多相开关变换器及其控制器和控制方法技术

公开了多相开关变换器及其控制器和控制方法，该多相开关变换器包括N个开关电路，该N个开关电路的输出端耦接在一起为负载提供输出电压。该控制器产生N个控制信号，以控制N个开关电路依次导通。其中当检测到负载增大时，控制器工作于叠相模式，将当前开关电路之后的至少两相开关电路同时导通；在叠相模式结束后，控制器恢复至错相模式，自所述至少两相开关电路之后的下一相开关电路起将N个开关电路依次导通。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】公开了，该多相开关变换器包括N个开关电路，该N个开关电路的输出端耦接在一起为负载提供输出电压。该控制器产生N个控制信号，以控制N个开关电路依次导通。其中当检测到负载增大时，控制器工作于叠相模式，将当前开关电路之后的至少两相开关电路同时导通；在叠相模式结束后，控制器恢复至错相模式，自所述至少两相开关电路之后的下一相开关电路起将N个开关电路依次导通。【专利说明】
本专利技术的实施例涉及电子电路，尤其涉及一种。
技术介绍
近年来，随着一些高性能CPU的出现，需要输出电压更小、输出电流更大的开关变换器，对开关变换器的热性能、EMI及负载瞬态响应的要求也不断提高。多相开关变换器以其优越的性能，被广泛应用于高性能CPU电源的解决方案。图1为现有的恒定导通时间控制多相开关变换器100的框图。多相开关变换器100包括N个开关电路101_1?101_N，其中N为大于2的整数。该N个开关电路的输入端接收输入电压VIN，输出端耦接在一起以提供输出电压V0UT。控制器包括第一比较电路102和控制电路103。第一比较电路102耦接至开关电路101_1?101_N的输出端以接收输出电压V0UT，并基于参考信号VREF和输出电压VOUT产生比较信号CMP0。控制电路103根据比较信号CMPO产生N个控制信号CTRLl?CTRLN，以控制N个开关电路的导通与关断。一般地，当比较信号CMPO为高电平，指示输出电压VOUT小于参考信号VREF时，控制电路将相应开关电路导通。当开关电路的导通时长达到预设时长时，控制电路将相应开关电路关断。在正常状态下，多相开关变换器100工作于错相模式，N个开关电路依次导通。当检测到负载增大时，多相开关变换器100进入叠相模式，N个开关电路被同时导通，从而为负载提供更大的电流。在叠相模式结束后，多相开关变换器100恢复至错相模式，自第一相开关电路起将N个开关电路依次导通。图2所示为现有的四相开关变换器的工作波形图。当检测到负载增大，四相开关变换器进入叠相模式，四个开关电路被同时导通。由图2可知，在四相开关变换器进入叠相模式前，第一相开关电路的相电流(即单相输出电流)il最大。由于四相开关变换器在叠相模式结束后再次导通第一相开关电路，使得第一相开关电路的电流il持续上升，从而导致各相开关电路的电流不平衡。
技术实现思路
根据本专利技术实施例的一种用于多相开关变换器的控制器，该多相开关变换器包括N个开关电路，该N个开关电路的输出端耦接在一起为负载提供输出电压，该控制器产生N个控制信号，以控制N个开关电路依次导通；其中当检测到负载增大时，控制器工作于叠相模式，将当前开关电路之后的至少两相开关电路同时导通；在叠相模式结束后，控制器自所述至少两相开关电路之后的下一相开关电路起将N个开关电路依次导通。根据本专利技术实施例的一种多相开关变换器，包括如前所述的控制器。根据本专利技术实施例的一种用于多相开关变换器的控制方法，该多相开关变换器包括N个开关电路，该N个开关电路的输出端耦接在一起为负载提供输出电压，该控制方法包括:控制N个开关电路依次导通；检测负载是否增大；当检测到负载增大时，工作于叠相模式，将当前开关电路之后的至少两相开关电路同时导通；以及在叠相模式结束后，自所述至少两相开关电路之后的下一相开关电路起将N个开关电路依次导通。根据本专利技术的实施例，在叠相模式结束后，控制器自在叠相模式中被导通的至少两相开关电路的下一相开关电路起将N个开关电路依次导通，可有效防止单相电流不断增大，保证了各相开关电路间的电流平衡。【专利附图】【附图说明】图1为现有的多相开关变换器100的框图；图2为现有的四相开关变换器的工作波形图；图3是根据本专利技术一实施例的四相开关变换器的工作波形图；图4为根据本专利技术一实施例的多相开关变换器400的框图；图5是根据本专利技术一实施例的四相开关变换器的工作波形图；图6是根据本专利技术另一实施例的四相开关变换器的工作波形图；图7是根据本专利技术又一实施例的四相开关变换器的工作波形图；图8为根据本专利技术一实施例的图4所示控制电路403的电路原理图；图9为根据本专利技术一实施例的图8所示子控制电路的电路原理图；图10为根据本专利技术一实施例的用于多相开关变换器的控制方法的流程图。【具体实施方式】下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。 在整个说明书中，对“ 一个实施例”、“实施例”、“ 一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。本专利技术实施例提供的一种多相开关变换器，在检测到负载增大时工作于叠相模式，将当前开关电路之后的至少两相开关电路同时导通；在叠相模式结束后恢复至错相模式，自所述至少两相开关电路之后的下一相开关电路起将多个开关电路依次导通。以下主要使用类似于图1所示的恒定导通时间控制的多相开关变换器为例来描述根据本专利技术教导的各实施例。但本领域技术人员可知，本专利技术的教导可应用于任何采用其他控制方式的多相开关变换器。图3是根据本专利技术一实施例的四相开关变换器的工作波形图。当检测到负载增大时，四相开关变换器进入叠相模式，四个开关电路被全部导通。由图3可知，在四相开关变换器进入叠相模式前，第一相开关电路的电流il最大。在叠相模式结束后，四相开关变换器并非自第一相开关电路，而是自第二相开关电路起将四个开关电路依次导通。由于四相开关变换器在叠相模式结束后导通第二相开关电路而非第一相开关电路，避免了第一相开关电路的电流il上升至过大，从而保证了各相开关电路间的电流平衡。类似地，在N相开关变换器中，当检测到负载增大时，N相开关变换器进入叠相模式，N个开关电路被全部导通。若进入叠相模式前第m相开关电路(m= 1，2，......，N)的电流最大，则在叠相模式结束后，N相开关变换器自第m相开关电路的下一相开关电路(例如第m+1相开关电路)起将N个开关电路依次导通。这样就避免了第m相开关电路的电流上升至过大，从而保证各相开关电路间的电流平衡。在一个实施例中，可根据比较信号CMPO在当前开关电路的最小关断时长内的状态来判断负载是否增大。例如，若比较信号CMPO在当前开关电路的最小关断时长内为高电平(指示输出电压VOUT小于参考信本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于多相开关变换器的控制器，该多相开关变换器包括N个开关电路，该N个开关电路的输出端耦接在一起为负载提供输出电压，该控制器产生N个控制信号，以控制N个开关电路依次导通；其中当检测到负载增大时，控制器工作于叠相模式，将当前开关电路之后的至少两相开关电路同时导通；在叠相模式结束后，控制器自所述至少两相开关电路之后的下一相开关电路起将N个开关电路依次导通。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：欧阳茜，姜礼节，吴小康，张波，罗苏华，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：