[发明专利]控制电路以及应用其的多相功率变换器

说明书

本申请公开了一种控制电路以及应用其的多相功率变换器。本发明实施例控制电路通过同一个斜坡信号产生电路产生N个斜坡信号，其中所述N个斜坡信号根据相互错相的N个时钟信号产生，多相功率变换器响应于相互错相的N个时钟信号分别控制对应的功率级电路开始一个新的开关周期，并根据相应地电流采样信号和斜坡信号调节每相功率级电路中功率开关的导通时间，消除了不同相之间的斜坡补偿的误差，从而提高了系统稳定性，同时控制不同相之间的电感电流实现均流。

技术领域

本发明涉及电力电子技术，具体涉及多相功率变换器以及其控制电路。

背景技术

功率变换器是能够将输入电压通过不同形式的架构转换为另一固定的输出电压或可调的输出电压的功率转换电路，因此被广泛应用于移动设备等电子产品。为了在宽范围的负载条件下提供高精度的稳定的输出电压，功率变换器将多相功率级电路并联形成多相功率变换器，并采用多相控制器产生具有不同相移的时钟信号以驱动多相功率变换器。在电流控制模式中，平均电感电流和检测到的电感电流之间的差值会导致在某些工作条件下的不稳定，这种不稳定称为次谐波振荡。在稳态工作条件下，当下一个开关周期开始时电感电流纹波未恢复到其初始值时,就会发生这种不稳定情况。当各相功率级电路中开关在给定开关周期的50％以上导通时,不稳定性尤其严重。为了确保稳定性,在电流检测信号上增加了一个斜坡信号进行补偿,以防止或消除次谐波振荡。

然而，在多相功率变换器中，每相电流控制环路中均需要单独的斜坡信号产生电路以产生相应的斜坡信号，导致不同相之间的斜坡补偿会存在误差，使得不同相的电感电流的峰值有较大差异，一方面导致不同相的电感电流不均流，另一方面由于不同相的输入电流差异大，无法实现减小输入电流纹波的目的，同时导致每相中开关器件的电压应力和热量不均衡。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的在于提供一种多相功率变换器及其控制电路，以消除不同相之间斜坡补偿误差，提高系统稳定想，并控制不同相之间的电感电流实现均流。

根据本发明的一方面提供一种控制电路，包括：斜坡信号产生电路，被配置为产生N个斜坡信号；以及

N个电流调制器，被配置为响应于N个时钟信号分别控制相应的功率级电路的开关周期，并且响应于每相功率级电路中表征电感电流的电流采样信号和相应的斜坡信号控制每相功率级电路中功率开关的导通时间；其中所述斜坡信号产生电路被配置为根据所述N个时钟信号产生所述N个斜坡信号。

优选地，所述N个斜坡信号被配置为分别在每相功率级电路的1/N*Ts以预定斜率上升，Ts为每相功率级电路的开关周期，N≥2。

优选地，所述N个斜坡信号分别在每相功率级电路1/N*Ts-Ts以固定斜率上升。

优选地，所述N个斜坡信号分别在每相功率级电路的1/N*Ts-2/N*Ts以第一斜率上升，在每相功率级电路的2/N*Ts-Ts以第二斜率上升。

优选地，所述N个斜坡信号分别在每相功率级电路的0-1/N*Ts以第一斜率上升，在每相功率级电路的1/N*Ts-Ts以第二斜率上升，其中N＝2。

优选地，第i电流调制器接收的第i斜坡信号响应于用于控制第i+1电流调制器的第i时钟信号产生，第N电流调制器接收的第N斜坡信号响应于用于控制第一电流调制器的第一时钟信号产生，其中i≤N-1。

优选地，第i电流调制器接收的第i斜坡信号响应于用于控制第i+1电流调制器的第i+1时钟信号和用于控制第i+2电流调制器的第i+2时钟信号产生，第N-1个电流调制器接收的第N-1个斜坡信号响应于用于控制第N个电流调制器的第N时钟信号和用于控制第一电流调制器的第一时钟信号产生，第N电流调制器接收的第N斜坡信号响应于用于控制第一电流调制器的第一时钟信号和用于控制第二电流调制器的第二时钟信号产生，其中i≤N-2。

优选地，所述N个斜坡信号被配置为具有固定的斜率。