[发明专利]固定工作时间控制的多相电源转换器的电流平衡装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种固定工作时间控制的多相电源转换器，具体地说，是 一种固定工作时间控制的多相电源转换器的电流平衡装置及方法。

背景技术

多相电源转换器是由多个单相切换式转换器并联组成的，其中每一个 单相切换式转换器定义为一个通道。为了达成热平衡，在多相电源转换器 中的每一个信道中的信道电流必须等于其它信道的信道电流，因此需要一 电流平衡机制来让所有信道中的信道电流平衡。一般来说，切换式电源转 换器的脉宽调变控制方法可以分为固定切换频率控制及可变切换频率控 制。图1为已知的固定切换频率控制示意图，以说明固定切换频率控制， 其中用以驱动信道的信号PWM1的切换周期Tsw固定，藉由改变信号 PWM1的工作时间(on-time)Ton或非工作时间(off-time)Toff调节信号 PWM1的工作周期比(duty ratio)，进而调节所述信道所输出的电压及信道 电流。图2为已知的可变切换频率控制示意图，以说明可变切换频率控制， 其中用以驱动信道的信号PWM2的工作时间Ton固定，藉由改变信号 PWM2的切换周期Tsw来调节信号PWM2的工作周期比，进而调节所述 信道所输出的电压及信道电流。

图3为已知的两相电源转换器示意图，所述两相电源转换器10，其包 括通道12及16，在信道12中，切换电路14根据信号S1产生信道电流I1， 在信道16中，切换电路18根据信号S2产生信道电流I2。在电源转换器 10中，信道电流I1及I2不平衡的原因在于信道12及16的阻抗R1及R2 不匹配。假设电源转换器10使用固定工作时间控制而且只使用一个输出 电压回授回路时，所有通道12及16具有相同的切换周期，换言之，所有 信道12及16的工作周期比相同，在没有电流平衡机制的情况下，阻抗R1 及R2的不匹配最后将使得电源转换器10进入电压V1等于电压V2的平 衡状态，进而导致电流I1及I2不平衡。

因此已知的多相电源转换器在没有电流平衡机制的情况下存在着上 述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种固定工作时间控制的多相电源转换器的 电流平衡装置及方法。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种固定工作时间控制的多相电源转换器的电流平衡装置，所述多相 电源转换器包含多个信道用以将一输入电压转换为一输出电压，所述电流 平衡装置包括一误差电流信号产生器和一工作时间产生器，其特征在于：

所述误差电流信号产生器，检测所述多个信道中第N个信道的信道电 流与一目标值的误差产生所述第N个信道的电流误差信号；

所述工作时间产生器，提供一控制信号驱动所述第N个信道；

其中，当所述第N个信道的信道电流等于所述目标值时，所述控制信 号具有固定的工作时间，当所述第N个信道的信道电流不等于所述目标值 时，所述工作时间产生器根据所述第N个信道的电流误差信号调节所述控 制信号的工作时间。

本发明的电流平衡装置还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的电流平衡装置，其中所述误差电流信号产生器包括：

一加法器，结合所述多个信道中的信道电流产生一总合电流；

一除法器，将所述总合电流除以所述多个信道的数量产生所述目标 值；

一减法器，将所述第N个信道的信道电流减去所述目标值产生所述第 N个信道的电流误差信号。

前述的电流平衡装置，其中所述工作时间产生器包括：

一电容；

一充放电电路，控制所述电容的充放电；

一比较器，比较所述电容上的跨压及一参考电压而产生所述控制信 号。

前述的电流平衡装置，其中所述充放电电路包括：

一电流源，提供一随所述第N个信道的电流误差信号改变的充电电流 给所述电容；

一开关，与所述电容并联，用以决定所述电容的充放电。

前述的电流平衡装置，其中所述工作时间产生器包括：

一电容；

一电流源，提供一固定的充电电流给所述电容；

一开关，与所述电容并联，用以决定所述电容的充放电；

一电压源，提供一随所述第N个信道的电流误差信号改变的第一电 压；

一比较器，比较所述第一电压及所述电容上的第二电压产生所述控制 信号。