[发明专利]自动相移和动态导通时间控制电流平衡多相恒定导通时间降压变换器

说明书

一种包括第一电路和第二电路的装置。第一电路可以生成具有经调节的电压的输出信号并维持具有第一导通时间和第一关断时间的恒定开关频率。第二电路可以相对于该输出信号基于相位延迟生成移位的信号并维持具有第二导通时间和第二关断时间的移位的频率。第二导通时间可以差该相位延迟跟随第一导通时间。第二导通时间可以基于第一导通时间和负载的暂态条件。该装置可以实现自动相移调整。电流感测比较可以在输出信号与移位的信号之间实现逐周期比较以确定第二导通时间并执行调校操作以达到电感器电流平衡。

技术领域

本发明一般而言涉及电压调节，并且更具体地涉及用于实现自动相移和动态导通(ON)时间控制电流平衡多相恒定导通时间降压变换器的方法和/或装置。

背景技术

恒定导通时间(COT)滞后变换器用于快速、动态响应、电压调节(VR)系统。快速、动态响应VR系统包括低电压微处理器和双列直插式存储器模块(DIMM)应用。COT滞后降压变换器显示出有吸引力的优点，诸如快速响应时间。常规的多相降压变换器利用电压模式或峰值电流模式降压结构构建，该多相降压变换器具有同步的时钟和若干电流共享电路。与COT滞后降压拓扑相比，常规实施方式相对慢。当负载条件增加时，需要多相降压变换器以有效地适应重负载暂态。COT降压变换器的性质导致开关频率不具有稳定的相位对准。对于主流应用而言，使用基于数字信号处理(DSP)或峰值电流检测的解决方案以实现多相滞后降压变换器是不切实际的。在没有稳定的相位对准的情况下，实现多相操作将是挑战。

将期望的是实现自动相移和动态导通时间控制电流平衡多相恒定导通时间降压变换器。

发明内容

本发明包括涉及一种包括第一电路和第二电路的装置的方面。第一电路可以被配置为生成具有经调节的电压的输出信号并维持具有第一导通时间和第一关断时间的恒定开关频率。第二电路可以被配置为相对于该输出信号基于相位延迟生成移位的信号并维持具有第二导通时间和第二关断时间的移位的频率。第二导通时间可以在所述第一导通时间之后相差该相位延迟的恒定量。第二导通时间可以基于第一导通时间和负载的暂态条件。该装置可以实现自动相移调整。在第一关断时间和第二关断时间期间在决定窗口内可以执行电流感测比较。电流感测比较可以在输出信号的电流与移位的信号的电流之间实现逐周期电流比较以确定第二电路的第二导通时间并执行调校(tuning)操作以达到电感器电流平衡。

在上述装置方面的一些实施例中，调校操作可以被配置为调整第二导通时间以使移位的信号的电流与所述输出信号的电流匹配。

在上述装置方面的一些实施例中，调校操作可以被配置为通过(i)数字递增和(ii)数字递减中的至少一个来调整第二导通时间，以实现快速电感器电流平衡。

在上述装置方面的一些实施例中，自动相移调整可以被配置为在负载稳定时将恒定开关频率与移位的频率之间的相位差维持在180度。

在上述装置方面的一些实施例中，保持第一导通时间并且调整第一关断时间以赶上(catch)由负载的暂态条件造成的改变。

在上述装置方面的一些实施例中，(i)负载的暂态条件包括负载降低(stepdown)，(ii)第一关断时间可以被延长以赶上暂态条件，(iii)第二导通时间可以在相位延迟之后被断言(assert)，以及(iv)第二关断时间可以被自动延长以跟随第一关断时间。

在上述装置方面的一些实施例中，(i)负载的暂态条件包括平缓的升高(stepup)，(ii)第一关断时间可以减小，(iii)恒定开关频率与移位的频率之间的相位差小于180度，(iv)在决定窗口期间在第二关断时间之后执行电流感测比较，以及(v)当负载返回到稳态时，相位差自动返回到180度。