TWI394355B - 用於一多相位直流轉換器之控制裝置及相關多相位直流轉換器 - Google Patents
用於一多相位直流轉換器之控制裝置及相關多相位直流轉換器 Download PDFInfo
- Publication number
- TWI394355B TWI394355B TW098120047A TW98120047A TWI394355B TW I394355 B TWI394355 B TW I394355B TW 098120047 A TW098120047 A TW 098120047A TW 98120047 A TW98120047 A TW 98120047A TW I394355 B TWI394355 B TW I394355B
- Authority
- TW
- Taiwan
- Prior art keywords
- conversion
- signal
- channel
- result
- conversion channel
- Prior art date
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 141
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 18
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 description 7
- 238000012935 Averaging Methods 0.000 description 2
- 230000007423 decrease Effects 0.000 description 2
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 2
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 230000008713 feedback mechanism Effects 0.000 description 1
- 238000001914 filtration Methods 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000013021 overheating Methods 0.000 description 1
- 238000012360 testing method Methods 0.000 description 1
- 230000036962 time dependent Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M3/00—Conversion of DC power input into DC power output
- H02M3/02—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
- H02M3/04—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
- H02M3/10—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M3/145—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M3/155—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M3/156—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
- H02M3/158—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
- H02M3/1584—Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Description
本發明係指一種用於一多相位直流轉換器之控制裝置及其相關多相位直流轉換器,尤指一種透過比較目前與前一轉換通道之感測訊號,調整目前轉換通道之電流,進而平衡各轉換通道之電流的控制裝置及其相關多相位直流轉換器。
電子裝置通常包含有不同的元件,每一元件所需的操作電壓可能都不同。因此,在電子裝置中,需要透過直流對直流電壓轉換器,調節電壓準位(升壓或降壓),並使之穩定在所設定的電壓數值。隨著電路技術的演進,各式電子裝置,例如個人電腦(PC)中之微處理器(Microprocessor),所需之電流越來越大。因此,具有「多通道」、「並聯」型式之多相位直流轉換器,越來越受到電路設計者的青睞。多相位直流轉換器因具有多個轉換通道,可分散輸入、輸出電流上之漣波(Ripple)。換言之,多相位直流轉換器採用面積較小、較便宜的濾波電容,即可達到相同的濾波功效。
請參考第1圖,第1圖為先前技術一多相位直流轉換器10之示意圖。多相位直流轉換器10主要由一控制電路100、一回授模組102、電流感測器104_1、104_2、104_3、104_4及轉換通道110_1、110_2、110_3、110_4組成。相較於傳統單通道之直流轉換器,多相位直流轉換器10透過並聯的轉換通道110_1、110_2、110_3、110_4,可提供更高之一輸出電流IOUT。每一轉換通道包含有一功率開關(112_1~112_4)及一輸出電感(L_1~L_4),用以根據控制電路100所輸出之一脈波寬度調變(Pulse Width Modulation,PWM)訊號(PWM[1]~PWM[4]),調整功率開關112之工作週期(duty cycle),進而輸出適當之一通道電流(ICH[1]~ICH[4])。然而,無可避免地,因為製程變異或其他因素,轉換通道110_1、110_2、110_3、110_4彼此間必存在些許的不對稱,使得部份的轉換通道不合比例地承受了較高的負載。換言之,各轉換通道中之功率元件承擔不均等的工作量,因此,功率元件之耐受規格必須隨之提高,以維持多相位直流轉換器10之正常運作,造成多相位直流轉換器10之製造成本亦隨之提高。更糟的是,若僅由少數的轉換通道負擔大部分的負載,熱量將集中在該少數轉換通道,造成轉換通道中功率元件的工作溫度升高,使得功率元件的壽命縮短。因此,多相位直流轉換器10必須透過回授機制,調整脈波寬度調變訊號PWM[1]~PWM[4],進而平衡各轉換通道之負載。
為了平衡各轉換通道之負載(電流),先前技術發展出各式調整脈波寬度調變訊號PWM[1]~PWM[4]之方法。具體地說,電流感測器104根據各轉換通道之通道電流,產生正比於通道電流ICH[1]~ICH[4]之感測訊號SEN[1]~SEN[4],並傳送至控制電路100。另外,回授模組102根據多相位直流轉換器10之一輸出電壓VOUT,產生一回授訊號VFB于控制電路100。如此一來,控制電路100便可根據感測訊號SEN[1]~SEN[4]及回授訊號VFB,調整脈波寬度調變訊號PWM[1]~PWM[4]之工作週期,以平衡各轉換通道之負載。請繼續參考第2圖,第2圖為第1圖中控制電路100之示意圖。控制電路100包含有並聯之比較器200、202、204、206、一比較模組208及一鋸齒波產生模組210。比較模組208及鋸齒波產生模組210係根據感測訊號SEN[1]~SEN[4]及回授訊號VFB,分別提供比較結果訊號COMP[1]~COMP[4]及鋸齒波訊號RAMP[1]~RAMP[4],作為對應於各轉換通道之比較器之輸入訊號源。如此一來,控制電路100便可透過調變比較結果訊號COMP[1]~COMP[4]或鋸齒波訊號RAMP[1]~RAMP[4],調整脈波寬度調變訊號PWM[1]~PWM[4]之工作週期。例如,在美國專利第6,670,794 B1號專利中,感測訊號SEN[1]~SEN[4]為電流訊號,鋸齒波產生模組210透過平均各轉換通道之感測訊號,調變各轉換通道之鋸齒波訊號,亦即:
RAMP[1]=RMP[1]+k×(SENAVG
-SEN[1])
RAMP[2]=RMP[2]+k×(SENAVG
-SEN[2])
RAMP[3]=RMP[3]+k×(SENAVG
-SEN[3])
RAMP[4]=RMP[4]+k×(SENAVG
-SEN[4])
其中,RMP[1]、RMP[2]、RMP[3]、RMP[4]分別表示各轉換通道未調變之一基準鋸齒波訊號、k為一常數、SENAVG
=(SEN[1]+SEN[2]+SEN[3]+SEN[4])÷4表示各通道感測訊號之平均值。
除此之外,在美國專利第6,897,636 B2號專利中,感測訊號SEN[1]~SEN[4]為電壓訊號,比較訊號產生模組208透過平均各通道之感測訊號,調變各轉換通道之比較結果訊號,亦即:
COMP[1]=CMP[1]+g×(SENAVG
-SEN[1])
COMP[2]=CMP[2]+g×(SENAVG
-SEN[2])
COMP[3]=CMP[3]+g×(SENAVG
-SEN[3])
COMP[4]=CMP[4]+g×(SENAVG
-SEN[4])
其中,CMP[1]、CMP[2]、CMP[3]、CMP[4]表示各轉換通道未調變之一基準比較結果訊號、g為另一常數。
然而,無論感測訊號SEN[1]~SEN[4]為電流型式或電壓型式,控制電路100須大幅提升電路的複雜度,以執行平均感測訊號SEN[1]~SEN[4]之步驟,使得多相位直流轉換器10之耗電量、電路佈局面積亦隨之增加。因此,如何以更簡單、更經濟的方法,平衡各轉換通道之負載,遂成為業界努力的目標之一。
因此,本發明之主要目的即在於提供一種用於一多相位直流轉換器之控制裝置及其相關多相位直流轉換器。
本發明揭露一種用於一多相位直流轉換器之控制裝置,該多相位直流轉換器包含有複數個轉換通道。該控制裝置包含有一誤差放大器,用來比較該多相位直流轉換器之一回授訊號及一參考訊號,以產生一比較結果;一主要比較器,耦接於該誤差放大器,用來比較該比較結果與對應於該複數個轉換通道之一第一轉換通道之一第一鋸齒波訊號,以產生一第一脈波寬度調變訊號;以及至少一計算模組,每一計算模組對應於該複數個轉換通道之一轉換通道,用來根據該比較結果、對應於該轉換通道之一鋸齒波訊號、對應於該轉換通道之一感測訊號與對應於該轉換通道之前一轉換通道之一感測訊號,產生一脈波寬度調變訊號,以控制該轉換通道。
本發明另揭露一種多相位直流轉換器,包含有一輸出端,用來提供一輸出訊號;複數個轉換通道,每一轉換通道包含有一功率開關,用來根據對應之一脈衝寬度調變訊號,調整該轉換通道之一通道電流;以及一輸出電感,耦接於該功率開關及該輸出端之間;一電流感測模組,包含有複數個感測單元,每一感測單元耦接於對應之一轉換通道之一輸出電感,以根據該輸出電感上之通道電流,產生一感測訊號;一回授模組,耦接於該輸出端,用來根據該輸出端之一輸出訊號,產生一回授訊號;一參考訊號產生器,用來產生一參考訊號;以及一控制裝置,包含有一誤差放大器,耦接於該回授模組及該參考訊號產生器,用來比較該回授訊號及該參考訊號,以產生一比較結果;一主要比較器,耦接於該誤差放大器及該複數個轉換通道之一第一轉換通道之功率開關,用來比較該比較結果與對應於該第一轉換通道之一第一鋸齒波訊號,以產生一第一脈波寬度調變訊號至該功率開關;以及至少一計算模組,每一計算模組對應於該複數個轉換通道之一轉換通道,用來根據該比較結果、對應於該轉換通道之一鋸齒波訊號、對應於該轉換通道之感測訊號與對應於該轉換通道之前一轉換通道之感測訊號,產生一脈波寬度調變訊號至該轉換通道之功率開關。
請參考第3圖,第3圖為本發明實施例一控制裝置30之示意圖。控制裝置30可用於包含有N個轉換通道之多相位直流轉換器。控制裝置30包含有一誤差放大器300、一主要比較器302與計算模組310_2~310_N。誤差放大器300用來比較多相位直流轉換器之一回授訊號VFB及一參考訊號VREF,以產生一比較結果COMP。主要比較器302用來比較比較結果COMP與對應於N個轉換通道中一第一轉換通道之一第一鋸齒波訊號VST[1],以產生一第一脈波寬度調變訊號PWM[1],並傳送至第一轉換通道。至於計算模組310_2~310_N,以計算模組310_2為例,計算模組310_2對應於一第二轉換通道,用來根據比較結果COMP、對應於第二轉換通道之一鋸齒波訊號VST[2]、對應於第二轉換通道之一感測訊號SEN[2]及對應於第二轉換通道之前一轉換通道(第一轉換通道)之一感測訊號SEN[1],產生一脈波寬度調變訊號PWM[2],以控制第二轉換通道。計算模組310_3~310_N之功能和計算模組310_2相同,差異僅在於對應之轉換通道不同,其功能、對應關係可類推自計算模組310_2之說明,故在此不贅述。
總體來說,控制裝置30取代先前技術多相位直流轉換器10中之控制電路100,用來平衡各轉換通道之通道電流,不同之處在於控制裝置30可根據需求,應用在包含有複數個轉換通道之多相位直流轉換器,而不限於僅包含四個轉換通道之多相位直流轉換器10。另外,除了第一轉換通道外,對於任一轉換通道,控制裝置30根據該轉換通道之感測訊號SEN[x]及該轉換通道之「前一」轉換通道之感測訊號SEN[x-1],調變該轉換通道之脈波寬度調變訊號PWM[x]。換言之,除了第一轉換通道外,針對每一轉換通道,控制裝置30設置一「專屬」的計算模組310_x,計算模組310_x根據感測訊號SEN[x]、SEN[x-1],「量身訂做」該轉換通道之調整脈波寬度調變訊號PWM[x],進而控制該轉換通道。
關於「量身訂做」之詳細過程,請繼續參考第3圖。在第3圖中,任一計算模組310_x皆包含一減法器312_x、一補償單元314_x、一運算單元316_x及一並聯比較器318_x。以計算模組310_2為例,減法器312_2將第二轉換通道之感測訊號SEN[2]減去第一轉換通道之感測訊號SEN[1],以產生一減法結果SUB[2]=SEN[2]-SEN[1];補償單元314_2根據減法結果SUB[2],補償減法結果SUB[2]之一增益,以產生一補償結果CPS[3];運算單元316_2則根據補償結果CPS[2],調整對應之一鋸齒波訊號VST[2],以產生一運算結果VMST[2];最後,並聯比較器318_2比較誤差放大器300之比較結果COMP及運算結果VMST[2],以產生波寬度調變訊號PWM[2],以控制第二轉換通道。其他計算模組310_3~310_N「量身訂做」波寬度調變訊號PWM[3]~PWM[N]之過程可依此類推,在此不贅述。
簡單來說,除了第一轉換通道外,「負責」其餘轉換通道之任一計算模組310_x先取得「目前」與「前一」轉換通道之感測訊號之差值SUB[x]=SEN[x]-SEN[x-1];接著補償差值SUB[x]之增益,例如乘以一常數K,取得補償結果CPS[x]=K×SUB[x]=K×(SEN[x]-SEN[x-1]);最後根據補償結果CPS[x],調整鋸齒波訊號VST[x],以產生調變後之鋸齒波訊號VMST[x]。須注意的是,按照多相位直流轉換器之精神,鋸齒波訊號VST[1]~VST[N]之相位較佳地依序相差360/N度,亦即∠VST[x]-∠VST[x-1]=360°/N。和先前技術比較,本發明以計算相鄰二轉換通道之感測訊號SEN[x]、SEN[x-1]之差值SUB[x],取代先前技術中「平均」所有感測訊號之步驟,因此,可大幅簡化實際電路之複雜度,達到減少耗電量、簡化電流平衡步驟之目的。
詳細來說,較佳地,運算單元316_x可根據補償結果CPS[x]之量值,平移鋸齒波訊號VST[x]之一直流偏壓V[x],亦即ΔV[x]=CPS[x],使得調變後之運算結果VMST[x]=VST[x]+CPS[x]=VST[x]+K×(SEN[x]-SEN[x-1])。舉例來說,請參考第4A圖、第4B圖及第4C圖。若鋸齒波訊號VST[x]未經調變直接輸入並聯比較器318_x,其所對應的脈波寬度調變訊號PWM[x]之時間變化,如第4A圖所示。假設某一轉換通道之通道電流大於其他轉換通道之通道電流,此時,對應於該轉換通道之感測訊號差值(減法結果)SUB[x]=SEN[x]-SEN[x-1]>0,運算單元316_x據以「提高」鋸齒波訊號VST[x]以直流偏壓差ΔV[x]=K×(SEN[x]-SEN[x-1])之量值,以產生運算結果VMST[x],如第4B圖所示。如此一來,其對應之脈波寬度調變訊號PWM[x]為「開」(ON)之比率便會下降,以降低該轉換通道之通道電流。相反地,若一轉換通道之通道電流小於其他轉換通道之通道電流,運算單元316_x「降低」鋸齒波訊號VST[x]之直流偏壓差V[x],以提升脈波寬度調變訊號PWM[x]為「開」之比率,進而提高該轉換通道之通道電流,如第4C圖所示。
為除此之外,運算單元316_x可根據補償結果CPS[x]之量值,調整鋸齒波訊號VST[x]之一振幅A[x](或斜率),使得運算結果VMST[x]之一振幅Amp[x]=A[x]+CPS[x]=A[x]+K×(SEN[x]-SEN[x-1])。舉例來說,請參考第4D圖及第4E圖。假設某一轉換通道之通道電流大於其他轉換通道之通道電流,此時,對應於該轉換通道之感測訊號差值SUB[x]=SEN[x]-SEN[x-1]>0,運算單元316_x據以「提高」鋸齒波訊號VST[x]之振幅A[x]至振幅Amp[x],以產生運算結果VMST[x],如第4D圖所示。如此一來,其對應之脈波寬度調變訊號PWM[x]為「開」之比率便會下降,以降低該轉換通道之通道電流。相反地,若一轉換通道之通道電流小於其他轉換通道之通道電流,運算單元316_x便「降低」鋸齒波訊號VST[x]之振幅A[x]至振幅Amp[x],以提升脈波寬度調變訊號PWM[x]為「開」之比率,進而提高該轉換通道之通道電流,如第4E圖所示。
比較第4B圖、第4C圖和第4D圖、第4E圖可以得知,無論是透過平移直流偏壓V[x]或調整鋸齒波訊號VST[x]之振幅A[x],控制裝置30均可適當地調整波寬度調變訊號PWM[x]之工作週期,以平衡各通道電流。
為了將控制裝置30應用在實際電路中,請參考第5圖,第5圖為本發明實施例一多相位直流轉換器50之示意圖。多相位直流轉換器50係整合控制裝置30與先前技術之多相位直流轉換器10,故相同元件以相相符號表示之,以求簡潔。差異之處在於多相位直流轉換器50包含有轉換通道500_1~500_N,可根據實際應用條件調整轉換通道之個數,而不限於特定數目。另外,多相位直流轉換器50整合對應於各轉換通道之電流感測器104_1~104_N,形成一電流感測模組510,以產生控制裝置30所需之感測訊號SEN[1]~SEN[N]。最後,多相位直流轉換器50新增一參考訊號產生器512,用來產生控制裝置30中誤差放大器300所需之參考訊號VREF。
多相位直流轉換器50及控制裝置30之操作可歸納為一控制流程60,如第6圖所示。控制流程60包含下列步驟:
步驟600:開始。
步驟602:回授模組102根據多相位直流轉換器50之一輸出訊號VOUT,產生回授訊號VFB。
步驟604:參考訊號產生器512產生適當的參考訊號VREF。
步驟606:誤差放大器300比較回授訊號VFB及參考訊號VREF,以產生比較結果COMP。
步驟608:主要比較器302比較參考訊號VREF及比較結果COMP,以產生第一脈波寬度調變訊號PWM[1]。
步驟610:電流感測模組510根據第一轉換通道500_1中輸出電感L_1上之一通道電流ICH[1],產生感測訊號SEN[1]。
步驟612:設定第二轉換通道500_2為一待調變轉換通道CH_x。
步驟614:判斷是否所有轉換通道之通道電流皆已調整完成?若是,則進行至步驟630;若否,則進行至步驟616。
步驟616:電流感測模組510根據待調變轉換通道CH_x中輸出電感L_x上之一通道電流ICH[x],產生感測訊號SEN[x]。
步驟618:減法器312_x將感測訊號SEN[x]之減去前一轉換通道CH_x-1感測訊號SEN[x-1],以產生減法結果SUB[x]。
步驟620:補償單元314_x補償減法結果SUB[x]之增益,以產生補償結果CPS[x]。
步驟622:運算單元316_x根據補償結果CPS[x],調變對應於待調變轉換通道CH_x之鋸齒波訊號VST[x],以產生運算結果VMST[x]。
步驟624:並聯比較器310_x比較比較結果COMP與運算結果VMST[x],以產生脈波寬度調變訊號PWM[x]至待調變轉換通道CH_x之功率開關112_x。
步驟626:功率開關112_x根據脈衝寬度調變訊號PWM[x],調整通道電流ICH[x]。
步驟628:設定待調變轉換通道CH_x之下一轉換通道CH_x+1為新的待調變轉換通道CH_x,並進行至步驟614。
步驟630:結束。
流程60之詳細說明可參考前述,在此不贅述。
在先前技術中,多相位直流轉換器10僅能用來平衡特定轉換通道數目(4個)之多相位直流轉換器10之通道電流,並且須要透過「平均」感測訊號,才能達到平衡通道電流之目的。因此,多相位直流轉換器10須使用高複雜度之控制電路100,以執行平均感測訊號之步驟,使其耗電量、電路佈局面積亦隨之增加。相較之下,本發明針對各種可能的轉換通道數目,提出多相位直流轉換器50,配合其控制流程60,可系統地平衡各轉換通道之電流,以避免因電流不平衡所造成的問題,例如元件過熱、元件壽命縮短等。除此之外,本發明以與「前一」轉換通道感測訊號比較之步驟,取代先前技術中平均所有感測訊號之步驟,如此一來,可大幅降低電路的複雜度,使得多相位直流轉換器可用更簡單、更省電的方法達到電流平衡之目的。
綜上所述,本發明透過與前一轉換通道感測訊號比較,系統地調整各轉換通道之電流,以達到平衡各通道電流目的。
以上所述僅為本發明之較佳實施例,凡依本發明申請專利範圍所做之均等變化與修飾,皆應屬本發明之涵蓋範圍。
COMP...比較結果
COMP[1]、COMP[2]、COMP[3]、COMP[4]...比較結果訊號
VST[1]、VST[2]、VST[N]、RAMP[1]、RAMP[2]、RAMP[3]、RAMP[4]...鋸齒波訊號
VMST[2]、VMST[N]...運算結果
PWM[1]、PWM[2]、PWM[3]、PWM[4]、PWM[N]...脈波寬度調變訊號
SUB[2]、SUB[N]...減法結果
CPS[2]、CPS[N]...補償結果
SEN[1]、SEN[2]、SEN[3]、SEN[4]、SEN[N]、SEN[N-1]...感測訊號
VFB...回授訊號
VREF...參考訊號
VOUT...輸出電壓
ICH[1]、ICH[2]、ICH[3]、ICH[4]...通道電流
IOUT...輸出電流
L_1、L_2、L_3、L_4...輸出電感
10、50...多相位直流轉換器
100...控制電路
102...回授模組
1041、1042、1043、1044...電流感測器
110_1、110_2、110_3、110_4...轉換通道
112_1、112_2、112_3、112_4...功率開關
200、202、204、206...比較器
208...比較模組
210...鋸齒波產生模組
30...控制裝置
300...誤差放大器
302...主要比較器
310_2、310_N...計算模組
312_2、312_N...減法器
314_2、314_N...補償單元
316_2、316_N...運算單元
318_2、318_N...並聯比較器
第1圖為先前技術一多相位直流轉換器之示意圖。
第2圖為第1圖中一控制電路之示意圖。
第3圖為本發明實施例一控制裝置之示意圖。
第4A圖至第4E圖為第3圖之控制裝置中一運算結果對應脈波寬度調變訊號之時變示意圖。
第5圖為本發明實施例一多相位直流轉換器之示意圖。
第6圖為本發明實施例一控制流程之示意圖。
COMP...比較結果
VST[1]、VST[2]、VST[N]...鋸齒波訊號
VMST[2]、VMST[N]...運算結果
PWM[1]、PWM[2]、PWM[N]...脈波寬度調變訊號
SUB[2]、SUB[N]...減法結果
CPS[2]、CPS[N]...補償結果
SEN[1]、SEN[2]、SEN[N]、SEN[N-1]...感測訊號
VFB...回授訊號
VREF...參考訊號
30...控制裝置
300...誤差放大器
302...主要比較器
310_2、310_N...計算模組
312_2、312_N...減法器
314_2、314_N...補償單元
316_2、316_N...運算單元
318_2、318_N...並聯比較器
Claims (8)
- 一種用於一多相位直流轉換器之控制裝置,該多相位直流轉換器包含有複數個轉換通道,該控制裝置包含有:一誤差放大器,用來比較該多相位直流轉換器之一回授訊號及一參考訊號,以產生一比較結果;一主要比較器,耦接於該誤差放大器,用來比較該比較結果與對應於該複數個轉換通道之一第一轉換通道之一第一鋸齒波訊號,以產生一第一脈波寬度調變訊號;以及至少一計算模組,每一計算模組對應於該複數個轉換通道之一轉換通道,用來根據該比較結果、對應於該轉換通道之一鋸齒波訊號、對應於該轉換通道之一感測訊號與對應於該轉換通道之前一轉換通道之一感測訊號,產生一脈波寬度調變訊號,以控制該轉換通道;其中每一計算模組包含有:一減法器,用來將對應之轉換通道之前一轉換通道之感測訊號減去對應之轉換通道之感測訊號,以產生一減法結果;一補償單元,耦接於該減法器,用來根據該減法結果,補償該減法結果之一增益,以產生一補償結果;一運算單元,耦接於該補償單元,用來根據該補償結果,調整對應之轉換通道之鋸齒波訊號,以產生一運算結果;以及一並聯比較器,耦接於該誤差放大器、該運算單元,用來比較該誤差放大器之比較結果及該運算結果,以產生該脈波寬度調 變訊號。
- 如請求項1所述之控制裝置,其中該運算單元係根據該補償結果,平移該鋸齒波訊號之一直流偏壓,以產生該運算結果。
- 如請求項1所述之控制裝置,其中該運算單元係根據該補償結果,調整該鋸齒波訊號之一振幅,以產生該運算結果。
- 如請求項1所述之控制裝置,其中每一計算單元係對應於除了該第一轉換通道外,該複數個轉換通道之一轉換通道。
- 一種多相位直流轉換器,包含有:一輸出端,用來提供一輸出訊號;複數個轉換通道,每一轉換通道包含有:一功率開關,用來根據對應之一脈衝寬度調變訊號,調整該轉換通道之一通道電流;以及一輸出電感,耦接於該功率開關及該輸出端之間;一電流感測模組,包含有複數個感測單元,每一感測單元耦接於對應之一轉換通道之一輸出電感,以根據該輸出電感上之通道電流,產生一感測訊號;一回授模組,耦接於該輸出端,用來根據該輸出端之一輸出訊號,產生一回授訊號;一參考訊號產生器,用來產生一參考訊號;以及 一控制裝置,包含有:一誤差放大器,耦接於該回授模組及該參考訊號產生器,用來比較該回授訊號及該參考訊號,以產生一比較結果;一主要比較器,耦接於該誤差放大器及該複數個轉換通道之一第一轉換通道之功率開關,用來比較該比較結果與對應於該第一轉換通道之一第一鋸齒波訊號,以產生一第一脈波寬度調變訊號至該功率開關;以及至少一計算模組,每一計算模組對應於該複數個轉換通道之一轉換通道,用來根據該比較結果、對應於該轉換通道之一鋸齒波訊號、對應於該轉換通道之感測訊號與對應於該轉換通道之前一轉換通道之感測訊號,產生一脈波寬度調變訊號至該轉換通道之功率開關;其中每一計算模組包含有:一減法器,耦接於該電流感測模組,用來將對應之轉換通道之前一轉換通道之感測訊號減去對應之轉換通道之感測訊號,以產生一減法結果:一補償單元,耦接於該減法器,用來根據該減法結果,補償該減法結果之一增益,以產生一補償結果;一運算單元,耦接於該補償單元,用來根據該補償結果,調整對應之轉換通道之鋸齒波訊號,以產生一運算結果;以及一並聯比較器,耦接於該誤差放大器、該運算單元及對應之轉換通道之功率開關,用來比較該誤差放大器之比較結 果及該運算結果,以產生該脈波寬度調變訊號至該功率開關。
- 如請求項5所述之多相位直流轉換器,其中該運算單元係根據該補償結果,平移該鋸齒波訊號之一直流偏壓,以產生該運算結果。
- 如請求項5所述之多相位直流轉換器,其中該運算單元係根據該補償結果,調整該鋸齒波訊號之一振幅,以產生該運算結果。
- 如請求項5所述之多相位直流轉換器,其中每一計算模組對應於係對應於除了該第一轉換通道外,該複數個轉換通道之一轉換通道。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW098120047A TWI394355B (zh) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | 用於一多相位直流轉換器之控制裝置及相關多相位直流轉換器 |
| US12/507,086 US8183842B2 (en) | 2009-06-16 | 2009-07-22 | Control device for a multi-phase DC-DC converter and related multi-phase DC-DC converter |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| TW098120047A TWI394355B (zh) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | 用於一多相位直流轉換器之控制裝置及相關多相位直流轉換器 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| TW201101662A TW201101662A (en) | 2011-01-01 |
| TWI394355B true TWI394355B (zh) | 2013-04-21 |
Family
ID=43305867
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| TW098120047A TWI394355B (zh) | 2009-06-16 | 2009-06-16 | 用於一多相位直流轉換器之控制裝置及相關多相位直流轉換器 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US8183842B2 (zh) |
| TW (1) | TWI394355B (zh) |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US8232782B2 (en) * | 2009-11-12 | 2012-07-31 | Intersil Americas Inc. | System and method for equalizing the small signal response of variable phase voltage regulators |
| TWI408883B (zh) * | 2010-11-24 | 2013-09-11 | Anpec Electronics Corp | 定時啟動之控制電路與降壓式直流/直流轉換器 |
| KR101220390B1 (ko) * | 2011-08-30 | 2013-01-09 | 현대자동차주식회사 | Dc-dc컨버터의 전류 불평형 판정장치 및 방법 |
| TWI499890B (zh) * | 2012-12-05 | 2015-09-11 | Ind Tech Res Inst | 變頻裝置及其切換方法 |
| CN105656306B (zh) * | 2014-11-09 | 2018-11-20 | 联芯科技有限公司 | 一种模块化均流的三环控制系统及其控制方法 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6292378B1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-09-18 | Linfinity Microelectronics | Method and apparatus for programmable current sharing |
| TW200635190A (en) * | 2005-01-14 | 2006-10-01 | Semiconductor Components Ind Llc | Dc-to-DC converter and method therefor |
| TW200726048A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-01 | Fujitsu Ltd | Control circuit and control method for DC-DC converter |
| TW200910040A (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-01 | Upi Semiconductor Corp | Multi-phase DC-DC converter and method for balancing channel currents |
| TW200910741A (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-01 | Upi Semiconductor Corp | Droop circuits and multi-phase DC-DC converters |
-
2009
- 2009-06-16 TW TW098120047A patent/TWI394355B/zh active
- 2009-07-22 US US12/507,086 patent/US8183842B2/en active Active
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US6292378B1 (en) * | 2000-04-07 | 2001-09-18 | Linfinity Microelectronics | Method and apparatus for programmable current sharing |
| TW200635190A (en) * | 2005-01-14 | 2006-10-01 | Semiconductor Components Ind Llc | Dc-to-DC converter and method therefor |
| TW200726048A (en) * | 2005-12-20 | 2007-07-01 | Fujitsu Ltd | Control circuit and control method for DC-DC converter |
| TW200910040A (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-01 | Upi Semiconductor Corp | Multi-phase DC-DC converter and method for balancing channel currents |
| TW200910741A (en) * | 2007-08-24 | 2009-03-01 | Upi Semiconductor Corp | Droop circuits and multi-phase DC-DC converters |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| TW201101662A (en) | 2011-01-01 |
| US8183842B2 (en) | 2012-05-22 |
| US20100315047A1 (en) | 2010-12-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| KR101840412B1 (ko) | 벅 스위치 모드 파워 컨버터 큰 신호 천이 응답 최적화기 | |
| CN207399028U (zh) | 用于开关转换器的控制单元以及电气装置 | |
| CN101741247B (zh) | 用于控制功率因数校正电路的方法和装置 | |
| US7365998B2 (en) | Unregulated isolated DC/DC converter with ripple control | |
| CN113394967A (zh) | 多级功率转换 | |
| US20060043942A1 (en) | Power converter apparatus and methods using output current feedforward control | |
| TWI426689B (zh) | 切換式電源供應器及其控制電路與控制方法 | |
| US20120038334A1 (en) | Voltage regulator having an output voltage automatically adjusted according to a load current | |
| TWI483523B (zh) | 多相直流對直流轉換器與其控制方法 | |
| WO2012030959A2 (en) | Switching method for switched-mode power converters employing a bridge topology | |
| TWI394355B (zh) | 用於一多相位直流轉換器之控制裝置及相關多相位直流轉換器 | |
| CN103368393B (zh) | 电源转换器及其操作方法 | |
| US20150188427A1 (en) | Dc/dc converter, switching power supply device, and electronic apparatus | |
| JP2013038782A (ja) | パルス幅変調制御回路及びその制御方法 | |
| US12294295B2 (en) | Systems and methods of unwanted harmonic content removal for power conversion | |
| US20120105028A1 (en) | Power supply with dynamic input current suppression | |
| US20090309564A1 (en) | Method for controlling a voltage regulator, in particular a converter of the multiphase interleaving type and corresponding controller | |
| CN105610173A (zh) | 数字功率因数校正 | |
| Su et al. | Pseudo-ramp current balance (PRCB) technique with offset cancellation control (OCC) in dual-phase DC-DC buck converter | |
| US9431905B2 (en) | Multiphase buck converter and multiphase buck conversion method | |
| CN110932524B (zh) | 多相电源转换的控制器及电流平衡方法 | |
| Jeong et al. | Independent control method for flying-capacitor clamp three-level boost PFC converter | |
| González et al. | Analysis of a coupled‐inductor double‐boost dc‐dc converter operating in discontinuous conduction mode | |
| WO2006137744A1 (en) | Control method and device for a converter using a three-state switching cell | |
| US20250323578A1 (en) | Per-phase control for power converters |