多相直流-直流转换器电流平衡控制方法

本公开涉及电路设计，尤其涉及一种多相直流-直流转换器电流平衡控制方法。

背景技术：

1、多相直流-直流转换器可以提高转换器输出电流能力，减小输出电压纹波，提高负载瞬态响应速度，但是各相寄生参数的不同会导致各相功率管栅端控制信号的占空比存在差异，从而使各相电感电流不均衡，显著降低芯片的效率和使用寿命。现有的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法采用电压模式控制，通过采样各相电感电流的平均值，比较主相与从相的电流大小，叠加到主相的误差信号上产生从相的误差信号，再与从相的斜坡信号比较产生从相的占空比。这种方法需要使用大量的放大器，电路功耗和面积较大；同时电流平衡环路复杂，不易稳定。

技术实现思路

1、基于上述问题，本公开提供了一种多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，通过比较主相和从相的电感电流信息，调整从相的斜坡信号幅度，从而实现从相和主相电感电流相等。

2、本公开提供一种多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述多相直流-直流转换器包括主相电路和至少一条从相电路，所述电流平衡控制方法包括：获取主相电路的主相误差信号和主相斜坡信号；基于所述主相误差信号与主相斜坡信号得到主相电路的主相控制信号；采集主相电路的主相电流信息和各从相电路的从相电流信息；根据所述主相电流信息和各从相电流信息得到峰峰值可调的各从相电路的从相斜坡信号；以及将主相误差信号与各从相斜坡信号进行比较，得到各从相电路的从相控制信号，并通过调节各从相控制信号的占空比实现主相电路和从相电路之间的电感电流平衡。

3、根据本公开实施例，获取主相电路的主相误差信号和主相斜坡信号包括：通过比较转换器的输出电压与基准电压的差值，获取所述主相误差信号；以及通过主相电路中设置的主相斜坡发生器得到所述主相斜坡信号。

4、根据本公开实施例，基于所述主相误差信号与主相斜坡信号得到主相电路的主相控制信号包括：将所述主相误差信号与主相斜坡信号通过比较器进行比较并进行逻辑处理，得主相控制信号；所述主相斜坡信号具有固定的峰峰值。

5、根据本公开实施例，采集主相电路的主相电流信息和各从相电路的从相电流信息包括：通过电流采样电路采集主相电路的主相电流信息和各从相电路的从相电流信息。

6、根据本公开实施例，根据所述主相电流信息和各从相电流信息得到峰峰值可调的各从相电路的从相斜坡信号包括：将主相电流信息和从相电流信息进行比较，得到电流信息误差信号；基于所述电流信息误差信号控制从相电路中电容的充放电，得到峰峰值可调的从相斜坡信号。

7、根据本公开实施例，将主相误差信号与各从相斜坡信号进行比较，得到各从相电路的从相控制信号，并通过调节各从相控制信号的占空比实现主相电路和从相电路之间的电感电流平衡，包括：将主相误差信号和从相斜坡信号进行比较，得到比较结果；以及基于所述比较结果调节各从相控制信号的占空比。

8、根据本公开实施例，当从相斜坡信号的峰峰值逐渐减小时，用与主相相同的误差信号和从相斜坡信号比较产生该从相电路的从相控制信号，从相控制信号占空比将大于主相控制信号，因此从相控电路电感电流上升，而主相电感电流下降，直至主相电感电流与各从相电感电流相等。

9、根据本公开实施例，每条从相电路设置有一电流平衡模块，所述电流平衡模块用于根据所述主相电流信息和从相电流信息的大小得到峰峰值可调的从相斜坡信号。

10、根据本公开实施例，电流平衡模块中包括一误差放大器、一电流管、一电容，一比较器，所述误差放大器用于对主相电流信息和从相电流信息进行比较和放大，得到电流信息误差信号；所述电流误差信号作用于电流管后在外部输入脉冲信号的控制下实现电容的充放电，比较器用于对所述从相斜坡信号与谷值参考电压进行比较，实现峰峰值可调的从相斜坡信号的输出。

11、根据本公开实施例，外部输入脉冲信号为高电平时，电容对地放电，从相斜坡信号电压峰值下降；当从相斜坡信号的电压下降到谷值参考电压时，电流管对电容充电，从相斜坡信号电压峰值上升。

12、从上述技术方案可以看出，本公开多相直流-直流转换器电流平衡控制方法每一个从相只需要一个额外的放大器，并且从相的斜坡信号发生器也只使用一个比较器，节省了面积、降低了功耗和电路的复杂度；电流平衡环路更简单，易于稳定。

技术特征：

1.一种多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述多相直流-直流转换器包括主相电路和至少一条从相电路，所述电流平衡控制方法包括：

2.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述获取主相电路的主相误差信号和主相斜坡信号包括：

3.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述基于所述主相误差信号与主相斜坡信号得到主相电路的主相控制信号包括：

4.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述采集主相电路的主相电流信息和各从相电路的从相电流信息包括：

5.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，

6.根据权利要求1所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述将主相误差信号与各从相斜坡信号进行比较，得到各从相电路的从相控制信号，并通过调节各从相控制信号的占空比实现主相电路和从相电路之间的电感电流平衡，包括：

7.根据权利要求6所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，当从相斜坡信号的峰峰值逐渐减小时，用与主相相同的误差信号和从相斜坡信号比较产生该从相电路的从相控制信号，从相控制信号占空比将大于主相控制信号，因此从相控电路电感电流上升，而主相电感电流下降，直至主相电感电流与各从相电感电流相等。

8.根据权利要求1或5所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，每条从相电路设置有一电流平衡模块，所述电流平衡模块用于根据所述主相电流信息和从相电流信息的大小得到峰峰值可调的从相斜坡信号。

9.根据权利要求8所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述电流平衡模块中包括一误差放大器、一电流管、一电容，一比较器，所述误差放大器用于对主相电流信息和从相电流信息进行比较和放大，得到电流信息误差信号；所述电流误差信号作用于电流管后在外部输入脉冲信号的控制下实现电容的充放电，比较器用于对所述从相斜坡信号与谷值参考电压进行比较，实现峰峰值可调的从相斜坡信号的输出。

10.根据权利要求9所述的多相直流-直流转换器电流平衡控制方法，所述外部输入脉冲信号为高电平时，电容对地放电，从相斜坡信号电压峰值下降；当从相斜坡信号的电压下降到谷值参考电压时，电流管对电容充电，从相斜坡信号电压峰值上升。

技术总结本公开提供一种多相直流‑直流转换器电流平衡控制方法，多相直流‑直流转换器包括主相电路和至少一条从相电路，所述电流平衡控制方法包括：获取主相电路的主相误差信号和主相斜坡信号；基于所述主相误差信号与主相斜坡信号得到主相电路的主相控制信号；采集主相电路的主相电流信息和各从相电路的从相电流信息；根据所述主相电流信息和各从相电流信息得到峰峰值可调的各从相电路的从相斜坡信号；以及将主相误差信号与各从相斜坡信号进行比较，得到各从相电路的从相控制信号，并通过调节各从相控制信号的占空比实现主相电路和从相电路之间的电感电流平衡。技术研发人员：程林,唐奎受保护的技术使用者：中国科学技术大学技术研发日：技术公布日：2024/9/9