【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力电子，具体涉及一种瞬态电感电压调节器有源控制电路及控制策略。
技术介绍
1、随着服务器、ai等使用的cpu/gpu/asic芯片集成度、核心数提高，芯片具有工作电压不断降低(0.8-1.8v)，而功耗、供电电流、动态响应不断提高的特点，对三次电源的性能提出了更高的要求。
2、常规的芯片供电电源拓扑结构成熟，主要采用如图1的多相交错buck电路，由于各相纹波相互抵消，使得总电流纹波减小，各相buck的电感值得以减小，从而有效提高动态响应速度。且通过并联，可以满足输出大电流的需求。
3、vrm的各相buck解耦控制，各相buck电路在负载电流跳变之后的若干周期内独立响应。为提高动态响应速度，需要让各相buck协同工作，一相电流发生变化，其他相电流能够紧跟着发生变化，从而提高动态响应速度，因此瞬态电感电压调节器(trans-inductorvoltage regulator，tlvr)被提出，如图2所示。
4、瞬态电感电压调节器在vrm的基础上，将电感ln替换为原边自感为ln的变压器，变压器的副边线圈串联，并与耦合电感lc串联连接；各相交错控制，相间相位差为2π/n，n为总相数。
5、瞬态电感电压调节器将各相buck耦合，使得动态时总电感电流变化率大幅提升，提高了动态响应速度。但也带来了负面影响，相比于vrm，瞬态电感电压调节器的单相电流纹波及总电流纹波增加，带来了更高的开关损耗，传导损耗和磁芯损耗，降低稳态效率。
技术实现思路>
1、本专利技术的目的在于提供一种瞬态电感电压调节器有源控制电路及控制策略，该电路效率高，动态响应速度快，控制简单。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种瞬态电感电压调节器有源控制电路，所述瞬态电感电压调节器有源控制电路拓扑包括：若干相互并联的基本单元，输出电容co，以及辅助开关管sbp1和sbp2；所述基本单元包括：开关管sn1和sn2，以及变压器tn；sn1的漏极与输入电压正极连接，sn1的源极和sn2的漏极连接组成半桥桥臂，sn2的源极与地连接，sn1和sn2分别为半桥桥臂的上管和下管；变压器tn含有两个绕组np和ns，分别为原边绕组和副边绕组，两个绕组自感分别为ln和ln0，两绕组互感为mn0；其中原边绕组np一端连接sn1和sn2组成的半桥桥臂的中点，另一端连接输出电容co和负载；所有基本单元的副边绕组ns依次串联，串联结构两端分别与辅助开关管sbp1和sbp2的漏极连接；所述辅助开关管sbp1和sbp2的源极均与地连接。
3、进一步地，所有基本单元的副边绕组ns依次串联后，一端经副边耦合电感lc连接辅助开关管sbp1的漏极，另一端直接连接辅助开关管sbp2的漏极。
4、进一步地，所述开关管sn1和sn2采用mosfet。
5、进一步地，所述开关管sn1和sn2采用gan hemt。
6、本专利技术还提供了一种基于所述瞬态电感电压调节器有源控制电路的控制策略，包括以下步骤：
7、步骤1：控制器检测输出电压波动，判断负载电流是否发生跳变，若输出电压在设定时间内跌落和过冲超过设定值，则判定负载电流发生跳变，进入步骤2；
8、步骤2：控制器检测到负载电流发生跳变后，控制辅助开关管sbp1和sbp2同时开通；
9、步骤3：控制器检测输出电压是否恢复稳态，若恢复稳态，则控制辅助开关管sbp1和sbp2在副边电流纹波过零点同时关闭。
10、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：本专利技术提供了一种瞬态电感电压调节器有源控制电路及控制策略，来解决现有瞬态电感电压调节器效率低的问题。本专利技术通过在副边增加有源开关，控制电路能在vrm和tlvr之间进行切换，稳态时电路工作于vrm模态，实现高稳态效率；动态时工作于tlvr模态，实现高动态响应速度；且辅助开关管在副边电流纹波过零点关断，可以避免副边耦合电感电流硬关断产生电压尖峰击穿辅助开关管。本专利技术具有效率高、动态响应速度快、控制简单等优点。
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1.一种瞬态电感电压调节器有源控制电路，其特征在于，所述瞬态电感电压调节器有源控制电路拓扑包括：若干相互并联的基本单元，输出电容Co，以及辅助开关管Sbp1和Sbp2；所述基本单元包括：开关管Sn1和Sn2，以及变压器Tn；Sn1的漏极与输入电压正极连接，Sn1的源极和Sn2的漏极连接组成半桥桥臂，Sn2的源极与地连接，Sn1和Sn2分别为半桥桥臂的上管和下管；变压器Tn含有两个绕组Np和Ns，分别为原边绕组和副边绕组，两个绕组自感分别为Ln和Ln0，两绕组互感为Mn0；其中原边绕组Np一端连接Sn1和Sn2组成的半桥桥臂的中点，另一端连接输出电容Co和负载；所有基本单元的副边绕组Ns依次串联，串联结构两端分别与辅助开关管Sbp1和Sbp2的漏极连接；所述辅助开关管Sbp1和Sbp2的源极均与地连接。
2.根据权利要求1所述的一种瞬态电感电压调节器有源控制电路，其特征在于，所有基本单元的副边绕组Ns依次串联后，一端经副边耦合电感Lc连接辅助开关管Sbp1的漏极，另一端直接连接辅助开关管Sbp2的漏极。
3.根据权利要求1所述的一种瞬态电感电压调节器有源控制
4.根据权利要求1所述的一种瞬态电感电压调节器有源控制电路，其特征在于，所述开关管Sn1和Sn2采用GaN HEMT。
5.一种基于权利要求1-4任一项所述瞬态电感电压调节器有源控制电路的控制策略，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种瞬态电感电压调节器有源控制电路，其特征在于，所述瞬态电感电压调节器有源控制电路拓扑包括：若干相互并联的基本单元，输出电容co，以及辅助开关管sbp1和sbp2；所述基本单元包括：开关管sn1和sn2，以及变压器tn；sn1的漏极与输入电压正极连接，sn1的源极和sn2的漏极连接组成半桥桥臂，sn2的源极与地连接，sn1和sn2分别为半桥桥臂的上管和下管；变压器tn含有两个绕组np和ns，分别为原边绕组和副边绕组，两个绕组自感分别为ln和ln0，两绕组互感为mn0；其中原边绕组np一端连接sn1和sn2组成的半桥桥臂的中点，另一端连接输出电容co和负载；所有基本单元的副边绕组ns依次串联，串联结构两端分别与辅助开关管sbp1和sbp2的漏...
【专利技术属性】
技术研发人员：毛行奎，周俊辉，张彬意，杨祺欣，张艺明，
申请(专利权)人：福州大学，
类型：发明
国别省市：
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