发明名称 用于多相直流至直流的调节器之多相合成涟波电压产生器及用于产生多个合成涟波电压以控制多相直流至直流的调节器的相位之方法
摘要 一种多相涟波电压调节器产生器系利用一个参照至上与下电压临界值之磁滞的比较器。该磁滞的比较器系监视一个横跨一电容器所生成的主涟波电压波形,该电容器系被供应以一个成比例于在输出电压与输入电压或接地之间的差值之电流。该磁滞的比较器的输出系产生一个顺序地耦接至PWM闩锁的主时脉信号,PWM闩锁的状态系定义合成的涟波电压之个别的成分之持续时间。一个别的PWM闩锁系具有一个第一状态,其系藉由一个所选的主时脉信号起始并且藉由一个监视一个别的相位节点电压之相关的相位电压比较器来终止。
申请公布号 TWI269133 申请公布日期 2006.12.21
申请号 TW093126347 申请日期 2004.09.01
申请人 英特希尔公司 发明人 麦可M 华特斯;李学宁;汤玛斯A 裘全姆
分类号 G05F1/00(2006.01) 主分类号 G05F1/00(2006.01)
代理机构 代理人 林镒珠 台北市中山区长安东路2段112号9楼
主权项 1.一种用于一个多相直流至直流的调节器之多相合成涟波电压产生器,该调节器系包含复数个切换电路,每个切换电路系响应于复数个脉冲宽度调变(PWM)信号中之对应的一个PWM信号,以经由复数个相位节点中之对应的一个相位节点切换一个输入电压,透过复数个输出电感器中之对应的一个输出电感器来在一个输出节点处生成一个输出电压,该多相合成涟波电压产生器系包括:一个产生一主时脉信号的主时脉电路,该主时脉信号系具有一个根据一误差电压以及一斜波电压而定的频率,其中该误差电压以及斜波电压都是从该输出电压导出的;根据该主时脉信号来依序地触发该复数个PWM信号之每个PWM信号的顺序逻辑;以及复数个涟波产生器,每个涟波产生器系产生复数个涟波电压中之对应的一个涟波电压,该涟波电压系复制通过该些输出电感器中之对应的一个输出电感器之涟波电流,并且用于根据该对应的涟波电压相较于该误差电压来重置该复数个PWM信号中之对应的一个PWM信号。2.如申请专利范围第1项之多相合成涟波电压产生器,其中该复数个涟波产生器的每个涟波产生器系包括:一个互导放大器,其系具有一个输出并且具有一个用于耦接至该些输出电感器中之对应的一个输出电感器之输入;一个涟波电容器,其系耦接至该互导放大器的输出;以及一个比较器,其系具有一个耦接至该涟波电容器的第一输入、一个耦接以接收该误差电压的第二输入、以及一个耦接至该顺序逻辑用于重置该复数个PWM信号中之对应的一个PWM信号之输出。3.如申请专利范围第2项之多相合成涟波电压产生器,其中该互导放大器系使得第一与第二输入耦接横跨一个对应的输出电感器。4.如申请专利范围第2项之多相合成涟波电压产生器,其中该涟波电容器系参照至接地。5.如申请专利范围第1项之多相合成涟波电压产生器,其中该复数个涟波产生器的每个涟波产生器系包括:一个涟波电容器;一个第一互导放大器,其系具有一个输出并且具有一个用于接收该输入电压的输入;一个第二互导放大器,其系具有一个用于接收该输出电压的输入以及一个耦接至该涟波电容器的输出;一个比较器,其系具有一个耦接至该涟波电容器的第一输入、一个接收该误差电压的第二输入、以及一个输出;一个设定-重置元件,其系具有一个耦接至该顺序逻辑的设定输入、一个耦接至该比较器的输出之重置输入以及一个提供一对应的PWM信号之输出;以及一个开关,其系具有一个耦接至该第一互导放大器的输出之第一端子、一个耦接至该涟波电容器的第二端子、以及一个接收该对应的PWM信号之控制输入。6.如申请专利范围第1项之多相合成涟波电压产生器,其中该主时脉电路系包括:一个主涟波电容器;一个主互导放大器电路,其系具有一个耦接至该主涟波电容器的输出并且具有藉由该主时脉信号所控制的第一与第二状态,该第一状态系用于根据在该输入电压与该输出电压之间的电压差値来充电该主涟波电容器,并且该第二状态系用于根据该输出电压来放电该主涟波电容器;以及一个磁滞的比较器电路,其系具有一个耦接以比较该主涟波电容器的电压与该误差电压之输入以及一个提供该主时脉信号的输出。7.如申请专利范围第6项之多相合成涟波电压产生器,其中该主互导放大器电路系包括:一个第一主互导放大器,其系具有一个用于接收该输入电压的第一输入、一个用于接收该输出电压的第二输入以及一个输出;一个第二主互导放大器,其系具有一个耦接至接地的第一输入、一个用于接收该输出电压的第二输入以及一个输出;以及一个开关电路,其系具有一个耦接至该第一主互导放大器的输出之第一端子、一个耦接至该第二主互导放大器的输出之第二端子、一个耦接至该主涟波电容器之共同的端子、以及一个接收一指示该主时脉信号的信号之控制输入,用于耦接该共同的端子至该第一与第二端子中之一个所选的端子。8.如申请专利范围第6项之多相合成涟波电压产生器,其中该磁滞的比较器电路系包括:一个第一比较器,其系具有一个耦接至该主涟波电容器的第一输入、一个接收该误差电压的第二输入、以及一个输出;一个电压源,其系提供一个相对于该误差电压的偏移电压;一个第二比较器,其系具有一个接收该偏移电压的第一输入、一个耦接至该主涟波电容器的第二输入、以及一个输出;以及一个设定-重置元件,其系具有一个耦接至该第一比较器的输出之设定输入、一个耦接至该第二比较器的输出之重置输入、以及一个提供该主时脉信号的输出。9.如申请专利范围第1项之多相合成涟波电压产生器,其中该主时脉电路系包括:一个主涟波电容器;一个主互导放大器,其系具有一个接收该输出电压的输入以及一个耦接至该主涟波电容器的输出;一个电压源,其系提供一个相对于该误差电压的偏移电压;一个比较器,其系具有一个耦接至该主涟波电容器的第一输入、一个接收该偏移电压的第二输入、以及一个输出;一个单触发电路元件,其系具有一个耦接至该比较器的输出之输入以及一个提供该主时脉信号的输出;以及一个开关,其系具有一个耦接以接收该误差电压的第一端子、一个耦接至该主涟波电容器的第二端子、以及一个接收该主时脉信号的控制输入。10.一种用于产生多个合成涟波电压以控制一个多相直流至直流的调节器的相位之方法,该调节器系包含复数个切换电路,每个切换电路系响应于复数个脉冲宽度调变(PWM)信号中之对应的一个PWM信号,以经由复数个相位节点中之对应的一个相位节点切换一个输入电压,透过复数个输出电感器中之对应的一个输出电感器来在一个输出节点处生成一个输出电压,该方法系包括:比较一个输出电压与一个参考电压,以提供一个误差电压;根据该输出电压产生一个斜波电压;根据比较该误差电压与该斜波电压而产生一个主时脉信号;根据该主时脉信号来依序地起始该复数个PWM信号之每个PWM信号;生成复数个涟波电压,每个涟波电压系指示通过该些输出电感器中之对应的一个输出电感器之电流;以及根据该对应的涟波电压相较于该误差电压来重置每个PWM信号。11.如申请专利范围第10项之方法,其中该生成复数个涟波电压系包括:感测被施加至每个输出电感器的电压;转换每个感测出的电压成为一感测电流;以及用一对应的感测电流来充电一个对应的电容性元件。12.如申请专利范围第11项之方法,其中该被施加至每个输出电感器的感测电压系包括感测在一个对应的相位节点处之电压。13.如申请专利范围第11项之方法,其中该被施加至每个输出电感器的感测电压系包括感测横跨该对应的输出电感器之电压。14.如申请专利范围第10项之方法,其中该生成复数个涟波电压系包括:转换该输出电压成为一对应的第一电流;用该第一电流来放电一个对应的电容性元件;转换该输入电压成为一对应的第二电流;以及在一个对应的PWM信号的起始之际耦接该第二电流以充电该对应的电容性元件;以及其中该重置每个PWM信号系包括当该对应的电容性元件的电压到达该误差电压时,解除耦接该对应的电容性元件至该第二电流。15.如申请专利范围第10项之方法,其中该产生一个主时脉信号系包括:用一个根据在该输入电压以及该输出电压之间的差値之电流来充电一个电容性元件,直到该电容性元件的电压上升至该误差电压为止;当该电容性元件的电压到达该误差电压时,转变该主时脉信号至一个第一逻辑位准;提供一个相对于该误差电压的偏移电压;用一个根据该输出电压而定的电流来放电该电容性元件,直到该电容性元件的电压下降至该偏移电压为止;以及当该电容性元件的电压到达该偏移电压时,转变该主时脉信号至一个第二逻辑位准。16.如申请专利范围第10项之方法,其中该产生一个斜波电压系包括:转换该输出电压成为一电流;以及用该电流来放电一个电容性元件。17.如申请专利范围第16项之方法,其中该产生一个主时脉信号系包括:提供一个相对于该误差电压的偏移电压;比较该电容性元件的电压与该偏移电压;当该电容性元件的电压下降至该偏移电压的位准时,转变该主时脉信号至一个第一逻辑位准;当该主时脉转变至该第一逻辑位准时,耦接该电容性元件至该误差电压,以充电该电容性元件至该误差电压的位准;当该电容性元件的电压到达该误差电压的位准时,转变该主时脉信号至一个第二逻辑位准;以及当该主时脉转变至该第一逻辑位准时,解除耦接该电容性元件至该误差电压。图式简单说明:第1图系概略地描绘习知的涟波调节器为基础的直流至直流电压转换器之一般的架构;第2图是显示与第1图之涟波调节器为基础的直流至直流电压转换器的动作相关的PWM以及输出电压波形之时序图;第3图系概略地描绘根据在`787号申请案中所揭露的发明之合成涟波电压调节器的做法;第4图是显示与第3图的合成涟波电压调节器的动作相关的波形之时序图;第5图系概略地描绘根据本发明的一种多相合成涟波电压调节器;第6图系包含与第5图的多相合成涟波电压调节器的动作相关的一组时序图;第7图系显示使用单一比较器以及单触发电路来产生一个主时脉信号;第8图是与第7图的动作相关的时序图;第9图系描绘用于产生一个输出信号PWM1之一种替代性的电路配置;第10图是与第8图的动作相关的时序图;第11图是与一个负载步阶相关的上与下电压之时序图;第12图系显示一个与第11图的瞬间增加相关的主时脉脉冲列;并且第13图系透过图形地描绘首先在相当稳定的状态、接着是转变至较高的频率并且接着返回至另一个稳态频率之间,在频率上的改变。
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