可级联电流型调节器制造技术

可级联电源调节器包括：可编程延迟单元和ＰＷＭ控制逻辑。该可编程延迟单元响应数字输入信号开始一个延迟周期，并根据该延迟周期的结束给出一个数字输出信号。该ＰＷＭ控制逻辑响应该数字输入信号并响应一个输出控制条件对ＰＷＭ循环进行控制。该可级联调节器使用数字信号在通道间进行通信。数字信号不倾向于是与模拟信号类型相同的信号衰减或噪声灵敏性。因此，相位的数量是不受限制的，调节器之间的物理间隔也是不受限制的，并且转换频率也不受限制。由于没有来自独立控制器的时钟信号，因此该控制器是相对简单、低成本的设备。由于没有时钟，使用该可级联调节器获得了独特的自振荡系统。

【技术实现步骤摘要】
相关申请的相互参照引用本申请要求2003年10月2日申请的美国临时申请No.60/508,106的权益，该美国申请在此是为所有的意图和目的而通过参考结合的。
技术介绍
专利
本专利技术涉及PWM功率调节器，和/或多相DC-DC转换器，特别是具有高抗扰性以及任意相位计数的无时钟、级联、电流型调节器。相关技术描述多相功率转换和电流型控制是通常用于电子市场的DC-DC功率转换的方法。当通过单相转换器无法再轻易地提供负载电流时，多相功率转换提供了划算的功率解决方案。调节每个通道切换的时间使得其与其它每一个通道平衡地异相。多相方法通过改良的响应时间、主脉动取消、以及改良的热分布提供了节约成本的有利条件。然而，电子市场已经发展到多相功率调节器中需要的相位数量超出单个集成电路(IC)实际可以支持的数量的程度。由于相位计数发展成大于四，集成电路组件变得庞大，并且功率传递点与控制器IC之间的间距超出了可以精确维持低电平信号的完整性和噪声抑制的距离。信号问题使得用在抑制噪声的额外部件方面的额外费用、布局约束、以及减少的相位计数不可避免。以前的方法试图通过级联多重电流型调节器来解决过度的包装尺寸问题(这仅是所有问题的一部分)。在一种情况中，单独的控制器IC产生对所有电流模式调节器共用的三角形信号。每个电流型调节器在三角形信号的不同可编程点开始它的周期，来力图获得不同的通道之间的必需的相位间隔。不同通道间的正确的相位间隔是消去脉动所必需的多相功率变换的重要组成。先前的解决方案还遗留下其它未解决的问题。三角形信号是一种模拟信号，并由此受到信号衰减和噪声干扰的影响。因此先前的方法受到不同通道的物理间隔的约束。由一个通道转换所产生的噪音会掺杂进到达其它通道的三角形信号，这将两个通道之间的时间间隔限制到允许噪音消散所必需的某个值。由于通道间的时间间隔受到了限制，相位计数和/或转换频率也因此受到限制。专利技术概述根据本专利技术实施例的可级联功率调节器包括可编程延迟单元和PWM控制逻辑。可编程延迟单元响应数字输入信号开始一个延迟周期，并根据延迟周期的终止认定一个数字输出信号。PWM控制逻辑响应数字输入信号以及输出控制条件来控制每个PWM周期。可级联调节器因此使用数字信号在通道间进行通信。数字信号不倾向于是相同种类的信号退化或噪声灵敏性，从而使得相位数以及调节器之间的物理间隔是不受限制的。由于没有来自独立控制器的时钟信号，因此该控制器是相对简单、低成本的设备。由于没有时钟，使用该可级联调节器实现了独特的自振荡系统。在一种配置中，PWM控制逻辑包括PWM逻辑和反馈读出逻辑。PWM逻辑响应数字输入信号开始一个PWM周期，并响应重置信号结束该PWM周期。当符合输出控制条件时，该反馈读出逻辑给出该重置信号。在特定实施例中，该反馈读出逻辑包括读出放大器和比较器。这种情况下，读出放大器读出输出电流条件，并提供相应的读出信号。比较器将该读出信号与反馈参考信号相比较来确定输出控制条件。输出电流条件可以通过任何适当的方式读出，例如输出电感或其它传感部件的最大、平均或最小电流。根据本专利技术的一个实施例的多相功率转换器包括以级联方式连接的多个调节器，多重转换电路以及一个控制器。每个调节器包括可编程延迟单元和PWM控制电路。该可编程延迟单元接收来自上一级调节器的数字起始输入信号，并在预定延迟之后向下一级调节器提供一个数字起始输出信号。基于该数字起始输入信号的给出并基于满足输出条件，PWM控制逻辑控制PWM的输出。每个转换电路具有一个连接到相应调节器的PWM输出的输入端，一个用于驱动共用DC输出电压的输出端，以及一个提供给PWM控制电路的读出输出端。该控制器读出该DC输出电压，并向相应调节器的PWM控制电路提供补偿信号。多相功率转换器不需要中央时钟信号，数字信号被用于确定调节器之间的时间安排。对于N个调节器，通过将每个调节器的预定延迟编程设计为1/(N*FSW)来实现选择转换频率FSW。控制多相位转换器的多重可级联调节器中的每一个调节器的方法包括连接每个调节器的数字输出端到另一个调节器的数字输入端，响应在数字输入端的数字输入信号的接收，在预定延迟之后，在数字输出端提供一个数字输出信号，以及响应数字输入信号的接收并响应输出条件的检测，控制PWM循环。该方法还可以包括通过将N个级联调节器中的每一个调节器的预定延迟设计成1/(N*FSW)，来设计多相转换器的转换频率FSW。该方法可以包括检测输出电流条件，产生读出信号，以及将该读出信号与补偿信号相比较。该方法可以包括读出峰值电流，例如流经输出电感等的电流。该方法还可以包括提供一个读出输出电压条件并提供补偿信号给每个调节器的中央控制器。附图的简要说明通过接下来的描述以及附图将更好的理解本专利技术的益处、特征以及优点，其中附图说明图1是根据本专利技术典型实施例的多相DC-DC转换器的示意图；图2是图1中的每个电流型调节器的典型实施方式的示意图；图3是图1中的控制器的典型实施方式的示意图。详细描述以下描述是用来使本领域的普通技术人员能够制造和使用提供于特定应用环境及其所需条件的当前专利技术。然而，对所属领域的技术人员来说，对优选实施例的不同修改将是显而易见的，并且在此给出的普遍原理也可以应用到其它实施例中。因此，不意味着本专利技术局限于在此给出和描述的特定实施例，而是具有与在此公开的原理和新颖特征相一致的最大范围。依照本专利技术实施例的可级联电流型调节器使用数字信号在通道间进行通信。该电流型调节器可以单独使用，也可以与其它类似调节器相级联而用于多通道的DC-DC转换器。如在此所使用的，术语“转换器”用于表示多个“调节器”的级联组合，应该理解的是这样的术语实际上是通用的，并且通常是可互换的。数字信号不倾向于是同种信号衰减或噪音灵敏性，因此调节器之间不存在对相位数或物理间隔的实际限制。在控制反馈环路中提供一个独立控制器，用于监视负载并控制调节器。但是，没有来自于独立控制器IC的时钟信号，而使得控制器IC是一个非常简单的低成本设备。由于没有时钟，使用可级联电流型调节器实现了一个独特的自振荡系统。图1是根据本专利技术的典型实施例的多相DC-DC转换器100的示意图。转换器100将负载电压VL提供给连接到接地端(GND)的负载101。一对负载电容CL1和CL2连接在VL和靠近负载101的GND之间。该VL信号被反馈给控制器103的电压读出(VSEN)引脚，控制器103同样具有连接到GND的接地(RGND)引脚。术语“引脚”是指设备的接线，该接线可以是输入、输出或两者都是(主要是，输入/输出或I/O接线)。该设备可以作为具有I/O引脚的芯片或IC来实现，尽管分立的实现也是预期中的。控制器103具有COMP引脚，该引脚将COMP信号提供给一个或多个以级联结构连接的电流型调节器105的COM引脚。在所示的结构中，具有N个调节器105(分别标为1至N，其中N是任意的正整数)。串联电阻-电容(RC)电路的一端连接到COMP引脚，另一端连接到控制器103的反馈(FB)引脚和VDIFF引脚。控制器103也包括连接到软启动电容CSS一端的软启动(SS)引脚，软启动电容CSS的另一端接GND。控制器103还包括连接到偏移电阻ROFS一端的偏移(OFST)引脚，偏移电阻ROFS的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可级联功率调节器，其特征在于，所述功率调节器包括：可编程延迟单元，该单元响应数字输入信号开始一个延迟周期，并在延迟周期的终止时给出一个数字输出信号；以及ＰＷＭ控制逻辑，该控制逻辑响应所述的数字输入信号以及输出控制条件来控 制每个ＰＷＭ周期。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：MB哈里斯，
申请(专利权)人：英特赛尔美国股份有限公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]