[发明专利]具相数补偿的多相降压式转换器及其相数补偿方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种多相降压式转换器，具体地说，是一种具有相位遮蔽(phase shedding)机制的多相降压式转换器。

背景技术

图1为已知具有相位遮蔽机制的数字四相降压式转换器，其包括四个相电路10用以将输入电压Vi转换为输出电压Vo、误差放大器18用以检测输出电压Vo产生误差信号EA、模拟数字转换器16用以将模拟的误差信号EA转换为数字的误差信号e[n]、数字补偿电路14用以补偿误差信号e[n]产生误差信号e’[n]、以及数字脉宽调变电路12根据误差信号e’[n]产生脉宽调变信号PWM1、PWM2、PWM3及PWM4驱动四个相电路10。数字脉宽调变电路12可以根据负载电流Io决定操作相数，送出致能信号EN1、EN2、EN3及EN4以各别开启或关闭四个相电路10，进而最佳化所述降压式转换器的效能。图2为所述四相降压式转换器在不同的操作相数时的电源效能曲线，其中曲线20为四相操作时的电源效能曲线，曲线22为三相操作时的电源效能曲线，曲线24为二相操作时的电源效能曲线，曲线26为单相操作时的电源效能曲线。如图2所示，当操作相数较少时，所述降压式转换器在低负载电流下具有较佳的效能，相反的，当操作相数较多时，所述降压式转换器在高负载电流下具有较佳的效能。因此数字脉宽调变电路12在高负载电流Io时将启动较多的相电路10，而在低负载电流Io时将减少启动的相电路10的数目。

然而，当操作相数不同时，所述降压式转换器的控制对输出电压(control-to-output voltage)转移函数也跟着改变。假设单相操作时，所述降压式转换器的共呜(resonant)频率为fc，那么在二相及四相操作时，所述降压式转换器的共呜频率可能分别为1.414fc及2fc。在传统的设计中，所述降压式转换器只有一个数字补偿电路14，因此数字补偿电路14的设计将基于单相或四相的控制对输出电压转换函数。

以回路增益频宽为40KHz及相位边限(phase margin)约60°为设计目标。图3为数位补偿电路14的设计基于单相时，所述降压式转换器的频率响应，其中曲线30及32为单相操作时所得到的频率响应，曲线34及36为二相操作时所得到的频率响应，曲线38及40为四相操作时所得到的频率响应。图4为数位补偿电路14的设计基于单相时，所述降压式转换器在单相、二相及四相操作时的相位边限及频宽。图5为数位补偿电路14的设计基于四相时，所述降压式转换器的频率响应，其中曲线42及44为单相操作时所得到的频率响应，曲线46及48为二相操作时所得到的频率响应，曲线50及52为四相操作时所得到的频率响应。图6为数位补偿电路14的设计基于四相时，所述降压式转换器在单相、二相及四相操作时的相位边限及频宽。参照图3至图6，当数字补偿电路14的设计基于单相的控制对输出电压转移函数时，在四相操作时将没有足够的相位边限，另一方面，当数字补偿电路14的设计基于四相的控制对输出电压转移函数时，单相及二相操作时的频宽将变小，这将导致单相及二相操作时的瞬时响应变差。

因此已知的多相降压式转换器存在着上述种种不便和问题。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种随操作相数改变补偿系数的多相降压式转换器。

为实现上述目的，本发明的技术解决方案是：

一种具相数补偿的多相降压式转换器，其特征在于包括：

误差放大器连接所述多相降压式转换器的输出端，检测所述多相降压式转换器的输出电压产生模拟误差信号；

模拟数字转换器连接所述误差放大器，将所述模拟误差信号转换为数字误差信号；

数字补偿电路连接所述模拟数字转换器，补偿所述数字误差信号；

数字脉宽调变电路连接所述数字补偿电路，根据所述补偿后的数字误差信号提供多个脉宽调变信号；以及

多个相电路并联在所述数字脉宽调变电路及所述多相降压式转换器的输出端之间，每一所述相电路因应各自的脉宽调变信号将输入电压转换为所述输出电压；

其中，所述数字补偿电路随操作中的相电路数目改变其对所述数字误差信号的补偿系数。

本发明的具相数补偿的多相降压式转换器还可以采用以下的技术措施来进一步实现。

前述的转换器，其中所述数字补偿电路包括：

多个多任务器，各自根据所述操作中的相电路数目选取补偿系数；以及

多个乘法器、延迟电路及加法器，从所述数字误差信号及所述些选取的补偿系数产生所述补偿后的数字误差信号。

前述的转换器，其中所述数字补偿电路包括：

多个补偿器，各自对所述数字误差信号补偿；以及