多相變換器及用于多相變換器的自動(dòng)相位整電路和方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電子電路，更具體地說，本發(fā)明涉及一種多相變換器及用于多相變換器的自動(dòng)相位調(diào)整電路和方法。
【背景技術(shù)】
[0002 ]直流-直流(DC-DC)變換器是一種將輸入電壓轉(zhuǎn)化成比輸入電壓小的輸出電壓(降壓變換器)或者轉(zhuǎn)化成比輸入電壓大的輸出電壓(升壓變換器)的電壓變換器。將多個(gè)DC-DC變換器并聯(lián)在一起可以形成多相變換器，其中每個(gè)DC-DC變換器提供不同相位的輸出電壓。
[0003]在多相變換器中，為了優(yōu)化效率，通常需要進(jìn)行自動(dòng)相位調(diào)整(auto-phaseshedding)?，F(xiàn)有自動(dòng)相位調(diào)整技術(shù)將多個(gè)DC-DC變換器的總電流(即負(fù)載電流)與多個(gè)不同閾值進(jìn)行比較，從而在該總電流高于相應(yīng)閾值一定時(shí)間(該時(shí)間通常設(shè)為50-500微秒)后，執(zhí)行相位添加(將某一相DC-DC變換器添加進(jìn)功率電路)；或者在該總電流低于相應(yīng)閾值一定時(shí)間后，執(zhí)行相位丟棄(將某一相DC-DC變換器移除出功率電路)。
[0004]具體來說，控制器接收多相變換器輸出的總電流，并將該總電流與預(yù)定的電流閾值相比較，當(dāng)該總電流小于電流閾值下限時(shí)，減少功率運(yùn)行的相數(shù)；當(dāng)該總電流大于電流閾值上限時(shí)，增加功率運(yùn)行的相數(shù)。由于該總電流存在較大的干擾，因此需要先用濾波器將其紋波濾除，該濾波產(chǎn)生了所述50-500微秒的時(shí)間延遲。當(dāng)負(fù)載(如英特爾中央處理器，IntelCPU)出現(xiàn)持續(xù)的快速跳變時(shí)，系統(tǒng)不能及時(shí)暫態(tài)響應(yīng)負(fù)載的變化，使得效率降低。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此本發(fā)明的目的在于減小自動(dòng)相位調(diào)整的響應(yīng)時(shí)間，提出一種快速響應(yīng)負(fù)載、效率優(yōu)化的多相變換器及用于多相變換器的自動(dòng)相位調(diào)整電路和方法。
[0006]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，提出了一種多相變換器，包括:輸入端口，接收輸入電壓;輸出端口，提供輸出電壓;并聯(lián)耦接在輸入端口和輸出端口之間的η相DC-DC變換器，其中各相DC-DC變換器分別接收邏輯信號(hào)，并在相應(yīng)的邏輯信號(hào)的控制下進(jìn)入功率運(yùn)行或者暫停功率運(yùn)行，其中η和i均為自然數(shù)，n 2 2，I < i < η;自動(dòng)相位調(diào)整電路，接收表征流過各相DC-DC變換器的電流的電流采樣信號(hào)、相位添加閾值和相位丟棄閾值，產(chǎn)生相位增加指令和相位丟棄指令;邏輯控制電路，耦接至自動(dòng)相位調(diào)整電路接收相位增加指令和相位丟棄指令，產(chǎn)生所述η相邏輯信號(hào)；其中:當(dāng)表征流過當(dāng)前功率運(yùn)行中的各相DC-DC變換器的電流的電流采樣信號(hào)均大于相位增加閾值時(shí)，增加當(dāng)前功率運(yùn)行的DC-DC變換器的相數(shù);當(dāng)表征流過當(dāng)前功率運(yùn)行中的各相DC-DC變換器的電流的電流采樣信號(hào)均小于相位丟棄閾值時(shí)，減少當(dāng)前運(yùn)行的DC-DC變換器的相數(shù)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提出了一種用于多相變換器的自動(dòng)相位調(diào)整電路，所述多相變換器包括并聯(lián)耦接在輸入端口和輸出端口之間的η相DC-DC變換器，其中各相DC-DC變換器分別接收邏輯信號(hào)，并在相應(yīng)的邏輯信號(hào)的控制下進(jìn)入功率運(yùn)行或者暫停功率運(yùn)行，其中η和i均為自然數(shù)，η 2 2，1 Si Sn;所述自動(dòng)相位調(diào)整電路接收表征流過各相DC-DC變換器的電流的電流采樣信號(hào)、相位添加閾值和相位丟棄閾值，產(chǎn)生相位增加指令和相位丟棄指令;其中當(dāng)表征流過當(dāng)前功率運(yùn)行中的各相DC-DC變換器的電流的電流采樣信號(hào)均大于相位增加閾值時(shí)，所述相位增加指令指示增加當(dāng)前功率運(yùn)行的DC-DC變換器的相數(shù);當(dāng)表征流過當(dāng)前功率運(yùn)行中的各相DC-DC變換器的電流的電流采樣信號(hào)均小于相位丟棄閾值時(shí)，所述相位丟棄指令指示減少當(dāng)前運(yùn)行的DC-DC變換器的相數(shù)。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，還提出了一種用于多相變換器的自動(dòng)相位調(diào)整的方法，所述多相變換器包括η相DC-DC變換器，所述方法包括:提供表征流過各相DC-DC變換器電流的電流采樣信號(hào)；比較各電流采樣信號(hào)與相位添加閾值的大小:當(dāng)各電流采樣信號(hào)均大于相位增加閾值時(shí)，增加當(dāng)前運(yùn)行的DC-DC變換器的相數(shù);比較各電流采樣信號(hào)與相位丟棄閾值的大小:當(dāng)表征流過當(dāng)前功率運(yùn)行中的各相DC-DC變換器電流的電流采樣信號(hào)均小于相位丟棄閾值時(shí)，減少當(dāng)前運(yùn)行的DC-DC變換器的相數(shù)。
[0009]根據(jù)本發(fā)明各方面的上述多相變換器及用于多相變換器的自動(dòng)相位調(diào)整電路和方法，快速響應(yīng)了負(fù)載的變化，并優(yōu)化了效率。
【附圖說明】
[0010]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多相變換器100的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0011]圖2示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多相變換器100中自動(dòng)相位調(diào)整電路103的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖3示出根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多相變換器200的電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖4示意性示出了根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的用于多相變換器的自動(dòng)相位調(diào)整的方法流程圖300。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在以下描述中，為了提供對(duì)本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本發(fā)明。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0015]在整個(gè)說明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接親接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0016]圖1為根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的多相變換器100的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在圖1所示實(shí)施例中，所述多相變換器100包括:輸入端口 1I，接收輸入電壓Vi η;輸出端口 102，提供輸出電壓Vo;輸出電容105，耦接在輸出端口 102和參考地之間；并聯(lián)耦接在輸入端口 1I和輸出端口102之間的η相DC-DC變換器(10-1、10-2,……、10-η)，其中各相DC-DC變換器10_i分別接收邏輯信號(hào)PWMi (如第一相DC-DC變換器10-1接收第一邏輯信號(hào)PffMl、第二相DC-DC變換器10-2接收第二邏輯信號(hào)PWM2、……、第η相DC-DC變換器接收第η邏輯信號(hào)PffMn )，并在相應(yīng)的邏輯信號(hào)PffMi的控制下進(jìn)入功率運(yùn)行(DC-DC變換器被添加進(jìn)功率電路，以將輸入端口的功率傳送至輸出端口)或者暫停功率運(yùn)行(DC-DC變換器被移除出功率電路，不參與將輸入端口的功率傳送至輸出端口)，其中η和i均為自然數(shù)，η 2 2，I < i Sn;自動(dòng)相位調(diào)整電路103，接收表征流過各相DC-DC變換器(10-1、10-2、……、10-η)的電流的電流采樣信號(hào)Ipl、
IP2、......、lpn，以及相位添加閾值Irrfl和相位丟棄閾值Irrf2，產(chǎn)生相位增加指令Cadd和相位丟棄指令Cdrcip;邏輯控制電路104，耦接至自動(dòng)相位調(diào)整電路103接收相位增加指令Cadd和相位丟棄指令Cdrcip，產(chǎn)生所述η相邏輯信號(hào)PWMl?PWMn;其中:當(dāng)表征流過當(dāng)前功率運(yùn)行中的各相DC-DC變換器的電流的電流采樣信號(hào)Ipi均大于相位增加閾值Irefl時(shí)，相位增加指令(^指示邏輯