CN114337273A - 具有斜坡补偿的控制电路及方法 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及多相开关变换器的控制电路和方法。该多相开关变换器包括多个并联耦接的电压变换电路。该控制电路包括斜坡补偿电路，其中，斜坡补偿电路接收总控制信号和每个电压变换电路的电感电流采样信号，并根据总控制信号和每个电流采样信号产生斜坡信号。该斜坡信号的下降斜率随电压变换电路的相数值和电感电流采样信号的值变化而变化。该斜坡信号用于对控制环路进行斜坡补偿，有利于多相开关变换器的稳定性。

Description

具有斜坡补偿的控制电路及方法

技术领域

本发明涉及电子电路，更具体地，涉及多相开关变换器中具有斜坡补偿的控制电路和方法。

背景技术

随着消费类电子产品市场的迅速发展，开关变换器也得到了广泛的应用，为了使开关变换器能稳定工作，在一些开关变换器的控制方案中，常需要考虑引入斜坡补偿来避免系统产生振荡。然而在多相开关变换器中，由于级联的相数的各有不同，如何更好地进行斜坡补偿，避免多相变换器的不稳定振荡，是我们需要考虑的重点。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术中的上述问题，提出一种多相开关变换器控制电路和控制方法。

根据本发明的一方面，提供了一种一种用于多相开关变换器的控制电路，所述多相开关变换器包括N相并联的电压变换电路，其中，N为大于等于2的整数，所述控制电路包括：环路控制模块，接收斜坡信号和代表所述多相开关变换器的输出电压的电压反馈信号，并根据斜坡信号和电压反馈信号产生总控制信号；以及斜坡补偿电路，接收所述总控制信号和N个电流采样信号，并根据所述总控制信号和所述N个电流采样信号产生所述斜坡信号，其中，每个电流采样信号代表对应的电压变换电路中的电感电流，所述N个电流采样信号用于调整斜坡信号的下降斜率。

根据本发明的另一方面提供了一种一种用于多相开关变换器的控制方法，所述多相开关变换器包括N相并联的电压变换电路，其中，N为大于等于2的整数，所述控制方法包括：根据斜坡信号和代表所述多相开关变换器的输出电压的电压反馈信号产生总控制信号；分别采样每相电压变换电路中电感电流的值并产生N个电流采样信号；根据总控制信号和N个电流采样信号产生所述斜坡信号，其中，所述N个电流采样信号用于调整斜坡信号的下降斜率；将总控制信号分频为N个相控制信号，每个相控制信号控制对应的电压变换电路中可控开关的导通和关断切换。

附图说明

图1所示为根据本发明一个实施例的多相开关变换器100的电路示意图；

图2所示为根据本发明一个实施例的多相开关变换器200的电路示意图；

图3所示为根据本发明一个实施例的控制电路20的电路原理图；

图4所示为根据本发明一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图；

图5所示为根据本发明又一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图；

图6所示为根据本发明又一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图；

图7所示为根据本发明另一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图；

图8给出了一种用于多相开关变换器的控制方法的实施例流程示意图。

如附图所示，在所有不同的视图中，相同的附图标记指代相同的部分。在此提供的附图都是为了说明实施例、原理、概念等的目的，并非按比例绘制。

具体实施方式

接下来将结合附图对本发明的具体实施例进行非限制性描述。在整个说明书中对“一个实施例”或“一实施例”的引用意味着结合该实施例所描述的特定特征、结构或特点被包括在本发明的至少一个实施例中。因此，贯穿本说明书在各处出现的短语“在一个实施例中”或“在实施例中”并不一定都是指同一实施例。动词“包括”和“具有”在本文中用作开放限制，其既不排除也不要求还存在未叙述特征。除非另有明确说明，否则从属权利要求中记载的特征可以相互自由组合。在整个文件中使用“一”或“一个”(即，单数形式)限定的元件，并不排除多个这个元件的可能。更进一步地，所描述的特征、结构或特点可以在一个或多个实施例中以任何合适方式组合。除非另外指明，否则术语“连接”被用于指定电路元件之间的直接电连接，而术语“耦合”被用于指定可以是直接的或可以经由一个或多个其他元件的电路元件之间的电连接。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。当提及节点或端子的电压时，除非另外指示，否则认为该电压是该节点与参考电位(通常是地)之间的电压。此外，当提及节点或端子的电位时，除非另外指示，否则认为该电位指的是参考电位。给定节点或给定端子的电压和电位将进一步用相同的附图标记指定。将在第一逻辑状态(例如逻辑低状态)与第二逻辑状态(例如逻辑高状态)之间交替的信号称为“逻辑信号”。同一电子电路的不同逻辑信号的高和低状态可能不同。特别地，逻辑信号的高和低状态可以对应于在高或低状态下可能不是完全恒定的电压或电流。

图1所示为根据本发明一个实施例的多相开关变换器100的电路示意图。在图1所示实施例中，多相开关变换器100包括N个并联的电压变换电路(被分别示意为11、12、…、1N)、控制电路20、电容Cout以及采样电路。其中，N为大于等于2的整数。每个电压变换电路的输出端连接在一起并耦接至开关变换器100的输出端。电容Cout耦接在开关变换器100的输出端和参考地之间。

在一个实施例中，N个电压变换电路(11、12、…、1N)结构相同。每个电压变换电路包括至少一个可控开关管。每个电压变换电路接收对应的相控制信号(PWM1、PWM2、…、PWMN)，相控制信号通过控制每相电压变换电路里的可控开关进行导通和关断切换，进而将输入电压VIN转换为输出电压VOUT。在一个实施例中，N个并联的电压变换电路被示意为结构和功能均相同的集成电路芯片，本领域的技术人员可以理解，N个并联的电压变换电路也可以不是集成电路而是由分立器件搭建的电路。在图1所示实施例中，电感L都被示意在集成芯片内部，作为电压变换电路(11、12、…、1N)的一部分。在其他实施例中，电感L可以被放置在集成芯片外部。此外，本领域的技术人员也可以理解，多相开关变换器100可以根据负载需求采用任意数量的电压变换电路进行交错并联，以提供更高的电流以适应更多高电流需求场合。

在图1所示实施例中，电压变换电路(11、12、…、1N)被示意为BUCK拓扑结构的开关电路。主开关管HS和续流开关管LS串联耦接在的电压变换电路的输入端和参考地之间，主开关管HS和续流开关管LS的公共节点标记为开关节点SW。电感L耦接在开关节点SW和电压变换电路的输出端之间。本领域一般技术人员可以理解，在其他实施例中，电压变换电路(11、12、…、1N)可以被示意为其他类型的合适的隔离或非隔离的拓扑结构，例如，BOOST拓扑、BUCK-BOOST拓扑、Z型拓扑、CUK拓扑、FLYBACK拓扑等等。

在图1所示实施例中，主开关管HS和续流开关管LS被示意为N型金属半导体场效应管(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor，MOSFET)。本领域一般技术人员可以理解，在其他实施例中，主开关管HS和续流开关管LS还可以包括其他合适的半导体开关器件类型，如结型场效应晶体管(Junction Field-effect Transistor，JFET)、绝缘栅型双极性晶体管(Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT)以及双扩散金属氧化物半导体(Double Diffusion Metal Oxide Semiconductor，DMOS)等等。

在一个实施例中，采样电路包括电压采样电路和电流采样电路。在图1所示实施例中，电压采样电路耦接在多相开关变换器100的输出端，用于采样输出电压VOUT，并产生电压反馈信号VFB，其中电压反馈信号VFB代表输出电压VOUT。在一个实施例中，电压采样电路包括由电阻器构成的分压器。在图1所示实施例中，电流采样电路用于采样每相电压变换电路中流过电感L的电流，并产生电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)。在一个实施例中，节点SW处的电压信号也可以用于表示流过电感L的电流。因此，在一个实施例中，节点SW处的电压信号可表征流过电感L的电流，因此电流采样信号可以为节点SW处的电压信号。例如，电流采样信号IS1可包括电压变换电路11中节点SW处的电压信号，电流采样信号IS2可包括电压变换电路12中节点SW处的电压信号，依此类推。

在图1所示实施例中，控制电路20接收电压反馈信号VFB和每相电压变换电路的电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)，并根据电压反馈信号VFB和电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)产生N个相控制信号(PWM1、PWM2、…、PWMN)，分别用于控制每相电压变换电路中的可控开关的导通和关断切换。

再一个实施例中，控制电路20包括环路控制模块21和斜坡补偿电路23。

环路控制模块21根据电压反馈信号VFB和斜坡信号RAMP产生总控制信号PWM。

斜坡补偿电路23根据总控制信号PWM和每相电压变换电路的电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)产生斜坡信号RAMP。N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)用于调整斜坡信号RAMP的下降斜率。在一个实施例中，斜坡信号RAMP的下降斜率和N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)的值相关。在一个实施例中，斜坡信号RAMP的下降斜率和N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)表征的对应的相电路的“工作状况”相关。在一个实施例中，“工作状况”是指每相电压转换电路中的可控开关是否工作。例如，当某个电流采样信号的值不为零时，定义为该相电路“工作”；当某个电流采样信号的值为零时，表征该相电路中的可控开关停止切换，该相电路进入断续模式，此时定义该相电路“不工作”。在一个实施例中，在多相开关变换器100/200的一个开关周期中，斜坡信号RAMP的下降斜率与“工作”的相电路数量成正比。即“工作”的相电路数量越多，斜坡信号RAMP的下降斜率越大，反之亦然。

在一个实施例中，控制电路20进一步包括分相电路22。分相电路22接收总控制信号PWM，并根据总控制信号PWM产生N个相控制信号(PWM1、PWM2、…、PWMN)。其中，N个相控制信号(PWM1、PWM2、…、PWMN)依次具有相同的相移，使得N相电压变换电路可以实现交错并联工作。

在一个实施例中，分相电路22包括一个分频器，分频器将总控制信号PWM进行分频产生N个相控制信号(PWM1、PWM2、…、PWMN)。在另外的实施例中，例如主从级联的系统中，主电路中的分相电路22将总控制信号PWM分相为两个相控制信号，其中一个相控制信号用于控制主电路中的电压转换电路，而另一个相控制信号则送至级联的下一个相电路。例如，图2示意了一个主从级联的开关变换器电路200。在图2所示实施例中，假设第一相电路91为主电路，其他相电路(92、…、9N)为从电路，第一相电路91中的分相电路22根据总控制信号PWM产生第一相控制信号PWM1以及第一输出信号PWMout1。第一输出信号PWMout1将被送至第二相电路92的分相电路22中，并根据第一输出信号PWMout1产生第二相控制信号PWM2以及第二输出信号PWMout2，以此类推。在图2所示实施例中，控制电路20和开关变换电路11被示意集成在同一芯片中。在其他实施例中，控制电路20和开关变换电路11也可以采用分立器件搭建。

图3所示为根据本发明一个实施例的控制电路20的电路原理图。在图3所示实施例中，控制电路20包括环路控制模块21、斜坡补偿电路23和分相电路22。图3示意了一种恒定导通时间(Constant On Time,COT)控制的环路控制模块21。在图3所示实施例中，环路控制模块21被示意为包括误差放大电路211、比较电路212、导通时长控制电路213和逻辑电路214。

在一个实施例中，误差放大电路211接收电压反馈信号VFB，并将电压反馈信号VFB和参考电压信号VREF比较，产生误差信号Vea，其中误差信号Vea代表电压反馈信号VFB和参考电压信号VREF之间的差值。在一个实施例中，误差放大电路211包括一个误差放大器，具有同相输入端和反相输入端，其反相输入端接收电压反馈信号VFB，同相输入端接收参考电压信号VREF。

在一个实施例中，比较电路212接收误差信号Vea、电压反馈信号VFB和斜坡信号RAMP。在一个实施例中，斜坡补偿电路23产生的斜坡信号RAMP包括第一斜坡信号RAMP1和第二斜坡信号RAMP2。在一个实施例中，比较电路212将第一斜坡信号RAMP1和电压反馈信号VFB的和与第二斜坡信号RAMP2和误差信号Vea的和比较，产生比较信号TOFF。在一个实施例中，比较信号TOFF包括一个高低逻辑电平信号，用于控制电压变换电路(11、12、…、1N)中可控开关的导通时刻。例如，在一个实施例中，当比较信号TOFF从逻辑低变为逻辑高时，电压变换电路11中主开关管(如图1所示的BUCK变换器中的主开关管HS)导通，续流开关管(如BUCK变换器中的下开关管LS)关断。在一个实施例中，比较电路212包括一个电压比较器，具有同相输入端和反相输入端，其同相输入端接收误差信号Vea和第二斜坡信号RAMP2，反相输入端接收电压反馈信号VFB和第一斜坡信号RAMP1。在其他实施例中，比较电路212也可以将第一斜坡信号RAMP1和误差信号Vea的和与第二斜坡信号RAMP2和电压反馈信号VFB的和比较，产生比较信号TOFF。

导通时长控制电路213产生导通时长控制信号TON。导通时长控制信号TON用于控制图1所示实施例中N个电压变换电路(11、12、…、1N)中可控开关的导通时长。在一个实施例中，导通时长控制信号TON用于控制电压变换电路中主开关管HS的导通时长。在其他实施例中，导通时长控制电路213也可接收输入电压VIN和输出电压VOUT，并根据输入电压VIN和输出电压VOUT产生导通时长控制信号TON。在此情况下，导通时长控制信号TON可跟随输入电压信号VIN和输出电压信号VOUT变化而变化，实现自适应恒定时间导通控制。

逻辑电路214接收比较信号TOFF和导通时长控制信号TON，并对比较信号TOFF和导通时长控制信号TON做逻辑运算，产生总控制信号PWM。在图3所示实施例中，逻辑电路214被示意为一个RS触发器，RS触发器的置位端S接收比较信号TOFF，RS触发器的复位端R接收导通时长控制信号TON，RS触发器在输出端Q输出总控制信号PWM。

本领域的普通技术人员可以理解，图3只是象征性地示意了一个恒定导通时间控制的电压环控制电路。在其他实施例中，可根据实际系统需要，采用其他合适的控制方法产生总控制信号PWM，这些均在本发明的保护范围之内。

图4所示为根据本发明一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图。在图4所示实施例中，斜坡补偿电路23包括单脉冲产生电路231、可控电流源232、斜坡电容233、滤波电路234和可调电阻网络30。

单脉冲产生电路231接收总控制信号PWM，并在总控制信号PWM的每个有效状态的起始时刻产生固定时间宽度的单脉冲信号PLS。在一个实施例中，单脉冲产生电路231在总控制信号PWM的每个上升沿时刻产生单脉冲信号PLS。单脉冲产生电路231可根据系统需要设置单脉冲信号PLS信号的脉冲宽度。

可控电流源232耦接在供电电压VCC和斜坡电容233之间，并接收单脉冲信号PLS的控制。在单脉冲信号PLS有效阶段，可控电流源232对斜坡电容233充电。在单脉冲信号PLS无效阶段时，可控电流源232停止对斜坡电容233充电。在一个实施例中，单脉冲信号PLS有效阶段是指脉冲信号具有脉冲宽度的阶段；单脉冲信号PLS无效阶段是指脉冲信号不具有脉冲的阶段。在一个实施例中，斜坡信号RAMP的峰值由单脉冲信号PLS的脉冲宽度和可控电流源提供的电流大小决定。

可调电阻网络30具有第一端、第二端和N个控制端。可调电阻网络30的第一端耦接至可控电流源232和斜坡电容233的公共端；可调电阻网络30的第二端电连接至参考地；可调电阻网络30的N个控制端分别接收N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)。可调电阻网络30的电阻值和多相开关变换器100/200并联的电压转换电路的相数和每相电压转换电路中电感电流的值相关。在一个实施例中，当可控电流源232停止对斜坡电容233充电后，斜坡电容233通过电阻网络30放电。可调电阻网络30根据N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)调整可调电阻网络30的电阻值，进而改变斜坡电容233的放电速率。

在图4所示实施例中，可调电阻网络30包括N个斜坡电阻(R1、R2、…、RN)、N个斜坡开关(M1、M2、…、MN)和N个过零比较器(COM1、COM2、…、COMN)。

每个斜坡电阻具有第一端和第二端。每个斜坡开关具有第一端、第二端和控制端。每个斜坡电阻的第一端耦接在一起作为可调电阻网络30的第一端；每个斜坡电阻的第二端分别耦接对应的斜坡开关的第一端，每个斜坡开关的第二端耦接在一起作为可调电阻网络30的第二端。例如，斜坡电阻R1的第二端耦接对应的斜坡开关M1的第一端；斜坡电阻R2的第二端耦接对应的斜坡开关M2的第一端，依此类推。

每个过零比较器(COM1、COM2、…或COMN)具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收对应的电流采样信号(IS1、IS2、…或ISN)，其第二输入端接收过零参考信号Zth，每个过零比较器(COM1、COM2、…或COMN)将接收的对应的电流采样信号(IS1、IS2、…或ISN)和过零参考信号Zth比较，产生对应的过零指示信号(ZCD1、ZCD2、…或ZCDN)。每个过零指示信号(ZCD1、ZCD2、…或ZCDN)将被送至对应的斜坡开关(M1、M2、…或MN)的控制端，用于控制对应的斜坡开关(M1、M2、…或MN)的导通和关断切换。例如，过零比较器COM1的第一输入端接电流采样信号IS1，第二输入端接收过零参考信号Zth，过零比较器COM1将接收的电流采样信号IS1和过零参考信号Zth比较并产生过零指示信号ZCD1，过零指示信号ZCD1用于控制斜坡开关M1的导通和关断切换；过零比较器COM2的第一输入端接电流采样信号IS2，第二输入端接收过零参考信号Zth，过零比较器COM2将接收的电流采样信号IS2和过零参考信号Zth比较并产生过零指示信号ZCD2，过零指示信号ZCD2用于控制斜坡开关M2的导通和关断切换，依此类推。在一个实施例中，N个过零指示信号(ZCD1、ZCD2、…、ZCDN)均为高低逻辑电平信号，具有有效状态和无效状态。在一个实施例中，过零指示信号无效状态时，对应的斜坡开关保持导通；当过零指示信号从无效状态变为有效状态时，对应的斜坡开关断开。在一个实施例中，逻辑低电平为每个过零指示信号的有效状态。例如，当过零指示信号ZCD1从无效状态(例如逻辑高电平)变为有效状态(例如逻辑低电平)时，表示电流采样信号IS1下降到零，斜坡开关M1断开；当过零指示信号ZCD2从无效状态(例如逻辑高电平)变为有效状态(例如逻辑低电平)时，表示电流采样信号IS2下降到零，斜坡开关M2断开，依此类推。

本领域的技术人员可以理解，在实际设计中，过零参考信号Zth是一个趋近于零的值，并非完全等于零，这与过零比较器的精度(如失调电压值)相关。

通过对斜坡电容233的充电和放电，最终在斜坡电容233和可控电流源232的公共端上产生第一斜坡信号RAMP1。滤波电路234接收第一斜坡信号RAMP1，并对第一斜坡信号RAMP1进行滤波，产生第二斜坡信号RAMP2。第二斜坡信号RAMP2用于对引入第二斜坡信号RAMP2的电压比较器进行直流补偿。

在图4所示的实施例中，第一斜坡信号RAMP1和第二斜坡信号RAMP2的直流电压值VDC可示意为：

其中，Q为斜坡电容233的充电电荷量，N为多相开关变换器100/200的相数，T为每相电压变换电路的开关周期，Rreg为可调电阻网络30的电阻值。通过上面公式可以看出，在一个实施例中，为了保证直流电压值VDC不随多相开关变换器100变化，可通过调节可调电阻网络30的电阻值Rreg实现。在一个实施例中，在多相开关变换器100/200中，相电路并联的越多，则可将可调电阻网络30的电阻值Rreg调的越小。这样，第一斜坡信号RAMP1和第二斜坡信号RAMP2的直流电压值VDC保持不变，对系统的影响最小，有利于系统的稳定性。在一个实施例中，可调电阻网络30的电阻值Rreg与“工作”的相电路数量成反比。

图5所示为根据本发明又一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图。图5所示实施例和图4所示实施例最大的区别在于：图5所示实施例中还包括一个斜坡峰值控制电路40。在图4所示实施例中，可控电流源232对斜坡电容233的充电时间由单脉冲产生电路产生的脉冲信号PLS的脉冲宽度决定。而在图5所示实施例中，可控电流源232对斜坡电容233的充电时间可由斜坡峰值控制电路40精确控制。需要说明的是，在图5所示实施例中，可控电流源232被示意为恒流源2321和电流开关2322。恒流源2321通过电流开关2322耦接至斜坡电容233的一端；电流开关2322的导通和关断由斜坡峰值控制电路40控制。具体地，斜坡峰值控制电路40包括库仑计41和触发器42。库仑计41采样流过电流开关2322的电流，并产生电荷指示信号。脉冲信号PLS用于置位触发器42导通电流开关2322；电荷指示信号用于复位触发器42关断电流开关2322。

图6所示为根据本发明又一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图。图6所示实施例和图4所示实施例的区别在于：图6所示实施例示意了一个具有不同电路结构的可调电阻网络50。如图6所示，可调电阻网络50包括N个可控电流源(511、512、…、51N)、电阻52、运算放大器53和晶体管54。每个可控电流源(511、512、…或51N)具有第一端、第二端和控制端。每个可控电流源(511、512、…或51N)的第一端接收供电电压VCC；每个可控电流源(511、512、…或51N)的第二端耦接在一起并连接至电阻52的第一端；每个可控电流源(511、512、…或51N)的控制端接收对应的电流采样信号(IS1、IS2、…或ISN)。电阻52的第二端连接至参考地。运算放大器53具有第一端、第二端和输出端。运算放大器53的第一端耦接电阻52的第一端；运算放大器53的第二端电连接参考地。晶体管54具有源级、漏极和栅极。其中，晶体管54的栅极耦接运算放大器53的输出端；晶体管54的源级耦接运算放大器53的第二端；晶体管54的漏极耦接斜坡电容233的第一端(即可控电流源232和斜坡电容233的公共节点)。在其他实施例中，可调电阻网络50还包括电阻55，电阻55耦接在晶体管54的源级和参考地之间。

在一个实施例中，每个电流采样信号(IS1、IS2、…或ISN)根据各自电流值的大小控制对应的可控电流源(511、512、…或51N)输出的电流值，从而调节电阻52上的电压值，进而控制晶体管54的电阻值大小。通过电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)控制可调电阻网络50输出的电阻值，斜坡电容233通过可调电阻网络50的放电时间不同，进而调整了第一斜坡信号RAMP1的下降斜率。在一个实施例中，每个电流采样信号(IS1、IS2、…或ISN)也可以根据每个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)表征的对应的相电路的“工作状况”控制对应的可控电流源(511、512、…或51N)输出的电流值，进而调整可调电阻网络50输出的电阻值。在一个实施例中，与图4所示实施例中的定义类似，“工作状况”是指每相电压转换电路中的可控开关是否工作。例如，当某个电流采样信号的值不为零时，定义为该相电路“工作”；当某个电流采样信号的值为零时，表征该相电路中的可控开关停止切换，该相电路进入断续模式，此时定义该相电路“不工作”。在一个实施例中，当某个电流采样信号表征的对应的相电路“不工作”时，对应的可控电流源被关断不提供电流；当某个电流采样信号表征的对应的相电路“工作”时，对应的可控电流源输出电流。在此应用场合下，可调电阻网络50还可以包括如图4和图5所示实施例中的N个过零比较器(COM1、COM2、…、COMN)。

图7所示为根据本发明另一个实施例的斜坡补偿电路23的电路原理图。图7所示实施例和图6所示实施例最大的区别在于：图7所示实施例中还包括一个斜坡均值控制电路60。在图7所示实施例中，可控电流源232对斜坡电容233的充电时间由斜坡峰值控制电路40精确控制。斜坡均值控制电路60具有第一输入端、第二输入端和输出端。斜坡均值控制电路60的第一输入端接收第二斜坡信号RAMP2；其第二输入端接收均值参考信号ref-avg，斜坡均值控制电路60将接收的第二斜坡信号RAMP2和均值参考信号ref-avg比较，并在输出端产生斜坡均值控制信号RAMP-avg。在一个实施例中，斜坡均值控制信号RAMP-avg可送至单脉冲产生电路231，用于控制单脉冲产生电路231是否工作，也即：控制单脉冲产生电路231是否在总控制信号PWM的有效沿时刻产生脉冲信号。例如，当第二斜坡信号RAMP2的值等于均值参考信号ref-avg时，斜坡均值控制信号RAMP-avg控制单脉冲产生电路231停止工作。在其他实施例中，图6所示的斜坡补偿电路还包括电流开关(如图5所示实施例中的电流开关2322)，该电流开关耦接在可控电流源232和斜坡电容233的第一端之间。例如，当第二斜坡信号RAMP2的值等于均值参考信号ref-avg时，斜坡均值控制信号RAMP-avg控制电流开关断开。

图8给出了一种用于多相开关变换器的控制方法的实施例流程示意图。图8所示的控制方法可用于前述的多相开关变换器100/200，以及其他在本发明申请保护范围内的多相开关变换器中。该控制方法包括步骤81-85。

步骤81，根据斜坡信号RAMP和多相开关变换器的输出电压VOUT的电压反馈信号VFB产生总控制信号PWM。

步骤82，分别采样每相电压变换电路中电感电流的值并产生N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)。

步骤83，根据总控制信号PWM和N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)产生所述斜坡信号RAMP，其中，斜坡信号RAMP的下降斜率随N的不同取值变化而变化。在该步骤中，可采用可调电阻网络调整斜坡信号RAMP的下降斜率，其中，所述N个电流采样信号(IS1、IS2、…、ISN)通过调节可调电阻网络的电阻值进而调整斜坡信号RAMP的下降斜率。

步骤84，根据总控制信号PWM产生N个相控制信号(PWM1、PWM2、…、PWMN)，每个相控制信号控制对应的电压变换电路中可控开关的导通和关断切换。其中，N个相控制信号(PWM1、PWM2、…、PWMN)依次具有相同的相移，使得N相电压变换电路可以实现交错并联工作。

虽然前面已经参照几个典型实施例对本发明进行了描述，但相关领域的普通技术人员应当理解，所公开的本发明的实施例中所采用的术语是说明性和示例性的，而非限制性的，仅用于描述特定实施例，并非是对本发明的限制。此外，本领域的普通技术人员在没有背离本发明的原理和概念的前提下，未通过创造性的努力而对本发明公开的实施例在形式和细节上进行的多种修改，这些修改均落在本申请的权利要求或其等效范围所限定的保护范围内。

Claims (11)

1.一种用于多相开关变换器的控制电路，所述多相开关变换器包括N相并联的电压变换电路，其中，N为大于等于2的整数，所述控制电路包括：

环路控制模块，接收斜坡信号和代表所述多相开关变换器的输出电压的电压反馈信号，并根据斜坡信号和电压反馈信号产生总控制信号；以及

斜坡补偿电路，接收所述总控制信号和N个电流采样信号，并根据所述总控制信号和所述N个电流采样信号产生所述斜坡信号，其中，每个电流采样信号代表对应的电压变换电路中的电感电流，所述N个电流采样信号用于调整所述斜坡信号的下降斜率。

2.如权利要求1所述的控制电路，其中，所述斜坡补偿电路包括：

单脉冲产生电路，接收总控制信号，并在总控制信号的有效沿时刻产生单脉冲信号；

可控电流源，具有第一端、第二端和控制端，可控电流源的第一端接收供电电压，可控电流源的控制端接收单脉冲信号；

斜坡电容，具有第一端和第二端，斜坡电容的第一端耦接可控电流源的第二端，斜坡电容的第二端电连接至参考地，其中，所述斜坡电容的第一端上的电压信号作为所述斜坡信号；以及

可调电阻网络，具有第一端、第二端和N个控制端，可调电阻网络的第一端耦接斜坡电容的第一端，可调电阻网络的第二端电连接至参考地，所述N个控制端分别接收对应的N个电流采样信号，所述N个电流采样信号用于调节可调电阻网络的电阻值。

3.如权利要求2所述的控制电路，其中，所述斜坡信号包括第一斜坡信号和第二斜坡信号，所述斜坡电容的第一端上的电压信号作为第一斜坡信号，所述斜坡补偿电路还包括：

滤波电路，所述滤波电路接收第一斜坡补偿信号，并对第一斜坡补偿信号进行滤波产生第二斜坡补偿信号。

4.如权利要求2所述的控制电路，其中，所述可调电阻网络包括：

N个过零比较器，每个过零比较器具有第一输入端、第二输入端和输出端，每个过零比较器的第一输入端接收对应的电流采样信号，每个过零比较器的第二输入端接收过零参考信号，每个过零比较器将接收的电流采样信号和过零参考信号比较，产生对应的过零指示信号；

N个斜坡电阻，每个斜坡电阻具有第一端和第二端，每个斜坡电阻的第一端耦接在一起作为可调电阻网络的第一端；以及

N个斜坡开关，每个斜坡开关具有第一端、第二端和控制端，每个斜坡开关的第一端耦接对应的斜坡电阻的第二端，每个斜坡开关的第二端耦接在一起作为可调电阻网络的第二端，每个斜坡开关的控制端接收对应的过零指示信号。

5.如权利要求3所述的控制电路，其中，所述可调电阻网络包括：

调节电阻，具有第一端和第二端，调节电阻的第二端连接至参考地；

N个可控电流源，每个可控电流源具有第一端、第二端和控制端，每个可控电流源的第一端接收供电电压，每个可控电流源的第二端耦接至调节电阻的第一端，每个可控电流源的控制端接收对应的电流采样信号；

运算放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，运算放大器的第一输入端耦接调节电阻的第一端，运算放大器的第二输入端连接参考地；以及

晶体管，具有源级、漏极和栅极，其中，晶体管的栅极耦接运算放大器的输出端，晶体管的源级耦接运算放大器的第二端，晶体管的漏极耦接斜坡电容的第一端。

6.如权利要求4所述的控制电路，其中，可控电流源包括串联连接在供电电压和斜坡电容第一端之间的恒流源和电流开关，所述控制电路还包括：

库仑计，采样流过电流开关的电流，并产生电荷指示信号；以及

触发器，具有置位端、复位端和输出端，触发器的置位端接收单脉冲信号，触发器的复位端接收电荷指示信号，输出端输出充电控制信号，所述充电控制信号用于控制电流开关的导通和关断。

7.如权利要求5所述的控制电路，其中，所述控制电路还包括：

斜坡均值控制电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，斜坡均值控制电路的第一输入端接收第二斜坡信号，斜坡均值控制电路的第二输入端接收均值参考信号，斜坡均值控制电路将接收的第二斜坡信号和均值参考信号比较，并在输出端产生斜坡均值控制信号，其中，斜坡均值控制信号用于控制单脉冲电路是否工作。

8.如权利要求3所述的控制电路，其中，所述环路控制模块包括：

误差放大电路，接收电压反馈信号，并将电压反馈信号和输出电压参考信号比较，产生误差信号；

比较电路，接收误差信号、电压反馈信号、第一斜坡信号和第二斜坡信号，比较电路将第一斜坡信号和电压反馈信号的和与第二斜坡信号和误差信号的和比较，产生比较信号；

导通时长控制电路，产生导通时长控制信号；以及

逻辑电路，接收比较信号和导通时长控制信号，并对比较信号和导通时长控制信号做逻辑运算，产生总控制信号。

9.如权利要求1所述的控制电路，其中，所述控制电路还包括分相电路，所述分相电路接收总控制信号，并根据总控制信号产生N个相控制信号，N个相控制信号和N个电压变换电路一一对应，每个相控制信号用于控制对应的电压变换电路中的可控开关的导通和关断切换。

10.一种用于多相开关变换器的控制方法，所述多相开关变换器包括N相并联的电压变换电路，其中，N为大于等于2的整数，所述控制方法包括：

根据斜坡信号和代表所述多相开关变换器的输出电压的电压反馈信号产生总控制信号；

分别采样每相电压变换电路中电感电流的值并产生N个电流采样信号；

根据总控制信号和N个电流采样信号产生所述斜坡信号，其中，所述N个电流采样信号用于调整斜坡信号的下降斜率；

将总控制信号分频为N个相控制信号，每个相控制信号控制对应的电压变换电路中可控开关的导通和关断切换。

11.如权利要求10所述的控制方法，其中，所述根据总控制信号和N个电流采样信号产生所述斜坡信号的步骤包括：

采用可调电阻网络调整斜坡信号的下降斜率，其中，所述N个电流采样信号通过调节可调电阻网络的电阻值进而调整斜坡信号的下降斜率。

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