一種多相同步開關穩(wěn)壓器的制造方法
【專利摘要】一種多相同步開關穩(wěn)壓器，提供了多相同步開關穩(wěn)壓器電路，包括N個并聯(lián)的功率級，每個級的同步時序控制信號，彼此相差360°/N。每個功率級給負載提供電流IOUT/N。電流模式和電壓模式控制的實現，提供了高效率、低電壓、高電流同步開關穩(wěn)壓器電路，它具有低輸入電流紋波，低電磁干擾，高轉換率的能力和低輸出紋波的特點。
【專利說明】一種多相同步開關穩(wěn)壓器
【技術領域】:
[0001]本發(fā)明涉及同步開關穩(wěn)壓器電路。更特別地，相比于單相同步開關穩(wěn)壓器，本發(fā)明涉及多相同步開關穩(wěn)壓器電路，提供低輸入電流峰值、較低的輸入紋波電流、低紋波輸出電流有效值、具有更高的轉換速度能力和更少的輸入和輸出濾波的要求。
【背景技術】:
[0002]穩(wěn)壓器從一個不特定的、波動的或者是有一個不恰當振幅的電壓源，向負載提供一個預定的并且大致上持續(xù)的輸出電壓。這樣的穩(wěn)壓器通常采用一個開關，包括串聯(lián)或并聯(lián)到負載的一個或多個開關元件。開關元件可能是，例如，功率金屬氧化物半導體場效應晶體管(MOSFET)開關。控制電流通過改變開關元件的打開和關閉時間(即穩(wěn)壓器的占空t匕，這是打開的時間占整個周期的百分比)來調節(jié)當前提供給負載的電流。電感儲能元件通常是用來將開關電流脈沖轉換成一種穩(wěn)定的負載電流。
[0003]同步開關穩(wěn)壓器包括一個主開關元件和一個同步開關元件，通常是在非重疊時鐘脈沖驅動下，并且在一個穩(wěn)壓下向負載提供電流。同步開關穩(wěn)壓器，使用功率MOSFET開關，它經常被用在便攜式電池供電的電子產品和溫度敏感的產品當中。這些穩(wěn)壓器通常將波動的輸入電壓轉換成穩(wěn)定的輸出電壓。這樣的穩(wěn)壓器提供了很高的工作效率，幾乎沒有熱量的產生，因此長電池壽命。
[0004]同步開關穩(wěn)壓器的占空比通常是由監(jiān)控穩(wěn)壓器的輸出電壓控制的。特別是控制電路產生一個與穩(wěn)壓器的輸出電壓和一個參考電壓成正比的反饋信號I。1可以被用來提供“電壓控制型”或者“電流控制型”。在電壓控制型穩(wěn)壓器中，Ve和一個周期性的鋸齒波形Vs被提供到一個比較器的輸入，比較器的輸出控制功率MOSFET開關的占空比。例如，如果Ve已經連接到比較器的同相輸入端，Vs連接到比較器的反相輸入，并且在每個時鐘周期的開始Vs低于V6、這樣比較器的輸出為高電平，主開關和同步開關是關閉的。當入超過νε，比較器的輸出狀態(tài)發(fā)生變化，為低電平，關閉主開關，并且打開同步開關。
[0005]在電流型穩(wěn)壓器中、一個電壓Vi按電感器的輸出電流正比產生，Vi和Ve提供到一個比較器的輸入端，比較器的輸出控制功率MOSFET開關的占空比。例如，如果Vi已經連接到比較器的同相輸入端，Ve連接到比較器的反相輸入，并且在每個時鐘周期的開始Vi低于Ve、這樣比較器的輸出為高電平，主開關和同步開關是關閉的。當\超過Ve、比較器的輸出狀態(tài)發(fā)生變化，為低電平，關閉主開關，并且打開同步開關。這樣，當輸出電流達到其所期望的值時，主開關關閉。
[0006]先前的技術同步開關穩(wěn)壓器通常包括一個單相時鐘控制的功率級。這樣的單相同步開關穩(wěn)壓器效率低下，然而，對于應用來說，它需要低電壓(例如小于2伏特)和高電流(例如大于35安培)，如先進微處理器的電源。特別是，因為降壓型開關穩(wěn)壓器的輸入均方根(RMS)紋波電流是大約輸出電流的一半，高輸出電流的降壓型開關穩(wěn)壓器，要求大的輸入電容來提供足夠的輸入紋波濾波。通常這需要許多電容器并聯(lián)連接，這不僅昂貴，并且消耗寶貴的電路板空間。[0007]此外，對于許多開關調節(jié)器的拓撲結構，由于主開關的開關動作，輸入電流有劇烈波動。因為調節(jié)器的輸入電流峰值約等于電路的輸出電流，大電流設計需要大量的過濾限制傳導電磁干擾(EMI)。進一步，對于應用程序來說，它需要輸出電流大于大約15安培，必要的輸出濾波器電感器太大，無法使用表面組裝技術實現。此外，大型輸出電容器通常被要求減少輸出紋波電流。
[0008]此外，許多先進的微處理器有動態(tài)加載特性，經常在很短的時間跨度，往往數十到數百納秒，從近零負載到滿負載。微處理器的電源必須有非常高的電流轉換速率的能力來滿足動態(tài)負載這樣的需求，最小化負載的解耦電容。高轉換速率能力要求電感值應該最小化。因為輸出紋波電流和電感值成反比，然而，先前技術的同步開關穩(wěn)壓器電路只有以大輸出紋波電流為犧牲，來實現高轉換速率。
[0009]鑒于上述，高效、低電壓、高電流、具有較低的輸入和輸出紋波電流的同步開關穩(wěn)壓器電路是很被期望的。
[0010]它將進一步需要提供低電壓、高電流、限制電磁干擾(EMI)的同步開關穩(wěn)壓器電路。
[0011]它將進一步需要提供低電壓、高電流、可以實現使用表面貼裝技術的同步開關穩(wěn)壓器電路。
[0012]它將進一步需要提供低電壓、高電流、有高電流轉換速度能力和低輸出紋波電流的同步開關穩(wěn)壓器電路。

【發(fā)明內容】
:
[0013]因此本發(fā)明的一個目的是提供高效、低電壓、高電流同步開關調節(jié)器電路，具有較低的輸入和輸出紋波電流。
[0014]本發(fā)明的另一個目的是提供低電壓、高電流、限制電磁干擾(EMI)的同步開關穩(wěn)壓器電路。
[0015]本發(fā)明的另一個目的是提供低電壓、高電流、可以實現使用表面貼裝技術的同步開關穩(wěn)壓器電路。
[0016]本發(fā)明的另一個目的是提供低電壓、高電流、有高電流轉換速度能力和低輸出紋波電流的同步開關穩(wěn)壓器電路。
[0017]本發(fā)明的技術解決方案:
[0018]根據本發(fā)明的這些目的被多相同步開關穩(wěn)壓器電路達到了，它提供加載在輸出電流L上的穩(wěn)定的輸出電壓Vtot給負載典型的電壓穩(wěn)壓器包括并行連接的N個功率級，每個級同步到一個定時控制信號，它們相鄰的級相差360° /N。每一個功率級供應電流U/N到負載。電路可以實現電流型和電壓型控制。
[0019]對比專利文獻:CN2065776U同步開關式全自動穩(wěn)壓器90204867.8，CN201352323Y一種高效同步整流降壓型穩(wěn)壓器200920130174.4
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0020]從以下詳細描述并且結合以下圖紙，本發(fā)明的上述目的和功能可以更清楚地被理解，其中相同的參考數字表示相同的結構元件貫穿始終:[0021]圖1A是一個典型的單級電流型同步開關穩(wěn)壓器的原理圖；
[0022]圖1B是一個典型的單級電壓型同步開關穩(wěn)壓器的原理圖；
[0023]圖2是一個典型體現依照本發(fā)明原則構造成的3級電流型同步開關穩(wěn)壓器的原理圖；
[0024]圖3是一個典型體現依照本發(fā)明原則構造成的3級電壓型同步開關穩(wěn)壓器的原理圖；
[0025]圖4A是為圖2中電路提供定時控制信號的三相時鐘；
[0026]圖4B是一個為圖3中的PWM控制器提供定時控制信號的三相電壓波形圖；
【具體實施方式】:
[0027]為了提供本發(fā)明的背景，以下首先詳細描述了先前已知的單相同步開關穩(wěn)壓器電路。然后，描述了這些先前已知的穩(wěn)壓器經過修改而構造的多相穩(wěn)壓器并且公開了可選擇的替代品。
[0028]A.先前技術單相同步開關穩(wěn)壓器
[0029]圖1展示了先前技術下的單相電流型同步開關穩(wěn)壓器10，它的電流取樣電阻20監(jiān)控通過電感16的電流Ip穩(wěn)壓器10通常是用于從一個不穩(wěn)定的電源電壓Vin (如一個電池)到一個穩(wěn)定的驅動負載&的輸出電壓的直流到直流轉換，雖然可能只是顯示為一個電阻器，例如，一個便攜式通信設備或計算機。
[0030]穩(wěn)壓器10通常工作如下:在一個工作周期的開始，振蕩器36生成一個單相時鐘信號在所需的開關頻率上，通常是30-300千赫，然后使鎖存器34置位，導致激發(fā)器32打開主開關12并且關閉同步開關14。這個使得一個大約在Vin-Vtot的電壓加在電感器16上，增加了通過電感16的電流Ip電路取樣放大器26檢測在取樣電阻24上的電壓，并產生一個連接到比較器30同相輸入端的輸出電壓Vls。比較器30的反相輸入端會耦合到誤差放大器28的輸出VK。Vk是正比于參考電壓Vkefc和反饋電壓Vftc的差，其值取決于Vtot和電阻分壓器20和22。電感器16和電容器18形成一個低通濾波器來去除輸出電壓Vmjt的不良的開關頻率諧波。
[0031]當電感電流込增加，Vls增加。當Is超過Vec時，比較器30回差并且重置鎖存器34，導致激發(fā)器32關閉主開關12并且打開同步開關14。這改變了加在電感器16上的電壓，大約是-Vam使得由同步開關產生的電感電流L減少，直到振蕩器36的下一個時鐘脈沖置位鎖存器34。
[0032]因此在正常工作時，當誤差放大器28的輸出Vec設置的電感電流込達到預定的水平，主開關12是關閉的。如果穩(wěn)定的輸出電壓Vtot增加到高于電阻分壓器20和22和參考電壓Vkefc預定的穩(wěn)態(tài)值，誤差電壓Vec減少。因此，Vls在開關周期時比在穩(wěn)態(tài)工作時更早地超過VEC。縮短的占空比導致穩(wěn)定的輸出電壓Vott降低，直到到達之前的穩(wěn)態(tài)值。然而，如果穩(wěn)定的輸出電壓Vtot下降到低于預定的穩(wěn)態(tài)值，誤差電壓Vk增加，而開關12的占空比延長，因為Vls在開關周期時比在穩(wěn)態(tài)工作時更晚地超過VEC。占空比的加長使得穩(wěn)定的輸出電壓Votit增加，直到到達之前的穩(wěn)態(tài)值。
[0033]另外，先前技術的同步開關穩(wěn)壓器可以實現使用電壓控制，穩(wěn)壓器監(jiān)控輸出電壓來設定占空比。圖1B顯示了這樣一個先前技術的單相同步開關穩(wěn)壓器50，它的工作如下:主開關52和同步開關54耦合到脈寬調變(PWM)控制器64，在穩(wěn)定的輸出電壓Vot的變化的響應下，改變穩(wěn)壓器的占空比。特別的是，誤差放大器66按比例與任何參考電壓Vkefv和反饋電壓Vfbv之間差的變化,產生輸出電壓VEV。電阻分壓器60和62按穩(wěn)定的輸出電壓Vmjt成比例地來設置Vfbv的值。
[0034]特別是，在每個時鐘周期的開始，脈寬調變(PWM)控制器64打開主開關52并且關閉同步開關54。當鋸齒波發(fā)生器68所產生的鋸齒波信號超過Vev，脈寬調變(PWM)控制器64使主開關52關閉并且打開同步開關54。圖1的電流型控制穩(wěn)壓器中，電感器56和電容器58形成一個低通濾波器來去除輸出電壓Vtot的不良的開關頻率諧波。
[0035]在正常工作時，如果Vqut降低到低于電壓分壓器電阻60和參考電壓Vkefv設定的期望的穩(wěn)態(tài)值，Vev增加，因此在時鐘周期里，鋸齒波發(fā)生器68所提供的鋸齒波信號更晚地超過VEV，導致PWM控制器64延長了主開關52的持續(xù)時間。因此，通過總開關52和電感56的電流增加了，Vott增加直到達到之前的穩(wěn)態(tài)值。然而，如果Vott增加到高于期望的穩(wěn)態(tài)值，Vev減少，因此在時鐘周期里，鋸齒波發(fā)生器68所提供的鋸齒波信號更早地超過VEV，導致PWM控制器64縮短了主開關52的持續(xù)時間。因此，通過總開關52和電感56的電流減小了，Vout減少直到達到之前的穩(wěn)態(tài)值。
[0036]B.多相同步穩(wěn)壓器
[0037]圖2顯示了一個典型體現依照本發(fā)明原則構造成的多級電流型同步開關穩(wěn)壓器的原理圖。穩(wěn)壓器70包括3個獨立的電流型開關穩(wěn)壓器級，70a，70b和70c，每一種都是源自圖1的單相調節(jié)器10。穩(wěn)壓器級70a，70b和70c是相同的，除了 70b和70c共享由電阻分壓器20a和22a，參考電壓Vkef和誤差放大器28a構成的輸出電壓反饋回路，同樣功能如上所述。
[0038]穩(wěn)壓器級70a包括一個主開關12a、同步開關14a、電感器16a、取樣電阻24a、輸出電容器18a、分壓器電阻20a和22a,取樣電流放大器26a、誤差放大器28a、比較器30a、激發(fā)器32a、鎖存器34a和振蕩器36a，當相應的電路元件像圖1中所述一樣連接。
[0039]穩(wěn)壓器級70b包括一個主開關12b,同步開關14b、電感器16b、取樣電阻24b、輸出電容器18b、取樣電流放大器26b、比較器30b、激發(fā)器32b、鎖存器34b和振蕩器36b,比較器30b的反相輸入端耦合到誤差放大器28b的輸出Ne,完成穩(wěn)壓器級70b的反饋回路，結合圖1，同樣功能如上所述。
[0040]穩(wěn)壓器級70c包括一個主開關12c,同步開關14c、電感器16c、取樣電阻24c、輸出電容器18c、取樣電流放大器26c、比較器30c、激發(fā)器32c、鎖存器34c和振蕩器36c,比較器30c的反相輸入端耦合到誤差放大器28c的輸出Ve，提供穩(wěn)壓器級70c的反饋信號，結合圖1，同樣功能如上所述。
[0041 ] 如圖4A所不，振蕩器36a, 36b和36c生成一個三相時鐘Φ ” Φ 2和Φ 3。時鐘信號Φρ小2和Φ3工作在一個常見的開關頻率fs = ITs,但是它們相互相差相位360。/3=120。。因此，穩(wěn)壓器級70a，70b和70c相互相差相位360° /3=120°。如圖4A所示，時鐘信號，Φ:，小2和Φ3是方波脈沖。行業(yè)中的人們將會認識到，時鐘信號Φ:，Φ2和小3可能是重疊或非重疊的波形。振蕩器36a，36b和36c行業(yè)中已知的，將不會進一步在文中描述。
[0042]因為比較器30a、30b和30c的每一個反相輸入端都從誤差放大器28a的輸出Ve接收相同的控制信號，穩(wěn)壓器70a，70b和70c提供大致相等的電流Iu，U，Iu。更進一步，因為電流Iu，IL2, Il3都只有提供給負載&的總輸出電流1tt的1/3、電感16a，16b和16c都小于所需的單級設計，可以實現使用表面貼裝技術。此外，由于電流Iu，彼此有著相位差，他們的紋波電流往往消失，從而減少了復合輸出紋波電流。因此，每個級可能是專門為了高的轉換速率功能而設計的，通過使用一個較小的電感器(因此每級由更高的輸出紋波電流)比起通常一個單級的設計。
[0043]此外，輸入電流脈沖穩(wěn)壓器級70a，70b和70c是時間交錯的，有效提高了在穩(wěn)壓器70每個級開關頻率到開關頻率4的三倍。進一步的，穩(wěn)壓器70占空因數明顯的增加了，因為在單級設計中開關12a，12b和12c的復合打開時間長于主開關的打開時間。因為每個級的峰值電流的降低(如，通常為Ι.3)并且輸入電流脈沖是時間交錯的，輸入電流最大值一平均值減少了。因此，相比起單級設計，總均方根輸入紋波電流降低了，因此輸入濾波電容器的需求和產生的電磁干擾(EMI)減少了。
[0044]行業(yè)中的人們將會認識到，本發(fā)明的電路可以使用不同于上文展示和討論的電路元件。例如，可以使用霍爾效應式設備、電流取樣變壓器、或其他適合的電流取樣設備來代替取樣電阻24a，24b和24c。
[0045]圖3顯示了的另一個典型體現本發(fā)明的多相同步開關穩(wěn)壓器的示意圖。特別是，穩(wěn)壓器80包括3個獨立的電壓控制模式開關穩(wěn)壓器級，80a, 80b和80c，每一種都是源自于圖1B中的單相穩(wěn)壓器50。穩(wěn)壓器級80a, 80b和80c是相同的，除了穩(wěn)壓器級80b和80c還包括按照本發(fā)明的原理，使得穩(wěn)壓器級80b和80c等于輸入電流穩(wěn)壓器80a的誤差放大器82和84。
[0046]穩(wěn)壓器級80a, 80b和80c每個都包含一個主開關穩(wěn)壓器,它包括主開關52a_c,同
步開關54a_c,輸出電容58a_c,電感56a_c,分壓器電阻60a_c和62a_c,參考電壓，.誤
差放大器52a-c，脈寬調變(PWM)控制器64a-c和鋸齒波發(fā)生器78a-c。每個主開關穩(wěn)壓器功能都與如圖1B所述單相穩(wěn)壓器一致。依照先前已知的技術構造的鋸齒波發(fā)生器78a，78b和78c，生成如圖4B中的鋸齒波形Bussed 1S，φ23和φ33，工作在一個共同的頻率f= ITs,但是它們相互相差相位360° /3=120°。因此，穩(wěn)壓器級80a，80b和80c相互相差相位120。。
[0047]雖然理想情況下所有三個穩(wěn)壓器級80a-80c是相同的，但是實際上，在元件上值
的小的變化(如分壓器電阻60a_c和62a_c，參考電壓)引起每一級之間的輸出電壓
存在微小的差別(如幾個百分點近似的差別)。除非被糾正過來，不然這樣的小錯誤將導致每一級之間的大的電流不平衡。
[0048]為了防止這樣大的級間電流不平衡，穩(wěn)壓器80包括額外的電路，強制電流在每個級要大致相等。特別是，穩(wěn)壓器80a，80b和80c也包括耦合在輸入節(jié)點Vin和主開關52a-c之間的電流取樣電阻72a_c。電容器76a_c耦合在地電勢與電阻72a_c和主開關52a_c之間的形成的節(jié)點之間。電阻72a_c和電容76a_c提供過濾，來限制每一穩(wěn)壓器級的輸入電流紋波。穩(wěn)壓器級80a，80b和80c還包括電流取樣放大器74a_c，它的輸入耦合到取樣電阻72a-c，它的輸出Vea-Vee分別與穩(wěn)壓器級80a，80b和80c輸入電流Ia-1e成正比。
[0049]穩(wěn)壓器級80b和80c還包括誤差放大器82b和84c，迫使穩(wěn)壓器級80b和80c的輸入電流Ib和I。大致上等于穩(wěn)壓器級80a的輸入電流Ia。即穩(wěn)壓器級80a能作為一個主控制，穩(wěn)壓器級80b和80c作為從屬，它們的輸入電流被迫大致上等于輸入電流的主控制。特別是，電流取樣放大器74a的輸出Vea耦合到誤差放大器82和84的反相輸入端。電流取樣放大器74b的輸出Veb稱合到誤差放大器82的同相輸入端。電流取樣放大器74c的輸出V。。I禹合到誤差放大器84的同相輸入端。電阻器86 f禹合在輸出Veee和誤差放大器82的輸出端和誤差放大器52b的反相輸入端，電阻器88 f禹合在輸出Veee和誤差放大器84的輸出端和誤差放大器52c的反相輸入端。
[0050]誤差放大器82按照正比于輸入電流込和Ib之間的差別，提供輸出VMb。加上誤差放大器52b，誤差放大器82往往使得Ib大致上等于Ia。特別的是，如果輸入電流Ib小于輸入電流IaJd3將低于Vca,這將導致誤差放大器的82輸出Vrab從其穩(wěn)態(tài)值減少。因此，誤差放大器52b的輸出誤差電壓Veb將增加，這將導致脈寬調變(PWM)控制器64b增加主開關52b的占空比,從而增加輸入電流Ib,但是，如果輸入電流Ib大于輸入電流Ia, Vcb將大于Vm,這將導致誤差放大器82的輸出Vreb從其穩(wěn)態(tài)值增加。因此，誤差放大器52b的誤差電壓Veb將下降，這將導致脈寬調變(PWM)控制器64b減少主開關52b的占空比，從而減少輸入電流Ib。誤差放大器84工作在一個類似的方式下,使得輸入電流I。與輸入電流Ia大致相等。
[0051]從事本行業(yè)的普通工作著也會認可，本發(fā)明并不局限于上述使用三個穩(wěn)壓器級、采用三相時鐘或具體化的鋸齒波形。相反，本發(fā)明更一般包括N個穩(wěn)壓器級的連接，每級都同步一個時鐘(電流型控制實現)或鋸齒波形(具體化的電壓型控制)，相鄰的級相差360° /N。每個級供應電流L/N到負載，復合穩(wěn)壓器工作在一個明顯的開關頻率Nfs下，M，fs是每個獨立的級的開關頻率。
[0052]行業(yè)中的人們將會認識到，本發(fā)明的電路可以使用不同于上文展示和討論的電路元件。例如，本發(fā)明還可以使用眾所周知的升壓和正向變換器電路拓撲。所有這些修改都在本發(fā)明的范圍內，本發(fā)明不受限制，只受本發(fā)明的權利要求所限制。
【權利要求】
1.一種多相同步開關穩(wěn)壓器，其特征是:在輸出節(jié)點產生一個輸出信號，在穩(wěn)壓下，輸出信號提供一個電流I給負載，該穩(wěn)壓器包括:應用一個輸入信號的一個輸入節(jié)點；生成N相定時脈沖的定時電路；耦合到控制電路的輸出節(jié)點，控制一個工作周期的穩(wěn)壓器；N級同步開關穩(wěn)壓器耦合到輸入節(jié)點、輸出節(jié)點、定時電路和控制電路，在N相定時脈沖的響應下，N個中每個穩(wěn)壓器級提供IN的電流到輸出節(jié)點，這樣N級穩(wěn)壓器彼此相差360° /N ；其中該控制電路提供了電流控制；其中該控制電路提供了電壓控制；控制電路由耦合到輸出端的反饋電路組成，反饋電路提供N個反饋信號控制穩(wěn)壓器的占空比，每個反饋信號耦合到相應的第N級同步開關穩(wěn)壓器，并且有一個預定的關系到輸出信號和一個參考電壓；N個信號中的每個反饋信號，都與一個正比于參考電壓的電壓和一個正比于輸出信號的電壓的差成正比；N個信號中的每個反饋信號,都與一個正比于N個與其相應的參考電壓和一個正比于輸出信號的電壓的差成正比；控制電路包括電流取樣電路，用來監(jiān)控N級多相同步開關穩(wěn)壓器的電流，并且提供取樣信號來控制穩(wěn)壓器的占空比；控制電路包括:監(jiān)控N級多相同步開關穩(wěn)壓器的電流，并且提供取樣信號的取樣電路；耦合到輸出端和電流取樣信號的反饋電路，反饋電路提供N個反饋信號，來控制穩(wěn)壓器的占空比；每個反饋信號耦合到相應的第N級穩(wěn)壓器級，并且根據輸出信號和參考電壓有一個預設值；每個反饋信號耦合到相應的第N級穩(wěn)壓器級，并且根據輸出信號和相應的第N個參考電壓有一個預設值；N個反饋信號進一步使得被穩(wěn)壓器的N個級的監(jiān)控的電流大致上相等；定時脈沖包括方波；定時脈沖包括鋸齒波。
2.根據權利要求1所述的一種多相同步開關穩(wěn)壓器，其特征是:一個多相同步開關穩(wěn)壓器在輸出端產生一個輸出信號，輸出信號在穩(wěn)定的電壓下提供一個電流I供給負載，穩(wěn)壓器包括:一個有著輸入信號的輸入端；產生N相定時脈沖的定時電路；稱合到輸出節(jié)點的反饋電路，反饋電路提供N個反饋信號，控制穩(wěn)壓器的占空比；一個多相同步開關穩(wěn)壓器的N級耦合到輸入端、輸出端、定時電路和反饋電路，N級一個多相同步開關穩(wěn)壓器的每一級在N相定時脈沖的響應下提供輸出電流I/N到輸出端；N級穩(wěn)壓器彼此相差360° /N ;反饋電路進一步包括一個誤差放大器；誤差放大器有一個稱合到輸出端的反相輸入端，一個耦合到參考電壓的同相輸入端，一個控制穩(wěn)壓器占空比的輸出端；反饋電路進一步包括一個分壓電阻網絡；分壓電阻 網絡包括一個耦合在反相輸入端和地電勢之間的第一電阻，一個耦合在輸出端和反相輸入端的第二電阻；當輸出端大致上是穩(wěn)定的電壓時，反相輸入端的電壓大致上等于參考電壓#級多相同步開關穩(wěn)壓器中的每一級都進一步包括一個比較器；反饋電路進一步包括:監(jiān)控N級多相同步開關穩(wěn)壓器的電流，并且按監(jiān)控電流的比例提供N個取樣信號的取樣電路；N個比較器中的每一個都有一個耦合到相應的第N個取樣信號的同相輸入端，一個稱合到誤差放大器的輸出端的反相輸入端；一個控制N級多相同步開關穩(wěn)壓器中與其相應一級的占空比的輸出端；電流取樣電路包括一個電流取樣電阻；電流取樣電路進一步包括一個電流取樣放大器；電流取樣放大器有一個反相輸入端，一個同相輸入端，一個輸出端；電流取樣電阻稱合在電流取樣放大器的輸入端之間；電流取樣放大器的輸出端耦合到比較器的反相輸入端；反饋電路包括N個誤差放大器；每個誤差放大器都有一個稱合到輸出端的反相輸入端，一個稱合到第N個相應參考電壓的同相輸入端，一個耦合到相應第N級穩(wěn)壓器，來控制穩(wěn)壓器占空比的輸出端；反饋電路進一步包括N個反壓電阻網絡；每個分壓電阻網絡都耦合到一個相應的第N誤差放大器并且包括一個耦合在反相輸入端和地電勢之間的第一電阻，一個稱合在輸出端和反相輸入端的第二電阻；當輸出端大致上是穩(wěn)定的電壓時，反相輸入端的電壓大致上等于參考電壓；反饋電路提供電壓型控制，每一級多相同步開關穩(wěn)壓器都進一步包括監(jiān)控N級多相同步開關穩(wěn)壓器的電流，并且按監(jiān)控電流的比例提供N個取樣信號的取樣電路；每一級多相同步開關穩(wěn)壓器中電流取樣信號都耦合到反饋電路，第N個反饋信號進一步使得每一級被監(jiān)控的電流大致相等；電流取樣電路包括一個電流取樣放大器。
3.根據權利要求1所述的一種多相同步開關穩(wěn)壓器，其特征是:一種在輸出端產生輸出信號，并且在輸出端以一個穩(wěn)定的電壓提供給負載電流的方法包括:在輸入節(jié)點提供一個輸入信號；提供產生N相定時脈沖的定時電路；提供耦合到輸出節(jié)點來控制穩(wěn)壓器占空比的控制電路；提供一個多相同步開關穩(wěn)壓器的N級耦合到輸入端、輸出端、定時電路和控制電路，N級一個多相同步開關穩(wěn)壓器的每一級在N相定時脈沖的響應下提供輸出電流I/N到輸出端；N級穩(wěn)壓器彼此相差360° /N ;進一步包括使用電流型控制來控制穩(wěn)壓器的占空比的方法；進一步包括使用電壓型控制來控制穩(wěn)壓器的占空比的方法。
4.根據權利要求1所述的一種多相同步開關穩(wěn)壓器，其特征是:一種在輸出端產生輸出信號，并且在輸出端以一個穩(wěn)定的電壓提供給負載電流的方法包括:提供一個多相同步開關穩(wěn)壓器的N級耦合到輸入端、輸出端、定時電路和控制電路，在輸入節(jié)點接收一個輸入信號；提供產生N相定時脈沖；控制穩(wěn)壓器占空比#級一個多相同步開關穩(wěn)壓器的每一級在N相定時脈沖的響應下提供輸出電流I/N到輸出端；N級穩(wěn)壓器彼此相差360° /N。
【文檔編號】H02M3/157GK103618454SQ201310608539
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權日:2013年11月26日
【發(fā)明者】李志鵬 申請人:蘇州貝克微電子有限公司