專利名稱：多相變換器的相位控制的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明一般地涉及電源，更具體地涉及用于多相變換器的相位控制。
背景技術(shù)：
大多數(shù)電子產(chǎn)品如筆記本電腦、臺式電腦、PDA等，需要直流(DC)電源向各個功能模塊提供經(jīng)過調(diào)節(jié)的功率。DC-DC同步降壓式變換器具有效率高、體積小等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。低電壓紋波是DC-DC同步降壓式變換器最基本的要求。為了獲得低電壓紋波，可以采用恒定導(dǎo)通時間COT變換器作為DC-DC同步降壓式變換器的控制電路。圖1示出了單相COT變換器100的電路原理圖，輸出電壓v。ut通過電阻器106、107構(gòu)成的電壓采樣電路將電壓采樣信號FB反饋到比較器108的輸入端，與參考電源111提供的參考電壓信號Vkef相比較。當(dāng)電壓采樣信號FB小于參考電壓信號Vkef時， 比較器108輸出使能信號?；诒容^器108輸出的使能信號，驅(qū)動電路109產(chǎn)生開關(guān)(例如開關(guān))的導(dǎo)通信號PWM1。導(dǎo)通計時電路110也耦接到驅(qū)動電路109。晶體管101的導(dǎo)通時間TON是固定的，由導(dǎo)通計時電路110控制。這種方法減小了輸出電壓的諧波。圖2示出了兩相COT變換器200的電路原理圖。如圖2所示，兩相COT變換器 200包括分別針對第一相和第二相的第一部分和第二部分。第一部分包括開關(guān)101、晶體管 102、電感器103、驅(qū)動電路109和導(dǎo)通計時電路110。第二部分包括開關(guān)201、晶體管202、 電感器203、驅(qū)動電路209和導(dǎo)通計時電路210。兩相COT變換器200還包括電容器104、電阻器106、107構(gòu)成的電壓采樣電路、比較器108和分頻器211。 兩相COT變換器200的每一相的操作與單相的COT類似。當(dāng)電壓采樣信號FB小于VREF時，比較器108輸出使能信號(例如將SET置高)。分頻器211輪流將使能信號分配給針對第一相的第一部分和針對第二相的第二部分。接收到使能信號的驅(qū)動電路產(chǎn)生導(dǎo)通信號PWMl或PWM2，使得相應(yīng)的開關(guān)101或201導(dǎo)通，并且相應(yīng)的導(dǎo)通計時電路110或210 開始計時，直到等于預(yù)先設(shè)定好的恒定的TON時，該開關(guān)關(guān)斷。圖3示出了 N相COT變換器300的示意圖，其包括分別針對N相的N個部分，每個部分的結(jié)構(gòu)與圖2中的第一或第二部分相同，為了簡明起見省略對其的詳細說明。N相 COT變換器的工作原理與兩相COT變換器類似，不同之處在于，N相COT變換器包括N分頻器311，其輪流將使能信號分配給N個部分，使得相應(yīng)的開關(guān)導(dǎo)通，并且相應(yīng)的導(dǎo)通計時電路開始計時，直到等于預(yù)先設(shè)定好的恒定的TON時，該開關(guān)關(guān)斷。Vkef是一個恒定的參考電壓。對于N相變換器而言，當(dāng)分別針對N相的N個部分具有相同參數(shù)時，各相的導(dǎo)通信號自動偏移360/N度，從而實現(xiàn)良好的相位分布。然而，實際上不同相的參數(shù)(例如電感等)是不同的，由于目前廣泛使用的方法自動產(chǎn)生相移而不使用相位控制，所以相位分布是有缺陷的。圖4示出了 N = 2的兩相COT變換器的相位分布。將使能信號SET輪流分配給第一相和第二相。當(dāng)兩相的參數(shù)不同時，相移不等于360/2 = 180度，相位切換不均勻，相位分布是有缺陷的。因此，希望提供一種即使在不同相位的參數(shù)有所不同時，也能將相位控制為360/N 度，從而獲得良好相位分布的方案。

發(fā)明內(nèi)容
為解決現(xiàn)有技術(shù)的一個或多個問題而提出本發(fā)明。本發(fā)明的第一方面提供了一種N相變換器，N是大于或等于2的整數(shù)，包括用于每一相的開關(guān)，所述開關(guān)受相應(yīng)的導(dǎo)通信號控制，其特征在于還包括控制電路，根據(jù)每一相的導(dǎo)通信號產(chǎn)生控制信號，用于調(diào) 節(jié)所述變換器的電路參數(shù)，以實現(xiàn)各相相位的均勻分布。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中電路參數(shù)包括除第一相以外的每一相K的開關(guān)的導(dǎo)通時間，調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)包括使每一相K與第一相的持續(xù)時間相等。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述控制信號包括用于每一相K的導(dǎo)通時間控制信號，用于調(diào)節(jié)第K相的開關(guān)的導(dǎo)通時間。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述控制電路包括N-I個導(dǎo)通時間控制電路，分別用于除第一相以外的每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中所述導(dǎo)通時間控制電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平 Vh和低電平\之間切換；平均器，計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及比較器，將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+VJ/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中所述導(dǎo)通時間控制電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；第一計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值Tl ；第二計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值 TK;以及比較器，對Tl/(K-I)和TK/(N-K+1)進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中電路參數(shù)包括用于每一相的參考電壓，調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)包括使除第一相以外的每一相K與第一相的持續(xù)時間相等。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述控制信號包括用于每一相K的參考電壓控制信號，以調(diào)節(jié)用于第K相的參考電壓。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述控制電路包括N-I個子電路，分別用于除第一相以外的每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號， 以調(diào)節(jié)用于該第K相的參考電壓。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述用于第一相的參考電壓控制信號為恒定值。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述控制電路還包括選擇器，接收用于第1到N相的參考電壓控制信號作為輸入，并輸出所述控制信號；以及選擇控制電路，基于用于第1到N相的開關(guān)的導(dǎo)通信號，輸出選擇信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，所述選擇器基于所述選擇信號在第K-I相的開關(guān)斷開之后、第K相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第K相的控制信號，并且在第N相的開關(guān)斷開之后、第 1相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第1相的控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中所述子電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K 相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平V1^n低電平八之間切換；平均器，計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及比較器，將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+VJ/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中所述子電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K 相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平&之間切換；第一計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值 Tl ；第二計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值TK ；以及比較器，對T1/(K-1)和ΤΚ/(Ν-Κ+1)進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓控制信號。本發(fā)明的第二方面提供了一種用于N相變換器的方法，N是大于或等于2的整數(shù)， 所述變換器包括用于每一相的開關(guān)，所述開關(guān)受相應(yīng)的導(dǎo)通信號控制，其特征在于包括根據(jù)每一相的導(dǎo)通信號產(chǎn)生控制信號，用于調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)，以實現(xiàn)各相相位的均勻分布。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中電路參數(shù)包括除第一相以外的每一相K的開關(guān)的導(dǎo)通時間，調(diào)節(jié)所述變換器 的電路參數(shù)包括使每一相K與第一相的持續(xù)時間相等，所述控制信號包括用于每一相K的導(dǎo)通時間控制信號，用于調(diào)節(jié)第K相的開關(guān)的導(dǎo)通時間，其中產(chǎn)生控制信號包括針對每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh 和低電平\之間切換；計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+VJ/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh 和低電平&之間切換；針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值Tl ；針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值TK ；以及比較Tl/(K-I)和TK/ (N-K+1)，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中電路參數(shù)包括用于除第一相以外的每一相K的參考電壓，調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)包括使每一相K與第一相的持續(xù)時間相等，其中產(chǎn)生控制信號包括分別針對每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號，以調(diào)節(jié)用于該第K相的參考電壓；接收用于第1到N相的參考電壓控制信號作為輸入，并輸出所述控制信號，其中用于第1相的控制信號是常數(shù)；以及基于用于第1 到N相的開關(guān)的導(dǎo)通信號，輸出選擇信號，使得在第K-I相的開關(guān)斷開之后、第K相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第K相的控制信號，并且在第N相的開關(guān)斷開之后、第1相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第1相的控制信號。
根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh 和低電平\之間切換；計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+VJ/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓控制信號。根據(jù)本發(fā)明的實施例，其中產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh 和低電平&之間切換；針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值Tl ；針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值TK ；以及比較Tl/(K-I)和TK/ (N-K+1)，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓控制信號。根據(jù)本發(fā)明提供的N相轉(zhuǎn)換器和方法，即使在不同相位的參數(shù)有所不同時，也能將相位控制為360/N度，從而獲得良好的相位分布。


結(jié)合附圖，根據(jù)對示例性實施例的以下說明，本發(fā)明的總體構(gòu)思的上述和/或其他方面將變得顯而易見并更易于理解，在附圖中，相同或相似的附圖標(biāo)記指示相同或相似的組成部分。其中圖1示出了單相COT變換器的電路原理圖。圖2示出了兩相COT變換器的電路原理圖。圖3示出了 N相COT變換器的電路原理圖。圖4示出了兩相COT變換器的相位分布。圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的兩相COT變換器的示意圖。圖5B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例針對圖4所示情況調(diào)節(jié)兩相COT變換器的開關(guān)的導(dǎo)通時間的操作。圖5C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例用于N相COT變換器中每一相K的導(dǎo)通時間控制電路。圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于兩相COT變換器中導(dǎo)通時間控制電路的模擬實現(xiàn)方式。圖6B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于N相COT變換器中每一相K的導(dǎo)通時間控制電路的模擬實現(xiàn)方式。圖6C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于兩相COT變換器中導(dǎo)通時間控制電路的數(shù)字實現(xiàn)方式。圖6D示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于N相COT變換器中每一相K的導(dǎo)通時間控制電路的數(shù)字實現(xiàn)方式。圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的兩相COT變換器的示意圖。圖7B示出了針對根據(jù)本發(fā)明實施例針對圖4所示情況調(diào)節(jié)兩相COT變換器的參考電壓的操作。圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于兩相COT變換器的參考電壓控制電路的模擬實現(xiàn)方式。圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于兩相COT變換器的參考電壓控制電路的數(shù)字實現(xiàn)方式。圖8C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于N相COT變換器中每一相K的參考電壓控制電路的模擬實現(xiàn)方式。圖8D示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于N相COT變換器中每一相K的參考電壓控制電路的數(shù)字實現(xiàn)方式。圖8E示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的用于N相COT變換器的參考電壓控制電路的選擇電路和選擇控制電路。
具體實施方式
下文的公開提供了許多不同的實施例或例子以實現(xiàn)本發(fā)明提供的技術(shù)方案。雖然下文中對特定例子的部件和設(shè)置進行了描述，但是，它們僅僅為示例，并且目的不在于限制本發(fā)明。圖5A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的兩相COT變換器500的示意圖，其中，與圖2所示相同的組件以相同的附圖標(biāo)記指示，并省略對其的詳細說明，以免不必要地模糊了本發(fā)明的主旨。與圖2相比，根據(jù)本發(fā)明實施例的兩相COT變換器還包括用于第二相的導(dǎo)通時間控制電路212，其根據(jù)第一相和第二相的導(dǎo)通信號PWMl和PWM2控制第二二相的導(dǎo)通計時電路，調(diào)整開關(guān)201的導(dǎo)通時間TON2,以實現(xiàn)兩相相位的均勻分布。圖5B示出了針對圖4所示情況調(diào)節(jié)開關(guān)201的導(dǎo)通時間TON2的操作?；趯?dǎo)通信號PWMl和PWM2生成指示信號PULSE，其在第一相和第二相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平 Vh和低電平八之間切換。例如，當(dāng)?shù)谝幌嗟拈_關(guān)101導(dǎo)通時，指示信號PULSE從低電平切換到高電平；當(dāng)?shù)诙嗟拈_關(guān)201導(dǎo)通時，指示信號PULSE從高電平切換到低電平。當(dāng)由于第一相和第二相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第二相短時，指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw小于(VH+VJ/2，此時減小第二相的導(dǎo)通時間TON2，從而縮短第二相的持續(xù)時間。相反，當(dāng)由于第一相和第二相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第二相長時， 指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw大于(VH+\)/2，此時增加第二相的導(dǎo)通時間 TON2,從而增加第二相的持續(xù)時間。以此方式，可以通過調(diào)節(jié)第二相的持續(xù)時間來實現(xiàn)兩相相位的均勻分布。擴展到N相(N彡2)的情況，與圖5A所示第二相的電路類似，以第一相為主相，為除第一相以外的每一相K(1 < KS N)的導(dǎo)通計時電路提供導(dǎo)通時間控制電路K12，如圖5C 所示。導(dǎo)通時間控制電路K12根據(jù)第一相和第K相的導(dǎo)通信號PWM1、PWMK控制該相的導(dǎo)通計時電路K10，調(diào)整該相的開關(guān)的導(dǎo)通時間Τ0Νκ，以實現(xiàn)N相相位的均勻分布。具體而言，基于導(dǎo)通信號PWMl和PWMK生成指示信號PULSE，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平八之間切換。例如，當(dāng)?shù)谝幌嗟拈_關(guān)101導(dǎo)通時， 指示信號PULSE從低電平切換到高電平；當(dāng)?shù)贙相的開關(guān)KOl導(dǎo)通時，指示信號PULSE從高電平切換到低電平。當(dāng)由于第一相和第K相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第K相短時，指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw小于(K-I) (VH+VJ/N，此時減小第K相的導(dǎo)通時間TONk，從而縮短第K相的持續(xù)時間。
相反，當(dāng)由于第一相和第K相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第K相長時，指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw大于(K-I) (VH+VJ/N，此時增加第K相的導(dǎo)通時間TONk，從而增加第K相的持續(xù)時間。以此方式調(diào)節(jié)除第一相以外每一相K的持續(xù)時間，可以實現(xiàn)N相相位的均勻分布。導(dǎo)通時間控制電路可以以模擬或數(shù)字方式實現(xiàn)，下面以導(dǎo)通時間控制電路212為例描述導(dǎo)通時間控制電路的具體實現(xiàn)方式。圖6A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)通時間控制電路212的模擬實現(xiàn)方式。如圖6A所示，導(dǎo)通時間控制電路212包括指示信號生成器2121，基于導(dǎo)通信號 PWMl和PWM2生成指示信號PULSE，其在第一相和第二相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換。平均器2122計算指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平值。比較器 2123將該平均電平值Vaw與高電平Vh和低電平八的平均值(Vh+\)/2比較，基于比較結(jié)果輸出控制信號TCTRL2,以控制導(dǎo)通計時電路210調(diào)節(jié)第二相的導(dǎo)通時間Τ0Ν2。當(dāng)Vaw小于 (VH+VL)/2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相短，TCTRL2指示減小Τ0Ν2。反之，當(dāng)Vaw大于 (Vh+Vl)/2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相長，TCTRL2指示增大Τ0Ν2。

擴展到N相的情況，為除第一相以外的每一相K提供導(dǎo)通時間控制電路K12，如圖 6B所示。導(dǎo)通時間控制電路K12包括指示信號生成器K121，基于導(dǎo)通信號PWMl和PWMK生成指示信號PULSE，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換。平均器K122計算指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平值。比較器K123將該平均電平值Vaw與值(K-I) (Vh+Vl)/N比較，基于比較結(jié)果輸出控制信號TCTRLk，以控制導(dǎo)通計時電路KlO調(diào)節(jié)第K相的導(dǎo)通時間Τ0Ν2。當(dāng)Vaw小于(K-I) (VH+VJ/N時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相短，TCTRLk指示減小Τ0Νκ。反之，當(dāng)\ 大于(K_l) (VH+VL) /N時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相長，TCTRLk指示增大Τ0Νκ。圖6C示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的導(dǎo)通時間控制電路的數(shù)字實現(xiàn)方式。導(dǎo)通時間控制電路212包括指示信號生成器2121，基于導(dǎo)通信號PWMl和PWM2生成指示信號PULSE， 其在第一相和第二相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平V1^n低電平\之間切換。計數(shù)器2124和 2125分別針對指示信號PULSE的高電平和低電平計數(shù)，并輸出指示高電平持續(xù)時間的計數(shù)值Tl和低電平持續(xù)時間的計數(shù)值T2。比較器2126比較Tl和T2，基于比較結(jié)果輸出控制信號TCTRL2,以控制導(dǎo)通計時電路210調(diào)節(jié)第二相的導(dǎo)通時間Τ0Ν2。當(dāng)Tl小于T2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相短，TCTRL2指示減小Τ0Ν2。反之，當(dāng)Tl大于Τ2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相長，TCTRL2指示增大Τ0Ν2。擴展到N相的情況，為除第一相以外的每一相K提供導(dǎo)通時間控制電路Κ12，如圖 6D所示。導(dǎo)通時間控制電路Κ12包括指示信號生成器Κ121，基于導(dǎo)通信號PWMl和PWMK生成指示信號PULSE，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換。計數(shù)器Κ124和Κ125分別針對指示信號PULSE的高電平和低電平計數(shù)，并輸出指示高電平持續(xù)時間的計數(shù)值Tl和低電平持續(xù)時間的計數(shù)值ΤΚ。比較器Κ126比較Τ1/(Κ-1)和 TK/ (Ν-Κ+1)，基于比較結(jié)果輸出控制信號TCTRLk,以控制導(dǎo)通計時電路KlO調(diào)節(jié)第K相的導(dǎo)通時間Τ0Νκ。當(dāng)Tl/ (K-I)小于TK/ (Ν-Κ+1)時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相短，TCTRLk 指示減小Τ0Νκ。反之，當(dāng)Τ1/(Κ-1)大于TK/(Ν-Κ+1)時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相長， TCTRLk指示增大TONk。
圖7A示出了根據(jù)本發(fā)明另一實施例的兩相COT變換器700的示意圖，其中，與圖 2所示相同的組件以相同的附圖標(biāo)記指示，并省略對其的詳細說明，以免不必要地模糊了本發(fā)明的主旨。與圖2相比，根據(jù)本發(fā)明實施例的兩相COT變換器700還包括參考電壓控制電路 213，其根據(jù)第一相和第二相的導(dǎo)通信號PWMl和PWM2控制參考電源111，調(diào)整針對開關(guān)201 的參考電壓Vkef，以實現(xiàn)兩相的均勻分布。圖7B示出了針對圖4所示情況調(diào)節(jié)參考電壓Vkff的操作?；趯?dǎo)通信號PWMl和 PWM2生成指示信號PULSE，其在第一相和第二相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平V1^P低電平\ 之間切換。例如，當(dāng)?shù)谝幌嗟拈_關(guān)101導(dǎo)通時，指示信號PULSE從低電平切換到高電平；當(dāng)?shù)诙嗟拈_關(guān)201導(dǎo)通時，指示信號PULSE從高電平切換到低電平。當(dāng)由于第一相和第二相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第二相短時，指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw小于(VH+\)/2，此時降低用于第二相的參考電壓Vkef，從而延長第一相的持續(xù)時間， 推后第二相的導(dǎo)通時間。相反，當(dāng)由于第一相和第二相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第二相長時， 指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw大于(VH+\)/2，此時提高用于第二相的參考電壓Vkef，從而縮短第一相的持續(xù)時間，提前第二相的導(dǎo)通時間。以此方式，可以通過調(diào)節(jié)針對第二相的參考電壓Vkef，來實現(xiàn)兩相的均勻分布。用于第二相的參考電壓在第1相的開關(guān)關(guān)斷之后、第二相的開關(guān)導(dǎo)通之前改變。

擴展到N相(N>2)的情況，以第一相為主相，參考電壓控制電路分別將第一相的導(dǎo)通信號PWMl與第一相以外的每一相K (1 < K彡N)的導(dǎo)通信號PWMK進行比較，根據(jù)比較結(jié)果改變用于第K相的參考電壓，以提前或推后第K相的導(dǎo)通時間，以實現(xiàn)N相的均勻分布。具體而言，基于導(dǎo)通信號PWMl和PWMK生成指示信號PULSE，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平八之間切換。例如，當(dāng)?shù)谝幌嗟拈_關(guān)101導(dǎo)通時， 指示信號PULSE從低電平切換到高電平；當(dāng)?shù)贙相的開關(guān)KOl導(dǎo)通時，指示信號PULSE從高電平切換到低電平。當(dāng)由于第一相和第K相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第K相短時，指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw小于(K-I) (VH+\)/N，此時降低用于第K 相的參考電壓Vkef，從而縮短第K相的持續(xù)時間。相反，當(dāng)由于第一相和第K相的參數(shù)不同導(dǎo)致第一相的持續(xù)時間比第K相長時，指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平Vaw大于(K-I) (VH+VJ/N，此時提高用于第K相的參考電壓Vkef，從而增加第K相的持續(xù)時間。用于第K相的參考電壓在第K-I相的開關(guān)關(guān)斷之后、第K相的開關(guān)導(dǎo)通之前改變。參考電壓控制電路可以以模擬或數(shù)字方式實現(xiàn)，下面以用于兩相COT變換器的參考電壓控制電路213為例描述參考電壓控制電路的具體實現(xiàn)方式。圖8A示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓控制電路213的模擬實現(xiàn)方式。如圖8A所示，導(dǎo)通時間控制電路213包括指示信號生成器2131，基于導(dǎo)通信號 PWMl和PWM2生成指示信號PULSE，其在第一相和第二相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換。平均器2132計算指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平值。比較器2133將該平均電平值Vaw與高電平Vh和低電平&的平均值(Vh+\)/2比較，基于比較結(jié)果輸出用于第二相的控制信號VCTRL2,以調(diào)節(jié)用于第二相的參考電壓VKEF。當(dāng)Vaw小于 (VH+VL)/2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相短，VCTRL2指示減小VKEF。反之，當(dāng)Vaw大于 (Vh+Vl)/2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相長，VCTRL2指示增大VKEF。

根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于第二相的VCTRL2和用于第一相的控制信號VCTRL1 (是一個固定值，例如0，表明不改變用于第一相的參考電壓)耦合到選擇器2137，選擇器2137 受選擇信號SEL控制。選擇控制電路2138接收導(dǎo)通信號PWMl和PWM2作為輸入，并輸出選擇信號SEL，使得選擇器2137在第一相的開關(guān)斷開之后，第二相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出控制信號VCTRL2，在第二相的開關(guān)斷開之后，第一相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出控制信號VCTRL115圖8B示出了根據(jù)本發(fā)明實施例的參考電壓控制電路213的數(shù)字實現(xiàn)方式。導(dǎo)通時間控制電路213包括指示信號生成器2131，基于導(dǎo)通信號PWMl和PWM2生成指示信號 PULSE，其在第一相和第二相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換。計數(shù)器 2134和2135分別針對指示信號PULSE的高電平和低電平計數(shù)，并輸出指示高電平持續(xù)時間的計數(shù)值Tl和低電平持續(xù)時間的計數(shù)值T2。比較器2136比較Tl和T2，基于比較結(jié)果輸出控制信號VCTRL2,以調(diào)節(jié)用于第二相的參考電壓VKEF。當(dāng)Tl小于T2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相短，VCTRL2指示減小VKEF。反之，當(dāng)Tl大于T2時，表明第一相的持續(xù)時間比第二相長，VCTRL2指示增大VKFF。根據(jù)本發(fā)明的實施例，用于第二相的VCTRL2和用于第一相的控制信號VCTRL1 (是一個固定值，例如0，表明不改變用于第一相的參考電壓)耦合到選擇器2137，選擇器2137 受選擇信號SEL控制。選擇控制電路2138接收導(dǎo)通信號PWMl和PWM2作為輸入，并輸出選擇信號SEL，使得選擇器2137在第一相的開關(guān)斷開之后，第二相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出控制信號VCTRL2，在第二相的開關(guān)斷開之后，第一相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出控制信號VCTRL115擴展到N相(N彡2)的情況，以第一相為主相，參考電壓控制電路包括N個子電路， 用于分別將第一相的導(dǎo)通信號PWMl與第一相以外的每一相K (1 <K^N)的導(dǎo)通信號PWMK 進行比較，根據(jù)比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓的控制信號VCTRLk,增大或減小用于第 K相的參考電壓，從而提前或推后第K相的導(dǎo)通時間。具體而言，對于模擬實現(xiàn)方式，針對除第一相以外的每一相K生成控制信號 VCTRLk,如圖8C所示。指示信號生成器K131基于導(dǎo)通信號PWMl和PWMK生成指示信號 PULSE，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換。平均器 K132計算指示信號PULSE在一個周期內(nèi)的平均電平值。比較器K133將該平均電平值Vaw 與高電平Vh和低電平八的平均值(K-I) (Vh+Vl)/N比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的控制信號VCTRLk,以調(diào)節(jié)用于第K相的參考電壓VKEF。當(dāng)Vaw小于(K-I) (VH+VJ/N時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相短，VCTRL1^g示減小用于第K相的VKEF。反之，當(dāng)Vaw大于(K-I) (VH+VL) /N時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相長，VCTRLk指示增大用于第K相的VKEF。對于數(shù)字實現(xiàn)方式，針對除第一相以外的每一相K生成控制信號VCTRLk,如圖8D 所示。指示信號生成器K131基于導(dǎo)通信號PWMl和PWMK生成指示信號PULSE，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換。計數(shù)器K134和K135分別針對指示信號PULSE的高電平和低電平計數(shù)，并輸出指示高電平持續(xù)時間的計數(shù)值Tl和低電平持續(xù)時間的計數(shù)值TK。比較器2136比較T1/(K-1)和ΤΚ/(Ν-Κ+1)，基于比較結(jié)果輸出控制信號VCTRLK，以調(diào)節(jié)用于第K相的參考電壓VKEF。當(dāng)T1/(K-1)小于ΤΚ/(Ν_Κ+1)時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相短，VCTRLk指示減小VKEF。反之，當(dāng)Tl/ (K-I)小于TK/ (N-K+1) 時，表明第一相的持續(xù)時間比第K相長，VCTRLk指示增大VKEF。如圖8E所示，用于第一相以外的各相的控制信號VCTRL2……VCTRLn和用于第一相的控制信號VCTRL1 (是一個固定值，例如0，表明不改變用于第一相的參考電壓)耦合到選擇器2139，選擇器2139受選擇信號SEL控制。選擇控制電路2140接收導(dǎo)通信號PWMl…… PWMN作為輸入，并輸出選擇信號SEL，使得選擇器2139在第K-I相的開關(guān)斷開之后，第K相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出控制信號VCTRLk,并且在第N相的開關(guān)斷開之后，第1相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出控制信號VCTRL115利用本發(fā)明的COT變換器基于已經(jīng)產(chǎn)生的PWM l……PffMN產(chǎn)生相位控制信號。此相位控制信號反饋到導(dǎo)通計時電路或者參考電源VREF模塊中，通過調(diào)整相應(yīng)相的導(dǎo)通時間或者參考電壓來調(diào)節(jié)該相的持續(xù)時間，達到使多相均勻分布的目的。上面的描述僅用于說明本發(fā)明的實施方式，而并非要限制本發(fā)明的范圍。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求限定。不脫離本發(fā)明的精神和原理的任何修改或局部替換，均應(yīng)落入本發(fā)明的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種N相變換器，N是大于或等于2的整數(shù)，包括用于每一相的開關(guān)，所述開關(guān)受相應(yīng)的導(dǎo)通信號控制，其特征在于還包括控制電路，根據(jù)每一相的導(dǎo)通信號產(chǎn)生控制信號，用于調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)，以實現(xiàn)各相相位的均勻分布。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其中電路參數(shù)包括除第一相以外的每一相K的開關(guān)的導(dǎo)通時間，調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)包括使每一相K與第一相的持續(xù)時間相等。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的變換器，所述控制信號包括用于每一相K的導(dǎo)通時間控制信號，用于調(diào)節(jié)第K相的開關(guān)的導(dǎo)通時間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，所述控制電路包括N-I個導(dǎo)通時間控制電路，分別用于除第一相以外的每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變換器，其中所述導(dǎo)通時間控制電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；平均器，計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及比較器，將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+VJ/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第 K相的導(dǎo)通時間控制信號。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的變換器，其中所述導(dǎo)通時間控制電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；第一計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值Tl ； 第二計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值TK ；以及比較器，對T1/(K-1)和ΤΚ/(Ν-Κ+1)進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，其中電路參數(shù)包括用于每一相的參考電壓，調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)包括使除第一相以外的每一相K與第一相的持續(xù)時間相等。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的變換器，所述控制信號包括用于每一相K的參考電壓控制信號，以調(diào)節(jié)用于第K相的參考電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的變換器，所述控制電路包括N-I個子電路，分別用于除第一相以外的每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號，以調(diào)節(jié)用于該第K相的參考電壓。
10.根據(jù)權(quán)利要求8或9所述的變換器，所述用于第一相的參考電壓控制信號為恒定值。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變換器，所述控制電路還包括選擇器，接收用于第1到N相的參考電壓控制信號作為輸入，并輸出所述控制信號；以及選擇控制電路，基于用于第1到N相的開關(guān)的導(dǎo)通信號，輸出選擇信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的變換器，所述選擇器基于所述選擇信號在第K-I相的開關(guān)斷開之后、第K相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第K相的控制信號，并且在第N相的開關(guān)斷開之后、第1相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第1相的控制信號。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變換器，其中所述子電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；平均器，計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及比較器，將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+VJ/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第 K相的參考電壓控制信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求9所述的變換器，其中所述子電路包括指示信號生成器，基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；第一計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值Tl ； 第二計數(shù)器，針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值TK ；以及比較器，對T1/(K-1)和ΤΚ/(Ν-Κ+1)進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓控制信號。
15.一種用于N相變換器的方法，N是大于或等于2的整數(shù)，所述變換器包括用于每一相的開關(guān)，所述開關(guān)受相應(yīng)的導(dǎo)通信號控制，其特征在于包括根據(jù)每一相的導(dǎo)通信號產(chǎn)生控制信號，用于調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)，以實現(xiàn)各相相位的均勻分布。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中電路參數(shù)包括除第一相以外的每一相K的開關(guān)的導(dǎo)通時間，調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)包括使每一相K與第一相的持續(xù)時間相等，所述控制信號包括用于每一相K的導(dǎo)通時間控制信號，用于調(diào)節(jié)第K相的開關(guān)的導(dǎo)通時間，其中產(chǎn)生控制信號包括針對每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+\)/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的方法，其中產(chǎn)生用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值Tl ；針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值TK;以及比較T1/(K-1)和ΤΚ/(Ν-Κ+1)，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的導(dǎo)通時間控制信號。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的方法，其中電路參數(shù)包括用于除第一相以外的每一相K的參考電壓，調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)包括使每一相K與第一相的持續(xù)時間相等，其中產(chǎn)生控制信號包括分別針對每一相K，根據(jù)第一相和第K相的開關(guān)的導(dǎo)通信號產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號，以調(diào)節(jié)用于該第K相的參考電壓；接收用于第1到N相的參考電壓控制信號作為輸入，并輸出所述控制信號，其中用于第 1相的控制信號是常數(shù)；以及基于用于第1到N相的開關(guān)的導(dǎo)通信號，輸出選擇信號，使得在第K-I相的開關(guān)斷開之后、第K相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第K相的控制信號，并且在第N相的開關(guān)斷開之后、第 1相的開關(guān)導(dǎo)通之前輸出用于第1相的控制信號。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；計算指示信號在一個周期內(nèi)的平均電平值Vaw ；以及將該平均電平值Vaw與值(K-I) (VH+\)/N進行比較，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓控制信號。
21.根據(jù)權(quán)利要求19所述的方法，其中產(chǎn)生用于第K相的參考電壓控制信號包括基于第一相和第K相的導(dǎo)通信號生成指示信號，其在第一相和第K相的開關(guān)輪流導(dǎo)通時在高電平Vh和低電平\之間切換；針對指示信號在一個周期內(nèi)的高電平計數(shù)并輸出第一計數(shù)值Tl ；針對指示信號在一個周期內(nèi)的低電平計數(shù)并輸出第二計數(shù)值TK;以及比較T1/(K-1)和ΤΚ/(Ν-Κ+1)，基于比較結(jié)果輸出用于第K相的參考電壓控制信號。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種N相變換器，N是大于或等于2的整數(shù)，包括用于每一相的開關(guān)，所述開關(guān)受相應(yīng)的導(dǎo)通信號控制，其特征在于還包括控制電路，根據(jù)每一相的導(dǎo)通信號產(chǎn)生控制信號，用于調(diào)節(jié)所述變換器的電路參數(shù)，以實現(xiàn)各相相位的均勻分布。本發(fā)明還提供了用于該N相變換器的方法。
文檔編號H02M3/157GK102185477SQ20111011557
公開日2011年9月14日 申請日期2011年4月29日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月29日
發(fā)明者任遠程, 李曉明, 楊先慶, 歐陽茜 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司