用于半谐振电源转换器中的相位对准方法和装置制造方法及图纸

多相电压转换器的每个相位包括功率级、无源电路、同步整流(SR)开关和控制电路。每个无源电路将其功率级耦合至电压转换器的输出节点，并且通过SR开关可切换地耦合至地。通过SR开关的电流具有半循环正弦形状，而谐振频率通过无源电路的电抗来确定。控制电路生成信号以控制功率级内的开关和SR开关。控制电路通过每个相位的SR开关来测量电流，并且调整各相位的控制信号的占空比，以使在零电流或几乎零电流流经它们时，关断SR开关。

Method and device for phase alignment in a semi resonant power converter

Each phase of the polyphase voltage converter includes power stage, passive circuit, synchronous rectifier (SR) switch and control circuit. Each passive circuit is coupled with its power stage to the output node of the voltage converter and can be coupled to ground via the SR switch. The current through the SR switch has a semi circular sinusoidal shape, and the resonant frequency is determined by the reactance of the passive circuit. The control circuit generates signals to control the switches and SR switches in the power stage. The control circuit measures the current through each phase of the SR switch, and adjusts the duty cycle of the control signals of each phase so that the SR switch is switched off when the zero current or almost zero current flows through them.

【技术实现步骤摘要】
用于半谐振电源转换器中的相位对准方法和装置
本申请涉及多相半谐振和谐振转换器，并且具体涉及用于对准这种转换器的相位的开关控制信号的定时的技术。
技术介绍
包括隔离拓扑和非隔离拓扑的谐振DC-DC转换器和半谐振DC-DC转换器被用于多种应用中，包括电信设备、消费电子设备、计算机电源等。这种转换器的使用越来越受欢迎，因为它们的零电压开关(ZVS)和/或零电流开关(ZCS)特性以及它们利用电子电路固有的寄生电特性的能力。在许多拓扑中，具有变压器/中心抽头电感器的半谐振转换器是提供高电压转换比而不需要隔离的有吸引力的拓扑。与其它解决方案相比，这种转换器提供了更低成本和更高效率的优点。一种类型的半谐振转换器包括高侧开关和低侧开关，其将来自输入源的功率传递给向负载提供输出功率的中心抽头电感器。中心抽头电感器也连接到第二低侧开关，其在本文中被称为同步整流(SR)开关。为了满足半谐振转换器的负载(例如，向负载提供接近恒定的输出电压)的功率要求，许多半谐振DC-DC转换器采用可变开关频率，其中开关周期(period)可以在循环(cycle)之间变化。在每个开关周期的一部分期间，SR开关将被使能，以使得本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种多相电压转换器，包括：多个相位，每个相位包括同步整流(SR)开关，当所述同步整流(SR)开关被接通时，通过所述同步整流(SR)开关来传导半循环正弦形电流；以及控制电路，能够操作以：经由相应的脉冲宽度调制(PWM)控制信号来控制每个相位的逐循环开关，每个PWM控制信号具有开关周期和占空比；选择所述相位中的一个相位作为参考相位，其中所述参考相位的所述PWM控制信号的所述开关周期和占空比被设置成使得当在每个开关循环内关断所述SR开关时，通过所述参考相位的所述SR开关传导的所述半循环正弦形电流经过零或几乎经过零；将其它相位的所述PWM控制信号的所述开关周期和占空比设置为所述参考相位的开关周期和占空...

【技术特征摘要】
2016.05.13 US 15/154,5201.一种多相电压转换器，包括：多个相位，每个相位包括同步整流(SR)开关，当所述同步整流(SR)开关被接通时，通过所述同步整流(SR)开关来传导半循环正弦形电流；以及控制电路，能够操作以：经由相应的脉冲宽度调制(PWM)控制信号来控制每个相位的逐循环开关，每个PWM控制信号具有开关周期和占空比；选择所述相位中的一个相位作为参考相位，其中所述参考相位的所述PWM控制信号的所述开关周期和占空比被设置成使得当在每个开关循环内关断所述SR开关时，通过所述参考相位的所述SR开关传导的所述半循环正弦形电流经过零或几乎经过零；将其它相位的所述PWM控制信号的所述开关周期和占空比设置为所述参考相位的开关周期和占空比；以及调整所述其它相位的所述PWM控制信号的所述占空比，使得当在每个开关循环内关断所述SR开关时，通过所述其它相位的所述SR开关传导的所述半循环正弦形电流最终经过零或几乎经过零。2.根据权利要求1所述的多相电压转换器，其中所述相位中的每个相位还包括：高侧开关，连接在输入电压端子和开关节点之间；低侧开关，连接在所述开关节点和地之间；以及无源电路，将所述开关节点连接至所述多相电压转换器的公共输出节点；其中所述相位的所述SR开关连接在所述无源电路和地之间。3.根据权利要求1所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以：降低比所述参考相位更快的所述其它相位中的每个相位的所述PWM控制信号的所述占空比；以及增加比所述参考相位更慢的所述其它相位中的每个相位的所述PWM控制信号的所述占空比。4.根据权利要求3所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以将所述参考相位的电流测量值与所述其它相位的电流测量值进行比较，以确定所述其它相位中的每个相位是否比所述参考相位更快或更慢。5.根据权利要求4所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以：如果所述其它相位中的相应的一个相位的所述电流测量值比所述参考相位的所述电流测量值在更短的时间内减小到零，则将所述其它相位中的相应的一个相位标识为比所述参考相位更快，并且其中所述控制电路能够操作以：如果所述其它相位中的相应的一个相位的所述电流测量值比所述参考相位的所述电流测量值在更长的时间内减小到零，则将所述其它相位中的相应的一个相位标识为比所述参考相位更慢。6.根据权利要求4所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以自适应地调整所述其它相位的所述PWM控制信号的所述占空比，使得当所述其它相位的所述PWM控制信号在每个开关循环内从活动状态转变为非活动状态时，所述其它相位的所述电流测量值最终经过零或几乎经过零。7.根据权利要求1所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以基于紧接在前的开关循环的所述参考相位的所述开关周期，在目前的开关循环期间对准所述其它相位。8.根据权利要求7所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以响应于耦合至所述多相电压转换器的负载处的瞬变条件来调整所述其它相位的所述开关周期，以使所述相位在所述瞬变条件期间保持对准。9.根据权利要求8所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以响应于所述负载处的步升瞬变条件来将所述其它相位的所述开关周期增加第一预定量，以使所述相位在所述步升瞬变条件期间保持对准。10.根据权利要求8所述的多相电压转换器，其中所述控制电路能够操作以响应于所述负载处的步降瞬变条件来将所述其它相位的所述开关周期减小第二预定量，以使所述相位...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·巴巴扎德赫，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利,AT