[发明专利]具有环路相位时钟的多相开关电源及其控制器和控制方法

说明书

技术领域

本发明主要涉及电子电路，更具体的说，本发明主要涉及具有环路相位时钟的多相开关电源及其控制方法。

技术背景

开关电源广泛地应用于将输入电压转换成输出电压给负载供电的场合，比如说给电脑或者移动手机供电。开关电源一般通过控制PWM(Pulse Width Modulation,脉冲宽度调制)信号的占空比对开关进行打开和关断以调节输出电压。多相开关电源包括多个开关电路，具有大的电流带载能力。数字PWM信号发生器因其通信能力强和抗干扰能力强而深受用户欢迎。因此，需要一种具有快速瞬态响应以及简易制作工艺的数字化控制的多相开关电源。

发明内容

本发明一实施例提出了一种用于控制多相开关电源的控制器，多相开关电源具有输出端，所述输出端用于向负载提供输出电压，且多相开关电源包括分别耦接至输出端的N个开关电路，其中每个开关电路包括一个开关，控制器包括：第一输入端，接收置位信号；第二输入端，接收系统时钟信号；以及N个输出端，每个输出端提供一个开关控制信号；其中，控制器根据系统时钟信号生成N个移相时钟信号，所述N个移相时钟信号组成一组环路相位时钟且每个移相时钟信号的频率与系统时钟信号频率相同，每个开关控制信号至少是根据置位信号和N个移相时钟信号中相应的移相时钟信号生成的且每个开关控制信号用于控制相应的开关，其中，N是大于1的自然数。

本发明一实施例提出了一种多相开关电源，包括：N个开关电路，每个开关电路包括一个开关，N个开关电路耦接于多相开关电源的输出端为负载提供输出电压，其中，N是大于1的自然数；置位信号发生器，具有输入端和输出端，输入端耦接于多相开关电源电源的输出端，输出端提供置位信号，其中，置位信号是基于表征多相开关电源输出端的输出信号的反馈信号生成的；时钟信号发生器，具有输出端以提供系统时钟信号；以及如前所述的控制器。

本发明一实施例提出了一种用于多相开关电源的控制方法，该控制方法包括：根据系统时钟信号生成N个移相时钟信号，该N个移相时钟信号组成一组环路时钟，每个移相时钟信号的频率与系统时钟信号的频率相同，其中N是大于1的自然数；以及根据N个移相时钟信号生成N个开关控制信号，其中当N个移相时钟信号中任一移相信号时钟信号采样到置位信号处于有效状态时，相应的开关控制信号从第一逻辑状态跳变到第二逻辑状态，经过一段时间后，开关控制信号从第二逻辑状态跳变到第一逻辑状态。

根据本发明的多相开关电源的控制器及其控制方法，可以在较低的系统时钟频率下取得较短的反应时间和较高的分辨率，且具有较低的功耗，更少的芯片面积和更简易的制作工艺等优点。

附图说明

为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述。这些附图仅用于示例。附图通常仅示出实施例中系统或电路的部分特征，并且附图不一定是按比例绘制的。

图1给出了现有技术下一种示例的多相开关电源100的电路图。

图2给出了采用本发明一实施例的多相开关电源200。

图3为根据本发明一实施例的对应图2中的多个信号的波形图。

图4给出了根据本发明一实施例的生成多个开关控制信号的控制器400。

图5给出了根据本发明另一实施例的控制器500。

图6给出了根据本发明一实施例的控制信号发生器600。

图7给出了根据本发明一实施例的多相开关电源的导通时间控制。

图8给出了根据本发明一实施例的控制信号发生器800的模块示意图。

图9A和9B分别给出根据本发明一实施例的生成开关控制信号的波形图。

图10给出了根据本发明一实施的控制信号发生器1000。

图11给出了根据本发明一实施例的多相开关电源的控制方法1100。

图12给出了根据本发明另一实施例的多相开关电源的控制方法1200。

不同示意图中的相同的附图标记表示相同或者相似的部分或特征。

具体实施方式

下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本发明。在其它实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。