一种多相并联变换器及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种多相并联变换器切相的控制电路及控制方法。
【背景技术】
[0002]在开关电源技术中，为了减小降压变换器的输出滤波电感的尺寸，通常采用多相并联交错的方法，在多相并联的变换器结构中，每一相变换器均有对应的功率开关，每组开关对应一个滤波电感，多相变换器的输出端均连接到一个输出滤波电容上。利用这样的多相并联结构，原来单相变换器所需要提供的电流大小就可以分摊至多相变换器来承担，每相变换器所需要承担的电流就可以大幅度减小。
[0003]但在一些场合下，负载电流较低，为了提高系统效率，减小开关损耗，变换器需要关掉其中的某一相，或者是原先的负载电流较低，只有其中的某几相在工作，之后负载增加了，需要把原来不工作的相重新开启。上述的情况需要在工作过程中关掉或开启某些相，如果不加任何措施的直接开启和关断，在这过程中必然会导致输出电压的跳变，可能造成对负载的损坏。
【发明内容】
[0004]有鉴于此，本发明提出了一种多相并联变换器及其控制方法，通过对电感电流的采样信号进行叠加调制，以平滑的改变某相的输出电流的大小，可以使得变换器的输出电压基本维持不变。
[0005]依据本发明的一种多相并联变换器，所述多相并联变换器包括多相功率级电路、多相开关控制电路和均流电路，所述多相开关控制电路与所述多相功率级电路一一对应，所述均流电路包括多相采样电路，
[0006]所述多相采样电路和所述多相功率级电路一一对应；
[0007]每相米样电路米样对应相的功率级电路的电感电流，获得一米样?目号，然后将一偏置电压信号与所述采样信号叠加，获得一叠加信号，所述均流电路根据所述叠加信号以产生均流控制信号；
[0008]每相开关控制电路接收对应相的均流控制信号以控制该相的功率级电路中的开关管的开关动作；
[0009]其中，当所述多相并联变换器的其中一相需要关断时，则对应相的偏置电压信号随时间逐渐增加，以使该相的输出电流降至为零；
[0010]当所述多相并联变换器的其中一相需要重新启动时，则对应相的偏置电压信号随时间逐渐减小，以使该相的输出电流与其余工作相的输出电流相等。
[0011]优选的，当所述偏置电压信号随时间减小至零时，该相的输出电流与其余工作相的输出电流相等。
[0012]进一步的，所述均流电路包括偏置电压信号产生电路，用以产生所述偏置电压信号，
[0013]所述偏置电压信号产生电路包括并联的第一电流源、第二电流源和偏置电容；
[0014]所述第一电流源与第一开关串联，所述第二电流源与第二开关串联，所述第一开关由使能信号的非信号控制其开关动作，所述第二开关由使能信号控制其开关动作；
[0015]其中，所述偏置电容两端的电压信号作为所述偏置电压信号。
[0016]进一步的，所述偏置电压信号产生电路还包括第一二极管，
[0017]所述第一二极管的阳极连接所述偏置电容的一端，阴极连接至电压源，所述电压源的另一端接地，所述电压源的值设置为所述偏置电压信号的最大值。
[0018]进一步的，所述均流电路还包括多相误差补偿电路和电流母线，
[0019]多相误差补偿电路与多相米样电路对应；
[0020]所述叠加信号通过一电阻连接到所述电流母线；
[0021]每相误差补偿电路的两个输入端分别接收所述电阻的两端电压，经误差放大和补偿处理后输出对应相的均流控制信号。
[0022]进一步的，每相开关控制电路还包括叠加电路和误差放大电路，
[0023]所述叠加电路接收所述均流控制信号和参考电压信号，以产生第一电压信号；
[0024]所述误差放大电路的第一输入端接收所述第一电压信号，第二输入端接收所述多相并联变换器的输出电压反馈信号，经误差放大和补偿处理后，输出第一控制信号，所述第一控制信号用以控制该相的功率级电路中的开关管的开关动作，从而控制功率级电路的输出电流的大小。
[0025]依据本发明的一种多相并联变换器的控制方法，所述多相并联变换器包括多相功率级电路、多相开关控制电路和均流电路，所述多相开关控制电路与所述多相功率级电路——对应，包括以下步骤:
[0026]采样各相的功率级电路的电感电流，获得一采样信号，然后将一偏置电压信号与所述采样信号叠加，获得一叠加信号；
[0027]根据所述叠加信号产生均流控制信号；
[0028]接收所述均流控制信号和多相并联变换器的输出电压反馈信号，以产生第一控制信号控制相应相的功率级电路的开关动作；
[0029]其中，当所述多相并联变换器的其中一相需要关断时，则对应相的偏置电压信号随时间逐渐增加，以使该相的输出电流降至为零；
[0030]当所述多相并联变换器的其中一相需要重新启动时，则对应相的偏置电压信号随时间逐渐减小，以使该相的输出电流与其余相的输出电流相等。
[0031]优选的，当所述偏置电压信号随时间减小至零时，该相的输出电流与其余相的输出电流相等。
[0032]进一步的，所述偏置电压信号产生的步骤具体包括:
[0033]当所述多相并联变换器的其中一相需要关断时，通过第一电流源对偏置电容充电，以使所述偏置电压信号随时间增加；
[0034]当所述多相并联变换器的其中一相需要重新启动时，通过第二电流源对偏置电容放电，以使所述偏置电压信号随时间减小。
[0035]进一步的，在第一电流源对偏置电容充电的过程中，对所述偏置电压信号进行钳位，当所述偏置电压信号充电至上钳位信号时，则将所述偏置电压信号钳位至所述上钳位信号。
[0036]综上所述，根据本发明的一种多相并联变换器及其控制方法，在电感电流的采样信号上叠加偏置电压信号，通过改变偏置电压信号的大小来进行所述多相并联变换器的切相操作，当所述多相并联变换器的其中一相需要关断时，则对应相的偏置电压信号随时间逐渐增加；当所述多相并联变换器的其中一相需要重新启动时，则对应相的偏置电压信号随时间逐渐减小。通过本发明的技术方案，可以使输出电压不发生跳变的前提下，实现对某一相的关断或开启，从而实现了平滑切相的功能。
【附图说明】
[0037]图1A所示为现有技术中的多相并联变换器的一种实现方式；
[0038]图1B所示为现有技术中的多相并联变换器的切相的第一实施例的工作波形图；
[0039]图1C所示为现有技术中的多相并联变换器的切相的第二实施例的工作波形图；
[0040]图2A所示为依据本发明的多相并联变换器的一种实现方式；
[0041]图2B所示为依据本发明的多相并联变换器的切相的第一实施例的工作波形图；
[0042]图3所示为依据本发明的偏置电压信号产生电路的一种实现方式。
【具体实施方式】
[0043]以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
[0044]参考图1A所示为现有技术中的多相并联变换器的一种实现方式，其中，多相并联变换器以三相为例，分别记为CH1、CH2和CH3。在现有技术中，所述多相并联变换器包括多相功率级电路、多相开关控制电路和均流电路，所述多相开关控制电路与所述多相功率级电路对应，如图1中的第一相CHl为例，所述均流电路包括多相米样电路、多相误差补偿电路和电流母线，多相采样电路与所述多相功率级电路一一对应，每相采样电路采样对应相的功率级电路的电感电流，获得一表征电感电流的米样?目号Vsense，所述米样彳目号Vsense通过电阻R连接到电流母线，这里需要说明的是，所述电流母线指