[发明专利]以数字方式使多相电压调节器的电流平衡的方法和系统

说明书

背景技术

电源可以包括产生多个相电流的多个功率晶体管、传导相电流的电感器以及建立输出电压的求和节点。

功率晶体管的占空比、电感器的电阻、功率晶体管的工作特性和/或板迹线中的失配可能导致相电流不平衡，而这可能导致电感器饱和。

电源可以包括模拟或数字调节器以控制占空比，从而使相电流彼此平衡。

常规的数字电压调节器包括每相的模拟到数字转换器(ADC)以对实测相电流进行数字化。可以组合ADC的输出以产生总电流的数字指示(indication)和每相的平均相电流。可以将每相的数字误差指示确定为每相的平均相电流和对应的ADC输出之间的差。可以向控制系统提供总电流的数字指示和数字误差指示以调节占空比。

由于总电流的数字指示是从相电流的ADC样本获得的，如果电源具有阶梯荷载，则可以不更新总电流指示直到后续的ADC样本周期，其可以对应于后续的占空比。结果，利用总电流指示的后续处理可能对瞬变过程具有延迟的响应。此外，每相ADC消耗较大量的面积和功率。

附图说明

图1是系统的方框图，该系统包括电压降低器和比较器系统，比较器系统产生输入信号幅度相对于幅度范围的数字误差指示。

图2是基本等于基准信号加、减一百分比的幅度的幅度范围的图示。

图3是另一幅度范围的图示，其具有图2的基准信号上限，下限近似等于基准信号减去两倍的百分比。

图4是输入信号相对于范围的范例条件以及对应的数字误差指示的表格。

图5是图4的范例条件和指示的图示。

图6是另一系统的方框图，其中图1的电压降低器包括电阻分压器电路，且其中图1的比较器系统包括第一和第二比较器和锁存器。

图7是系统的方框图，该系统相对于基本等于多个输入电压加、减一百分比的瞬时平均值的范围而为多个输入电压中的每个产生数字误差指示。

图8是数字控制的多相电压调节器的方框图。

图9是图8的每相占空比控制模块的范例方框图。

图10是范例时序图。

图11是图10的时序图的一部分和图7的比较器系统的图示。

图12是相对于基本等于基准信号幅度加、减一百分比的范围而产生输入信号的幅度的数字误差指示的方法的流程图。

图13是相对于基本等于多个输入电压加、减一百分比的瞬时平均值的范围而为多个输入电压中的每个产生数字误差指示的方法流程图。

图14是产生与多相电压调节器的相电流对应的数字误差指示，以及响应于数字误差指示并响应于瞬时总电流的数字指示而以数字方式控制对应晶体管的占空比的方法的流程图。

在附图中，附图标记最左边的数字表示附图标记首次出现的图。

具体实施方式

图1是系统100的方框图，系统100相对于与模拟基准信号106的电平或幅度关联的范围而产生模拟输入信号104的电平或幅度的数字指示102。

数字指示102可以表示输入信号104和基准信号106之间的差异或误差，系统100可以被实现为数字控制系统的一部分，以基于数字误差指示102而相对于基准信号106调节输入信号104。

输入信号104和基准信号106的电平或幅度可以对应于电压，在这里可以将输入信号104和基准信号106分别称为输入电压104和基准电压106。类似地，在这里可以将从输入端104和/或基准信号106导出的信号称为电压。不过，这里公开的方法和系统不限于信号电压。

范围可以对应于要将输入信号104保持在其内的容许范围。例如，在输入信号104的幅度对应于一电压时，可以将范围定义为基准信号106的电压±一百分比。

图2是具有上限204和下限206的范围202的图示。上限204可以对应于，例如，但不限于基准电压106的大约105％。下限206可以对应于，例如，但不限于基准电压106的大约95％。范围202的中点208可以对应于基准电压106。

可以将输入信号104直接与上、下限204和206比较，例如利用运算放大器(0pAmp)以产生上限204，利用电阻分压器以产生下限206。

或者，可以将输入信号104的减小幅度与上、下限204和206的对应减小的幅度相比较，以获得相对于范围202的输入信号104的相对指示。可以利用电阻电路产生输入信号104的减小的幅度和上、下限204和206，电阻电路可以消耗比0pAmp实施方式更少的面积和功率。