[发明专利]多相功率转换电路的控制电路和多相电源

说明书

本申请公开了一种多相功率转换电路的控制电路和多相电源，多相功率转换电路包括多个开关电路，多个开关电路的输出端耦接在一起为负载供电，该控制电路包括误差放大器、脉宽调制电路和多相逻辑控制电路，误差放大器适于将输出电压的反馈信号与基准电压信号进行比较，并产生误差放大信号，脉宽调制电路适于根据误差放大信号产生导通时间信号，多相逻辑控制电路适于根据导通时间信号产生逐相延迟的多个PWM信号，以控制相应的开关电路导通，其中，每个PWM信号的脉冲宽度与导通时间信号一致，不仅降低了多相电源控制器的电路规模和成本，而且解决了各相开关电路单独产生各自的占空比时的相间电流振荡的问题。

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，更具体地，涉及一种多相功率转换电路的控制电路和多相电源。

背景技术

物联网(IoT)云端服务规模的指数级增长推动了数据中心、网络和电信设备的显著进步，同时持续增加的数据和信息对数据中心的服务器的处理效率提出了新的挑战，因此如何高效地为这些设备供电和散热，同时将用电量降到最低，成为现有的电源技术领域的重要课题。

多相电源是将多个功率转换电路并联，并把开关调制过程分配到不同的相来实现对电源的调整控制的技术。多相电源中的相与相之间的PWM(pulse width modulation，脉宽调制)信号可以相同或者错开一定的相位，使得输出和输入看到的波动频率是每一相中的开关频率与相数的乘积，从而可以减少滤波电容的需要和降低对输入的电流冲击，同时可以加快对负载变化的响应。

图1示出根据现有技术的一种多相电源的示意性电路图。如图1所示，现有的多相电源100由多相电源控制器110、多相的功率转换电路101-104(图1中以4相的多相电源为例)以及反馈控制电路120。每一相的功率转换电路都包括驱动器、开关管T1和T2、电感Lx和输出电容Cout，开关管T1和T2连接在输入电压Vin和地之间，电感Lx的第一端连接至开关管T1和T2的中间节点，第二端连接至输出电容Cout的第一端，输出电容Cout的第二端接地。各个功率转换电路101-104内的驱动器各自接收来自多相电源控制器110提供的脉宽调制信号PWM1-PWM4，并根据接收的脉宽调制信号控制对应的晶体管的导通和关断，对本相的输出电容Cout进行充电而产生本相输出电压Vo1-Vo4，输出电压Vo1-Vo4合并为一个输出电压Vout而驱动负载。

多相电源控制器110包括多个PWM控制器111-114，各个PWM控制器111-114分别根据反馈控制电路120的反馈信号FB来确定多相功率转换电路101-104的工作顺序，从而提供脉宽调制信号PWM1-PWM4。现有的多相电源控制器需要与功率转换电路的数量相同的PWM控制器，不仅存在控制器的结构复杂，电路规模较大，电路成本高的问题，而且各个PWM控制器在控制各相的占空比时，很容易造成相间电流振荡的问题，从而影响到多相电源的各相电流平衡的精确度。

现有的另外一些多相电源控制器采用相电流平衡电路来避免出现相间电流振荡的问题，但是这种方案的控制器的结构复杂，电路规模较大，无法适用于较高相数的多相电源。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种多相功率转换电路的控制电路和多相电源，不仅可以解决相间电流振荡的问题，而且可以降低控制器的电路规模和成本。

根据本发明实施例的一方面，提供了一种多相功率转换电路的控制电路，所述多相功率转换电路包括多个开关电路，所述多个开关电路的输出端耦接在一起为负载供电，该控制电路包括：误差放大器，适于将输出电压的反馈信号与基准电压信号进行比较，并产生误差放大信号；脉宽调制电路，适于根据所述误差放大信号产生导通时间信号；以及多相逻辑控制电路，适于根据所述导通时间信号产生逐相延迟的多个PWM信号，以控制相应的开关电路导通，其中，每个PWM信号的脉冲宽度与所述导通时间信号一致。

可选的，所述脉宽调制电路适于在检测到所述多个PWM信号中的最后一个时生成下一周期的导通时间信号。