电源单元制造技术

一种电源单元，包括：第一和第二子电源模块，每一子电源模块具有第一和第二电感、将从输入电源提供给所述第一和第二电感的电流进行切换的第一和第二开关元件、驱动所述第一和第二开关元件的第一和第二驱动控制电路、以及第一和第二子输出端子，电流被从所述第一和第二电感分别输出到所述第一和第二子输出端子；以及公共输出端子，所述第一子输出端子和所述第二子输出端子耦接至该公共输出端子，其中，依据所述公共输出端子的输出电压是否低于第一电压来控制所述第一开关元件的导通操作，并且依据所述输出电压是否低于第二电压来控制所述第二开关元件的导通操作，所述第二电压不同于所述第一电压。本发明专利技术能够减小复式电源单元的电路规模。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电源单元。
技术介绍
电源单元(power supply unit)通过提高或降低电源电压来产生输出电压的期望电位。因此，电源单元是将从外部提供的电源电压转换为期望电压的电压转换器。在降压型电压转换器的情况下，耦接电源电压的开关元件根据输出电压的电位执行导通/截止开关操作，并且通过间歇性地向输出端子输出电流来为输出端子产生具有期望电位的输出电压。电感布置在开关元件和输出端子之间，并且电流经电感平滑后输出到输出端子。负载电路耦接输出端子，并且将具有期望电位的电压输出到负载电路。输出电 压的电位根据负载电路的功率消耗波动，并且电压转换器执行开关操作以便最小化这种波动(波纹)。同样地，在升压型电压转换器的情况下，开关元件布置在耦接电源电压的电感和基准电位(例如，接地电压)之间，并且通过开关元件的导通/截止开关操作将电流间歇性地提供给电感，通过存储在电感中的电磁能量将电流输出到输出端子，并且为输出端子产生具有期望电位的输出电压，该期望电位提高至高于电源电压。同样地，在这种情况下，负载电路耦接输出端子，并且将具有期望电位的电压提供给负载电路。输出电压的电位根据负载电路的功率消耗波动，并且电压转换器执行开关操作以便最小化这种波动。电压转换器具有如以上所述的用于平滑输出电流的电感，并且用于平滑输出电压的电容耦接输出端子。常规的电压转换器是将DC电压变换为另一 DC电压的DC-DC转换器。在这样的电压转换器中，电感和电容很大和很昂贵，并且通常在外部耦接集成有开关元件和用于控制开关元件的控制电路的电源芯片。为了提供足够的平滑功能，电感的电感值和电容的电容值必须很大，并且由于这个原因，电感和电容的外部尺寸会很大。可以通过增加开关频率来降低电感的电感值和电容的电容值。然而，为了增加开关频率，高速运行的功率MOSFET对于开关元件而言是必要的，并且这种功率MOSFET的芯片尺寸很大。此外，实施即使当以高频运行时损耗很小的电感和电容是很困难的，并且其成本很闻。为了解决这个问题，提出了多相位型电压转换器，其中，电压转换器是由多个(N)子电压转换器构成，并且这些子电压转换器以N相位执行开关操作。如果使用多相型电压转换器，则可以降低每一子电压转换器的频率，并且可以放宽对功率M0SFET、电感和电容的要求。换句话说，通过降低频率可以减小功率MOSFET的尺寸。由于电压转换器具有多个(N)子电压转换器，即使是将每一子电压转换器的电感的电感值减小为1/N，但是仍然可以将总电感值设定为要求的数值。以下的非专利文献都公开了多相位型电压转换器。日本专利申请未审公开No.2004-260992。“基于DLL的多相位迟滞型DC-DC转换器(A DLL BasedMultiphase Hysteretic DC-DC Converter)”, P. Li,ISQED,2007, pp. 98“用于多相位调压器的迟滞控制方法(A Hysteretic ControlMethod for Multiphase Voltage Regulator)，，，K. Lee, IEEE Power Electronics, vol. 24,No. 12，(2009), pp. 2726“具有迟滞电压控制和均流的多相位DC/DC转换器(AMultiphaseDC/DC Converter with Hysteretic Voltage Control and Current Sharing)，，，W.Gu, APEC, 2002, pp. 670“具有迟滞控制的480MHz多相位交错降DC-DC压转换器(A 480-MHz Multi-Phase Interleaved Buck DC-DC Converter with HystereticControl )，，，G. Schrom, IEEE 35th Power Electronics Specialist Conf. , (2004), pp. 4702“具有DSP控制和新的均流的多相位电压模式迟滞型受控VRM(Multiphase Voltage-Mode Hysteretic Controlled VRM with DSP Control and NovelCurrent Sharing)” , J. A. Abu-Qahouq, APEC, 2002, pp. 663 “新的消除高分辨率DPWM需求的数字控制架构(New DigitalControl Architecture Eliminating the Need for High Resolution DPWM)，，，J.Li, PESC, 2007, pp. 814然而，多相位型电压转换器必须以N相位控制多个子电压转换器的开关，并且执行复杂的脉冲宽度调制(PWM)和脉冲频率调制(PFM)，因此，用于控制开关的控制电路在电路规模上变得很复杂和很大。特别地，在减小单个子电压转换器的电感和功率MOSFET的尺寸以及通过增加子电压转换器的数量来使输出电容变小的情况下，每一电压转换器的大规模控制电路导致整体电路规模增大。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的是提供一种具有较小电路规模的复式(multi-type)电源单元。根据实施例的一个方案，一种电源单兀包括第一子电源模块，包括第一电感、将从输入电源提供给所述第一电感的电流进行切换的第一开关元件、驱动所述第一开关元件的第一驱动控制电路、以及第一子输出端子，电流被从所述第一电感输出到所述第一子输出端子；第二子电源模块，包括第二电感、将从输入电源提供给所述第二电感的电流进行切换的第二开关元件、驱动所述第二开关元件的第二驱动控制电路、以及第二子输出端子，电流被从所述第二电感输出到所述第二子输出端子；以及公共输出端子，所述第一子输出端子和所述第二子输出端子耦接至该公共输出端子；其中，依据所述公共输出端子的输出电压是否低于第一电压来控制所述第一开关元件的导通操作，并且依据所述输出电压是否低于第二电压来控制第二开关元件的导通操作，所述第二电压与所述第一电压不同。根据该第一方案，减小了复式电源单元的电路规模。根据实施例的另一个方案，一种电源单元包括第一子电源模块至第N子电源模块，将电流从输入电源输出到各子输出端子；以及公共输出端子，第一子输出端子至第N子输出端子耦接至所述公共输出端子；其中N为2或更大数值；所述第一子电源模块至所述第N子电源模块中的每一个包括将从所述输入电源提供给电感的电流进行切换的开关元件，以及驱动所述开关元件的驱动控制电路，电流被从所述电感输出到所述子输出端子；以及所述驱动控制电路依据所述公共输出端子的输出电压的电位是否低于基准电位来控制所述开关元件的导通操作，并且用以控制所述开关元件的导通操作的所述基准电位在所述第一子电源模块至所述第N子电源模块中是不同的。根据实施例的又一个方案，一种电源单元包括第一子电源模块至第N子电源模块，将电流从输入电源输出到各子输出端子；以及公共输出端子，第一子输出端子至第N子输出端子耦接至所述公共输出端子；其中N为2或更大数值；所述第一子电源模块至所述第N子电源模块中的每一个包括内部布线、将从所述输入电源提供给包括在所述内部布线中的寄生电感的电流进本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源单元，包括：第一子电源模块，包括第一电感、将从输入电源提供给所述第一电感的电流进行切换的第一开关元件、驱动所述第一开关元件的第一驱动控制电路、以及第一子输出端子，电流从所述第一电感输出到所述第一子输出端子；第二子电源模块，包括第二电感、将从输入电源提供给所述第二电感的电流进行切换的第二开关元件、驱动所述第二开关元件的第二驱动控制电路、以及第二子输出端子，电流从所述第二电感输出到所述第二子输出端子；以及公共输出端子，所述第一子输出端子和所述第二子输出端子耦接到所述公共输出端子；其中，依据所述公共输出端子的输出电压是否低于第一电压来控制所述第一开关元件的导通操作，并且依据所述输出电压是否低于第二电压来控制所述第二开关元件的导通操作，所述第二电压不同于所述第一电压。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：庄野健，
申请(专利权)人：富士通半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：