[发明专利]多相串联电容直流-直流转换器控制电路、控制方法

说明书

本公开提供了一种多相串联电容直流‑直流转换器控制电路，包括：功率级电路，至少包括两相电感，各相电感电流存在预设的相位差，通过控制各相电感交替的对负载充电，以实现将输入直流电压转换为负载所需的稳定直流电压；脉冲宽度调制控制电路，用于产生控制各相功率管开关的控制信号，其中，当负载发生瞬态跳变时，扩展当前对负载充电的电感所在电路的功率管控制信号的占空比，以快速响应负载瞬态跳变。本公开还提供了相应的控制方法。该控制电路及方法可应用于N相串联电容直流‑直流转换器，在负载发生瞬态跳变时，可实现大于T/N的功率管导通时间扩展，单周期内等效电感电流为输出负载连续充电时间得到大幅扩展，提高了瞬态响应的速度。

技术领域

本公开涉及电子技术领域，尤其涉及一种多相串联电容直流-直流转换器控制电路、控制方法。

背景技术

在高压、大转换比的应用环境下，通常采用N相串联电容直流- 直流转换器，现有的N相串联电容式直流-直流转换器采用电流模式控制，需要电流采样电路，利用输出电压和电感电流作为反馈量对转换器进行控制；为避免N相功率管导通时间发生交叠，N相控制信号需保持360°/N的固定相位差，功率管控制信号无法实现大于T/N的导通时间扩展，限制了负载瞬态响应速度；现有的电流模式控制由于开关频率不固定，输出电压纹波大，需要电流采样电路和复杂的相移产生电路。

公开内容

鉴于上述问题，本公开提供了一种多相串联电容直流-直流转换器控制电路、控制方法，以解决上述技术问题。

本公开的一个方面提供了一种多相串联电容直流-直流转换器控制电路，包括：功率级电路，至少包括两相电感，各相电感电流存在预设的相位差，通过控制各相所述电感所在电路的功率管交替通断，使各相电感交替的对负载充电，以实现将输入直流电压转换为负载所需的稳定直流电压；脉冲宽度调制控制电路，用于产生控制各相所述电感所在电路的所述功率管开关的控制信号，其中，当所述负载发生瞬态跳变时，相应扩展当前对负载充电的所述功率管控制信号占空比，以快速响应负载瞬态跳变。

可选地，若当前对负载充电的所述功率管控制信号占空比大于1/N，所述脉冲宽度调制控制电路屏蔽其他各相所述电感所在电路的功率管的控制信号，直到所述占空比大于1/N的控制信号扩展结束，恢复各相所述控制信号，N表示所述电感的相数。

可选地，所述脉冲宽度调制控制电路包括：误差信号产生电路，用于比较所述功率级电路输出电压与基准电压的差值，得到误差信号；控制信号生成电路，用于根据所述误差信号与一周期斜波信号产生各相控制信号，其中，当负载发生瞬态跳变时，所述误差信号大于所述预设周期斜波信号，当前对负载充电的所述电感所在电路的功率管的控制信号占空比相应扩展；控制信号逻辑电路，用于当所述负载发生瞬态跳变时，若当前对负载充电的所述功率管控制信号的占空比大于 1/N时，屏蔽其他各相所述电感所在电路的功率管的控制信号，直到所述占空比大于1/N的控制信号扩展结束，恢复各相所述控制信号，从而避免各相功率管控制信号互相交叠，N表示所述电感的相数。

本公开另一方面提供了一种多相串联电容直流-直流转换器控制方法，包括：分别产生多相串联电容直流-直流转换器的功率级电路中的各相功率管的控制信号，以控制各相所述电感依次交替的对负载充电；当所述负载发生瞬态跳变时，扩展当前对负载充电的所述功率管控制信号的占空比，以快速响应负载瞬态跳变。

可选地，包括：若当前对负载充电的所述功率管控制信号占空比大于1/N，屏蔽其他各相所述功率管控制信号；直到所述占空比大于 1/N的控制信号扩展结束，恢复各相所述控制信号，N表示所述功率级电路中的电感的相数。

可选地，包括：比较所述功率级电路输出电压与基准电压的差值，得到误差信号；当所述误差信号大于一预设周期斜波信号的最低电位时，当前对负载充电的所述功率管控制信号的占空比相应扩展。

在本公开实施例采用的上述至少一个技术方案能够达到以下有益效果：