一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法及电路技术

一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法及电路，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，基于所述多相控制电路的电源电压、电感电流采样信号的负载限制、上功率管的导通斜率、斜坡补偿单元的导通斜率设置所述多相控制电路中斜坡补偿单元的斜坡补偿时限；步骤2，采用所述斜坡补偿时限和脉宽调制信号共同实现对所述多相控制电路的反馈控制。本发明专利技术电路包括斜坡补偿延时单元、与门、非门、开关管、补偿电容、偏置电流源、压控电流源、电阻和叠加电路，用于实现上述自适应斜坡补偿方法。本发明专利技术能够通过调节斜坡补偿在每个周期内的最高补偿时间，防止电路中相邻相位中控制信号差异过大，从而确保了整个系统的稳定。从而确保了整个系统的稳定。从而确保了整个系统的稳定。

【技术实现步骤摘要】
一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法及电路


[0001]本专利技术涉及集成电路领域，更具体的，涉及一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法及电路。

技术介绍

[0002]多相电压转换器通常由一组并联的功率级器件构成，每一路转换器都存在独立的电感和功率器件以实现独立的电压控制，多路合并后被称为多相位，通过多相位并联的方式，各个相位以等间隔不断切换，并执行相应的电压转换功能。与普通的单相电压转换器相比，多相电压转换器能够减少输出电容，在负载电流加大的情况下提高电路的热性能和效率，改善负载瞬态过程中输出的过冲和俯冲，具有良好的输出特性，因此得到了广泛的应用。另外，在多相电压转换器中，为了防止次谐波振荡问题，也可以为每一个相位都配置独立的斜坡补偿电路。
[0003]然而，对于存在斜坡补偿电路的多相位电压转换器来说，常常存在如下的问题：斜坡补偿的斜率与当前相位中上功率管所提供的斜率之和过高，电源电压不足以提供如此之高的快速补偿，这使得电路展现出的瞬态响应无法满足设计指标的要求。而与此同时，下一个相位的电路还受到当前相位中脉宽调制信号的控制，这使得两个相邻相位中斜坡补偿信号的输出难以匹配，两个相邻相位中上下功率管的实际开关时间发生错位，开关周期相差的时间超出了一个固定周期，导致系统整体失去了稳定性。
[0004]针对上述问题，本专利技术提供了一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法及电路。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法及电路，通过调节斜坡补偿在每个周期内的最高补偿时间，防止电路中相邻相位中控制信号差异过大，确保了整个系统的稳定。
[0006]本专利技术采用如下的技术方案。
[0007]本专利技术第一方面，涉及一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法，方法包括以下步骤：步骤1，基于多相控制电路的电源电压、电感电流采样信号的负载限制、上功率管的导通斜率、斜坡补偿单元的导通斜率设置多相控制电路中斜坡补偿单元的斜坡补偿时限；步骤2，采用斜坡补偿时限和脉宽调制信号共同实现对多相控制电路的反馈控制。
[0008]优选的，
[0009]其中，T为斜坡补偿时限，
[0010]k
S1_i
为第i相中上功率管的导通斜率，由第i相中电感值L
i
、采样电阻R
i
确定，
[0011]k
ramp_i
为第i相中斜坡补偿单元的导通斜率，由第i相中偏置电流源的电流I
bias
、补偿电容的电容值C
i
确定，
[0012]V
CS_load_max
为电感电流采样信号的最大直流值，由当前外加负载ILOAD的最大值决定，
[0013]V
dd
为多相控制电路的电源电压，
[0014]V
dsat
为维持充电电流源饱和状态的饱和漏源电压。
[0015]优选的，斜坡补偿时限为多相控制电路中上下功率管开关频率的整数倍。
[0016]本专利技术第二方面，涉及一种多相控制电路的自适应斜坡补偿电路，电路包括斜坡补偿延时单元、与门、非门、开关管、补偿电容、偏置电流源、压控电流源、电阻和叠加电路；其中，斜坡补偿延时单元的第一输入端与多相控制电路中第i相的脉宽调制信号连接，第二输入端与时钟信号连接，输出端与与门的第二输入端连接；与门的第一输入端与多相控制电路中第i相的脉宽调制信号连接，输出端与非门的输入端连接；非门的输入端与开关管的栅极连接，开关管的源漏极并联在补偿电容的两端，且补偿电容一端通过偏置电流源接电源电压，另一端接地；偏置电流源与补偿电容的连接点连接至压控电流源的正相输入端，压控电流源的负相输入端接地，输出端经电阻后接入至叠加电路的第一输入端中；叠加电路的第二输入端接入第i相的电感电流峰值采样信号VCS_i，输出端生成第i相的反馈控制信号。
[0017]本专利技术的有益效果在于，与现有技术相比，本专利技术中的一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法及电路，能够通过调节斜坡补偿在每个周期内的最高补偿时间，防止电路中相邻相位中控制信号差异过大，从而确保了整个系统的稳定。
附图说明
[0018]图1为现有技术中一种多相控制电路的电路结构示意图；
[0019]图2为现有技术中一种多相控制电路中斜坡补偿单元的电路结构示意图；
[0020]图3为现有技术中一种多相控制电路中斜坡补偿单元提供的补偿控制信号输出时序图；
[0021]图4为本专利技术中一种多相控制电路的自适应斜坡补偿电路的结构示意图；
[0022]图5为本专利技术中一种多相控制电路的自适应斜坡补偿电路提供的补偿控制信号输出时序图。
具体实施方式
[0023]为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述。本申请所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部实施例。基于本专利技术精神，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的有所其它实施例，都属于本专利技术的保护范围。
[0024]图1为现有技术中一种多相控制电路的电路结构示意图。如图1所示，现有技术中所采用的多相控制电路的结构通常包括多个相同的控制相支路。在每个支路中，VIN和VOUT分别代表电路的输入电压和输出电压，S1、S2分别代表各个相的上、下功率开关管；信号EAO代表信号VOUT的反馈与基准VREF之间的误差放大信号；Ri代表各个相的电感电流采样电阻；ILOAD则代表系统的外加负载。
[0025]在该电路中，当主相环路被设计为自适应导通或关断时间控制模式(也就是图1中的Adaptive Off
‑
time Control)时，副相环路可通过顺次相位延时(Phase Delay Control)的控制方式实现功率级能量的均衡分布。以主相环路被设计为自适应关断时间控
制模式的多相控制系统为例，第一副相将以主相PWM(脉冲宽度调制，Pulse Width Modulation)的脉冲上升沿为自身环路开启上功率管，关断下功率管的时钟信号，并比较判断当自身电感电流峰值是否到达系统输出电压反馈与输出电压基准的误差放大信号。若第一副相中的电感电流峰值达到指标时，则会切换管子状态至关断上功率管，开启下功率管，以此完成每个周期的环路调节。同理，第i+1副相也会分别以第i副相的PWM脉冲上升沿和自身峰值电流与误差输出的比较信号控制每个周期以稳定当前相位环路。
[0026]基于上述原理，除主相外的所有副相均遵循峰值电流模的控制模式，则各相环路均需要引入斜坡补偿电路，以在保持功率级能量均衡的前提下，避免系统在占空比大于50％的应用时发生次谐波振荡。
[0027]图2为现有技术中一种多相控制电路中斜坡补偿单元的电路结构示意图。如图2所示，传统的多相控制系统补偿斜坡产生电路中，信号PWM_i为当前主相或副相的脉冲宽度调制信号，信号VC本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：步骤1，基于所述多相控制电路的电源电压、电感电流采样信号的负载限制、上功率管的导通斜率、斜坡补偿单元的导通斜率设置所述多相控制电路中斜坡补偿单元的斜坡补偿时限；步骤2，采用所述斜坡补偿时限和脉宽调制信号共同实现对所述多相控制电路的反馈控制。2.根据权利要求1中所述的一种多相控制电路的自适应斜坡补偿方法，其特征在于：其中，T为所述斜坡补偿时限，k
S1_i
为第i相中所述上功率管的导通斜率，由第i相中电感值L
i
、采样电阻R
i
确定，k
ramp_i
为第i相中所述斜坡补偿单元的导通斜率，由第i相中偏置电流源的电流I
bias
、补偿电容的电容值C
i
确定，V
CS_load_max
为电感电流采样信号的最大直流值，由当前外加负载ILOAD的最大值决定，V
dd
为所述多相控制电路的电源电压，V
ds...

【专利技术属性】
技术研发人员：郝军哲，杨晨，
申请(专利权)人：骏盈半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：