一种多相位DC-DC转换器制造技术

一种多相位DC

【技术实现步骤摘要】
一种多相位DC
‑
DC转换器


[0001]本专利技术涉及集成电路，更具体地，涉及一种多相位DC
‑
DC转换器。

技术介绍

[0002]目前，在需要电压转换器的集成电路中，通常为了降低输出波纹可以采用多相位DC
‑
DC转换器，即采用具有多路DC
‑
DC转换器的电压转换器进行交替工作。进一步的，当系统中的负载较小的时候，可以对多路DC
‑
DC转换器进行选择，关闭其中的部分转换器，开启另外的部分转换器从而提高多路DC
‑
DC转换器的工作效率。
[0003]然而，在现有技术中，能够实现系统轻载和重载两种工作模式转换的多相位DC
‑
DC转换器在切换工作模式的过程中输出电压会出现跳变，从而影响系统的整体性能。
[0004]因此，亟需一种改进的多相位DC
‑
DC转换器。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术的目的在于，提供一种多相位DC
‑
DC转换器，能够提供一种控制单元，使得转换器在轻载和重载两种工作模式的切换过程中能够实现平滑切换。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。一种多相位DC
‑
DC转换器，包括误差放大器、控制单元、至少两个转换器和环路单元，控制单元，包括OPA放大器、第一场效应管和第二场效应管；OPA放大器正相输入端接收误差放大电压V
EA
，负相输入端接收参考电压V
ref1
，输出端与第一场效应管的漏极和栅极、第二场效应管的栅极分别连接并为第一场效应管反馈输出电流I1；第一场效应管与第二场效应管的源极分别连接电源电压，第二场效应管的漏极与至少两个转换器中的一个相连接，并为至少两个转换器中的一个提供镜像输入电流I2。
[0007]优选地，多相位DC
‑
DC转换器中包括两个转换器，分别为主转换器和辅转换器；并且，辅转换器基于控制单元输出的所述镜像输入电流I2控制工作状态。
[0008]优选地，至少两个转换器中的一个包括比较器、逻辑单元、PMOS管、NMOS管、电流感应单元、直流电流源、斜坡电流源、电阻和电感；比较器正相输入端接收来自误差放大器的误差放大电压V
EA
，负相输入端与电流感应单元的输出端、直流电流源的输出端、斜坡电流源的输出端以及电阻的一端相连接，用于同时接收感应电流、直流电流和斜坡电流；逻辑单元的输入端与比较器输出端相连接，接收比较器的输出以及系统时钟信号，输出端分别与PMOS管和NMOS管的栅极相连接，为PMOS管和NMOS管提供导通电压；电流感应单元的输入端分别与PMOS管的源极和漏极相连接，输出端输出感应电流并与电阻一端和比较器的负相输入端相连接；直流电流源、斜坡电流源一端连接电源电压，一端连接电阻的一端；电阻的另一端接地；电感的一端分别与PMOS管的漏极和NMOS管的漏极相连接，另一端作为转换器的输出端。
[0009]优选地，至少两个转换器的输出端相连接以输出多相位DC
‑
DC转换器的输出电压V
out
。
[0010]优选地，环路单元包括电容、第一分压电阻和第二分压电阻；电容一端接转换器的输出端，另一端接地；第一分压电阻一端接所述转换器的输出端，另一端接第二分压电阻和所述误差放大器的正相输入端；第二分压电阻一端接第一分压电阻和误差放大器的正相输入端，另一端接地。
[0011]优选地，多相位DC
‑
DC转换器输出电压V
out
为系统负载电路供电，并基于系统负载生成负载电流I
load
。
[0012]优选地，当系统从重载转换至轻载，随着所述负载电流I
load
减小，辅转换器中的比较器的负相输入端的镜像输入电流I2增大，负相输入端电压V
SUM2
增大；当负相输入端电压V
SUM2
升高至高于误差放大电压V
EA
，辅转换器中的电感输出电流I
L2
降低至0安培，以控制辅转换器的工作状态为关闭。
[0013]优选地，当系统从轻载转换至重载，随着负载电流I
load
增大，辅转换器中的比较器的负相输入端的镜像输入电流I2减小，负相输入端电压V
SUM2
减小；当负相输入端电压V
SUM2
震荡降低至低于误差放大电压V
EA
，辅转换器中的电感输出电流I
L2
升高，以控制辅转换器的工作状态为开启。
[0014]优选地，误差放大电压V
EA
随着所述负载电流I
load
的增大或减小增大或减小；并且，当误差放大电压V
EA
大于控制单元中OPA负相输入端的参考电压V
ref1
时，误差放大电压V
EA
与负载电流I
load
呈第一线性关系；当误差放大电压V
EA
小于控制单元中OPA负相输入端的参考电压V
ref1
时，误差放大电压V
EA
与负载电流I
load
呈第二线性关系。
[0015]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中一种多相位DC
‑
DC转换器包括一个控制单元，该控制单元能够在多相位DC
‑
DC转换器切换工作模式的过程中使误差放大电压和转换器输出电压均能够克服过冲，实现平滑变换。
附图说明
[0016]图1为本专利技术现有技术中DC
‑
DC转换器的电路示意图；
[0017]图2为本专利技术现有技术中DC
‑
DC转换器的负载电流与误差放大电压的关系示意图；
[0018]图3为本专利技术一种多相位DC
‑
DC转换器的电路示意图；
[0019]图4为本专利技术一种多相位DC
‑
DC转换器的各项参数随时间变化的示意图；
[0020]图5为本专利技术一种多相位DC
‑
DC转换器的负载电流与误差放大电压的关系示意图。
具体实施方式
[0021]下面结合附图对本申请作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本申请的保护范围。
[0022]图1为本专利技术现有技术中DC
‑
DC转换器的电路示意图。如图1所示，现有技术中DC
‑
DC转换器包括主转换器、辅转换器、比较器、误差放大器和环路单元。其中，该DC
‑
DC转换器可以是两相位BUCK型DC
‑
DC转换器，即降压型直流转直流转换器，该DC
‑
DC转换器也可以是多相位的DC
‑
DC转换器。<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多相位DC
‑
DC转换器，包括误差放大器、控制单元、至少两个转换器和环路单元，其特征在于：所述控制单元，包括OPA放大器、第一场效应管和第二场效应管；所述OPA放大器正相输入端接收误差放大电压V
EA
，负相输入端接收参考电压V
ref1
，输出端与所述第一场效应管的漏极和栅极、第二场效应管的栅极分别连接并为所述第一场效应管反馈输出电流I1；所述第一场效应管与第二场效应管的源极分别连接电源电压，第二场效应管的漏极与所述至少两个转换器中的一个相连接，并为所述至少两个转换器中的一个提供镜像输入电流I2。2.根据权利要求1中所述的一种多相位DC
‑
DC转换器，其特征在于：所述多相位DC
‑
DC转换器中包括两个转换器，分别为主转换器和辅转换器；并且，所述辅转换器基于所述控制单元输出的所述镜像输入电流I2控制工作状态。3.根据权利要求2中所述的一种多相位DC
‑
DC转换器，其特征在于：所述至少两个转换器中的一个包括比较器、逻辑单元、PMOS管、NMOS管、电流感应单元、直流电流源、斜坡电流源、电阻和电感；所述比较器正相输入端接收来自所述误差放大器的误差放大电压V
EA
，负相输入端与所述电流感应单元的输出端、直流电流源的输出端、斜坡电流源的输出端以及电阻的一端相连接，用于同时接收感应电流、直流电流和斜坡电流；所述逻辑单元的输入端与所述比较器输出端相连接，接收所述比较器的输出以及系统时钟信号，输出端分别与所述PMOS管和NMOS管的栅极相连接，为所述PMOS管和NMOS管提供导通电压；所述电流感应单元的输入端分别与所述PMOS管的源极和漏极相连接，输出端输出感应电流并与所述电阻一端和所述比较器的负相输入端相连接；所述直流电流源、斜坡电流源一端连接电源电压，一端连接电阻的一端；所述电阻的另一端接地；所述电感的一端分别与所述PMOS管的漏极和NMOS管的漏极相连接，另一端作为所述转换器的输出端。4.根据权利要求3中所述的一种多相位DC
‑
DC转换器，其特征在于：所述至少两个转换器的输出端相连接以输出所述多相位DC
‑
DC转换器的输出电压V
out
。5.根据权利要求4中所述的一种多相位DC
‑
DC转换器，其特征在于：所述环路单元包括电容、第一分压电阻和第二分压电阻；所述电容一端接所述转换器的输出端，另一端接地；所述第一分压电阻一端接所述转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：许晶，于翔，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：