[发明专利]含菊花链架构的多相开关变换器及其故障保护方法

说明书

公开了含菊花链架构的多相开关变换器及其故障保护方法，其中多相开关变换器包括多个并联耦接的开关电路、以及连接为菊花链架构的多个控制电路。该故障保护方法包括：将多个控制电路中的一个配置为主控制电路，以在其第一端提供相位控制信号；将其余控制电路配置为从控制电路，以在其第一端接收相位控制信号；若主控制电路检测到故障，则变为从控制电路，停止向其第一端提供相位控制信号，并在其相位输出信号上产生第二脉冲；以及若从控制电路在其相位输入信号上检测到第二脉冲，则变为主控制电路，在其第一端提供相位控制信号。

技术领域

本发明涉及电子电路，尤其涉及多相开关变换器。

背景技术

近年来，随着高性能CPU的出现，需要输出电压更小、输出电流更大的开关变换器，对开关变换器的热性能、EMI及负载瞬态响应的要求也不断提高。多相开关变换器以其优越的性能，被广泛应用于高性能CPU的电源解决方案。

对于采用单个控制器的多相开关变换器而言，如果负载电流需求增大，变换器的相数需随之增加，相应地，控制器的逻辑、电路、结构与尺寸也需随之进行调整，这无疑极大地增加了系统的开发难度与整体成本。

为此，具有良好的可扩展性的菊花链架构被引入多相开关变换器，其中设置有多个控制电路，每个控制电路用于驱动一相开关电路。在这种架构下，可以根据具体应用的需要轻松调节多相开关器的总相数，如果需要增加相数，只需在菊花链架构中加入新的控制电路及对应外部元件即可。

然而，在菊花链架构下，如何实现多相开关变换器的故障保护，使得其在任何一相电路发生故障时仍能正常工作，成为了一项挑战。

发明内容

为了解决上述问题，本发明的实施例提供一种用于多相开关变换器的控制电路，与其余控制电路连接在一起形成菊花链架构，多相开关变换器包括多个并联耦接的开关电路，该控制电路包括：第一端，与其余控制电路的第一端耦接在一起，以共享相位控制信号；第二端，耦接至菊花链架构中前一控制电路的第三端以接收相位输入信号；以及第三端，耦接至菊花链架构中后一控制电路的第二端以提供相位输出信号。其中在正常工作状态下，控制电路基于相位输入信号和相位控制信号，产生具有第一脉冲的相位输出信号以及控制对应开关电路的开关控制信号；该控制电路被设置为主控制电路时，在其第一端提供相位控制信号；该控制电路被设置为从控制电路时，在其第一端接收相位控制信号；若主控制电路检测到故障，则变为从控制电路，并在其相位输出信号上产生第二脉冲；若从控制电路在其相位输入信号上检测到第二脉冲，则变为主控制电路。

本发明的实施例还提供一种多相开关变换器，包括：多个并联耦接的开关电路，其中每个开关电路均具有耦接至输入电压的输入端和耦接至负载以提供输出电压的输出端；以及多个如前所述的控制电路，连接为菊花链架构。

本发明的实施例还进一步提供一种用于多相开关变换器的故障保护方法，其中多相开关变换器包括多个并联耦接的开关电路、以及连接为菊花链架构的多个控制电路，每个控制电路均具有第一端、第二端与第三端，其中第一端与其余控制电路的第一端耦接在一起以共享相位控制信号，第二端耦接至前一控制电路的第三端以接收相位输入信号，第三端耦接至后一控制电路的第二端以提供相位输出信号，其中在正常工作状态下，控制电路基于相位输入信号和相位控制信号，产生具有第一脉冲的相位输出信号以及控制对应开关电路的开关控制信号。该故障保护方法包括：将所述多个控制电路中的一个配置为主控制电路，以在其第一端提供相位控制信号；将其余控制电路配置为从控制电路，以在其第一端接收相位控制信号；若主控制电路检测到故障，则变为从控制电路，并在其相位输出信号上产生第二脉冲；以及若从控制电路在其相位输入信号上检测到第二脉冲，则变为主控制电路。