【技术实现步骤摘要】
多相开关变换器及其控制电路和故障保护方法
本专利技术涉及电子电路，特别地，涉及多相开关变换器。
技术介绍
近年来，随着高性能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的电源解决方案。对于采用单个控制器的多相开关变换器而言，如果负载电流需求增大，变换器的相数需随之增加，相应地，控制器的逻辑、电路、结构与尺寸也需随之进行调整，这无疑极大地增加了系统的开发难度与整体成本。为此，具有良好的可扩展性的菊花链架构被引入多相开关变换器，其中设置有多个控制电路，每个控制电路用于驱动一相开关电路。在这种架构下，可以根据具体应用的需要轻松调节多相开关器的总相数，如果需要增加相数，只需在菊花链架构中加入新的控制电路及对应外部元件即可。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出一种多相开关变换器及其控制电路和故障保护方法。依据本专利技术实施例的一种多相开关变换器，包括：多个并联耦接的开关电路，其中每个开关电路均具有耦接至输入电压的输入端和耦接至负载以提供输出电压的输出端；以及连接为菊花链架构的多个控制电路,分别耦接至所述多个开关电路，其中每个控制电路均具有相位控制输入端、以及相位控制输出端，其中相位控制输入端耦接至前一控制电路的相位控制输出端以接收相位控制输入信号，相位控制输出端耦接至后一控制电路的相位控制输入端以提供相位控制输出信号；其中所述多...
【技术保护点】
1.一种多相开关变换器，包括：/n多个并联耦接的开关电路，其中每个开关电路均具有耦接至输入电压的输入端和耦接至负载以提供输出电压的输出端；以及/n连接为菊花链架构的多个控制电路,分别耦接至所述多个开关电路，其中每个控制电路均具有相位控制输入端、以及相位控制输出端，其中相位控制输入端耦接至前一控制电路的相位控制输出端以接收相位控制输入信号，相位控制输出端耦接至后一控制电路的相位控制输入端以提供相位控制输出信号；其中/n所述多个控制电路中的一个被配置为主控制电路，主控制电路进一步接收导通控制信号，在主控制电路初始化阶段，当主控制电路检测到故障，则在提供具有控制权转移定义型的相位控制输出信号之后，主控制电路变为从控制电路，相位控制输出信号等于相位控制输入信号，否则当主控制电路在初始化阶段未检测到故障，则提供具有高阻状态的相位控制输出信号，并根据导通控制信号提供对应的开关控制信号以控制对应的开关电路，其中当导通控制信号上出现脉冲信号时，所述开关控制信号控制对应的开关电路开通；以及/n其余控制电路被配置为从控制电路，当从控制电路的相位控制输入信号满足控制权转移定义型时，从控制电路变为主控制电路，...
【技术特征摘要】
1.一种多相开关变换器，包括：
多个并联耦接的开关电路，其中每个开关电路均具有耦接至输入电压的输入端和耦接至负载以提供输出电压的输出端；以及
连接为菊花链架构的多个控制电路,分别耦接至所述多个开关电路，其中每个控制电路均具有相位控制输入端、以及相位控制输出端，其中相位控制输入端耦接至前一控制电路的相位控制输出端以接收相位控制输入信号，相位控制输出端耦接至后一控制电路的相位控制输入端以提供相位控制输出信号；其中
所述多个控制电路中的一个被配置为主控制电路，主控制电路进一步接收导通控制信号，在主控制电路初始化阶段，当主控制电路检测到故障，则在提供具有控制权转移定义型的相位控制输出信号之后，主控制电路变为从控制电路，相位控制输出信号等于相位控制输入信号，否则当主控制电路在初始化阶段未检测到故障，则提供具有高阻状态的相位控制输出信号，并根据导通控制信号提供对应的开关控制信号以控制对应的开关电路，其中当导通控制信号上出现脉冲信号时，所述开关控制信号控制对应的开关电路开通；以及
其余控制电路被配置为从控制电路，当从控制电路的相位控制输入信号满足控制权转移定义型时，从控制电路变为主控制电路，进入主控制电路初始化阶段。
2.如权利要求1所述的多相开关变换器，其中所述控制权转移定义型包括：从高阻状态变为高电平再变为低电平，或从高阻状态变为低电平再变为高电平。
3.如权利要求1所述的多相开关变换器，其中当控制电路被配置为主控制电路，且相位控制输入信号退出高阻状态时，控制电路进入主控制电路初始化阶段。
4.如权利要求3所述的多相开关变换器，其中在主控制电路初始化阶段，当相位控制输出信号和开关控制信号的组合满足相位转移定义型时，主控制电路初始化完成，相位控制输出信号等于导通控制信号。
5.如权利要求1所述的多相开关变换器，其中当控制电路被配置为从控制电路，且相位控制输入信号变为高阻状态时，控制电路进入从控制电路初始化阶段，相位控制输出信号变为高阻状态，并根据相位控制输入信号提供对应的开关控制信号以控制对应的开关电路，其中当相位控制输入信号上出现脉冲信号时，所述开关控制信号控制对应的开关电路开通。
6.如权利要求5所述的多相开关变换器，其中当相位控制输出信号和开关控制信号的组合满足相位转移定义型时，从控制电路初始化完成，相位控制控制输出信号等于相位控制输入信号。
7.如权利要求4、或权利要求6所述的多相开关变换器，其中所述相位转移定义型包括：相位控制输出信号处于高阻状态，且开关控制信号开通对应开关电路之后之后的时长达到屏蔽时长。
8.如权利要求1所述的多相开关变换器，其中当从控制电路检测到故障时，控制对应的开关电路保持关断，相位控制输出信号等于相位控制输入信号。
9.如权利要求1所述的多相开关变换器，其中每个控制电路包括：
逻辑电路，接收相位控制输入信号、导通控制信号、以及故障信号，当控制电路被配置为主控制电路，所述逻辑电路根据导通控制信号、相位控制输入信号、以及故障信号产生开关控制信号、高阻控制信号、以及相位控制信号，当控制电路被配置为从控制电路，所述逻辑电路根据相位控制输入信号、以及故障信号产生开关控制信号、高阻控制信号、以及相位控制信号；以及
驱动电路，耦接至逻辑电路，接收相位控制信号、以及高阻控制信号，并根据相位控制信号和高阻控制信号产生相位控制输出信号，其中当高阻控制信号有效时，驱动电路提供处于高阻状态的相位控制输出信号，以及当高阻控制信号无效时，驱动电路根据相位控制信号提供相位控制输出信号。
10.如权利要求1所述的多相开关变换器，其中每个控制电路包括：
状态机，控制电路在状态机的控制下工作于启动状态、主控制电路运行状态、主控制电路故障状态、从控制电路运行状态、旁路状态；其中
启动状态包括，控制电路接入电源，其中当被配置为主控制电路时，控制电路从启动状态进入主控制电路运行状态，以及当被配置为从控制电路时，控制电路从启动状态进入从控制电路运行状态；
主控制电路运行状态包括，根据导通控制信号、相位控制输入信号，产生相位控制输出信号和开关控制信号，其中当检测到故障时，控制电路由主控制电路运行状态进入主控制电路故障状态；
从控制电路运行状态包括，根据相位控制输入信号产生相位控制输出信号和开关控制信号，其中当相位控制输入信号满足控制权转移定义型时，控制电路由从控制电路运行状态进入主控制电路运行状态，以及当检测到故障时，控制电路由从控制电路运行状态进入旁路状态；
主控制电路故障状态包括，产生具有控制权转移定义型的相位控制输出信号，之后控制电路由主控制电路故障状态进入旁路状态；以及
旁路状态包括，相位控制输出信号等于相位控制输入信号，开关控制信号控制对应的开关电路保持关断。
11.如权利要求10所述的多相开关变换器，其中主控制电路运行状态包括：
主控制电路初始化状态，主控制电路进入初始化阶段，提供高阻状态的相位控制输出信号，以及根据导通控制信号产生开关控制信号；以及
主控制电路相位转移运行状态，相位控制输出信号等于导通控制信号，其中当相位控制输入信号退出高阻状态时，控制电路由主控制电路相位转移运行状态进入主控制电路初始化状态；其中
控制电路处于主控制电路初始化状态时，当相位控制输出信号和开关控制信号的组合满足相位转移定义型时，控制电路由主控制电路初始化状态进入主控制电路相位转移运行状态。
12.如权利要求10所述的多相开关变换器，其中从控制电路运行状态包括：
从控制电路初始化状态，从控制电路进入初始化阶段，提供高阻状态的相位控制输出信号，以及根据相位控制输入信号产生开关控制信号；以及
从控制电路相位转移运行状态，相位控制输出信号等于相位控制输入信号，其中当相位控制输入信号为高阻状态时，控制电路由从控制电路相位转移运行状态进入从控制电路初始化状态。
13.一种多相开关变换器的故障保护方法，其中多相开关变换器包括多个并联耦接的开关电路、以及连接为菊花链架构的多个控制电路，每个控制电路均具有相位控制输入端、以及相位控制输出端，其中相位控制输入端耦接至前一控制电路的相位控制输出端以接收相位控制输入信号，相位控制输出端耦接至后一控制电路的相位控制输入端以提供相位控制输出信号，该控制方法包括：
判断控制电路为主控制电路还是从控制电路；
当控制电路为主控制电路，且相位控制输入信号退出高阻状态时，主控制电路进入初始...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗苏华，
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
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。