多相电源转换器的动态电流检测回路制造技术

本公开的实施例涉及多相电源转换器的动态电流检测回路。一种电路可以被配置为检测N相功率转换器的不同相中的电流。该电路可以包括第一组元件，其定义与功率转换器的第一相关联的第一电流回路的至少一部分，其中第一组元件被配置为检测在功率转换器的第一相期间的电流。此外，该电路可以包括第二组元件，其定义与功率转换器的第二相关联的第二电流回路的至少一部分，其中第二组元件被配置为当与不同相关联的占空比大于100/N时检测在功率转换器的第二相期间的电流，并且其中第一组元件被配置为当占空比小于100/N时检测在功率转换器的第二相期间的电流。第二相期间的电流。第二相期间的电流。

【技术实现步骤摘要】
多相电源转换器的动态电流检测回路


[0001]本公开涉及功率转换器，并且更具体地，涉及用于检测和控制多相功率转换器的不同相中的电流的电路和技术。

技术介绍

[0002]在许多系统中，功率转换器用于控制系统内的电压和/或电流水平。功率转换器可以包括降压转换器、升压转换器、降压/升压转换器或其他类型。例如，一些降压转换器可以包括连接到开关节点的LC电路，其中开关节点位于高侧功率开关和低侧功率开关之间。高侧和低侧功率开关由驱动电路通过调制控制信号来控制，例如脉宽调制(PWM)信号、脉冲频率调制(PFM)信号、脉冲持续时间调制信号、脉冲密度调制信号或其他类型的调制控制信号。
[0003]特别地，调制控制信号可以被施加到高侧和低侧功率开关的栅极以控制功率开关的开/关切换。功率开关的开/关切换有效地控制向位于形成半桥的高侧开关和低侧开关之间的开关节点的功率输送。这样，通过控制DC/DC转换器的高侧和低侧开关，可以从DC/DC转换器输出所需水平的电流和电压，以便为负载或其他组件供电。
[0004]已经开发了多相功率转换器以输送高水平的电流，并适应变化的负载条件。多相功率转换器通常包括用于功率转换器的每一相的独立电感器。电流可以在多相中通过不同的电感器输送，以通过功率转换器实现更高水平的总电流。通常需要监控在多相功率转换器的不同相中传递的电流，并且需要实现不同相之间的电流平衡。在不同相之间存在电流失配的情况下，这有时会导致热不平衡或其他不良影响或功率转换器电路的性能下降。

技术实现思路

[0005]本公开描述了一种多相功率转换器，以及用于检测多相功率转换器的不同相中的电流的电路和技术。根据本公开，用于检测不同相中的电流的一个或多个元件可以在不同相之间共享，但是这种共享可能限于相之间没有电流重叠的情况。当存在电流重叠时，不同相可以利用独特的电路元件组来检测不同相中的电流，但是在没有电流重叠的情况下，不同相可以共享一个或多个电路元件用于电流检测。这样，在没有电流重叠的情况下，通过使用公共电路元件进行电流检测，可以消除这些电路元件的不匹配，从而提高在不同相中的电流检测的相对精度。当一个或多个相的占空比大于100/N时，相之间的电流重叠可能发生，其中N是大于1的正整数，表示N相功率转换器中的相数。
[0006]在一些示例中，本公开描述了一种电路，其被配置为检测N相功率转换器的不同相中的电流，其中表示N相功率转换器中相数的N是大于1的正整数。该电路可以包括第一组元件，其定义与功率转换器的第一相关联的第一电流回路的至少一部分，其中第一组元件被配置为检测在功率转换器的第一相期间的电流。此外，该电路可以包括第二组元件，该第二组元件定义了与功率转换器的第二相关联的第二电流回路的至少一部分，其中第二组元件被配置为当与不同相关联的占空比大于100/N时检测在功率转换器的第二相期间的电流，
并且其中第一组元件被配置为当占空比小于100/N时检测在功率转换器的第二相期间的电流。
[0007]在一些示例中，本公开描述了一种方法，该方法包括使用第一组电路元件检测多相功率转换器的第一相中的电流，以及当与多相功率转换器的不同相关联的占空比大于100/N时使用第二组电路元件检测多相功率转换器的第二相中的电流，其中表示多相功率转换器中相数的N是大于1的正整数。该方法还可以包括当占空比小于100/N时，使用第一组电路元件检测多相功率转换器的第二相中的电流。
[0008]在一些示例中，本公开描述了一种多相功率转换器，其包括：与多相功率转换器的N相关联的多个电感器，其中表示多相功率转换器中相数的N是大于1的正整数；一个或多个输出电容器，在N相器件由多个电感器充电；电路，被配置为检测多相功率转换器的不同相中的电流。该电路可以包括：第一组元件，其定义与多相功率转换器的第一相关联的第一电流回路的至少一部分，其中第一组元件被配置为检测在多相功率转换器的第一相期间的电流；第二组元件，其定义与多相功率转换器的第二相关联的第二电流回路的至少一部分，其中第二组元件被配置为当与不同相关联的占空比大于100/N时检测在多相功率转换器的第二相期间的电流。第一组元件被配置为当占空比小于100/N时检测在多相功率转换器的第二相期间的电流。
[0009]这些和其他示例的细节在附图和以下描述中阐述。从描述和附图以及从权利要求中，其他特征、目的和优点将是显而易见的。
附图说明
[0010]图1是说明一个示例多相功率转换器的框图和电路图。
[0011]图2A和图2B是用于多相功率转换器的电路的框图，该电路包括电压调节回路和两个不同电流检测回路。
[0012]图3A是说明功率转换器的第一相的电流检测的曲线图。
[0013]图3B是说明当占空比小于100/N时与功率转换器的第一相关联的开关节点电压的曲线图。
[0014]图3C是说明功率转换器的第二相的电流检测的曲线图。
[0015]图3D是说明当占空比小于100/N时与功率转换器的第二相关联的开关节点电压的曲线图。
[0016]图4A是说明与第一和第二电流回路关联的一些示例感测电流的曲线图。
[0017]图4B是说明图4A的电流的曲线图，该电流由公共共享电流回路感测。
[0018]图5是说明与以具有小于50％的占空比的两相操作的两相功率转换器关联的各种信号的图表。
[0019]图6是说明与以一些不同占空比操作的两相功率转换器关联的各种信号的另一图表。
[0020]图7是说明与以一些不同占空比操作的两相功率转换器关联的各种信号的另一图表。
[0021]图8是说明根据本公开的示例的技术的流程图。
具体实施方式
[0022]本公开描述了多相功率转换器，以及用于检测多相功率转换器的不同相中的电流的电路和技术。电流检测可用于控制多相功率转换器的各相之间的电流平衡，这是所希望的。电路可以包括电压调节回路以及用于多相功率转换器的不同相的各种电流检测回路。
[0023]根据本公开，在电流检测回路中用于检测不同相中的电流的一个或多个元件可以在不同相之间共享，但是这种共享可能限于相之间没有电流重叠的情况。当存在电流重叠时，不同相可以将不同组的电路元件用于不同相中的电流回路，但是在没有电流重叠的情况下，不同相可以共享一个或多个用于电流检测回路的电路元件。这样，在没有电流重叠的情况下，通过使用公共电路元件进行电流检测，可以消除这些电路元件的不匹配，从而提高不同相中的电流检测的相对精度。
[0024]当一个或多个相的占空比大于100/N时，相之间的电流重叠可能发生，其中表示N相功率转换器中相数的N是大于1的正整数。例如，两相电源转换器在占空比大于50％时存在电流重叠，而三相电源转换器在占空比大于33.3％时存在电流重叠。类似地，当占空比大于25％时，四相电源转换器的相之间存在电流重叠，依此类推。通常，当同时在两个或多个相中输送电流时，会出现电流重叠。同样，根据本公开，当存在电流重叠时，不同相可以利用独特的电路元件组本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电路，被配置为检测在N相的功率转换器的不同相中的电流，其中表示N相的功率转换器中的相数的N是大于1的正整数，所述电路包括：第一组元件，定义与所述功率转换器的第一相关联的第一电流回路的至少一部分，其中所述第一组元件被配置为检测在所述功率转换器的所述第一相期间的电流；以及第二组元件，定义与所述功率转换器的第二相关联的第二电流回路的至少一部分，其中所述第二组元件被配置为当与不同相关联的占空比大于100/N时检测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流，并且其中所述第一组元件被配置为当所述占空比小于100/N时检测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流。2.根据权利要求1所述的电路，还包括：第三组元件，定义与所述功率转换器的第三相关联的第三电流回路的至少一部分，其中所述第三组元件被配置为当所述占空比大于100/N时检测在所述功率转换器的所述第三相期间的电流，其中所述第一组元件被配置为当所述占空比小于100/N时检测在所述功率转换器的第三相期间的电流。3.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一组元件包括主元件，并且所述第二组元件包括从元件。4.根据权利要求3所述的电路，其中所述电路包括一个或多个开关，所述一个或多个开关被配置为基于所述占空比是大于100/N还是小于100/N而在所述主元件与所述从元件之间进行选择。5.根据权利要求3所述的电路，其中所述主元件包括电压调节回路和基于调节电压的第一电流检测回路，并且其中所述从元件包括基于所述调节电压的第二电流检测回路。6.根据权利要求1所述的电路，其中N＝2，并且其中所述第二组元件被配置为当与所述不同相关联的所述占空比大于50％时检测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流，其中所述第一组元件被配置为当所述占空比小于50％时检测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流。7.根据权利要求1所述的电路，其中N＝3，并且其中所述第二组元件被配置为当与所述不同相关联的所述占空比大于33.3％时检测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流，其中所述第一组元件被配置为在所述占空比小于33.3％时感测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流。8.根据权利要求1所述的电路，其中所述第一组元件包括第一电流比较器；以及其中所述第二组元件包括第二电流比较器。9.根据权利要求8所述的电路，其中所述第一组元件包括第一斜率补偿器；以及其中所述第二组元件包括第二斜率补偿器。10.根据权利要求9所述的电路，其中所述第一组元件包括第一消隐脉冲电平发生器；以及其中所述第二组元件包括第二消隐脉冲电平发生器。11.根据权利要求1所述的电路，还包括第一电流感测单元和第二电流感测单元，其中：所述第一电流感测单元和所述第一组元件被配置为检测在所述功率转换器的所述第
一相期间的电流；所述第二电流感测单元和所述第二组元件被配置为在所述占空比大于100/N时检测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流；以及所述第二电流感测单元和所述第一组元件被配置为在关联的所述占空比小于100/N时检测在所述功率转换器的所述第二相期间的电流。12.一种方法，包括：使用第一组电路元件检测多相功率转换器的第一相中的电流；当与所述多相功率转换器的不同相关联的占空比大于100/N时，使用第二组电路元件检测所述多相功率转换器的第二相中的电流，其中表示所述多相功率转换器中相数的N是大于1的正整数；以及当所述占...

【专利技术属性】
技术研发人员：L，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：