电路、对应的多相转换器设备及操作方法技术

公开了电路、对应的多相转换器设备及操作方法。第一开关将接收用于多相转换器的主开关级的主控制信号的输入节点耦合到输出节点，该输出节点跟随次级开关级的致动递送用于次级开关级的次级控制信号。第二开关在次级开关级的致动/去致动的时间段期间将输出节点耦合到电容器。在致动时间段期间电流被提供到电容器，或者在去致动时间段期间电流从电容器被吸收。源电流或吸收电流可以与主控制信号成比例地被生成。

【技术实现步骤摘要】
电路、对应的多相转换器设备及操作方法相关申请的交叉引用本申请要求于2019年7月2日提交的意大利专利申请号102019000010662的优先权，其内容在法律允许的最大程度通过引用以其整体并入本文。
本描述涉及多相电子转换器，例如DC/DC转换器设备。特别地，一个或多个实施例涉及用于管理不同操作状态之间的多相DC/DC转换器的转变(例如，管理次级相的加电和断电)的技术。
技术介绍
电子转换器(诸如DC/DC转换器)广泛用于许多应用中，以产生复杂电子系统(诸如智能手机、笔记本电脑或其他设备)的操作所需的电源电压电平。在转换器的输出处提供的稳定且精确的电源电压也可以促进匹配从此类电子系统预期的性能。在许多应用中，可以例如考虑功率效率来设计转换器，以便减少能量消耗。例如，转换器的低能耗可以促进增加电池供电的电子设备的操作寿命。在电缆供电设备的情况下，低能耗可能是有益的，例如，由于功率耗散而导致热应力的降低。某些应用可能涉及来自电子转换器的大范围的输出电流容量。为了遍及整个输出电流范围提供令人满意的转换器电源效率，多相DC/DC转换器已经被开发以便避免高电流同时在晶体管(例如MOS晶体管)中和转换器外部的组件中流动。多相DC/DC转换器包括在转换器的输出节点处(例如，并联)耦合的两个以上的开关级，所述开关级中的每个所述开关级由相应的PWM生成电路控制。通常，转换器的主相(即主开关级)在输出负载电流较低时操作，并且至少一个次级相可以被激活作为输出电流的增加的结果。在后一种情况下，激活相中的每个激活相都提供总输出电流的一小部分。在这样的多相DC/DC转换器中，不同操作状态之间的转变(其中每个状态与被激活的不同组的相相对应，并且转变包括对至少一个次级相进行加电或断电)应当被适当地管理。次级相的加电和断电两者都可以影响转换器的性能，从而可能产生针对整个应用(即转换器和/或由此供应的电子设备)的问题。可能期望快速转变以便快速地响应输出负载电流的变化并避免例如由于转换器的单相(例如主相)的有限输出电流容量而引起的调节损失。相反，发生太快的转变可能导致输出电压的不被期望的响应(例如尖峰)。因此，所述转变的时序要求应服从权衡，以便在转换器的各种不同操作条件下(例如，输入电压Vin、输出电压Vout、输出负载电流的不同值以及可能的过程、电压和温度(PVT)变化等)提供改进的性能。尽管本领域中的广泛的活动，还期望其他改进的解决方案。本领域中需要提供这种改进的解决方案。
技术实现思路
一个或多个实施例可以涉及对应的多相转换器设备。一个或多个实施例可以涉及操作电路或多相转换器设备的对应方法。一个或多个实施例可以提供一种电路，该电路被配置为生成用于多相转换器设备中的次级开关级的控制信号，其中，该电路被配置为根据用于主开关级的控制信号来生成用于次级开关级的所述控制信号。一个或多个实施例可以因此有助于提供用于对多相转换器的次级相进行上电和断电的所选时序，从而使宽输出电流容量要求与转变期间输出电压处的小瞬变相匹配。一个或多个实施例可以有助于提供不取决于转换器的操作条件的这种转变时序。附图说明现在将参考所附的附图仅通过示例的方式描述一个或多个实施例，其中：图1是多相转换器的示例性电路框图；图2是用于管理多相转换器中的状态转变的电路的示例性电路图；并且图3是用于管理多相转换器中的状态转变的另一电路的示例性电路图。具体实施方式在随后的描述中，图示了一个或多个具体细节，该细节旨在提供对本描述的实施例的示例的深入理解。实施例可以在没有一个或多个具体细节的情况下，或者在其他方法、部件、材料等的情况下获得。在其他情况下，已知的结构、材料或操作没有被详细图示或描述，以使得实施例的某些方面将不被模糊。在本说明书的框架中对“一实施例”或“一个实施例”的引用旨在指示关于该实施例描述的特别的配置、结构或特性被包括在至少一个实施例中。因此，可以在本说明书的一个或多个点中出现的诸如“在一实施例中”或“在一个实施例中”之类的短语不一定指代一个和同一实施例。此外，特别的构造、结构或特性可以以任何适当的方式被组合在一个或多个实施例中。在本文所附的所有附图中，相似的部分或元件用相似的附图标记/数字指示，并且为了简洁起见对应的描述将不再被重复。本文中使用的附图标记仅出于方便起见而被提供，并且因此不限定保护的程度或实施例的范围。通过引入示例性实施例的详细描述的方式，首先可以参考图1，图1图示了两相DC/DC转换器的示例性电路框图。在本详细描述中，仅通过简化的方式参考了两相转换器的示例性情况。一个或多个实施例通常可以应用于具有两个以上的相(即，主相和至少一个次级相)的多相转换器。如图1中所例示的，两相DC/DC转换器10可以包括第一开关级100、第二开关级100'以及耦合到其的控制电路。开关级100和100'中的每个都可以包括相应的半桥布置，半桥布置包括高侧开关和低侧开关(例如，MOS晶体管)、耦合到该半桥布置的相应的无功组件(例如，电感器)、以及耦合到高侧开关和低侧开关以根据相应的PWM调制信号PWM，PWM'来控制其开关的相应驱动电路1000，1000'。开关级100，100'可被配置为接收输入电压Vin并生成转换器10的输出电压Vout。例如，在一个或多个实施例中，开关级100，100'可以根据传统的降压、升压或降压-升压拓扑被实现。转换器10中的控制电路可以包括(例如，电阻性)分压器102，其被配置用于通过对输出电压Vout的分压来生成反馈电压信号Vfb。控制电路可以包括误差放大器104，该误差放大器104被配置用于确定反馈电压信号Vfb与参考电压信号Vref之间的差，从而生成指示所确定的差的第一控制信号Vc，以用于控制转换器10的操作。在第一比较器106中，第一控制信号Vc可以与周期性斜坡信号(例如，三角形或锯齿信号)进行比较，从而生成用于控制第一开关级100的开关操作的第一输出振荡信号PWM(例如，第一脉宽调制信号)。在如图1中所例示的两相转换器10中，第一控制信号Vc可以被提供在相位管理电路块108的输入处，其中相位管理电路块108被配置为在输出处生成第二控制信号Vc'。在第二比较器106'中，第二控制信号Vc'可以与周期性斜坡信号进行比较，从而生成用于控制第二开关级100'的开关操作的相应的输出振荡信号PWM'。因此，在一个或多个实施例中，相位管理电路块108可以被配置为生成第二控制信号Vc'，以便导致转换器10的不同操作状态(即，仅以一个相，或以并联的两相进行操作)之间的转变时序与转换器的操作条件无关。如图1中所例示的，信号PWM和PWM'可以被提供作为向转换器10中的有限状态机(FSM)电路块110的输入，该有限状态机110可以被配置为从以下各项接收输入信号：-第一非连续模式检测器(DMD)比较器1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制电路，被配置为控制包括主开关级和次级开关级的多相转换器设备的操作，所述控制电路包括：/n输入节点，被配置为接收用于所述主开关级的主控制信号；/n输出节点，被配置为提供用于所述次级开关级的次级控制信号；/n第一电子开关，被配置为在所述次级开关级的激活的完成之后，将所述输出节点耦合到所述输入节点；/n第二电子开关，被配置为在所述次级开关级的激活的时间段期间和在所述次级开关级的去激活的时间段期间，将所述输出节点耦合到电容性组件；/n第一电流生成电路，被配置为生成第一电流，用于在所述次级开关级的激活的所述时间段期间选择性地对所述电容性组件充电；以及/n第二电流生成电路，被配置为生成第二电流，用于在所述次级开关级的去激活的所述时间段期间选择性地对所述电容性组件放电。/n

【技术特征摘要】
20190702 IT 1020190000106621.一种控制电路，被配置为控制包括主开关级和次级开关级的多相转换器设备的操作，所述控制电路包括：
输入节点，被配置为接收用于所述主开关级的主控制信号；
输出节点，被配置为提供用于所述次级开关级的次级控制信号；
第一电子开关，被配置为在所述次级开关级的激活的完成之后，将所述输出节点耦合到所述输入节点；
第二电子开关，被配置为在所述次级开关级的激活的时间段期间和在所述次级开关级的去激活的时间段期间，将所述输出节点耦合到电容性组件；
第一电流生成电路，被配置为生成第一电流，用于在所述次级开关级的激活的所述时间段期间选择性地对所述电容性组件充电；以及
第二电流生成电路，被配置为生成第二电流，用于在所述次级开关级的去激活的所述时间段期间选择性地对所述电容性组件放电。


2.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述第一电流根据所述主控制信号被生成。


3.根据权利要求2所述的控制电路，其中所述第一电流与所述主控制信号的电压成比例。


4.根据权利要求1所述的控制电路，其中所述第二电流根据所述主控制信号被生成。


5.根据权利要求4所述的控制电路，其中所述第二电流与所述主控制信号的电压成比例。


6.根据权利要求1所述的控制电路，其中由所述第一电流生成电路生成的所述第一电流与所述主控制信号成比例，并且其中由所述第二电流生成电路生成的所述第二电流与所述主控制信号成比例。


7.根据权利要求1所述的控制电路，还包括：
跨导放大器，被耦合到所述输入节点，并被配置为根据在所述输入节点处接收到的所述主控制信号来生成控制电流；并且
其中所述第一电流生成电路包括第一电流镜电路，所述第一电流镜电路被配置为镜像所述控制电流以生成所述第一电流；并且
其中所述第二电流生成电路包括第二电流镜电路块，所述第二电流镜电路块被配置为镜像所述控制电流以生成所述第二电流。


8.根据权利要求1所述的控制电路，还包括数字控制器电路，所述数字控制器电路被配置为感测所述主控制信号，并根据所感测到的主控制信号来设置所述第一电流和所述第二电流中的至少一个的值。


9.一种多相转换器设备，包括：
主开关级，能够由主控制信号控制；
次级开关级，能够由次级控制信号控制；
其中所述次级开关级能够被激活以与所述主开关级并联地提供电流；
控制电路，包括：
输入节点，被配置为接收所述主控制信号；
输出节点，被配置为提供所述次级控制信号；
第一电子开关，被配置为在所述次级开关级的激活的完成之后，将所述输出节点耦合到所述输入节点；
第二电子开关，被配置为在所述次级开关级的激活的时间段期间和在所述次级开关级的去激活的时间段期间，将所述输出节点耦合到电容性组件；
第一电流生成电路，被配置为生成第一电流，用于在所述次级开关级的激活的所述时间段期间选择性地对所述电容性组件充电；以及
第二电流生成电路，被配置为生成第二电流，用于在所述次级开关级的去激活的所述时间段期间选择性地对所述电容性组件放电。


10.根据权利要求9所述的多相转换器设备，其中所述第一电流根据所述主控制信号被生成。


11.根据权利要求10所述的多相转换器设备，其中所述第一电流与所述主控制信号的电压成比例。


12.根据权利要求9所述的多相转换器设备，其中所述第二电流根据所述主控制信号被生成。


13.根据权利要求12所述的多相转换器设备，其中所述第二电流与所述主控制信号的电压成比例。


14.根据权利要求9所述的多相转换器设备，其中由所述第一电流生成电路生成的所述第一电流与所述主控制信号成比例，并且其中由所述第二电流生成电路生成的所述第二电流与所述主控制信号成比例。


15.根据权利要求9所述的多相转换器设备，还包括：
跨导放大器，被耦合到所述输入节点，并被配置为根据在所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·加塔尼，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：意大利;IT