[发明专利]用于使转换器相的电流平衡的系统和方法

说明书

本申请涉及用于使转换器相的电流平衡的系统和方法。用于使多相转换器的相的相电流平衡的系统和方法包括在相应间隔期间交替地将相连接到输入电流，以及在多相转换器的、相所共有的节点处对提供到相的输入电流进行采样，以获得相的相应输入电流样本。当输入电流样本不相等时，间隔被调整以最小化输入电流样本的不相等并从而使相电流平衡。

技术领域

本发明涉及使多相转换器(multiphase converter)的相电流平衡。

背景

DC/DC转换器将输入DC电压转换成输出DC电压。转换器包括至少一个转换器电路，其用于使转换器将输入电压转换成输出电压。“多相”转换器包括多个转换器电路。每个转换器电路形成转换器的相应“相”。

在转换器将输入电压转换成输出电压的操作中，控制器在连续切换周期内以相应的间隔接通相。间隔是间隔开的，使得一次只有一个相被接通。当相被接通时，来自转换器的输入端的电流流到该相。

在相的电气部件具有相同的部件值的假设下，控制器以相同的占空比接通相。因此，当部件具有相同的部件值时，相将具有相同的电流。

然而，由于部件值根据容限和/或老化而不同，因而相的特性(behavior)不同，并且相将具有不同的电流。传统上，每相定义一个电流回路控制(即，单独地控制每个相电流)。然而，这需要在控制器处的高CPU处理负载和更大数量的部件(例如，每个相被修改以包括它自己的功率分流器(power shunt)和运算放大器)。

于是对于所有相有一个共有的单电流回路是合乎需要的。这会降低成本和CPU负载。但是在有共有电流控制的情况下，相的差异导致不平衡的相电流。这导致输送更多电流的相中的过应力(overstress)，因而缩短总的转换器寿命。

概述

提供了一种用于使多相转换器的多个相的相电流平衡的方法。该方法包括在相应间隔期间交替地将相连接到输入电流，以及在多相转换器的、相所共有的节点处对提供到相的输入电流进行采样，以获得相的相应输入电流样本。当输入电流样本不相等时，间隔被调整以最小化输入电流样本的不相等。

该方法还可以包括分别在连续的时刻为相生成触发信号，并且，对提供到相的输入电流进行采样响应于触发信号而出现在所述时刻。生成触发信号可以包括使触发信号同步，使得当相中的第一相连接到输入电流时，用于相中的第一相的触发信号的时刻出现，而当相中的第二相连接到输入电流时，用于相中的第二相的下一个后续触发信号的时刻出现。

相所共有的多相转换器的节点可以连接到多相转换器的DC链路电容器。

调整间隔可以包括增加具有比输入电流样本的平均值更低的输入电流样本的相的间隔，以增加提供到相的输入电流。调整间隔还可以包括减小具有比输入电流样本的平均值更大的输入电流样本的相的间隔，以减小提供到相的输入电流。

每个相可以包括具有相同的电感值和容限(tolerance)的电感器。间隔最初可以是相同的。

提供了一种用于使多相转换器的多个相的相电流平衡的系统。该系统包括控制器和电流传感器。控制器被配置成在相应间隔期间交替地将相连接到输入电流。电流传感器被配置成在多相转换器的、相所共有的节点处对提供到相的输入电流进行采样，以获得相的相应输入电流样本。控制器还被配置成调整间隔以最小化输入电流样本的不相等。

用于转换DC电压电平的转换器包括多个相、控制器和电流传感器。这些相并联连接到共有节点。控制器被配置成在相应间隔期间交替地将相连接到在共有节点处的输入电流。电流传感器连接到共有节点，并被配置成对提供到相的输入电流进行采样，以获得相的相应输入电流样本。控制器还被配置成调整间隔以最小化输入电流样本的不相等。

附图说明