專利名稱：用于多相電流模式控制器的高獲勝電路的制作方法
用于多相電流模式控制器的高鄉(xiāng)電路領(lǐng)域領(lǐng)域0001本發(fā)明涉及用于多相轉(zhuǎn)換器的電流模式控制器，更特別的，涉及具有單電流模式控制器的電流模式控制。 背景駄0002DC/DC轉(zhuǎn)換器用于接收輸入DC電壓并且輸出輸出DC電壓。典 型地，輸出DC電壓不同于輸入DC電壓。例如，DC/DC轉(zhuǎn)換器電路可以作為 降壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，其輸出小于輸入DC電壓的輸出DC電壓。DC/DC轉(zhuǎn)換器 電路可以作為升壓DC/DC轉(zhuǎn)換器，其輸出大于輸入DC電壓的輸出DC電壓。 DC/DC轉(zhuǎn)換器電路也可以用于其它目的，例如提供噪聲隔離或者調(diào)節(jié)電壓電平。0003現(xiàn)在參考圖1，典型模式的增壓(升壓)DC/DC轉(zhuǎn)換器電路10包 括電感12、 一個(gè)或多個(gè)例如晶體管14的半導(dǎo)體開關(guān)、二極管16、和輸出電容 18。轉(zhuǎn)換器電路10接收電壓輸入端20和22兩端輸入EMVin，并且輸出輸出 電容18兩端的輸出電壓Vout。晶體管14的工作決定了電感電流。例如，當(dāng)晶 體管14導(dǎo)通時(shí)，電感電流增加。當(dāng)晶體管14斷開時(shí)，電感電流下降。以這種 方式，將晶體管14導(dǎo)通和斷開就控制了電感電流和輸出電壓Vout。 DC/DC控 制模塊24產(chǎn)生使晶體管14通斷的開關(guān)控制信號(例如PWM信號)26。 發(fā)明內(nèi)容0004電流模式控制電路包括電壓控制模塊。電壓控制模塊接收輸入電 壓和開關(guān)控制信號，根據(jù)輸入電壓和開關(guān)控制信號來產(chǎn)生輸出電壓，并且產(chǎn)生 第一和第二電流反饋信號。電流比較模± 收第一和第二電流反饋信號并輸出 控制電流信號，該控制電流信號表示第一和第二電流反饋信號中WC—個(gè)。電 流模式控制模i央接收控制電流信號并根據(jù)模式控制電流信號來產(chǎn)生開關(guān)控制信 號。0005根據(jù)下文提供的詳細(xì)說明本發(fā)明其它方面的應(yīng)用將變得顯而易見。 應(yīng)該理解當(dāng)說明發(fā)明的,例子時(shí)，詳細(xì)的說明和特定例子是僅僅為了舉例說 明的目的并不用于限制發(fā)明的范圍。


0006根據(jù)詳細(xì)的說明和附圖本發(fā)明將更被充分理解，其中0007圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的典型DC/DC轉(zhuǎn)換器電路的電路簡亂0008圖2是根據(jù)現(xiàn)有駄的典型DC/DC轉(zhuǎn)換離制電路的功能框亂0009圖3是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的多相DC/DC轉(zhuǎn)換器的原理框圖；0010圖4A是根據(jù)本發(fā)明的包括多相DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流模式控制電 路的原理框圖；0011圖4B是根據(jù)本發(fā)明的包括多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流模式控制電 路的原理框圖；0012圖4C說明了根據(jù)本發(fā)明的典型電感電流信號波形；0013圖4D說明了根據(jù)本發(fā)明的典型電流比較模i央輸出電流波形；和0014圖5是更詳細(xì)說明根據(jù)本發(fā)明的電流比較模塊的電流模式控制電 路的原理框圖。
具體實(shí)施方式
0015下面雌實(shí)施例的說明事實(shí)上僅僅是示范性的而絕不打算限制發(fā) 明、它的應(yīng)用或f頓。出于清楚的目的，在圖中^柳相同的參考數(shù)字棘示相 同的元件。這里所iOT的，術(shù)語模塊和/或裝置指的是特定用途集成電路(ASIC)、 電子電路、執(zhí)行一個(gè)或多個(gè)軟件或硬件程序的處理器(共用的，專用的或者組) 和存儲器、組合邏輯電路、禾口/或其它的能提供所描述功能性的適合組件。0016現(xiàn)在參考圖2，并i^柳^:體被稱作DC/DC轉(zhuǎn)換器30的兩個(gè)或 更多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器30-1、 30-2、……和30-m。 DC/DC轉(zhuǎn)換器30接收相應(yīng) 的輸入電壓32，并產(chǎn)生輸出電壓34。如圖l中所描述，DC/DC轉(zhuǎn)換器30產(chǎn)生 電感電流36-l、 36-2、……和36-m。 一個(gè)或多個(gè)負(fù)載(沒有示出)接收輸出電 壓34。例如，輸出電壓34可以纟^個(gè)或多賴成電路元件供電。0017
一般而言，DC/DC轉(zhuǎn)換器30不同步并且產(chǎn)生隨柳頃序的電感電 流36，隨抑頃序不能提供如多相轉(zhuǎn)換器所提供的波紋電流消除。0018兩個(gè)或更多個(gè)電流控制模塊38-1、 38-2、……和38-m (例如電流 模式控制器)用于^^蟲控制電感電流36-l、 36-2、……和36-m。0019電流模式控帝帳塊38可被配置實(shí)現(xiàn)峰值電流模式控制、平均值電 流模式控制、谷值電流模式控制，或者任何其他^S的電流模式控制。對峰值、 平均值和/或雜電流模式控制產(chǎn)生PWM信號的各種方法在現(xiàn)有技術(shù)中是已知的。0020作為選擇，多相DC/DC轉(zhuǎn)換器50可以如圖3A所示使用。多相 DC/DC轉(zhuǎn)換器50包括多個(gè)電感和半導(dǎo)體開關(guān)(沒有示出)并且產(chǎn)生多個(gè)電感 電流信號52和一錯(cuò)出電壓信號54。電流模式控制模塊56接收電感電流信號 52并產(chǎn)生PWM信號58。照這樣，電讞莫式控制模塊56控制電感電流信號52 以確定信號輸出電壓信號54。0021如圖2和圖3中所示，多個(gè)電流模式控制?！姥氡灰蠼邮崭髯缘?電感電流信號并且使DODC轉(zhuǎn)換器的輸出同步。隨著DC/DC轉(zhuǎn)換器的數(shù)目和/ 或DC/DC轉(zhuǎn)換器電路中電感電流信號他就是電流相位)的數(shù)目增加，電流模 式控制模塊的數(shù)目相應(yīng)地增加。結(jié)果，元件成本、電路規(guī)模和元件失效的可能 性也增加。0022本發(fā)明消除了需要多個(gè)電流模式控制模i央來接收來自多個(gè)DC/DC 轉(zhuǎn)換器的電流信號和/或接收來自多相DC/DC轉(zhuǎn)換器的電流信號?，F(xiàn)在參考圖 4A和4B，示出了根據(jù)本發(fā)明的電流模式控制電路60。電流模式控制電路60包 括電流比較模塊62和電流模式控制模塊64。在本實(shí)施方式中，電流模式控帝贖 塊64是電流模式控制器，例如峰值(也就是最大值)電流模式控制器、平均值 電流模式控制器、或者雜(也就是最小值)電流模式控制器。0023如圖4A中所示，電流比較模塊62從多相DC/DC轉(zhuǎn)換器電路68 接收電感電流信號66-l， 66-2……和66-n,全體稱作電感電流信號66。作為選 擇，如圖4B中所示電流比較模塊62可以從多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器電路70-1， 70-2……70-n，全體稱作DC/DC轉(zhuǎn)換器電路70接收電感電流信號66。0024電流比較模塊62比較電感電流信號66以確定哪個(gè)電感電流66最 高(也就是確定具有最高幅值的電感電流信號66)。電流比較模塊62輸出g 具有最高幅值電感電流信號66的電流信號72。換句話說，電流比較模塊62是 僅輸出最高電感電流信號66的"高獲勝(high-win)"電路。電感電流信號66-1 ， 66-2鄰66-n的典型異相電流信號波形在圖4C中示出。電流信號72的典型 電流信號波鵬圖4D中示出。0025參考圖4A和4B，電流模式控制模塊64接收電流信號72。電流 模式控制模塊64根據(jù)電流信號72和電流模式控制模土央64的電流模式控制配置 來產(chǎn)生PWM信號74。盡管本實(shí)現(xiàn)示范了基于電感電流信號的電流模式控制，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員能意識到其它信號也可以用作反饋信號。例如，本發(fā)明可以根據(jù)多相DC/DC轉(zhuǎn)換器68和/或多個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器70的一個(gè)或多個(gè)電壓信 號來產(chǎn)生PWM信號74而被實(shí)現(xiàn)。0026多相DC/DC轉(zhuǎn)換器68接收PWM信號74。如上面關(guān)于以前的圖 所述多相DC/DC轉(zhuǎn)換器68接收輸入電壓76并且輸出輸出電壓78。例如，多 相DODC轉(zhuǎn)換器68可以包括如在圖1中描述的一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)。PWM 信號74根據(jù)電流模式控制模i央64的,來導(dǎo)通和切斷半導(dǎo)體開關(guān)。在另一個(gè) 實(shí)施方式中，多相DC/DC轉(zhuǎn)換器68包括如圖1中描述的DC/DC控制模塊。 DC/DC控制模i^g收PWM信號74并根據(jù)PWM信號來導(dǎo)通和切斷半導(dǎo)體開 關(guān)。相似地，DC/DC轉(zhuǎn)換器電路70接收PWM信號74和輸入電壓80。 DC/DC 轉(zhuǎn)換器電路70輸出一個(gè)或多個(gè)輸出電壓82，這些輸出電壓合并為單個(gè)信號輸出 電壓84。 DC/DC轉(zhuǎn)換器電路70每一個(gè)都可以包括如上所述的DC/DC控制模土央 和一個(gè)或多個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)。0027現(xiàn)在參考圖5，電流比較模塊62在電流模式控制電路90中更詳細(xì) 地示出。如先前實(shí)現(xiàn)中描述那樣，DC/DC轉(zhuǎn)換器(也就是電壓控制模塊)92接 收輸入電壓94并且輸出輸出電壓96 。 DC/DC轉(zhuǎn)換器92是多相DC/DC轉(zhuǎn)換器， 其產(chǎn)生模擬第一相位電流信號98-1和模擬第二相位電流信號98-2，全體被稱作 電流信號98。0028電流比較模塊62是比較兩個(gè)或更多個(gè)模擬電流信號的模擬"OR" 放大器電路IOO。在本實(shí)現(xiàn)中，放大器電路100接收并比較電流信號98。放大 器電路100包括第一和第二比較器(也就是放大器)102和104與第一和第二二 極管106和108。第一和第二二極管106和108被,成僅允許電流以第一方向 ^e'懶出節(jié)點(diǎn)110。照這樣，控制電流信號112)lt^似如圖4D中所示的電流信 號波形。本領(lǐng)域技術(shù)人員能意識至何以〗頓其它魏的電路來提供模擬OR放 電器電路80的OR功能。電流模式控制模塊114接收控制電流信號112并相應(yīng) 產(chǎn)生PWM控制信號116。0029本領(lǐng)域技術(shù)人員現(xiàn)在從前面的描述中能意識到本發(fā)明的主要教導(dǎo) 能以多種形式實(shí)現(xiàn)。因此，盡管本發(fā)明連同其特定例子一起描述，但是因?yàn)榛?于對附圖、說明書和下面權(quán)利要求的研究對本領(lǐng)域技術(shù)人員來說其它修改將變 得顯而易見，因此發(fā)明的真正范圍不該如此限制。
權(quán)利要求
1、一種電流模式控制電路，包括電壓控制模塊，該電壓控制模塊接收輸入電壓和開關(guān)控制信號，根據(jù)輸入電壓和開關(guān)控制信號來產(chǎn)生輸出電壓，并且產(chǎn)生第一和第二電流反饋信號；電流比較模塊，該電流比較模塊接收第一和第二電流反饋信號，并輸出表示第一和第二電流反饋信號中較大一個(gè)的控制電流信號；電流模式控制模塊，電流模式控制模塊接收控制電流信號并根據(jù)控制電流信號來產(chǎn)生開關(guān)控制信號。
2、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電壓控制模塊匙C/DC轉(zhuǎn)換器。
3、 權(quán)利要救的電流模式控制電路，其中DODC轉(zhuǎn)換器是降壓轉(zhuǎn)換器和升 壓轉(zhuǎn)換器中的至少一個(gè)。
4、 權(quán)利要^2的電流模式控制電路，其中DC/DC轉(zhuǎn)換器是多豐gDC/DC轉(zhuǎn)換器°
5、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電壓控制模土央包括產(chǎn)生第一電流 反饋信號的第一DC/DC轉(zhuǎn)換器和產(chǎn)生第二電流反饋信號的第二DC/DC轉(zhuǎn)換器。
6、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電壓控制模土央包括至少一個(gè)感應(yīng) 裝置。
7、 權(quán)利要求6的電流模式控帝U電路，其中第一和第二電流反饋信號恭于流 經(jīng)至少一個(gè)感應(yīng)裝置的電流。
8、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電壓控制?！姥氚ㄖ辽僖粋€(gè)半導(dǎo) 體開關(guān)并且開關(guān)控制信號^^f述至少一個(gè)半導(dǎo)體開關(guān)在第一和第二狀態(tài)之間轉(zhuǎn) 變。
9、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中第一電流反饋信號處于第一相位 而第二電流反饋信號處于第二相位。
10、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電流比較模塊是高獲勝放大器電路。
11、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電流比較模塊是模擬OR電路。
12、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電流模式控偉帳塊是脈寬調(diào)制( PWM)模i央并且開，制信號是PWM信號。
13、 權(quán)利要求l的電流模式控制電路，其中電流模式控制模塊是峰值電流模 式控制器、平均值電流模式控制器，和，電流模式控制器中的至少一個(gè)。
14、 一種電流模式控制電路，包括DODC轉(zhuǎn)換器，i^DC/DC轉(zhuǎn)換器接收輸入電壓和PWM控制信號，根據(jù)輸 入電壓禾PPWM控制信號來產(chǎn)生輸出電壓，并且產(chǎn)生第一和第二電流反饋信號；電流比較模i央，該電流比較模i央接收第一和第二電流反饋信號，并輸出表 示第一和第二電流反饋信號中駄一個(gè)的控制電流信號；PWM控制模塊，^PWM控帝蝶i娥收控制電流信號并根據(jù)控制電流信號 來產(chǎn)妙WM控制信號。
15、 權(quán)利要求14的電流模式控制電路，其中第一和第二電流反饋信號是同 步并且移相的。
16、 ^l利要求14的電流模式控制電路，其中DODC轉(zhuǎn)換器包括第一和第二 感應(yīng)裝置，其中第一電流反饋信號表示流經(jīng)第一感應(yīng)裝置的電流而第二電流反 饋信號表示流經(jīng)第二感應(yīng)裝置的電流。
17、 權(quán)利要求14的電流模式控制電路，其中電壓控制模i央包括第一和第二 半導(dǎo)體開關(guān)并且PWM控制信號使所述第一和第二半導(dǎo)體開關(guān)在第一和第二狀 態(tài)之間轉(zhuǎn)變。
18、 權(quán)利要求14的電流模式控制電路，其中電流比較模i央是模擬OR電路。
19、 權(quán)利要求14的電流模式控制電路，其中PWM控制模塊是峰值電流模式 控制器、平均值電流模式控制器、和雜電流模式控制器中的至少一個(gè)。
全文摘要
電流模式控制電路使用電流比較模塊根據(jù)多個(gè)電流反饋信號中的一個(gè)來控制開關(guān)信號。電流模式電路包括電壓控制模塊，其根據(jù)輸入電壓和開關(guān)控制信號來產(chǎn)生輸出電壓，并且產(chǎn)生多個(gè)電流反饋信號。電流比較模塊輸出表示多個(gè)電流反饋信號中較大一個(gè)的控制電流信號。電流模式控制模塊接收控制電流信號并根據(jù)控制電流信號來產(chǎn)生開關(guān)控制信號。
文檔編號G05F1/00GK101405672SQ200680040717
公開日2009年4月8日 申請日期2006年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月31日
發(fā)明者K·陳 申請人:通用汽車環(huán)球科技運(yùn)作公司