電壓轉換器的制造方法
【專利摘要】提供了一種電壓轉換器(1)，包括補償電路(10)、第一比較電路(11A?1ID)、第一電感(14A)、第一驅動電路(13A)和相位滯后電路(12)。補償電路根據電壓轉換器的負載狀態產生第一補償信號(SIOA)。第一比較電路比較第一補償信號和第一參考信號(RAMPA)，以產生第一比較信號(SUA)。第一驅動電路根據第一比較信號產生第一驅動電壓(V13A)至第一電感。相位滯后電路耦接在第一比較電路和第一驅動器之間。相位滯后電路修改第一比較信號的占空比，以改變流經第一電感的第一電感電流。
【專利說明】電壓轉換器
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求2014年I月14日遞交的申請號為61/927，135的美國臨時案的優先權，在此合并參考該申請案的內容。
技術領域
[0003]本發明涉及一種電壓轉換器，以及更特別地，涉及一種具有平衡的(balanced)電感電流的電壓轉換器。
【背景技術】
[0004]通常，多相(phase)直流/直流(DC/DC)轉換器具有一些耦接于該直流/直流(DC/DC)轉換器的輸出端的電感(inductor)。由于制造過程中的變化，這些電感彼此之間會不匹配。當直流/直流(DC/DC)的一些電感存在不匹配時，流經這些電感的電流是不平衡的，以及，直流/直流(DC/DC)轉換器的大多數輸出電流被集中到一個特定的電感。此情況會導致通過此較大電流的電感被破壞，以及甚至會導致直流/直流(DC/DC)轉換器的效率的惡化。
【發明內容】
[0005]因此，提供一種能夠平衡電感電流的電壓轉換器是可取的，從而防止電感被較大的電流破壞，并提高電壓轉換器的效率。
[000?]提供一種電壓轉換器的不例性實施例。該電壓轉換器在輸出端上產生輸出電壓，以及，包括:補償電路、第一比較電路、第一電感、第一驅動電路和相位滯后電路。補償電路根據電壓轉換器的負載狀態產生第一補償信號。第一比較電路接收第一補償信號和第一參考信號，以及，比較第一補償信號和第一參考信號，以產生第一比較信號。第一電感耦接于輸出端。第一驅動電路根據第一比較信號產生第一驅動電壓至第一電感。相位滯后電路耦接在第一比較電路和第一驅動器之間。相位滯后電路修改第一比較信號的占空比，以改變流經第一電感的第一電感電流。
[0007]在一實施例中，相位滯后電路根據第一電感電流的電流值修改第一比較信號的占空比。第一電感電流響應于第一比較信號修改后的占空比而改變為具有一調整值。
[0008]在一實施例中，電流轉換器還包括校正電路。校正電路檢測第一電感電流，以及，根據與第一電感電流有關的檢測結果產生第一校正信號至相位滯后電路。相位滯后電路根據第一校正信號修改第一比較信號的占空比。
[0009]提供一種修改方法的另一示例性實施例。電壓轉換器產生輸出電壓。該修改方法包括以下步驟:根據電壓轉換器的負載狀態產生第一補償信號；比較第一補償信號和第一參考信號，以產生第一比較信號;根據第一比較信號產生第一驅動電壓至第一電感，第一電感耦接于輸出端；以及根據第一校正信號修改第一比較信號的占空比，以改變第一電感電流。
[0010]詳細的描述將參考附圖在下面的實施例中給出。
【附圖說明】
[0011]通過閱讀后續的詳細描述以及參考附圖所給的示例，可以更全面地理解本發明，其中:
[0012]圖1示出了一種電壓轉換器的示例性實施例；
[0013]圖2示出了圖1中電壓轉換器的相位滯后電路的示例性實施例；以及
[0014]圖3示出了一種修改方法的示例性實施例。
【具體實施方式】
[0015]以下描述為本發明實施的較佳實施例，此描述用于說明本發明的一般原則的目的，而不應當視為具有限制意義。本發明的范圍應當參考所附的權利要求確定。
[0016]提供一種電壓轉換器。在圖1中所示的示例性實施例中，電壓轉換器I在輸出端Tout上產生輸出電壓Vout。在本實施例中，電壓轉換器I為多相直流/直流(DC/DC)電壓轉換器。參考圖1，四相(four-phase)直流/直流(DC/DC)電壓轉換器作為電壓轉換器I的一種示例給出。響應于該四相結構，電壓轉換器I包括補償電路(compensat1n circuit) 10、四個比較器(comparator) 11A-1 ID、相位滯后電路(phase-lag circuit) 12、四個驅動電路(driver circuit) 13A-13D、四個電感(inductor) 14A-14D，以及校正電路(correct1nCirCuit)15。補償電路10偵測電壓轉換器I的負載狀態，以及根據偵測結果產生四個補償信號S10A-S10D。在本實施例中，補償電路10可以通過檢測流經(following)電感14A-14D的電感電流或測量輸出電壓Vout來偵測電壓轉換器I的負載狀態。對應于四相的四個比較器11A-11D的負輸入端分別接收補償信號S10A-S10D。每個比較器的正輸入端接收用于比較操作的各自的(respective)參考信號。在本實施例中，斜坡信號(ramp signal)作為該參考信號的一種示例。詳細地，比較器11A-11D的正輸入端分別接收斜坡信號RAMPA-RAMPDt^fK較器比較各自的補償信號和斜坡信號，以產生相應的比較信號。舉例來說，比較器IlA比較補償信號SlO和斜坡信號RAMPA，以及根據比較結果產生比較信號SI 1A。比較器IIB-1ID如比較器IIA進行相同的比較操作，以分別產生比較信號S11B-S11D。在本實施例中，斜坡信號RAMPA-RAMPD呈據齒波形(saw tooth waveform) ο
[0017]相位滯后電路12耦接于比較器11A-11D，以分別接收比較信號S11A-S11D。相位滯后電路12被校正電路15控制。相位滯后電路12根據校正電路15的控制，修改(modify)每個比較信號S11A-S11D的占空比。對于每個比較信號，在相位滯后電路12被控制以修改比較的占空比的情形中，相位滯后電路12根據校正電路15的控制，進一步地決定修改該比較信號的占空比為更少或更大。通過相位滯后電路12處理后的比較信號S11A-S11D隨后被分別傳送至驅動電路13A-13D。
[0018]當每個驅動電路從相位滯后電路12接收相應的比較信號時，驅動電路根據所接收到的比較信號產生驅動電壓，以及，將驅動電壓施加到相應的電感。舉例來說，驅動電路13A接收通過相位滯后電路12處理后的比較信號S11A，以及產生驅動電壓V13A。將驅動電壓V13A施加到電感14A。其它的驅動電路13B-13D如驅動電路13A進行相同的操作，以分別產生驅動電壓V13B-V13D。將驅動電壓V13B-V13D分別施加到電感14B-14D。通過分別施加驅動電壓V13A-V13D至電感14A-14D，在輸出端Tout上產生輸出電壓Vout。
[0019]根據上述實施例，通過相位滯后電路12對比較信號S11A-S11D的占空比的修改操作，驅動電壓V13A-V13D被改變，以及，從而分別流經電感14A-14D的電感電流I14A-114D被調整為具有一調整后的值。因此，在電感14A-14D存在不匹配的情形中，實現了電感電流I14A-114D之間的平衡。此外，在本實施例中，比較信號S11A-S11D的占空比的所述修改是在比較器11A-11D之后進行的，這簡化了用于平衡電感電流I14A-114D的過程。
[0020]在上述實施例中，四相直流/直流(DC/DC)電壓轉換器作為電壓轉換器I的一種示例給出。然而，在其它實施例中，電壓轉換器I的相數可以根據系統需求來確定。
[0021]圖2示出了相位滯后電路12的一種示例性實施例。為了清晰地說明相位滯后電路12的結構和操作，圖2還示出了比較器11A-11D和校正電路15。參考圖2，相位滯后電路12包括四個相位滯后單元20A-20D。相位滯后單元20A-20D分別耦接于比較器11A-11B，以接收比較信號S11A-S11D。相位滯后單元20A-20D還耦接于校正電路15，以及被校正電路15控制。在本實施例中，校正電路15用來檢測電感電流I14A-114D，以獲得電感電流I14A-114D的電流值。根據檢測結果，校正電路15識別電感電流I14A-114D彼此之間是否平衡以及決定如何修改比較信號S11A-S11D的占空比。然后，校正電路15根據檢測結果分別為相位滯后單元20A-20D產生校正信號S15A-S15D。每個相位滯后單元接收相應的校正信號，以及被該相應的校正信號控制，以修改比較信號的占空比為更少或更大。比較信號S11A-S11D的占空比的修改程度不是相同的，以及，其方向(+或者_)也不是相同的。根據校正信號S15A-S15D(即根據校正電路15獲得的檢測結果)確定比較信號S11A-S11D的占空比的修改程度和方向。
[0022]圖3示出了一種用于電壓轉換器I的修改方法的示例性實施例。在下文中，將參考圖1和圖3說明該修改方法。在步驟S30中，響應于電壓轉換器I的負載狀態產生補償信號S10A-S10D。在產生補償信號S10A-S10D之后，分別比較補償信號S10A-S10D與斜坡信號RAMPA-RAMPD，以產生比較信號S11A-S11D(步驟S31)。根據比較信號S11A-S11D分別產生驅動電壓V13A-V13D(步驟S32)，以及，分別將驅動電壓V13A-V13D施加到電感14A-14D(步驟S33)。當將驅動電壓V13A-V13D施加到電感14A-14D時，產生(induce)相應的電感電流I14A-114D。然后，檢測電感電流I14A-114D的電流值(步驟S34)，以及，根據檢測結果產生校正信號3154-3150(步驟335)。分別根據校正信號3154-3150修改比較信號31^-3110的占空比(步驟S35)。通過比較信號S11A-S11D的占空比的修改，每個電感電流I14A-114D被改變為具有一調整后的值。
[0023]雖然本發明已經通過示例的方式以及依據優選實施例進行了描述，但是，應當理解的是，本發明并不限于公開的實施例。相反，它旨在覆蓋各種變型和類似的結構(如對于本領域技術人員將是顯而易見的)。因此，所附權利要求的范圍應被賦予最寬的解釋，以涵蓋所有的這些變型和類似的結構。
【主權項】
1.一種電壓轉換器，該電壓轉換器在輸出端上產生輸出電壓，包括: 補償電路，根據所述電壓轉換器的負載狀態產生第一補償信號； 第一比較電路，接收所述第一補償信號和第一參考信號，并比較所述第一補償信號和所述第一參考信號，以產生第一比較信號； 第一電感，耦接于所述輸出端； 第一驅動電路，根據所述第一比較信號產生第一驅動電壓至所述第一電感；以及相位滯后電路，耦接在所述第一比較電路和所述第一驅動電路之間；接收所述第一比較信號，以及，修改所述第一比較信號的占空比，以改變流經所述第一電感的第一電感電流。2.如權利要求1所述的電壓轉換器，其特征在于，所述相位滯后電路根據所述第一電感電流的電流值修改所述第一比較信號的所述占空比，以及，所述第一電感電流響應于所述第一比較信號修改后的占空比而改變為具有一調整后的值。3.如權利要求1所述的電壓轉換器，還包括: 校正電路，檢測所述第一電感電流，以及，根據與所述第一電感電流有關的檢測結果產生第一校正信號至所述相位滯后電路； 其中，所述相位滯后電路根據所述第一校正信號修改所述第一比較信號的所述占空比。4.如權利要求1所述的電壓轉換器，還包括: 第二比較電路，耦接于所述補償電路，其中，所述補償電路根據所述電壓轉換器的所述負載狀態產生第二補償信號；以及，所述第二比較電路接收所述第二補償信號和第二參考信號，并比較所述第二補償信號和所述第二參考信號，以產生第二比較信號； 第二電感，耦接于所述輸出端；以及 第二驅動電路，根據所述第二比較信號產生第二驅動電壓至所述第二電感； 其中，所述相位滯后電路修改所述第二比較信號的占空比，以改變流經所述第一電感的第二電感電流。5.如權利要求4所述的電壓轉換器，還包括: 校正電路，檢測所述第一電感電流和所述第二電感電流，以獲得電流信息；以及，根據所述電流信息產生第一校正信號和第二校正信號至所述相位滯后電路； 其中，所述相位滯后電路根據所述第一校正信號修改所述第一比較信號的所述占空比，以及，根據所述第二校正信號修改所述第二比較的所述占空比。6.—種用于電壓轉換器的修改方法，所述電壓轉換器產生輸出電壓，所述修改方法包括: 根據所述電壓轉換器的負載狀態產生第一補償信號； 比較所述第一補償信號和第一參考信號，以產生第一比較信號； 根據所述第一比較信號產生第一驅動電壓至第一電感，所述第一電感耦接于所述輸出端； 根據所述第一校正信號修改所述第一比較信號的占空比，以改變第一電感電流。7.如權利要求6所述的修改方法，在修改所述第一比較信號的所述占空比的步驟中，所述第一比較信號的所述占空比是根據所述第一電感電流的電流值修改的，以及，所述第一電感電流響應于所述第一比較信號修改后的占空比而改變為具有一調整后的值。8.如權利要求6所述的修改方法，還包括: 檢測所述第一電感電流；以及 根據與所述第一電感電流有關的檢測結果產生第一校正信號至所述相位滯后電路；其中，在修改所述第一比較信號的所述占空比的步驟中，所述第一比較信號的所述占空比是根據所述第一校正信號修改的。9.如權利要求6所述的修改方法，還包括: 根據所述電壓轉換器的所述負載狀態產生第二補償信號； 比較所述第二補償信號和第二參考信號，以產生第二比較信號； 根據所述第二比較信號產生第二驅動電壓至第二電感，所述第二電感耦接于所述輸出端；以及 修改所述第二比較信號的占空比，以改變流經耦接的所述第二電感的第二電感電流。10.如權利要求9所述的修改方法，還包括: 檢測所述第一電感電流和所述第二電感電流，以獲得電流信息；以及 根據所述電流信息產生第一校正信號和第二校正信號至所述相位滯后電路； 其中，在修改所述第一比較信號的所述占空比的步驟中，所述第一比較信號的所述占空比是根據所述第一校正信號修改的；以及，在修改所述第二比較信號的所述占空比的步驟中，所述第二比較信號的所述占空比是根據所述第二校正信號修改的。
【文檔編號】H02M3/155GK105874698SQ201580003732
【公開日】2016年8月17日
【申請日】2015年1月14日
【發明人】管建葳, 徐研訓, 陳敦士
【申請人】聯發科技股份有限公司