一种多相降压转换器以及电流控制方法技术

本发明专利技术公开了一种多相降压转换器，为负载提供多相具有恒定电感电流纹波的电流，其包括充电电源生成电路、多个导通时间发生器、还包括有多个电感，充电电源生成电路产生第一充电电源与第二充电电源，所述第二充电电源电压等于所述第一充电电源电压与修正电压之和；多个导通时间发生器产生与所述第一充电电源电压成比例关系的多个导通时间，所述多个导通时间用于控制多个开关管的导通与闭合；多个电感中的每个电感输出具有恒定电感电流纹波的电流至负载，解决了多相恒定电感电流纹波架构下降压转换器中各相位输出电流不平衡的问题。压转换器中各相位输出电流不平衡的问题。压转换器中各相位输出电流不平衡的问题。

【技术实现步骤摘要】
一种多相降压转换器以及电流控制方法


[0001]本专利技术涉及电流控制
，具体为一种多相降压转换器以及电流控制方法。

技术介绍

[0002]随着科学技术的发展，人们对于电子产品的需求越来越大，对于电子产品的性能要求也越来越苛刻，而开关型功率变换器作为电子产品的“心脏”，被广泛应用于各个领域，如工业、军事，商业，消费电子等等。用户对于电池容量需求较高的状况下。
[0003]基于纹波的恒定导通时间(COT)降压转换器因其对负载瞬变的异常快速响应、固有的控制简单性和稳定性而受欢迎。多相COT架构的降压转换器可以解决单相容量不足的问题。然而在采用多相COT架构的降压转换器的过程中，各相之间很难做到开关管导通时间Ton完全匹配。开关管导通时间Ton的不匹配会导致相位之间的输出电流的不平衡，继而导致不均匀的热分布，这不利地影响电源转换器的性能、功率效率和尺寸，继而失去多相的意义。
[0004]现有技术中，还有一种应用的多相降压转换器为：多相恒定电感电流纹波的降压DC
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DC转换器，参考电感的特性，调整导通时间Ton，使得Ton与输入电压和输出电压之差成比例关系，实现恒定的电感电流纹波。然而，现实应用情况下，多相恒定电感电流纹波的降压转换器中的导通时间Ton的产生往往涉及到输入电压Vin，输出电压Vout的计算，即将Vin/Vout转换成和电压成比例的电流，再镜像到各相的降压转换器，通过对每一相电容的充电/放电来得到导通时间Ton。在这个过程中不可避免的涉及到多次电流的镜像，以及由于电流镜失配而引起的各相导通时间Ton之间的失配。
[0005]因此解决多相恒定电感电流纹波架构下降压转换器中各相位输出电流不平衡的问题显得尤为重要。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的在于提供一种多相降压转换器以及电流控制方法，以解决上述
技术介绍
中提出的目前多相恒定电感电流纹波架构下降压转换器中各相位输出电流不平衡的问题的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种多相降压转换器，为负载提供多相具有恒定电感电流纹波的电流，包括：
[0008]充电电源生成电路，所述充电电源生成电路用于产生充电电源，包括产生第一充电电源与第二充电电源，所述第二充电电源电压等于所述第一充电电源电压与修正电压之和；
[0009]多个导通时间发生器，所述多个导通时间发生器与所述充电电源生成电路连接，所述充电电源生成电路向所述多个导通时间发生器提供第二充电电源，所述多个导通时间发生器各自被配置成产生与所述第一充电电源电压成比例关系的多个导通时间，所述多个导通时间用于控制多个开关管的导通与闭合，
[0010]还包括有多个电感，所述多个电感在所述多个开关管的控制下，每个电感输出具有恒定电感电流纹波的电流至负载。
[0011]优选的，充电电源生成电路包括：
[0012]第一放大器，所述第一放大器的正向输入端和反向输入端分别与输入电压和输出电压相连，配置成产生与所述输入电压和所述输出电压之差成比例关系的所述第一充电电源电压；
[0013]叠加电路，所述叠加电路配置成生成与所述第一充电电源电压和所述修正电压相关的组合电压；以及
[0014]第二放大器，配置成对所述组合电压放大两倍，产生所述第二充电电源电压。
[0015]优选的，多个导通时间发生器中的每一个导通时间发生器包括：
[0016]第二充电电源电压；
[0017]滤波元件，所述滤波元件对所述第二充电电源电压滤波，配置成对所述第二充电电源电压进行求积分生成斜坡电压；以及
[0018]比较器，所述比较器用于将所述斜坡电压与阈值进行比较，并输出指示电平，当所述斜坡电压高于阈值时，所述指示电平为高电平，当所述斜坡电压低于阈值时，所述指示电平为低电平；以及
[0019]锁存器，所述锁存器复位端接收所述指示电平，当所述指示电平为高电平时，所述锁存器中止产生所述导通时间，其中所述阈值与所述修正电压正相关。
[0020]优选的，阈值指所述定时电容器两端的预设电压，等于所述修正电压的两倍。
[0021]一种电流控制方法，其利用如权利要求1～4中任意一项所述的多相降压转换器为负载提供多相具有恒定电感电流纹波的电流，其特征在于，所述方法包括以下：
[0022]S1、充电电源生成电路产生第一充电电源与第二充电电源，所述第二充电电源电压等于所述第一充电电源电压与修正电压之和；
[0023]S2、多个导通时间发生器产生与所述第一充电电源电压成比例关系的多个导通时间，所述多个导通时间用于控制多个开关管的导通与闭合；
[0024]S3、多个电感中的每个电感输出具有恒定电感电流纹波的电流至负载。
[0025]作为一种优选的技术方案，充电电源生成电路中的第一放大器产生与输入电压和输出电压之差成比例关系的所述第一充电电源电压；
[0026]叠加电路生成与所述第一充电电源电压和所述修正电压相关的组合电压；以及
[0027]第二放大器将所述组合电压放大两倍，产生所述第二充电电源电压。
[0028]作为一种优选的技术方案，定时电容器对所述第二充电电源电压进行求积分生成斜坡电压；
[0029]比较器将所述斜坡电压与阈值进行比较，并输出指示电平，当所述斜坡电压高于阈值时，所述指示电平为高电平，当所述斜坡电压低于阈值时，所述指示电平为低电平；以及
[0030]锁存器，所述锁存器的复位端接收所述指示电平，当所述指示电平为高电平时，所述锁存器中止产生所述导通时间，其中所述阈值与所述修正电压正相关。
[0031]作为一种优选的技术方案，阈值指所述定时电容器两端的预设电压，等于所述修正电压的两倍。
[0032]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0033]在解决多相恒定电感电流纹波架构下降压转换器中各相位输出电流不平衡的问题时不涉及到和Vin/Vout成比例的电流产生，以及随之而来的多次电流镜像，而是直接对Vin,Vout进行运算，产生一个各相共享的充电电压，从而各相之间的Ton失配可以得到有效的降低。
附图说明
[0034]图1所示为现有技术中降压转换器产生开关管导通时间的电路图；
[0035]图2所示为根据本专利技术的实施例，开关管导通时间与修正后的充电电源的关系曲线图一；
[0036]图3所示为根据本专利技术的实施例，开关管导通时间与修正后的充电电源的关系曲线图二；
[0037]图4所示为根据本专利技术的实施例，开关管导通时间与修正后的充电电源的关系曲线图三；
[0038]图5所示为根据本专利技术的实施例，产生高精度开关管导通时间所需的充电电源的生成电路图；
[0039]图6所示为根据本专利技术的实施例，控制器的电路图；
[0040]图7所示为根据本专利技术的实施例，多相降压转换器的电路图。
具体实施方式
[0041]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多相降压转换器，为负载提供多相具有恒定电感电流纹波的电流，其特征在于，包括：充电电源生成电路，所述充电电源生成电路用于产生充电电源，包括产生第一充电电源与第二充电电源，所述第二充电电源电压等于所述第一充电电源电压与修正电压之和；多个导通时间发生器，所述多个导通时间发生器与所述充电电源生成电路连接，所述充电电源生成电路向所述多个导通时间发生器提供第二充电电源，所述多个导通时间发生器各自被配置成产生与所述第一充电电源电压成比例关系的多个导通时间，所述多个导通时间用于控制多个开关管的导通与闭合，还包括有多个电感，所述多个电感在所述多个开关管的控制下，每个电感输出具有恒定电感电流纹波的电流至负载。2.根据权利要求1所述的多相降压转换器，其特征在于，所述充电电源生成电路包括：第一放大器，所述第一放大器的正向输入端和反向输入端分别与输入电压和输出电压相连，配置成产生与所述输入电压和所述输出电压之差成比例关系的所述第一充电电源电压；叠加电路，所述叠加电路配置成生成与所述第一充电电源电压和所述修正电压相关的组合电压；以及第二放大器，配置成对所述组合电压放大两倍，产生所述第二充电电源电压。3.根据权利要求1所述的一种多相降压转换器，其特征在于，所述多个导通时间发生器中的每一个导通时间发生器包括：第二充电电源电压；滤波元件，所述滤波元件对所述第二充电电源电压滤波，配置成对所述第二充电电源电压进行求积分生成斜坡电压；以及比较器，所述比较器用于将所述斜坡电压与阈值进行比较，并输出指示电平，当所述斜坡电压高于阈值时，所述指示电平为高电平，当所述斜坡电压低于阈值时，所述指示电平为低电平；以及锁存器，所述锁存器复位端接收所述指示电平，当所述指示电平为高电平时...

【专利技术属性】
技术研发人员：余韬，方鹏程，
申请(专利权)人：武汉景捷半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：