電壓轉(zhuǎn)換器的制造方法
【專利摘要】提供了一種電壓轉(zhuǎn)換器(1)，包括補(bǔ)償電路(10)、第一比較電路(11A?1ID)、第一電感(14A)、第一驅(qū)動(dòng)電路(13A)和相位滯后電路(12)。補(bǔ)償電路根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生第一補(bǔ)償信號(hào)(SIOA)。第一比較電路比較第一補(bǔ)償信號(hào)和第一參考信號(hào)(RAMPA)，以產(chǎn)生第一比較信號(hào)(SUA)。第一驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)第一比較信號(hào)產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)電壓(V13A)至第一電感。相位滯后電路耦接在第一比較電路和第一驅(qū)動(dòng)器之間。相位滯后電路修改第一比較信號(hào)的占空比，以改變流經(jīng)第一電感的第一電感電流。
【專利說明】電壓轉(zhuǎn)換器
[0001]相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用
[0002]本申請(qǐng)要求2014年I月14日遞交的申請(qǐng)?zhí)枮?1/927，135的美國(guó)臨時(shí)案的優(yōu)先權(quán)，在此合并參考該申請(qǐng)案的內(nèi)容。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明涉及一種電壓轉(zhuǎn)換器，以及更特別地，涉及一種具有平衡的(balanced)電感電流的電壓轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0004]通常，多相(phase)直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器具有一些耦接于該直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器的輸出端的電感(inductor)。由于制造過程中的變化，這些電感彼此之間會(huì)不匹配。當(dāng)直流/直流(DC/DC)的一些電感存在不匹配時(shí)，流經(jīng)這些電感的電流是不平衡的，以及，直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器的大多數(shù)輸出電流被集中到一個(gè)特定的電感。此情況會(huì)導(dǎo)致通過此較大電流的電感被破壞，以及甚至?xí)?dǎo)致直流/直流(DC/DC)轉(zhuǎn)換器的效率的惡化。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]因此，提供一種能夠平衡電感電流的電壓轉(zhuǎn)換器是可取的，從而防止電感被較大的電流破壞，并提高電壓轉(zhuǎn)換器的效率。
[000?]提供一種電壓轉(zhuǎn)換器的不例性實(shí)施例。該電壓轉(zhuǎn)換器在輸出端上產(chǎn)生輸出電壓，以及，包括:補(bǔ)償電路、第一比較電路、第一電感、第一驅(qū)動(dòng)電路和相位滯后電路。補(bǔ)償電路根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生第一補(bǔ)償信號(hào)。第一比較電路接收第一補(bǔ)償信號(hào)和第一參考信號(hào)，以及，比較第一補(bǔ)償信號(hào)和第一參考信號(hào)，以產(chǎn)生第一比較信號(hào)。第一電感耦接于輸出端。第一驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)第一比較信號(hào)產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)電壓至第一電感。相位滯后電路耦接在第一比較電路和第一驅(qū)動(dòng)器之間。相位滯后電路修改第一比較信號(hào)的占空比，以改變流經(jīng)第一電感的第一電感電流。
[0007]在一實(shí)施例中，相位滯后電路根據(jù)第一電感電流的電流值修改第一比較信號(hào)的占空比。第一電感電流響應(yīng)于第一比較信號(hào)修改后的占空比而改變?yōu)榫哂幸徽{(diào)整值。
[0008]在一實(shí)施例中，電流轉(zhuǎn)換器還包括校正電路。校正電路檢測(cè)第一電感電流，以及，根據(jù)與第一電感電流有關(guān)的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生第一校正信號(hào)至相位滯后電路。相位滯后電路根據(jù)第一校正信號(hào)修改第一比較信號(hào)的占空比。
[0009]提供一種修改方法的另一示例性實(shí)施例。電壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓。該修改方法包括以下步驟:根據(jù)電壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生第一補(bǔ)償信號(hào)；比較第一補(bǔ)償信號(hào)和第一參考信號(hào)，以產(chǎn)生第一比較信號(hào);根據(jù)第一比較信號(hào)產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)電壓至第一電感，第一電感耦接于輸出端；以及根據(jù)第一校正信號(hào)修改第一比較信號(hào)的占空比，以改變第一電感電流。
[0010]詳細(xì)的描述將參考附圖在下面的實(shí)施例中給出。
【附圖說明】
[0011]通過閱讀后續(xù)的詳細(xì)描述以及參考附圖所給的示例，可以更全面地理解本發(fā)明，其中:
[0012]圖1示出了一種電壓轉(zhuǎn)換器的示例性實(shí)施例；
[0013]圖2示出了圖1中電壓轉(zhuǎn)換器的相位滯后電路的示例性實(shí)施例；以及
[0014]圖3示出了一種修改方法的示例性實(shí)施例。
【具體實(shí)施方式】
[0015]以下描述為本發(fā)明實(shí)施的較佳實(shí)施例，此描述用于說明本發(fā)明的一般原則的目的，而不應(yīng)當(dāng)視為具有限制意義。本發(fā)明的范圍應(yīng)當(dāng)參考所附的權(quán)利要求確定。
[0016]提供一種電壓轉(zhuǎn)換器。在圖1中所示的示例性實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換器I在輸出端Tout上產(chǎn)生輸出電壓Vout。在本實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換器I為多相直流/直流(DC/DC)電壓轉(zhuǎn)換器。參考圖1，四相(four-phase)直流/直流(DC/DC)電壓轉(zhuǎn)換器作為電壓轉(zhuǎn)換器I的一種示例給出。響應(yīng)于該四相結(jié)構(gòu)，電壓轉(zhuǎn)換器I包括補(bǔ)償電路(compensat1n circuit) 10、四個(gè)比較器(comparator) 11A-1 ID、相位滯后電路(phase-lag circuit) 12、四個(gè)驅(qū)動(dòng)電路(driver circuit) 13A-13D、四個(gè)電感(inductor) 14A-14D，以及校正電路(correct1nCirCuit)15。補(bǔ)償電路10偵測(cè)電壓轉(zhuǎn)換器I的負(fù)載狀態(tài)，以及根據(jù)偵測(cè)結(jié)果產(chǎn)生四個(gè)補(bǔ)償信號(hào)S10A-S10D。在本實(shí)施例中，補(bǔ)償電路10可以通過檢測(cè)流經(jīng)(following)電感14A-14D的電感電流或測(cè)量輸出電壓Vout來偵測(cè)電壓轉(zhuǎn)換器I的負(fù)載狀態(tài)。對(duì)應(yīng)于四相的四個(gè)比較器11A-11D的負(fù)輸入端分別接收補(bǔ)償信號(hào)S10A-S10D。每個(gè)比較器的正輸入端接收用于比較操作的各自的(respective)參考信號(hào)。在本實(shí)施例中，斜坡信號(hào)(ramp signal)作為該參考信號(hào)的一種示例。詳細(xì)地，比較器11A-11D的正輸入端分別接收斜坡信號(hào)RAMPA-RAMPDt^fK較器比較各自的補(bǔ)償信號(hào)和斜坡信號(hào)，以產(chǎn)生相應(yīng)的比較信號(hào)。舉例來說，比較器IlA比較補(bǔ)償信號(hào)SlO和斜坡信號(hào)RAMPA，以及根據(jù)比較結(jié)果產(chǎn)生比較信號(hào)SI 1A。比較器IIB-1ID如比較器IIA進(jìn)行相同的比較操作，以分別產(chǎn)生比較信號(hào)S11B-S11D。在本實(shí)施例中，斜坡信號(hào)RAMPA-RAMPD呈據(jù)齒波形(saw tooth waveform) ο
[0017]相位滯后電路12耦接于比較器11A-11D，以分別接收比較信號(hào)S11A-S11D。相位滯后電路12被校正電路15控制。相位滯后電路12根據(jù)校正電路15的控制，修改(modify)每個(gè)比較信號(hào)S11A-S11D的占空比。對(duì)于每個(gè)比較信號(hào)，在相位滯后電路12被控制以修改比較的占空比的情形中，相位滯后電路12根據(jù)校正電路15的控制，進(jìn)一步地決定修改該比較信號(hào)的占空比為更少或更大。通過相位滯后電路12處理后的比較信號(hào)S11A-S11D隨后被分別傳送至驅(qū)動(dòng)電路13A-13D。
[0018]當(dāng)每個(gè)驅(qū)動(dòng)電路從相位滯后電路12接收相應(yīng)的比較信號(hào)時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所接收到的比較信號(hào)產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓，以及，將驅(qū)動(dòng)電壓施加到相應(yīng)的電感。舉例來說，驅(qū)動(dòng)電路13A接收通過相位滯后電路12處理后的比較信號(hào)S11A，以及產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓V13A。將驅(qū)動(dòng)電壓V13A施加到電感14A。其它的驅(qū)動(dòng)電路13B-13D如驅(qū)動(dòng)電路13A進(jìn)行相同的操作，以分別產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓V13B-V13D。將驅(qū)動(dòng)電壓V13B-V13D分別施加到電感14B-14D。通過分別施加驅(qū)動(dòng)電壓V13A-V13D至電感14A-14D，在輸出端Tout上產(chǎn)生輸出電壓Vout。
[0019]根據(jù)上述實(shí)施例，通過相位滯后電路12對(duì)比較信號(hào)S11A-S11D的占空比的修改操作，驅(qū)動(dòng)電壓V13A-V13D被改變，以及，從而分別流經(jīng)電感14A-14D的電感電流I14A-114D被調(diào)整為具有一調(diào)整后的值。因此，在電感14A-14D存在不匹配的情形中，實(shí)現(xiàn)了電感電流I14A-114D之間的平衡。此外，在本實(shí)施例中，比較信號(hào)S11A-S11D的占空比的所述修改是在比較器11A-11D之后進(jìn)行的，這簡(jiǎn)化了用于平衡電感電流I14A-114D的過程。
[0020]在上述實(shí)施例中，四相直流/直流(DC/DC)電壓轉(zhuǎn)換器作為電壓轉(zhuǎn)換器I的一種示例給出。然而，在其它實(shí)施例中，電壓轉(zhuǎn)換器I的相數(shù)可以根據(jù)系統(tǒng)需求來確定。
[0021]圖2示出了相位滯后電路12的一種示例性實(shí)施例。為了清晰地說明相位滯后電路12的結(jié)構(gòu)和操作，圖2還示出了比較器11A-11D和校正電路15。參考圖2，相位滯后電路12包括四個(gè)相位滯后單元20A-20D。相位滯后單元20A-20D分別耦接于比較器11A-11B，以接收比較信號(hào)S11A-S11D。相位滯后單元20A-20D還耦接于校正電路15，以及被校正電路15控制。在本實(shí)施例中，校正電路15用來檢測(cè)電感電流I14A-114D，以獲得電感電流I14A-114D的電流值。根據(jù)檢測(cè)結(jié)果，校正電路15識(shí)別電感電流I14A-114D彼此之間是否平衡以及決定如何修改比較信號(hào)S11A-S11D的占空比。然后，校正電路15根據(jù)檢測(cè)結(jié)果分別為相位滯后單元20A-20D產(chǎn)生校正信號(hào)S15A-S15D。每個(gè)相位滯后單元接收相應(yīng)的校正信號(hào)，以及被該相應(yīng)的校正信號(hào)控制，以修改比較信號(hào)的占空比為更少或更大。比較信號(hào)S11A-S11D的占空比的修改程度不是相同的，以及，其方向(+或者_(dá))也不是相同的。根據(jù)校正信號(hào)S15A-S15D(即根據(jù)校正電路15獲得的檢測(cè)結(jié)果)確定比較信號(hào)S11A-S11D的占空比的修改程度和方向。
[0022]圖3示出了一種用于電壓轉(zhuǎn)換器I的修改方法的示例性實(shí)施例。在下文中，將參考圖1和圖3說明該修改方法。在步驟S30中，響應(yīng)于電壓轉(zhuǎn)換器I的負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)S10A-S10D。在產(chǎn)生補(bǔ)償信號(hào)S10A-S10D之后，分別比較補(bǔ)償信號(hào)S10A-S10D與斜坡信號(hào)RAMPA-RAMPD，以產(chǎn)生比較信號(hào)S11A-S11D(步驟S31)。根據(jù)比較信號(hào)S11A-S11D分別產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)電壓V13A-V13D(步驟S32)，以及，分別將驅(qū)動(dòng)電壓V13A-V13D施加到電感14A-14D(步驟S33)。當(dāng)將驅(qū)動(dòng)電壓V13A-V13D施加到電感14A-14D時(shí)，產(chǎn)生(induce)相應(yīng)的電感電流I14A-114D。然后，檢測(cè)電感電流I14A-114D的電流值(步驟S34)，以及，根據(jù)檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生校正信號(hào)3154-3150(步驟335)。分別根據(jù)校正信號(hào)3154-3150修改比較信號(hào)31^-3110的占空比(步驟S35)。通過比較信號(hào)S11A-S11D的占空比的修改，每個(gè)電感電流I14A-114D被改變?yōu)榫哂幸徽{(diào)整后的值。
[0023]雖然本發(fā)明已經(jīng)通過示例的方式以及依據(jù)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行了描述，但是，應(yīng)當(dāng)理解的是，本發(fā)明并不限于公開的實(shí)施例。相反，它旨在覆蓋各種變型和類似的結(jié)構(gòu)(如對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員將是顯而易見的)。因此，所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最寬的解釋，以涵蓋所有的這些變型和類似的結(jié)構(gòu)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電壓轉(zhuǎn)換器，該電壓轉(zhuǎn)換器在輸出端上產(chǎn)生輸出電壓，包括: 補(bǔ)償電路，根據(jù)所述電壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生第一補(bǔ)償信號(hào)； 第一比較電路，接收所述第一補(bǔ)償信號(hào)和第一參考信號(hào)，并比較所述第一補(bǔ)償信號(hào)和所述第一參考信號(hào)，以產(chǎn)生第一比較信號(hào)； 第一電感，耦接于所述輸出端； 第一驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)所述第一比較信號(hào)產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)電壓至所述第一電感；以及相位滯后電路，耦接在所述第一比較電路和所述第一驅(qū)動(dòng)電路之間；接收所述第一比較信號(hào)，以及，修改所述第一比較信號(hào)的占空比，以改變流經(jīng)所述第一電感的第一電感電流。2.如權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述相位滯后電路根據(jù)所述第一電感電流的電流值修改所述第一比較信號(hào)的所述占空比，以及，所述第一電感電流響應(yīng)于所述第一比較信號(hào)修改后的占空比而改變?yōu)榫哂幸徽{(diào)整后的值。3.如權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換器，還包括: 校正電路，檢測(cè)所述第一電感電流，以及，根據(jù)與所述第一電感電流有關(guān)的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生第一校正信號(hào)至所述相位滯后電路； 其中，所述相位滯后電路根據(jù)所述第一校正信號(hào)修改所述第一比較信號(hào)的所述占空比。4.如權(quán)利要求1所述的電壓轉(zhuǎn)換器，還包括: 第二比較電路，耦接于所述補(bǔ)償電路，其中，所述補(bǔ)償電路根據(jù)所述電壓轉(zhuǎn)換器的所述負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生第二補(bǔ)償信號(hào)；以及，所述第二比較電路接收所述第二補(bǔ)償信號(hào)和第二參考信號(hào)，并比較所述第二補(bǔ)償信號(hào)和所述第二參考信號(hào)，以產(chǎn)生第二比較信號(hào)； 第二電感，耦接于所述輸出端；以及 第二驅(qū)動(dòng)電路，根據(jù)所述第二比較信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)電壓至所述第二電感； 其中，所述相位滯后電路修改所述第二比較信號(hào)的占空比，以改變流經(jīng)所述第一電感的第二電感電流。5.如權(quán)利要求4所述的電壓轉(zhuǎn)換器，還包括: 校正電路，檢測(cè)所述第一電感電流和所述第二電感電流，以獲得電流信息；以及，根據(jù)所述電流信息產(chǎn)生第一校正信號(hào)和第二校正信號(hào)至所述相位滯后電路； 其中，所述相位滯后電路根據(jù)所述第一校正信號(hào)修改所述第一比較信號(hào)的所述占空比，以及，根據(jù)所述第二校正信號(hào)修改所述第二比較的所述占空比。6.—種用于電壓轉(zhuǎn)換器的修改方法，所述電壓轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生輸出電壓，所述修改方法包括: 根據(jù)所述電壓轉(zhuǎn)換器的負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生第一補(bǔ)償信號(hào)； 比較所述第一補(bǔ)償信號(hào)和第一參考信號(hào)，以產(chǎn)生第一比較信號(hào)； 根據(jù)所述第一比較信號(hào)產(chǎn)生第一驅(qū)動(dòng)電壓至第一電感，所述第一電感耦接于所述輸出端； 根據(jù)所述第一校正信號(hào)修改所述第一比較信號(hào)的占空比，以改變第一電感電流。7.如權(quán)利要求6所述的修改方法，在修改所述第一比較信號(hào)的所述占空比的步驟中，所述第一比較信號(hào)的所述占空比是根據(jù)所述第一電感電流的電流值修改的，以及，所述第一電感電流響應(yīng)于所述第一比較信號(hào)修改后的占空比而改變?yōu)榫哂幸徽{(diào)整后的值。8.如權(quán)利要求6所述的修改方法，還包括: 檢測(cè)所述第一電感電流；以及 根據(jù)與所述第一電感電流有關(guān)的檢測(cè)結(jié)果產(chǎn)生第一校正信號(hào)至所述相位滯后電路；其中，在修改所述第一比較信號(hào)的所述占空比的步驟中，所述第一比較信號(hào)的所述占空比是根據(jù)所述第一校正信號(hào)修改的。9.如權(quán)利要求6所述的修改方法，還包括: 根據(jù)所述電壓轉(zhuǎn)換器的所述負(fù)載狀態(tài)產(chǎn)生第二補(bǔ)償信號(hào)； 比較所述第二補(bǔ)償信號(hào)和第二參考信號(hào)，以產(chǎn)生第二比較信號(hào)； 根據(jù)所述第二比較信號(hào)產(chǎn)生第二驅(qū)動(dòng)電壓至第二電感，所述第二電感耦接于所述輸出端；以及 修改所述第二比較信號(hào)的占空比，以改變流經(jīng)耦接的所述第二電感的第二電感電流。10.如權(quán)利要求9所述的修改方法，還包括: 檢測(cè)所述第一電感電流和所述第二電感電流，以獲得電流信息；以及 根據(jù)所述電流信息產(chǎn)生第一校正信號(hào)和第二校正信號(hào)至所述相位滯后電路； 其中，在修改所述第一比較信號(hào)的所述占空比的步驟中，所述第一比較信號(hào)的所述占空比是根據(jù)所述第一校正信號(hào)修改的；以及，在修改所述第二比較信號(hào)的所述占空比的步驟中，所述第二比較信號(hào)的所述占空比是根據(jù)所述第二校正信號(hào)修改的。
【文檔編號(hào)】H02M3/155GK105874698SQ201580003732
【公開日】2016年8月17日
【申請(qǐng)日】2015年1月14日
【發(fā)明人】管建葳, 徐研訓(xùn), 陳敦士
【申請(qǐng)人】聯(lián)發(fā)科技股份有限公司