[发明专利]多相电源电路、多相控制方法和计算机可读存储介质

说明书

本公开涉及多相电源电路、多相控制方法和计算机可读存储介质。多相电源电路包括至少第一相和第二相(例如半谐振DC‑DC功率转换器电路)，第一相和第二相中的每一个输出电流来给负载供电。第一相包括第一电感器装置，第一电流经过所述第一电感器装置被传送至负载。第二相包括第二电感器装置，第二电流经过第二电感器装置被传送至负载。多相电源电路的电流监视电路能够操作成监测经过第二电感器装置的电流。多相电源电路的控制电路模块能够操作成基于所监测的电流来调整将第二相中的控制开关激活成接通状态的定时。相的定时被调整成实现相间的公同切换和零电流切换。

技术领域

本公开涉及多相电源电路、多相控制方法和计算机可读存储介质。

背景技术

一类常规半谐振功率转换器电路包括将来自输入源的功率传输至向负载提供输出功率的抽头电感器的高侧开关(例如控制开关电路模块)和低侧开关(同步开关电路模块)。在这种常规半谐振功率转换器电路中，抽头电感器也连接到第二低侧开关，即，同步整流(SR)开关。

为了满足半谐振转换器的负载的功率要求(例如，为负载提供接近恒定的输出电压)，许多常规半谐振DC-DC转换器采用可变切换频率，其中各相的相应切换周期在各个周期中变化。在每个切换周期的一部分期间，SR开关被启动，使得电流流过该SR开关。对于上述半谐振转换器，在切换周期的该部分期间的电流将被定形为正弦周期的一半周期。该半周期正弦的时间间隔由半谐振转换器的无源电路模块内的无功元件确定，例如，半谐振DC-DC转换器内的电感/电容(LC)谐振箱和其他无源部件的固有谐振频率确定该时间间隔。

为了使电压转换器的输出端处的电压和电流纹波最小化以及放大其功率输出，电压转换器可以使用多个相。这些相实际上各自是单独的电压转换器，其中每个电压转换器连接到公共输入电压源并为公共输出负载供电。为了保持稳定性和使纹波最小化，相由公共切换频率驱动，但是其中对于各个相的开关控制信号在时间上交错。

发明内容

本公开内容包括观察到常规多相半谐振转换器的问题是半周期正弦形电流的时间间隔(与相的谐振频率相关联)通常由于与各个相相关联的相应部件的电感和电容上的变化而从一个相到另一个相变化。对于所有相使用公共(但可变)切换频率的控制器以及用于驱动半谐振转换器的各相的SR开关的交错式控制信号将不能实现前述的零电流切换(ZCS)。更具体地，半谐振电压转换器的一些相的半周期正弦形状电流的时间间隔可以相对较短，而其他可以相对较长。这意味着控制器可能在正电流仍然流经SR开关的情况下禁用某些相的SR开关。可替代地，控制器可能在负电流流经这些SR开关的情况下禁用其他SR开关。由于在这种电压转换器的每个相中不能实现用于SR开关的ZCS，所以多相半谐振转换器的效率降低。

本文中的实施方式包括控制电源中的多个相的新颖方式，以实现多个相之间的同步和/或零电流切换，否则该多个相在不同谐振频率下不同步地操作。

更具体地，本文中的实施方式包括多相电源电路。多相电源电路包括多个相，例如第一相(主相)和第二相(从动相)，用于为动态负载供电。各个相包括连接到切换节点的高侧开关电路模块(例如控制开关电路模块)和低侧开关电路模块(例如同步开关电路模块)。在一个实施方式中，由于在相中使用的各个电路部件的电路差异(电感、电容、电阻等)，多个相中的每一个相以不同的谐振频率工作。

根据另外的示例性实施方式，假设第一相包括(第一)电感器装置，第一电流经过第一电感器装置从第一相传递至负载。另外假设第二相包括第二电感器装置，第二电流通过第二电感器装置从第二相传递至负载。多相电源电路的监测器电路可操作成监测第二电感器装置的节点；诸如节点的电压等监测参数的大小指示经过第二相的第二电感器装置传送到负载的第二电流的状态。多相电力转换器的控制电路模块可操作成基于所监测的电压来调整将第二相中的相应控制开关激活成接通状态的定时。换句话说，控制电路模块调整上升边沿(相应控制开关的激活)和下降边沿(相应控制开关的激活)中的任一者或两者的定时，以实现一个或多个从相中的每一个中的零电流切换。