【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体地，涉及一种变压器电感式电压调节器的控制电路和控制方法。
技术介绍
1、多相电压调节器因其具有较小的电压电流纹波和优秀的热性能，被广泛应用于大功率以及大电流场合。随着大数据和云服务的发展，中央处理器与图形处理单元的工作电流上升斜率越来越大，这就要求电压调节器具有快速的瞬态性能。多相变压器电感式电压调节器(trans-inductor voltage regulator,tlvr)采用变压器绕组作为每一相的输出电感，相比于传统多相电压调节器，其可实现更快的瞬态响应。
2、然而，多相变压器电感式电压调节器在一些负载高速变化的场合，易出现电感电流过冲从而导致芯片过热的问题。
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种变压器电感式电压调节器的控制电路和控制方法，针对变压器电感式电压调节器在瞬态响应中存在的问题，通过在负载突然增大时增加相邻两相开关电路的开通时刻之间的间隔时间，从而减小同时导通的开关电路的相数，以减小各开关电路导通期间各相的电感电流的上升斜率，从而抑制峰值电流，实现了芯片的过流保护，防止电流过大导致芯片烧毁。
2、根据本专利技术的第一方面，提供了一种变压器电感式电压调节器的控制电路，其中所述变压器电感式电压调节器包括多个并联耦接在输入端和输出端之间的开关电路，每个开关电路对应一变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组作为所述开关电路的电感，所述多个变压器的第二绕组串联耦接，其特征在于，所述控制电路
3、在一个实施例中，所述间隔时间调节电路被配置为当所述变压器电感式电压调节器的输出电压小于电压阈值时，调节相邻两相开关电路的开通时刻之间的间隔时间。
4、在一个实施例中，所述间隔时间调节电路被配置为当所述变压器电感式电压调节器的输出电流大于第一阈值时，调节相邻两相开关电路的开通时刻之间的间隔时间。
5、在一个实施例中，所述间隔时间调节电路被配置为当负载突然增大时，控制相邻的两相的开关电路的开通时刻之间的间隔时间大于等于参考间隔时间。
6、在一个实施例中，所述参考间隔时间的长度与所有相中最大的电感电流正相关，与所述阈值电流的大小呈负相关。
7、在一个实施例中，所述间隔时调节电路被配置为：当相邻两相开关电路的触发时刻之间的间隔时间小于所述参考间隔时间时，则相邻两相开关电路中的下一相开关电路的开通时刻为上一相开关电路的开通通时刻延时所述参考间隔时间；当相邻两相开关电路的触发时刻之间的间隔时间不小于所述参考间隔时间时，则相邻两相开关电路中的下一相开关电路的开通时刻为下一相开关电路的触发时刻。
8、在一个实施例中，所述间隔时间调节电路包括：配置模块，被配置为根据各相电感电流的上升斜率、所述阈值电流以及负载突增时各相电感电流的采样值生成所述参考间隔时间。
9、在一个实施例中，所述配置模块被配置为根据每一相电感电流的上升斜率以及所述电感阈值和对应相的电感电流在负载突增时的采样值的差值，获得每一相对应的第一间隔时间；其中，所有相对应的第一间隔时间中的最大值被配置为所述参考间隔时间，以使得每一相的电感电流不超过所述阈值电流。
10、在一个实施例中，所述配置模块被配置为根据每一相电感电流的上升斜率来计算每一相电感电流的变化量，并通过使得每一相电感电流的变化量不超过所述阈值电流与对应相的电感电流在负载突增时的采样值之间的差值来计算每一相对应的第一间隔时间。
11、在一个实施例中，所述配置模块被配置为在第一区间内对每一相电感电流的上升斜率进行积分来得到每一相电感电流的变化量，其中，所述第一区间被配置为当前相开关电路开始导通至其他所有相开关电路导通结束时的区间。
12、在一个实施例中，所述多相中一相的开关电路的电流上升斜率等于未加入补偿绕组时该相开关电路的电流上升斜率与加入补偿绕组时所述多相中其他相开关电路在第j相开关电路上产生的电流上升斜率之和，其中，其他相开关电路经补偿绕组耦合至该相开关电路。
13、在一个实施例中，所述间隔时间调节电路还包括：检测电路，用于在检测到负载突然增大时，控制所述配置模块重新计算所述参考间隔时间。
14、在一个实施例中，所述间隔时间调节电路还包括：指示信号产生电路，被配置为产生指示信号；在即将分配给下一相开关电路的触发信号与上一相开关电路对应的触发信号之间的间隔时间达到所述参考间隔时间时，所述指示信号有效，以允许向下一相开关电路分配对应的所述触发信号，其中所述触发信号用于触发所述开关电路中的开通。
15、在一个实施例中，当下一相开关电路对应的触发信号在所述指示信号有效前到来时，则直至所述指示信号有效时所述触发信号才被传递至下一相开关电路；当下一相开关电路对应的触发信号在所述指示信号有效之后到来时，则在所述触发信号来临时，将所述触发信号传递给下一相开关电路。
16、在一个实施例中，所述指示信号产生电路包括：斜坡信号产生电路，用于在每个触发信号到来时且所述指示信号无效时开始上升，至所述指示信号有效时复位，从而产生斜坡信号；以及比较电路，用于比较所述斜坡信号和斜坡参考信号，并在所述斜坡信号上升至大于所述斜坡参考信号时产生有效的所述指示信号。
17、在一个实施例中，所述斜坡信号产生电路包括串联连接电流源和开关，以及与所述开关并联连接的电容，其中所述电流源的数值根据所述电容的容值与所述斜坡参考信号的乘积除以所述参考间隔时间得到。
18、在一个实施例中，所述指示信号产生电路还包括：复位电路，用于产生复位信号以控制所述开关，其中所述复位电路接收各个触发信号和所述指示信号，以在每个触发信号到来时且所述指示信号无效时，产生无效的复位信号，以控制所述开关关断；在所述指示信号有效时，产生有效的复位信号，以控制所述开关导通。
19、在一个实施例中，所述控制电路还包括：反馈控制电路，用于根据所述输出电压的反馈信号以及参考信号产生比较信号；脉冲分配电路，用于接收所述比较信号中的脉冲作为触发信号和所述指示信号，生成调节后的触发信号以依次分配给各相开关电路，控制各相开关电路的开通次序。
20、在一个实施例中，所述脉冲分配电路被配置为在将所述比较信号中的一个脉冲分配给下一相开关电路之前，对该脉冲和上一相对应的脉冲之间的间隔时间进行调节，以确保相邻两相开关电路对应的脉冲之间的间隔时间不小于所述间隔时间，从而输出与每相开关电路对应的调整后的触发信号。
21、在一个实施例中，在稳态下，分配至各相开关电路的触发信号之间的间隔时间由所述比较信号决定；当负载突然增大时，分配至各相开关电路的触发信号之间的间隔时间由所述参考间隔时间和所述比较信号共同决定。...
【技术保护点】
1.一种变压器电感式电压调节器的控制电路，其中所述变压器电感式电压调节器包括多个并联耦接在输入端和输出端之间的开关电路，每个开关电路对应一变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组作为所述开关电路的电感，所述多个变压器的第二绕组串联耦接，其特征在于，所述控制电路包括：间隔时间调节电路，被配置为当负载突然增大时，调节导通顺序相邻的两相的开关电路的开通时刻之间的间隔时间，以减小同时导通的开关电路的相数，减小各相的电感电流的上升斜率，使得各相的电感电流均不超过阈值电流。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路被配置为当所述变压器电感式电压调节器的输出电压小于电压阈值时，调节相邻两相开关电路的开通时刻之间的间隔时间。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路被配置为当所述变压器电感式电压调节器的输出电流大于第一阈值时，调节相邻两相开关电路的开通时刻之间的间隔时间。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路被配置为当负载突然增大时，控制相邻的两相的开关电路的开通时
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述参考间隔时间的长度与所有相中最大的电感电流正相关，与所述阈值电流的大小呈负相关。
6.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：
7.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路包括：
8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述配置模块被配置为根据负载突增时每一相电感电流的上升斜率以及所述阈值电流和对应相的电感电流在负载突增时的采样值的差值，获得每一相对应的第一间隔时间；其中，所有相对应的所有第一间隔时间中的最大值被配置为所述参考间隔时间，以使得每一相的电感电流不超过所述阈值电流。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述配置模块被配置为根据负载突增时每一相电感电流的上升斜率来计算每一相电感电流的变化量，并通过使得每一相电感电流的变化量不超过所述阈值电流与对应相的电感电流在负载突增时的采样值之间的差值来计算每一相对应的第一间隔时间。
10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，所述配置模块被配置为在第一区间内对每一相电感电流的上升斜率进行积分来得到每一相电感电流的变化量，其中，所述第一区间被配置为当前相开关电路开始导通时刻至其他所有相开关电路导通结束时刻的区间。
11.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述多相中任意一相的开关电路的电感电流的上升斜率等于未加入补偿绕组时该相开关电路的电感电流的上升斜率与加入补偿绕组时所述多相中其他相开关电路在该相的开关电路上产生的电感电流的上升斜率之和，其中，其他相开关电路经补偿绕组耦合至该相开关电路。
12.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路包括：
13.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路包括：
14.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，当下一相开关电路对应的触发信号在所述指示信号有效前到来时，则直至所述指示信号有效时所述触发信号才被传递至下一相开关电路；当下一相开关电路对应的触发信号在所述指示信号有效之后到来时，则在所述触发信号来临时，将所述触发信号传递给下一相开关电路。
15.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，所述指示信号产生电路包括：
16.根据权利要求15所述的控制电路，其特征在于，所述斜坡信号产生电路包括串联连接电流源和开关，以及与所述开关并联连接的电容，其中所述电流源的数值根据所述电容的容值与所述斜坡参考信号的乘积除以所述参考间隔时间得到。
17.根据权利要求16所述的控制电路，其特征在于，所述指示信号产生电路还包括：
18.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，还包括：
19.根据权利要求18所述的控制电路，其特征在于，所述脉冲分配电路被配置为在将所述比较信号中的一个脉冲分配给下一相开关电路之前，对该脉冲和上一相对应的脉冲之间的间隔时间进行调节，以确保相邻两相开关电路对应的脉冲之间的间隔时间不小于所述间隔时间，从而输出与每相开关电路对应的调整后的触发信号。
20.根据权利要求18所述的控制电路，其特征在于，在稳态下，分配至相邻两相开关电路的触发信号之间的间隔时间由所述比较信号决定；当负载突然增大时，分配至相邻两相开关电路的触发信号之间的间隔时间由所述参考间隔时间和所述比较信号共同决定。
<...【技术特征摘要】
1.一种变压器电感式电压调节器的控制电路，其中所述变压器电感式电压调节器包括多个并联耦接在输入端和输出端之间的开关电路，每个开关电路对应一变压器，每个变压器包括第一绕组和第二绕组，所述第一绕组作为所述开关电路的电感，所述多个变压器的第二绕组串联耦接，其特征在于，所述控制电路包括：间隔时间调节电路，被配置为当负载突然增大时，调节导通顺序相邻的两相的开关电路的开通时刻之间的间隔时间，以减小同时导通的开关电路的相数，减小各相的电感电流的上升斜率，使得各相的电感电流均不超过阈值电流。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路被配置为当所述变压器电感式电压调节器的输出电压小于电压阈值时，调节相邻两相开关电路的开通时刻之间的间隔时间。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路被配置为当所述变压器电感式电压调节器的输出电流大于第一阈值时，调节相邻两相开关电路的开通时刻之间的间隔时间。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路被配置为当负载突然增大时，控制相邻的两相的开关电路的开通时刻之间的间隔时间大于等于参考间隔时间。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述参考间隔时间的长度与所有相中最大的电感电流正相关，与所述阈值电流的大小呈负相关。
6.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于：
7.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路包括：
8.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述配置模块被配置为根据负载突增时每一相电感电流的上升斜率以及所述阈值电流和对应相的电感电流在负载突增时的采样值的差值，获得每一相对应的第一间隔时间；其中，所有相对应的所有第一间隔时间中的最大值被配置为所述参考间隔时间，以使得每一相的电感电流不超过所述阈值电流。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述配置模块被配置为根据负载突增时每一相电感电流的上升斜率来计算每一相电感电流的变化量，并通过使得每一相电感电流的变化量不超过所述阈值电流与对应相的电感电流在负载突增时的采样值之间的差值来计算每一相对应的第一间隔时间。
10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，所述配置模块被配置为在第一区间内对每一相电感电流的上升斜率进行积分来得到每一相电感电流的变化量，其中，所述第一区间被配置为当前相开关电路开始导通时刻至其他所有相开关电路导通结束时刻的区间。
11.根据权利要求7所述的控制电路，其特征在于，所述多相中任意一相的开关电路的电感电流的上升斜率等于未加入补偿绕组时该相开关电路的电感电流的上升斜率与加入补偿绕组时所述多相中其他相开关电路在该相的开关电路上产生的电感电流的上升斜率之和，其中，其他相开关电路经补偿绕组耦合至该相开关电路。
12.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路包括：
13.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述间隔时间调节电路包括：
14.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，当下一相开关电路对应的触发信号在所述指示信号有效前到来时，则直至所述指示信号有效时所述触发信号才被传递至下一相开关电路；当下一相开关电路对应的触发信号在所述指示信号有效之后到来时，则在所述触发信号来临时，将所述...
【专利技术属性】
技术研发人员：沈志远，周鹏，于兆龙，
申请(专利权)人：南京矽力微电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。