專(zhuān)利名稱(chēng)：多相電源轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明是關(guān)于一種多相電源轉(zhuǎn)換器。
背景技術(shù)：
在電腦的應(yīng)用領(lǐng)域中，由于電子元件的工作電壓是為直流電，故需使用電源轉(zhuǎn)換器以將高電壓準(zhǔn)位的直流電(例如12伏特)轉(zhuǎn)換至低電壓準(zhǔn)位的上作電壓(例如1.525伏特)。由于例如中央處理器等部份電子元件需消耗大量的電力，并為了降低主機(jī)板的制造成本，一般是使用三相電源轉(zhuǎn)換器以提供此中央處理器所需的電力。三相電源轉(zhuǎn)換器除了具有較佳散熱效果及降低輸出/輸入電流及電壓的漣波，并可提高頻寬及減少大容值電容的使用量，及縮減電源轉(zhuǎn)換器所占空間。
然而，使用三相電源轉(zhuǎn)換器以作為中央處理器的電源供應(yīng)器時(shí)，其可能遭過(guò)下列缺點(diǎn)如果三個(gè)電流通道的上作電壓并不一致時(shí)，將由具有最高工作電壓的電流通道提供大部份電流，不但容易使三相電源轉(zhuǎn)換器損壞，更會(huì)造成超額的功率消耗。為避免上述問(wèn)題，于美國(guó)專(zhuān)利公告號(hào)US RE38,454E，發(fā)明名稱(chēng)Multi-phase converter with balancedcurrents，揭露一種四通道多相電源轉(zhuǎn)換器10，如圖1所示，四通道多相電源轉(zhuǎn)換器10具有控制電路14以及四個(gè)同步整流降壓通道(synchronous-rectified buck channel)18a-d，控制電路14分別輸出獨(dú)立的脈波長(zhǎng)度調(diào)變(PWM)信號(hào)至同步整流降壓通道18a-d，以調(diào)整同步整流降壓通道18a-d所提供的電流量，以便提供負(fù)載12(例如中央處理器)所需的電力，并具有電流平衡功能。然而，如圖2所示，控制電路14具有錯(cuò)誤放大器、復(fù)數(shù)加法器、除法器、復(fù)數(shù)補(bǔ)償電路、及復(fù)數(shù)PWM放大器，不但內(nèi)部電路復(fù)雜，且其電流平衡的效果并非完美，仍無(wú)法克服已知三相電源轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)。

發(fā)明內(nèi)容
為避免已知三相電源轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)，本發(fā)明的目的在于，揭露一種多相電源轉(zhuǎn)換器，其具有功率消耗小和電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單的優(yōu)點(diǎn)。
本發(fā)明一種相位轉(zhuǎn)換器，是用以輸入一基準(zhǔn)PWM信號(hào)，并進(jìn)行一相位轉(zhuǎn)換后，以輸出一延遲PWM信號(hào)，其特征在于，該相位轉(zhuǎn)換器包括一頻率產(chǎn)生器，是產(chǎn)生一高頻信號(hào)；一周期取樣器，是依據(jù)該高頻信號(hào)以計(jì)數(shù)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)的周期，并輸出一周期取樣數(shù)；一暫存器，是儲(chǔ)存一延遲資料；以及一控制單元，是依據(jù)該周期取樣數(shù)及該延遲資料以對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行該相位轉(zhuǎn)換后，以輸出該延遲PWM信號(hào)。
其中，該延遲資料是為一相位值。
本發(fā)明一種相位控制電路，是依據(jù)一回授電壓以輸出一基準(zhǔn)PWM信號(hào)以及復(fù)數(shù)延遲PWM信號(hào)，其特征在于，該相位控制電路包括一錯(cuò)誤放大器，是用以比對(duì)一參考電壓及該回授電壓的電壓準(zhǔn)位，并輸出一對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤電壓信號(hào)；一PWM放大器，是用以比對(duì)該錯(cuò)誤電壓信號(hào)及一三角波信號(hào)的電壓準(zhǔn)位，并輸出該基準(zhǔn)PWM信號(hào)；以及復(fù)數(shù)相位轉(zhuǎn)換器，是對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行相位轉(zhuǎn)換，以分別輸出該等延遲PWM信號(hào)。
其中，每一該等相位轉(zhuǎn)換器還包括一頻率產(chǎn)生器，是產(chǎn)生一高頻信號(hào)；一周期取樣器，是依據(jù)該高頻信號(hào)以計(jì)數(shù)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)的周期，并輸出一周期取樣數(shù)；一暫存器，是儲(chǔ)存一延遲資料；以及一控制單元，是依據(jù)該周期取樣數(shù)及該延遲資料以對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行該相位轉(zhuǎn)換后，以輸出該延遲PWM信號(hào)。
其中，該延遲資料是為一相位值。
本發(fā)明一種多相電源轉(zhuǎn)換器，其包括一相位控制電路及復(fù)數(shù)同步整流降壓通道，該相位控制電路分別輸出復(fù)數(shù)PWM信號(hào)至該等同步整流降壓通道，使該等同步整流降壓通道提供一負(fù)載所需的一電力，其特征在于，該相位控制電路包括一錯(cuò)誤放大器，是用以比對(duì)一參考電壓及該電力的電壓準(zhǔn)位的大小，并輸出相對(duì)應(yīng)的一錯(cuò)誤電壓信號(hào)；
一PWM放大器，是用以比對(duì)該錯(cuò)誤電壓信號(hào)與一三角波信號(hào)的電壓準(zhǔn)位的大小，并輸出相對(duì)應(yīng)的一基準(zhǔn)PWM信號(hào)；一相位轉(zhuǎn)換器，是用以輸入該基準(zhǔn)PWM信號(hào)，并進(jìn)行一相位轉(zhuǎn)換后，輸出一延遲PWM信號(hào)，其中，該基準(zhǔn)PWM信號(hào)及該延遲PWM信號(hào)是作為該等PWM信號(hào)。
其中，該相位轉(zhuǎn)換器是包括一頻率產(chǎn)生器，是產(chǎn)生一高頻信號(hào)；一周期取樣器，是依據(jù)該高頻信號(hào)以計(jì)數(shù)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)的周期，并輸出一周期取樣數(shù)；一暫存器，是儲(chǔ)存一延遲資料；以及一控制單元，是依據(jù)該周期取樣數(shù)及該延遲資料以對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行該相位轉(zhuǎn)換后，以輸出該延遲PWM信號(hào)。
其中，該延遲資料是為一相位值。
其中，該負(fù)載是為一中央處理器。


為進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的具體技術(shù)內(nèi)容，以下結(jié)合實(shí)施例及附圖詳細(xì)說(shuō)明如后，其中圖1是已知四通道多相電壓轉(zhuǎn)換器的功能方塊圖。
圖2是已知控制電路的功能方塊圖。
圖3是本發(fā)明多相電源轉(zhuǎn)換器的功能方塊圖。
圖4是本發(fā)明相位控制電路的功能方塊圖。
圖5是相位轉(zhuǎn)換器的功能方塊圖。
圖6是本發(fā)明相位控制電路所輸出的PWM信號(hào)的時(shí)序圖。
具體實(shí)施例方式
本發(fā)明多相電源轉(zhuǎn)換器是輸出一基準(zhǔn)PWM信號(hào)，并由相位轉(zhuǎn)換的技術(shù)，再產(chǎn)生此基準(zhǔn)PWM信號(hào)所對(duì)應(yīng)的不同相位的復(fù)數(shù)延遲PWM信號(hào)，以分別輸出至復(fù)數(shù)同步整流降壓通道，以控制復(fù)數(shù)同步整流降壓通道所提供的電流量。由于所有延遲PWM信號(hào)均源自于此基準(zhǔn)PWM信號(hào)，僅有相位上的差異，因此，每一同步整流降壓通道所提供的電流量是為相同，故能克服已知三相電源轉(zhuǎn)換器及已知四通道多相電源轉(zhuǎn)換器的缺點(diǎn)。
在此實(shí)施例中，本發(fā)明多相電源轉(zhuǎn)換器是為四相電源轉(zhuǎn)換器，但本發(fā)明多相電源轉(zhuǎn)換器所提供的相數(shù)是依使用者實(shí)際需求而定，但不以此為限。如圖3所示，本發(fā)明四相電源轉(zhuǎn)換器20與已知四通道多相電源轉(zhuǎn)換器10的構(gòu)造相似，其不同處乃以本發(fā)明相位控制電路24來(lái)替代已知控制電路14，并以本發(fā)明相位控制電路24調(diào)整同步整流降壓通道18a-d所提供的電流量，以提供負(fù)載12(例如中央處理器)所需的電力。如圖4所示，本發(fā)明相位控制電路24是包括錯(cuò)誤放大器26、PWM放大器28、相位轉(zhuǎn)換器30、32及34，其中，相位轉(zhuǎn)換器30、32及34是為電路相同的電子元件。錯(cuò)誤放大器26是用以比對(duì)參考電壓REF及回授電壓VOUT兩者電壓準(zhǔn)位的大小，如果參考電壓REF是大于回授電壓VOUT則錯(cuò)誤放大器26是輸出高電壓準(zhǔn)位的錯(cuò)誤電壓信號(hào)；如果參考電壓REF是小于/等于回授電壓VOUT則錯(cuò)誤放大器26是輸出低電壓準(zhǔn)位的錯(cuò)誤電壓信號(hào)。其中，錯(cuò)誤電壓信號(hào)是輸入至PWM放大器28的正輸入端，三角波信號(hào)是輸入至PWM放大器28的負(fù)輸入端，PWM放大器28是用以比對(duì)錯(cuò)誤電壓信號(hào)及三角波信號(hào)兩者電壓準(zhǔn)位的大小，如果錯(cuò)誤電壓信號(hào)是大于三角波信號(hào)則PWM放大器28是輸出高電壓準(zhǔn)位的第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1；如果錯(cuò)誤電壓信號(hào)是小于/等于三角波信號(hào)則PWM放大器28是輸出低電壓準(zhǔn)位的第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1。相位轉(zhuǎn)換器30、相位轉(zhuǎn)換器32、及相位轉(zhuǎn)換器34是分別延遲第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1至四分之一、四分之二、及四分之三的周期時(shí)間，或延遲90度、180度、及270度的相位，以輸出第二脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM2、第三脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM3、及第四脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM4。由上述中可知，第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1、第二脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM2、第三脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM3、及第四脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM4彼此之間僅有相位上的差異，其余電子特性皆為相似。
如圖5所示，相位轉(zhuǎn)換器30包括周期取樣器40、頻率產(chǎn)生器42、控制器44、及暫存器46所組成。其中，暫存器46是儲(chǔ)存延遲資料，即相位轉(zhuǎn)換器30所應(yīng)延遲的相位值(例如90度)、周期值(例如四分之一)、或時(shí)間值(例如100uS)，頻率產(chǎn)生器42是用以產(chǎn)生高頻信號(hào)，例如100KHz的高頻信號(hào)，并輸出高頻信號(hào)至周期取樣器40。周期取樣器40是用以對(duì)第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1的周期進(jìn)行取樣，并輸出周期取樣數(shù)至控制器44，假設(shè)周期取樣數(shù)為16?？刂破?4讀取暫存器46所儲(chǔ)存的延遲資料，并計(jì)算第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1所應(yīng)延遲的時(shí)間，例如4個(gè)周期取樣數(shù)，則于4個(gè)周期取樣數(shù)所對(duì)應(yīng)的延遲時(shí)間后，再將第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1予以輸出而成為第二脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM2。其中相位轉(zhuǎn)換器32及相位轉(zhuǎn)換器34的運(yùn)作方式與上述相似，其不同處僅在于暫存器46所儲(chǔ)存的延遲資料，故不再詳細(xì)解釋。如此一來(lái)，即可得知第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1、第二脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM2、第三脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM3、及第四脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM4的時(shí)序圖，如圖6所示。
由于第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1的周期是為固定，而四相電源轉(zhuǎn)換器20將隨著負(fù)載的不同而調(diào)整第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1的負(fù)載周期(duty cyclc)的比例，而相位轉(zhuǎn)換器30、相位轉(zhuǎn)換器32、及相位轉(zhuǎn)換器34僅分別延遲第一脈波長(zhǎng)度調(diào)變信號(hào)PWM1，故每一同步整流降壓通道18a-d所提供的電流量是相等，故能克服已知四通道多相電源轉(zhuǎn)換器10的缺點(diǎn)。此外，可想而知地，本發(fā)明多相電源轉(zhuǎn)換器亦可為三相電源轉(zhuǎn)換器或六相電源轉(zhuǎn)換器等多相電源轉(zhuǎn)換器，使用者僅需變更暫存器46所儲(chǔ)存的延遲資料即可達(dá)到多相電源轉(zhuǎn)換的目的，故不以四相的電源轉(zhuǎn)換器為限。
上述實(shí)施例僅是為了方便說(shuō)明而舉例而已，本發(fā)明所主張的權(quán)利范圍自應(yīng)以申請(qǐng)專(zhuān)利范圍所述為準(zhǔn)，而非僅限于上述實(shí)施例。
權(quán)利要求
1.一種相位轉(zhuǎn)換器，是用以輸入一基準(zhǔn)PWM信號(hào)，并進(jìn)行一相位轉(zhuǎn)換后，以輸出一延遲PWM信號(hào)，其特征在于，該相位轉(zhuǎn)換器包括一頻率產(chǎn)生器，是產(chǎn)生一高頻信號(hào)；一周期取樣器，是依據(jù)該高頻信號(hào)以計(jì)數(shù)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)的周期，并輸出一周期取樣數(shù)；一暫存器，是儲(chǔ)存一延遲資料；以及一控制單元，是依據(jù)該周期取樣數(shù)及該延遲資料以對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行該相位轉(zhuǎn)換后，以輸出該延遲PWM信號(hào)。
2.如權(quán)利要求1所述的相位轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中，該延遲資料是為一相位值。
3.一種相位控制電路，是依據(jù)一回授電壓以輸出一基準(zhǔn)PWM信號(hào)以及復(fù)數(shù)延遲PWM信號(hào)，其特征在于，該相位控制電路包括一錯(cuò)誤放大器，是用以比對(duì)一參考電壓及該回授電壓的電壓準(zhǔn)位，并輸出一對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤電壓信號(hào)；一PWM放大器，是用以比對(duì)該錯(cuò)誤電壓信號(hào)及一三角波信號(hào)的電壓準(zhǔn)位，并輸出該基準(zhǔn)PWM信號(hào)；以及復(fù)數(shù)相位轉(zhuǎn)換器，是對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行相位轉(zhuǎn)換，以分別輸出該等延遲PWM信號(hào)。
4.如權(quán)利要求3所述的相位控制電路，其特征在于，其中，每一該等相位轉(zhuǎn)換器還包括一頻率產(chǎn)生器，是產(chǎn)生一高頻信號(hào)；一周期取樣器，是依據(jù)該高頻信號(hào)以計(jì)數(shù)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)的周期，并輸出一周期取樣數(shù)；一暫存器，是儲(chǔ)存一延遲資料；以及一控制單元，是依據(jù)該周期取樣數(shù)及該延遲資料以對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行該相位轉(zhuǎn)換后，以輸出該延遲PWM信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的相位轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中，該延遲資料是為一相位值。
6.一種多相電源轉(zhuǎn)換器，其包括一相位控制電路及復(fù)數(shù)同步整流降壓通道，該相位控制電路分別輸出復(fù)數(shù)PWM信號(hào)至該等同步整流降壓通道，使該等同步整流降壓通道提供一負(fù)載所需的一電力，其特征在于，該相位控制電路包括一錯(cuò)誤放大器，是用以比對(duì)一參考電壓及該電力的電壓準(zhǔn)位的大小，并輸出相對(duì)應(yīng)的一錯(cuò)誤電壓信號(hào)；一PWM放大器，是用以比對(duì)該錯(cuò)誤電壓信號(hào)與一三角波信號(hào)的電壓準(zhǔn)位的大小，并輸出相對(duì)應(yīng)的一基準(zhǔn)PWM信號(hào)；一相位轉(zhuǎn)換器，是用以輸入該基準(zhǔn)PWM信號(hào)，并進(jìn)行一相位轉(zhuǎn)換后，輸出一延遲PWM信號(hào)，其中，該基準(zhǔn)PWM信號(hào)及該延遲PWM信號(hào)是作為該等PWM信號(hào)。
7.如權(quán)利要求6所述的多相電源轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中，該相位轉(zhuǎn)換器是包括一頻率產(chǎn)生器，是產(chǎn)生一高頻信號(hào)；一周期取樣器，是依據(jù)該高頻信號(hào)以計(jì)數(shù)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)的周期，并輸出一周期取樣數(shù)；一暫存器，是儲(chǔ)存一延遲資料；以及一控制單元，是依據(jù)該周期取樣數(shù)及該延遲資料以對(duì)該基準(zhǔn)PWM信號(hào)進(jìn)行該相位轉(zhuǎn)換后，以輸出該延遲PWM信號(hào)。
8.如權(quán)利要求7所述的相位轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中，該延遲資料是為一相位值。
9.如權(quán)利要求6所述的相位轉(zhuǎn)換器，其特征在于，其中，該負(fù)載是為一中央處理器。
全文摘要
本發(fā)明是有關(guān)于一種多相電源轉(zhuǎn)換器，包括相位控制電路及復(fù)數(shù)同步整流降壓通道，相位控制電路分別輸出復(fù)數(shù)PWM信號(hào)至復(fù)數(shù)同步整流降壓通道，使復(fù)數(shù)同步整流降壓通道提供負(fù)載所需的電力，而相位控制電路包括錯(cuò)誤放大器，是用以比對(duì)參考電壓及電力的電壓準(zhǔn)位的大小，并輸出相對(duì)應(yīng)的錯(cuò)誤電壓信號(hào)；PWM放大器，是用以比對(duì)錯(cuò)誤電壓信號(hào)與三角波信號(hào)的電壓準(zhǔn)位的大小，并輸出相對(duì)應(yīng)的基準(zhǔn)PWM信號(hào)；相位轉(zhuǎn)換器，是用以輸入基準(zhǔn)PWM信號(hào)，并進(jìn)行相位轉(zhuǎn)換后，輸出延遲PWM信號(hào)，其中，基準(zhǔn)PWM信號(hào)及延遲PWM信號(hào)是作為復(fù)數(shù)PWM信號(hào)。
文檔編號(hào)H03L7/00GK1841907SQ200510062489
公開(kāi)日2006年10月4日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2005年3月29日
發(fā)明者陳贈(zèng)文, 李建宏 申請(qǐng)人:精拓科技股份有限公司