專利名稱：在dc/dc轉(zhuǎn)換器中使相移延遲的系統(tǒng)和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及DC/DC轉(zhuǎn)換器，并且更特別地是涉及使DC/DC轉(zhuǎn)換器中的相移發(fā)生延遲。
背景技術(shù)：
多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器在許多應(yīng)用中被使用，其中從一個(gè)輸入電壓源調(diào)節(jié)出多路輸 出電壓。在這些應(yīng)用中，開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率轉(zhuǎn)換會(huì)引入高輸入RMS(均方根)電流和噪聲問 題。一個(gè)開關(guān)DC/DC調(diào)節(jié)器和另一個(gè)開關(guān)DC/DC調(diào)節(jié)器之間的頻率差異被稱為“差頻”。如 果差頻出現(xiàn)在IOOHz和23kHz之間，那么電路中的音頻放大器可以檢測該差頻并干擾系統(tǒng) 性能。為了防止這個(gè)差頻，通常是將多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器中的所有DC/DC轉(zhuǎn)換器同步到規(guī) 定的頻率并且使轉(zhuǎn)換器中的ON脈沖延遲。使多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器同步是相當(dāng)容易和簡單 的過程，但是對(duì)相移進(jìn)行編程的能力給電路設(shè)計(jì)者提出了許多挑戰(zhàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明，在這里被公開和描述，在其中的一個(gè)方面，包括多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié) 器，該調(diào)節(jié)器包括用于響應(yīng)于輸入電壓而提供第一輸出電壓脈沖的主調(diào)節(jié)器。主調(diào)節(jié)器產(chǎn) 生同步信號(hào)，該同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平，并且響應(yīng)于第一輸出電壓脈沖而放 電回到第一電平。至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器響應(yīng)于輸入電壓和延遲信號(hào)而提供第二輸出電壓脈 沖。至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器包括比較邏輯，該比較邏輯用于比較同步信號(hào)和參考值并且當(dāng)同 步信號(hào)大致等于參考值時(shí)產(chǎn)生延遲信號(hào)用以啟動(dòng)第二輸出電壓。第二輸出電壓脈沖是從該 調(diào)節(jié)器中的第一輸出電壓脈沖處被延遲。


為了更全面地理解，現(xiàn)與相應(yīng)的附圖相結(jié)合通過使用參考來進(jìn)行下面的描述，其 中附圖1是多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器的示意結(jié)構(gòu)圖；附圖加和2b顯示了未提供相移的多輸出DC/DC轉(zhuǎn)換器和包括相移的多輸出DC/ DC轉(zhuǎn)換器之間的差異；附圖3顯示了 AIIN_IMS(n)的曲線圖，即Z與用于單相、兩相和三相轉(zhuǎn)換器的占空 比的函數(shù)關(guān)系；附圖4顯示了 ΔΙ。υτ(η)的曲線圖，即D與用于單相、兩相和三相轉(zhuǎn)換器的占空比的函數(shù)關(guān)系；附圖5顯示了在多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器中的主調(diào)節(jié)器和從屬調(diào)節(jié)器之間的相移中產(chǎn) 生時(shí)間延遲的功能結(jié)構(gòu)圖；附圖6是顯示包括附圖5實(shí)現(xiàn)的多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)圖；附圖7顯示了附圖5和6中的DC/DC轉(zhuǎn)換器相關(guān)的輸出波形；附圖8是用于描述在多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器中使相位延遲的方式的流程圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)參考附圖，其中在這里全部被使用的同樣的參考標(biāo)記指明同樣的元件，在DC/DC 轉(zhuǎn)換器中用于延遲相移的系統(tǒng)和方法的不同視圖和實(shí)施例被顯示和描述，并且還描述了其 它可能的實(shí)施例。附圖沒有必要被繪制出標(biāo)尺，并且在一些實(shí)施例中僅僅出于顯示的目的 附圖在某些地方被放大和/或簡化。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將意識(shí)到基于可能實(shí)施例的以下 例子的許多可能的應(yīng)用和變形?，F(xiàn)參考附圖，更特別地是參考附圖1，這里顯示了多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器100。多信 道DC/DC轉(zhuǎn)換器100包括多個(gè)DC/DC調(diào)節(jié)器102，104和106。DC/DC調(diào)節(jié)器102，104和106 中的每一個(gè)用以在輸出電壓節(jié)點(diǎn)108處產(chǎn)生輸出電壓Vott，以響應(yīng)于在節(jié)點(diǎn)110處施加到 DC/DC調(diào)節(jié)器102，104和106中的每一個(gè)的輸入引腳Vin的輸入電壓。輸入電壓Vin被施加 到DC/DC調(diào)節(jié)器102，104和106中的每一個(gè)的引腳Vm。由電感112和電容116組成的濾 波器被連接到每個(gè)DC/DC控制器100的LX電壓輸出引腳。電感112被連接在DC/DC調(diào)節(jié) 器102，104和106的LX輸出引腳和輸出電壓節(jié)點(diǎn)VQUT108。電容116被連接在輸出電壓節(jié) 點(diǎn)108和地之間。DC/DC調(diào)節(jié)器102，104和106中的每一個(gè)還包括啟動(dòng)輸入(EN)，被連接 用以接收通過電阻120施加到節(jié)點(diǎn)118的啟動(dòng)信號(hào)。電阻120的一端被連接到節(jié)點(diǎn)118并 且另一端被連接到節(jié)點(diǎn)121，該節(jié)點(diǎn)121被連接到DC/DC調(diào)節(jié)器102，104和106中的每一個(gè) EN引腳。主調(diào)節(jié)器102的SYNCIIN引腳在節(jié)點(diǎn)124處被連接到從屬調(diào)節(jié)器104和106中的 每一個(gè)的SYNC0UT引腳輸出。電容122在從屬調(diào)節(jié)器104和106的SYNC0UT引腳處被連接 在節(jié)點(diǎn)IM和地之間。主DC/DC調(diào)節(jié)器102確定用于每個(gè)從屬調(diào)節(jié)器104和106的設(shè)定頻 率。在大多數(shù)應(yīng)用中從一個(gè)輸入電壓源調(diào)節(jié)出多路輸出電壓，開關(guān)調(diào)節(jié)器的功率轉(zhuǎn)換 會(huì)引入高輸入RMS (均方根)電流和噪聲問題。一個(gè)開關(guān)DC/DC調(diào)節(jié)器和另一個(gè)開關(guān)DC/DC 調(diào)節(jié)器之間的頻率差異被稱為“差頻”。如果差頻出現(xiàn)在IOOHz和23kHz之間，那么電路中 的音頻放大器可以檢測該差頻并干擾系統(tǒng)性能。為了防止這個(gè)差頻，通常是將多信道DC/DC 轉(zhuǎn)換器中的所有DC/DC轉(zhuǎn)換器同步到規(guī)定的頻率并且使ON脈沖延遲。使多信道DC/DC轉(zhuǎn) 換器同步是相當(dāng)容易和簡單的過程，但是對(duì)相移進(jìn)行編程的能力給電路設(shè)計(jì)者提出了許多 挑戰(zhàn)。現(xiàn)參考附圖加和2b，這里顯示了未包括相移(附圖2a)和包括相移(附圖2b)的 多輸出DC/DC轉(zhuǎn)換器的操作。在每個(gè)附圖加和2b中，這里分別顯示了由相位1，相位2和 相位3標(biāo)識(shí)的三個(gè)DC/DC轉(zhuǎn)換器202。由轉(zhuǎn)換器202組成的附圖加的多相轉(zhuǎn)換器在輸出電 流脈沖204中未實(shí)現(xiàn)相移，該輸出電流脈沖204是響應(yīng)于所施加的5伏的輸入電壓而產(chǎn)生 的。由于來自每個(gè)轉(zhuǎn)換器202的輸出電流脈沖204中沒有相移，所以產(chǎn)生了幅值是任意一個(gè)單獨(dú)脈沖204幅值三倍的復(fù)合脈沖206。包括如附圖2b顯示的相移的多信道DC/DC轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生響應(yīng)于5伏的輸入電壓的 相互間具有相移的輸出電流脈沖208。由脈沖產(chǎn)生的復(fù)合信號(hào)210具有與單個(gè)脈沖相同的 幅值。附圖2b中的輸出電流脈沖被移動(dòng)了 120度/相。包括相移的多輸出DC/DC轉(zhuǎn)換器 同時(shí)減小了輸入和輸出波紋電流(如果在輸出電流共享模式中被配置)。當(dāng)然，減小波紋電 流允許較少的電容，較少的功率耗散，并且提高整體效率。每個(gè)設(shè)計(jì)運(yùn)用三相方法來提供18 安培輸出電流?？商峁└郊拥南嘁蕴峁└叩碾娏魅萘?。每個(gè)轉(zhuǎn)換器202在每個(gè)應(yīng)用中是 相同的，并且被優(yōu)化為6安培。非相移設(shè)計(jì)提供了 3X6安培的峰值輸出電流，但是實(shí)現(xiàn)相 移的設(shè)計(jì)提供了僅僅6安培的峰值輸出電流。值得注意的是通過使用相移減小對(duì)輸入和輸出電容的需求。根據(jù)下式確定均方根 (RMS)輸入電流
權(quán)利要求
1.一種多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器，包括主調(diào)節(jié)器，用于響應(yīng)于輸入電壓而提供第一輸出電壓脈沖，主調(diào)節(jié)器產(chǎn)生同步信號(hào)， 該同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平并且響應(yīng)于第一輸出電壓脈沖而放電回到第一電 平；至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器，用于響應(yīng)于輸入電壓和延遲信號(hào)而提供第二輸出電壓脈沖，所 述至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器包括比較邏輯，該比較邏輯用于比較同步信號(hào)和參考值并且當(dāng)同步 信號(hào)大致等于參考值時(shí)產(chǎn)生延遲信號(hào)以啟動(dòng)第二輸出電壓脈沖；其中第二輸出電壓脈沖是從第一輸出電壓脈沖處被延遲的。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括電容，用于對(duì)第一輸出 電壓脈沖和第二輸出電壓脈沖之間的延遲的量進(jìn)行編程。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器，其中主調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括電流源， 用于在主調(diào)節(jié)器的輸出引腳處產(chǎn)生同步信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器，其中比較邏輯進(jìn)一步包括比較器， 用于比較同步信號(hào)和參考值，當(dāng)同步信號(hào)大致等于參考值時(shí)所述比較器產(chǎn)生在第一邏輯電 平處的延遲信號(hào)以啟動(dòng)第二輸出電壓脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括多個(gè)濾波器，所述多個(gè) 濾波器被連接以接收來自主調(diào)節(jié)器和至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器中的每一個(gè)的第一和第二輸出 電壓脈沖，濾波器進(jìn)一步包括電感；和連接到電感的電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器，其中至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器進(jìn)一步 產(chǎn)生第二同步信號(hào)，該第二同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平并且響應(yīng)于第二輸出電壓 脈沖而放電回到第一電平，第二同步信號(hào)被施加到所述至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器中的另一個(gè)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器，其中至少一個(gè)調(diào)節(jié)器進(jìn)一步包括 第二電流源，用以在至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器的輸出引腳處產(chǎn)生第二同步信號(hào)。
8.一種與多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器共同使用的電壓調(diào)節(jié)器，包括電壓調(diào)節(jié)電路，用于響應(yīng)于輸入電壓和延遲信號(hào)而產(chǎn)生輸出電壓脈沖；同步電路，用于產(chǎn)生輸出同步信號(hào)，該輸出同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平并且 響應(yīng)于輸出電壓脈沖而放電回到第一電平；以及比較邏輯，用于比較接收的同步信號(hào)和參考值并且當(dāng)接收的同步信號(hào)大致等于參考值 時(shí)產(chǎn)生延遲信號(hào)以啟動(dòng)輸出電壓脈沖。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括電容，所述電容是從外部被連接到 調(diào)節(jié)器，用于對(duì)接收輸出同步信號(hào)的調(diào)節(jié)器的輸出電壓脈沖和第二輸出電壓脈沖之間的延 遲的量進(jìn)行編程。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中同步電路進(jìn)一步包括電流源，用于在調(diào)節(jié) 器的輸出引腳處產(chǎn)生輸出同步信號(hào)。
11.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓調(diào)節(jié)器，其中比較邏輯進(jìn)一步包括比較器，用于比較接 收的同步信號(hào)和參考值，當(dāng)接收的同步信號(hào)大致等于參考值時(shí)比較器產(chǎn)生在第一邏輯電平 處的延遲信號(hào)以啟動(dòng)輸出電壓脈沖。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電壓調(diào)節(jié)器，進(jìn)一步包括濾波器，連接所述濾波器以接收來 自調(diào)節(jié)器的輸出電壓脈沖，濾波器進(jìn)一步包括電感；和連接到電感的電容。
13.一種在多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器中用于延遲相位的方法，包括以下步驟 響應(yīng)于輸入電壓在主調(diào)節(jié)器處產(chǎn)生第一輸出電壓脈沖；在主調(diào)節(jié)器處產(chǎn)生同步信號(hào)，該同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平并且響應(yīng)于第一 輸出電壓脈沖而放電回到第一電平；在從屬調(diào)節(jié)器處比較同步信號(hào)和參考值；在從屬調(diào)節(jié)器處當(dāng)同步信號(hào)大致等于參考值時(shí)產(chǎn)生延遲信號(hào)以啟動(dòng)第二輸出電壓脈 沖；以及在從屬調(diào)節(jié)器處響應(yīng)于輸入電壓和延遲信號(hào)而產(chǎn)生從第一輸出電壓脈沖處延遲的第 二輸出電壓脈沖。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟使用電容對(duì)第一輸出電壓脈 沖和第二輸出電壓脈沖之間的延遲的量進(jìn)行編程。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中產(chǎn)生同步信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括如下步驟在 主調(diào)節(jié)器的輸出引腳處提供源電流。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中產(chǎn)生延遲信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括以下步驟 當(dāng)同步信號(hào)大致等于參考值時(shí)產(chǎn)生在第一邏輯電平處的延遲信號(hào)以啟動(dòng)第二輸出電壓脈沖；以及當(dāng)同步信號(hào)低于參考值時(shí)產(chǎn)生在第二邏輯電平處的延遲信號(hào)。
17.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括如下步驟對(duì)來自主調(diào)節(jié)器和至少一個(gè) 從屬調(diào)節(jié)器中的每一個(gè)的第一和第二輸出電壓脈沖進(jìn)行濾波。
18.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，進(jìn)一步包括以下步驟在從屬調(diào)節(jié)器處產(chǎn)生第二同步信號(hào)，該第二同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平并且 響應(yīng)于第二輸出電壓脈沖而放電回到第一電平；以及 向第二從屬調(diào)節(jié)器施加第二同步。
19.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中產(chǎn)生第二同步信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括如下步 驟在從屬調(diào)節(jié)器的輸出引腳處提供第二源電流。
20.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中產(chǎn)生同步信號(hào)的步驟進(jìn)一步包括以下步驟 使同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平；以及響應(yīng)于同步信號(hào)達(dá)到第二電平而將同步信號(hào)放電回到第一電平。
全文摘要
多輸出DC/DC電壓調(diào)節(jié)器包括用于響應(yīng)于輸入電壓以提供第一輸出電壓脈沖的主調(diào)節(jié)器。主調(diào)節(jié)器產(chǎn)生同步信號(hào)，該同步信號(hào)從第一電平爬升到第二電平，并且響應(yīng)于第一輸出電壓脈沖放電下降到第一電平。至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器用于響應(yīng)于輸入電壓和延遲信號(hào)以提供第二輸出電壓脈沖。至少一個(gè)從屬調(diào)節(jié)器包括比較邏輯，該比較邏輯用于比較同步信號(hào)和參考值并且當(dāng)同步信號(hào)大致等于參考值時(shí)產(chǎn)生延遲信號(hào)用以啟動(dòng)第二輸出電壓脈沖。第二輸出電壓脈沖是從調(diào)節(jié)器中的第一輸出電壓脈沖處被延遲。
文檔編號(hào)H02M3/145GK102075087SQ20101057269
公開日2011年5月25日 申請(qǐng)日期2010年10月8日 優(yōu)先權(quán)日2009年10月7日
發(fā)明者T·A·布伊, 肖珺, 陳思成 申請(qǐng)人:英特賽爾美國股份有限公司