作为电流模式或电压模式的DC-DC电压转换器来实施。电压模式的DC-DC电压转换器常用于避免必须实施用以测量即时电流电平的电路。后续示出的多相DC-DC电压转换器是电压模式的DC-DC电压转换器。然而，本专利技术同样可以用在电流模式的DC-DC电压转换器中。另外，后续还例示了用于电流模式的DC-DC电压转换器的控制回路的示例。多相DC-DC电压转换器可用于提供更高和更精确的输出电流容量。数字DC-DC电压转换器可用于提供更高的效率和操作灵活性。非常有利的是，图1的DC-DC电压转换器104是由具有固定参考相位的多相数字DC-DC电压转换器形成的。术语“固定”意味着参考相位不会从一个相位变成另一个相位；并且后续将会对此进行更进一步的描述。此外，术语“固定”还意味着DC-DC电压转换器104的输出电压具有固定或基本恒定的输出电压。该DC-DC电压转换器104(及其每个构成相位)的输出电压不会响应于DC-DC电压转换器104(及其构成相位)的输出电流变化而改变。其它的多相DC-DC电压转换器可以使用参考相位来实现，其中所述参考相位会在转换器的操作过程中在两个或更多相位之间移动和/或需要负载线阻抗，以使输出电压随着输出电流而改变。固定参考相位是由电源102的设计者或用户选择的，并且可以是n个相位中的任一相位。其它相位的输出电流则会通过使用固定参考相位的电流信号来调节。后续将会参照图2a至图4来更详细地描述具有固定参考相位的多相数字DC-DC电压转换器的实施例。在图2a中示出了具有固定参考相位272a的多相数字DC-DC电压转换器214的实施例。该多相数字DC-DC电压转换器214是电压模式的DC-DC电压转换器。以下对该例示实施例进行了概要描述。并且稍后将会描述更多的实施和操作细节。图示的多相数字DC-DC电压转换器214具有n个相位。图2a示出了两个相位：固定参考相位272a以及相位n272n。这两个相位都包括控制回路。为了让每一个相位272产生预期的输出电流以及让多相数字DC-DC电压转换器214产生预期的输出电压，作为示例，相位272a、272n必须以如下所述的方式耦连。每一个相位272的输出耦连在一起，以使每一个相位272都具有相等(或基本相等)的输出电压144(VOUT)。每一个相位272的输出电流，例如IOUTa164a和IOUTn164n组合以便提供转换器输出电流164(IOUT)。多相数字DC-DC电压转换器214的每一个相位都包括数字控制回路202和功率级204。在另一个实施例中，控制回路可以是模拟控制回路。在这种情况下，后续描述的电流共享控制可以采用模拟或数字设计实施，但其需要例如将数字输入或输出分别转换成模拟输入或输出的数模转换器。然而，后续描述的实施例示出了数字多相DC-DC电压转换器。在一个实施例中，可以在电源模块294中实现数字控制回路202和功率级204。在另一个实施例中，非参考相位包括下文描述的数字电流共享控制电路206。在另一个实施例中，可以在电源模块294中实现数字控制回路202、功率级204以及数字电流共享控制电路206的每一个。每一个功率级204都配备了输入电压VIN(165)，并且在一个实施例中，该输入电压对于每一个功率级204而言都是相同的。在一个实施例中，每一个功率级204都产生模拟电感器电流感测信号152(ISENSE)，例如代表电感器电流的电压信号，或者通过使用电流传感器242感测这种电流来产生上端功率晶体管电流。或者，电感器电流感测信号152可以例如在数字控制回路202或功率级204中基于对电感器电流或晶体管电流的仿真来合成。在2012年5月29日发布的美国专利No.RE43414中进一步描述了这种合成，所述专利在这里引入以作为参考。在另一个实施例中，电感器电流感测信号152例如在数字控制回路202或功率级204中被数字化。在一个实施例中，电压传感器244耦连到多相数字DC-DC电压转换器214的输出。电压传感器244产生代表输出电压144的输出电压感测信号128(FB)。该输出电压感测信号128可以通过改变其电压或电流电平来传达关于输出电压144的信息。在另一个实施例中，输出电压感测信号128例如在功率级204或数字控制回路202中被数字化。在另一个实施例中，所有相位272的电压输出都连接在DC-DC电压转换器输出247。该D本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：电流共享控制电路，所述电流共享控制电路被配置成接收代表第一功率级中的电流的第一采样电感器电流感测信号，被配置成从数据总线接收来自固定参考相位的第二采样电感器电流感测信号，以及产生调整信号；第一控制回路，所述第一控制回路具有被配置成与第一功率级的输入耦连的输出，并且被配置成接收代表输出电压的信号和调整信号。

【技术特征摘要】
2015.11.18 US 62/256,898;2016.04.20 US 15/133,4871.一种装置，包括：电流共享控制电路，所述电流共享控制电路被配置成接收代表第一功率级中的电流的第一采样电感器电流感测信号，被配置成从数据总线接收来自固定参考相位的第二采样电感器电流感测信号，以及产生调整信号；第一控制回路，所述第一控制回路具有被配置成与第一功率级的输入耦连的输出，并且被配置成接收代表输出电压的信号和调整信号。2.如权利要求1所述的装置，其中所述第一控制回路还被配置成接收第一采样电感器电流感测信号。3.如权利要求1所述的装置，还包括：所述数据总线；第二功率级；以及处于固定参考相位的第二控制回路，所述第二控制回路具有与第二功率级的输入耦连的输出。4.如权利要求3所述的装置，其中所述第二控制回路还被配置成接收代表第二功率级中的电流的第二电感器电流感测信号。5.如权利要求3所述的装置，还包括：具有第一输出的所述第一功率级；具有第二输出的所述第二功率级；与第一输出和第二输出相连的DC-DC电压转换器输出；其中所述DC-DC电压转换器输出被配置成提供所述输出电压；以及与所述DC-DC电压转换器输出耦连的电压传感器，所述电压传感器被配置成提供代表所述输出电压的信号。6.如权利要求1所述的装置，其中所述第一控制回路还包括：第一参考电压；第一减法器和第一误差放大器中的一个，其被配置成接收所述第一参考电压和代表所述输出电压的信号；以及与所述第一减法器和第一误差放大器中的一个的输出耦连的第一补偿器。7.如权利要求6所述的装置，还包括：第一PWM信号发生器，所述第一PWM信号发生器的输入耦连到所述第一减法器和第一误差放大器中的一个的输出，并且所述第一PWM信号发生器的输出耦连到所述第一功率级的输入。8.如权利要求3所述的装置，还包括第二PWM信号发生器，所述第二PWM信号发生器的输入耦连到所述第二减法器和第二误差放大器中的一个的输出，并且所述第二PWM信号发生器的输出耦连到所述第二功率级的输入。9.如权利要求3所述的装置，其中所述第二控制回路还包括：第二参考电压；第二减法器和第二误差放大器中的一个，其被配置成接收所述第二参考电压和代表所述输出电压的信号；以及与所述第二减法器和第二误差放大器中的一个的输出耦连的第二补偿器。10.如权利要求1所述的装置，还包括第一估计器电路，所述第一估计器电路被配置成接收代表所述第一功率级中的电流的第一电感器电流感测信号，以及提供所述第一采样电感器电流感测信号。11.如权利要求1所述的装置，其中所述第一采样电感器电流感测信号是平均电流、峰值电流或谷值电流中的一个。12.如权利要求3所述的装置，还包括第二估计器电路，所述第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：戴维·L·比克，
申请(专利权)人：英特矽尔美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US