一种直流-直流转换器及其控制器、控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种直流-直流转换器及控制器，尤其一种多相直流-直流转换器及其控制器、控制方法。
【背景技术】
[0002]图1所示为一个现有技术中的多相(例如:两相)直流-直流转换器100的电路图。该直流-直流转换器100包括两个控制器102、两个开关电路104、两个电感108和一个输出电容110。每个开关电路104包括高电位端开关Q1和低电位端开关Q2。在工作中，每个控制器102产生脉宽调制信号(Pulse Width Modulated，简称为PWM)以交替闭合相应的开关Q1和Q2，从而产生流过电感108上的电感电流II。流过两个电感108的电感电流II叠加起来对输出电容110充电，以在输出电容110上产生输出电压V.。控制器102可以控制与之对应的PWM信号的占空比，从而调节输出电压VQUT。
[0003]然而，因为直流-直流转换器100采用单独的控制器102来控制不同PWM信号的占空比，所以两个控制器102的差异可能导致两个PWM信号的脉冲宽度不同。因此，流过两个电感108的电感电流1^1能失衡，终将导致输出电压V.的误差，从而降低直流-直流转换器100的性能。
【发明内容】
[0004]本发明提供一种直流-直流转换器及其控制器、控制方法，能够减小输出电压的误差，并提高直流-直流转换器的性能。
[0005]本发明提供了一种直流-直流转换器的控制器，该控制器包括:PWM信号产生电路，用于产生彼此具有相移的多个PWM信号，并根据多个控制信号控制所述多个PWM信号的状态，其中，所述多个PWM信号中的每个PWM信号具有开状态和关状态；耦合于所述PWM信号产生电路的斜坡信号产生电路，用于产生具有基本上相等斜率的多个斜坡信号，其中，所述多个斜坡信号中的每个斜坡信号在对应的PWM信号进入开状态时产生；以及耦合于所述PWM信号产生电路和所述斜坡信号产生电路的比较电路，用于交替地将所述多个斜坡信号和预设参考值进行比较以产生所述多个控制信号，所述多个控制信号中对应的控制信号用于将所述对应的PWM信号从开状态转换成关状态。
[0006]本发明又提供了一个直流-直流转换器，该直流-直流转换器包括:多个开关电路，其中，所述多个开关电路中的每个开关电路用于导通流经与该开关电路耦合的电感性组件的电流；以及上述技术方案中所述的控制器，耦合于所述多个开关电路，用于产生彼此具有相移的多个PWM信号，其中，所述多个PWM信号中的每个PWM信号具有开状态和关状态并且用于控制对应的开关电路。
[0007]本发明还提供一种控制直流-直流转换器的方法，该方法包括:利用PWM信号产生电路，产生彼此具有相移的多个PWM信号，其中，所述多个PWM信号中的每个PWM信号具有开状态和关状态；产生具有基本上相等斜率的多个斜坡信号，其中，所述多个斜坡信号中的每个斜坡信号是在对应的PWM信号进入开状态时产生；利用耦合于所述PWM信号产生电路的比较电路，交替地将所述多个斜坡信号和预设参考值进行比较以产生多个控制信号；以及根据所述多个控制信号中对应的控制信号将所述对应的PWM信号从开状态转换成关状
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[0008]与现有技术相比，通过采用本发明的直流-直流转换器、控制器或控制方法，可均衡直流-直流转换器中电感性组件上的电流，从而减小输出电压的误差并且提高直流-直流转换器的性能。
【附图说明】
[0009]以下通过对本发明的一些实施例结合其附图的描述，可以进一步理解本发明的目的、具体结构特征和优点。
[0010]图1所示为一种现有技术中的直流-直流转换器的电路图；
[0011]图2所示为根据本发明一个实施例的直流-直流转换器的电路图；
[0012]图3所示为根据本发明一个实施例的直流-直流转换器中的控制器的电路图；
[0013]图4所示为根据本发明一个实施例的与控制器相关信号的时序图；
[0014]图5所示为根据本发明一个实施例的与直流-直流转换器相关信号的时序图；
[0015]图6所示为根据本发明一个实施例的直流-直流转换器的电路图；
[0016]图7所示为根据本发明一个实施例的直流-直流转换器中控制器的电路图；
[0017]图8所示为根据本发明一个实施例的控制器的工作流程图。
【具体实施方式】
[0018]以下将对本发明的实施例给出详细的参考。尽管本发明通过这些实施方式进行阐述和说明，但需要注意的是本发明并不仅仅只局限于这些实施方式。相反，本发明涵盖所附权利要求所定义的发明精神和发明范围内的所有替代物、变体和等同物。
[0019]另外，为了更好的说明本发明，在下文的【具体实施方式】中给出了众多的具体细节。本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本发明同样可以实施。在另外一些实例中，对于大家熟知的方法、手续、元件和电路未作详细描述，以便于凸显本发明的主旨。
[0020]图2所示为根据本发明一个实施例的多相直流-直流转换器200的电路图。在图2中，直流-直流转换器200是一个降压转换器，将高电位端218的输入电压VIN转换成低电位端220的输出电压V.，输入电压VIN高于输出电压V.。然而，本发明并不局限于此。在另一个实施例中，直流-直流转换器200是一个升压转换器，将低电位端220的输入电压转换成高电位端218的输出电压，输入电压低于输出电压。在另一个实施例中，直流-直流转换器200是降压-升压转换器。如图2所示，直流-直流转换器200包括比较器202、控制器204、驱动电路206和226、开关电路208和210、电感212和214以及输出电容C0UTO开关电路208包括高电位端开关Q1.和低电位端开关Q2 2。8。开关电路210包括高电位端开关Ql21。和低电位端开关Q2 21。。
[0021 ] 在一个实施例中，控制器204具有电压输入端VIN、输入端PULSE和输入端PRE，其中，电压输入端VIN用于接收输入电压VIN，输入端PULSE用于接收来自比较器202的比较信号Sm，以及输入端PRE用于接收预设的参考电压VPRE。控制器204还具有输出端PWM1和输出端PWM2，其中，输出端PWM1用于提供第一 PWM信号(以下简称“信号PWM1”或“PWM1信号”)，输出端PWM2用于提供第二 PWM信号(以下简称“信号PWM2”或“PWM2信号”)。比较器202比较输出电压V.和参考电压V SET并产生比较信号S
[0022]如图2所示，开关电路208和开关电路210分别耦合于电感212和电感214，并且分别用于导通流过电感212和电感214各自对应的电流Im2和电流I L214o例如，当高电位端开关Q1.闭合，低电位端开关Q2 2。8断开时，电感212从高电位端218接收输入电压V IN，以增加流过电感212的电流Im2。当高电位端开关Ql2(]8断开，低电位端开关Q2 2。8闭合时，电感212对耦合于低电位端220的负载(图2未示出)放电，以降低流过电感212的电流IL212o因此，通过交替闭合和断开开关Q1.和开关Q22(]S(当一个开关闭合时，另一个开关断开，反之亦然)，直流-直流转换器200会产生流过电感212的纹波电感电流Im2。类似地，通过交替地闭合和断开开关Ql21。和开关Q2 21。，直流-直流转换器200会产生流过电感214的纹波电感电流込14。纹波电感电流1_和I _叠加后对输出电容C.充电，从而在低电位端220产生输出电压V.。在一个实施例中，信号PWM1交替闭合和断开开关Q1.和开关Q2.，信号PWM2交替闭合和断开开关Ql21。和开关Q2 21。。
[0023]在一个实施例中，控制器204从比较器202接收比较信号Sm，并根据比较信号交替产生脉冲信号PWM1和脉冲信号PWM2，从而将输出电压V.调节到参考电压V SET。具体而言，在一个实施例中，输出电压V.是交替增加和减少的纹波电压，以至于重复地与参考电压VSET交叉，所以比较器202输出具有多脉冲的比较信号SP『在图2所示实施例中，比较信号的每个脉冲指示输出电压V.小于参考电压VSET。当控制器204检测到比较信号SPUj^第一个脉冲时，控制器204在输出端PWM1产生一个信号脉冲，以控制开关电路208，从而产生电感电流U12的一个纹波。当控制器204检测到比较信号S m的第二个脉冲时，控制器204在输出端PWM2产生一个信号脉冲，以控制开关电路210，从而产生电感电流Im4的一个纹波。那么，当输出电压V.小于参考电压V SET时，直流-直流转换器200产生电感电流U2和电感电流I _的纹波以增加输出电压V.。因此，输出电压V.被调节至参考电压VSET。
[0024]另外，在一个实施例中，控制器204产生具有基本上相等斜率的第一斜坡信号RP1和第二斜坡信号RP2 (图2未示出)。控制器204通过将斜坡信号RP1和斜坡信号RP2与相同的预设参考值VPRE进行比较，以控制PWM1信号和PWM2信号的状态。有利地，在一个实施例中，控制器204可以通过将斜坡信号RP1和斜坡信号RP2与预设参考值VPRE进行比较，控制PWM1信号和PWM2信号的开状态时间基本上相同。因此，电感电流1_和I _具有相同的波纹幅度，即两个电流彼此均衡。
[0025]图3所示为根据本发明一个实施例的控制器300的电路图。控制器300可以是图