[发明专利]多相直流对直流转换控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种直流对直流转换控制器及其控制方法，尤其涉及一种多相直流对直流转换控制器及其控制方法。

背景技术

随着制程技术的演进，集成电路越趋微小化。而集成电路的微小化会伴随着驱动电压的下降。然而有些领域的集成电路的耗电量并未随着驱动电压的下降而等比例的下降，使得集成电路的操作电流反向地增加。

集成电路的驱动电压源均以切换式电源电路为主。而切换式电源电路的切换操作，会造成输出端的输出波纹(Ripple)。这些电压波纹在低驱动电压的操作环境下会显得明显，甚至造成集成电路的逻辑错误。为了降低切换式电源电路的波纹，而发展出多相直流转直流转换控制器。通过多通道分时传送电力至直流转直流转换电路输出端的方式，可降低每次传送的电力大小，因而降低波纹的大小。

请参见图1，为传统多相直流转直流转换电路的电路示意图。多相直流转直流转换电路包含了一控制器10及三个通道12a～12c。每一个通道12a～12c包含两个晶体管开关串接在输入电压Vin及接地之间。各通道12a～12c内的驱动器各自接收来自控制器10的脉宽调变控制信号PWM1～PWM3，以据此切换对应的晶体管开关，以提供通道电流Io1～Io3。通道电流Io1～Io3结合而形成输出电流Io对输出电容C充电而产生输出电压Vout，以驱动负载Load。控制器10通过管脚对CSP1及CSN1、CSP2及CSN2、CSP3及CSN3检测通道电流Io1～Io3并接收一电压反馈信号FB，据以调变通道12a～12c中的晶体管开关的占空比。

控制器10为了使各通道12a～12c造成的电流波纹相近，因而根据管脚对CSP1及CSN1、CSP2及CSN2、CSP3及CSN3的检测信号来调整各通道电流Io1～Io3的大小，使其彼此一致。一般而言，控制器10会先以误差放大器来进行反馈控制，以得到各通道的占空比参考依据，然后再根据通道电流之间的差异进行占空比的补偿修正。误差放大器虽然对抑制噪声的效果不错，但相对的其瞬态反应的能力较差，无法对负载变动快速回应。而通道电流差异部分，会先计算各通道电流的和，再计算平均通道电流。然后根据各通道实际电流与平均通道电流的差来调整各通道的占空比。上述的电流差异的运算较为复杂，也会使得多相转换控制器的电路设计复杂化。

发明内容

现有技术中的多相直流转直流转换控制器的瞬态反应不佳，而且电路复杂。本发明的多相直流对直流转换控制器以恒定导通时间反馈控制方式，提供快速的瞬态反应，而且利用脉宽补偿的方式根据各通道电流的差来补偿各通道电流，省略了求电流和及平均，因此进一步简化了电路的设计。

为达上述目的，本发明揭露了一种多相直流对直流转换控制器，用以控制一多相直流对直流转换电路中的多个通道以提供一输出电压。多相直流对直流转换控制器包含一恒定导通单元、多数个脉宽调变单元以及一脉宽逻辑单元。恒定导通单元根据输出电压以决定代表一预定时间的一导通信号的产生时点。每一脉宽调变单元产生一脉宽调变信号，其中脉宽调变信号的一脉冲宽度是根据多个通道的电流及导通信号决定。脉宽逻辑单元根据多数个脉宽调变单元所产生的该些脉宽调变信号控制多个通道中对应通道。

本发明也揭露了一种多相直流对直流转换电路的控制方法，用以平衡一多相直流对直流转换电路中的多个通道的电流。控制方法包含步骤：1.设定一恒定导通时间；2.检测多个通道的电流以产生多个电流检测信号；3.决定对应通道的电流与其他通道的电流差异；以及4.产生多数个脉宽调变信号，以控制对应的通道。其中每一脉宽调变信号的脉冲宽度是根据恒定导通时间及电流差异而决定。

以上的概述与接下来的详细说明皆为示范性质，是为了进一步说明本发明的申请专利范围。而有关本发明的其他目的与优点，将在后续的说明与图示加以阐述。

附图说明

图1所示为传统多相直流转直流转换电路的电路示意图。

图2所示为根据本发明的多相直流对直流转换器的电路方框图。

图3所示为根据本发明的一第一较佳实施例的多相直流对直流转换控制器的电路示意图。

图4所示为图3中的脉宽调变单元的电路示意图。

图5所示为根据本发明的一第二较佳实施例的多相直流对直流转换控制器的电路示意图。

图6所示为图5中的脉宽调变单元的电路示意图。主要附图标记说明：

现有技术：

控制器10

通道12a、12b、12c

脉宽调变控制信号PWM1、PWM2、PWM3

通道电流Io1、Io2、Io3

输出电流Io