多相变换器及用于多相变换器的自动相位整电路和方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子电路，更具体地说，本发明涉及一种多相变换器及用于多相变换器的自动相位调整电路和方法。
【背景技术】
[0002 ]直流-直流(DC-DC)变换器是一种将输入电压转化成比输入电压小的输出电压(降压变换器)或者转化成比输入电压大的输出电压(升压变换器)的电压变换器。将多个DC-DC变换器并联在一起可以形成多相变换器，其中每个DC-DC变换器提供不同相位的输出电压。
[0003]在多相变换器中，为了优化效率，通常需要进行自动相位调整(auto-phaseshedding)。现有自动相位调整技术将多个DC-DC变换器的总电流(即负载电流)与多个不同阈值进行比较，从而在该总电流高于相应阈值一定时间(该时间通常设为50-500微秒)后，执行相位添加(将某一相DC-DC变换器添加进功率电路)；或者在该总电流低于相应阈值一定时间后，执行相位丢弃(将某一相DC-DC变换器移除出功率电路)。
[0004]具体来说，控制器接收多相变换器输出的总电流，并将该总电流与预定的电流阈值相比较，当该总电流小于电流阈值下限时，减少功率运行的相数；当该总电流大于电流阈值上限时，增加功率运行的相数。由于该总电流存在较大的干扰，因此需要先用滤波器将其纹波滤除，该滤波产生了所述50-500微秒的时间延迟。当负载(如英特尔中央处理器，IntelCPU)出现持续的快速跳变时，系统不能及时暂态响应负载的变化，使得效率降低。
【发明内容】
[0005]因此本发明的目的在于减小自动相位调整的响应时间，提出一种快速响应负载、效率优化的多相变换器及用于多相变换器的自动相位调整电路和方法。
[0006]根据本发明的实施例，提出了一种多相变换器，包括:输入端口，接收输入电压;输出端口，提供输出电压;并联耦接在输入端口和输出端口之间的η相DC-DC变换器，其中各相DC-DC变换器分别接收逻辑信号，并在相应的逻辑信号的控制下进入功率运行或者暂停功率运行，其中η和i均为自然数，n 2 2，I < i < η;自动相位调整电路，接收表征流过各相DC-DC变换器的电流的电流采样信号、相位添加阈值和相位丢弃阈值，产生相位增加指令和相位丢弃指令;逻辑控制电路，耦接至自动相位调整电路接收相位增加指令和相位丢弃指令，产生所述η相逻辑信号；其中:当表征流过当前功率运行中的各相DC-DC变换器的电流的电流采样信号均大于相位增加阈值时，增加当前功率运行的DC-DC变换器的相数;当表征流过当前功率运行中的各相DC-DC变换器的电流的电流采样信号均小于相位丢弃阈值时，减少当前运行的DC-DC变换器的相数。
[0007]根据本发明的实施例，还提出了一种用于多相变换器的自动相位调整电路，所述多相变换器包括并联耦接在输入端口和输出端口之间的η相DC-DC变换器，其中各相DC-DC变换器分别接收逻辑信号，并在相应的逻辑信号的控制下进入功率运行或者暂停功率运行，其中η和i均为自然数，η 2 2，1 Si Sn;所述自动相位调整电路接收表征流过各相DC-DC变换器的电流的电流采样信号、相位添加阈值和相位丢弃阈值，产生相位增加指令和相位丢弃指令;其中当表征流过当前功率运行中的各相DC-DC变换器的电流的电流采样信号均大于相位增加阈值时，所述相位增加指令指示增加当前功率运行的DC-DC变换器的相数;当表征流过当前功率运行中的各相DC-DC变换器的电流的电流采样信号均小于相位丢弃阈值时，所述相位丢弃指令指示减少当前运行的DC-DC变换器的相数。
[0008]根据本发明的实施例，还提出了一种用于多相变换器的自动相位调整的方法，所述多相变换器包括η相DC-DC变换器，所述方法包括:提供表征流过各相DC-DC变换器电流的电流采样信号；比较各电流采样信号与相位添加阈值的大小:当各电流采样信号均大于相位增加阈值时，增加当前运行的DC-DC变换器的相数;比较各电流采样信号与相位丢弃阈值的大小:当表征流过当前功率运行中的各相DC-DC变换器电流的电流采样信号均小于相位丢弃阈值时，减少当前运行的DC-DC变换器的相数。
[0009]根据本发明各方面的上述多相变换器及用于多相变换器的自动相位调整电路和方法，快速响应了负载的变化，并优化了效率。
【附图说明】
[0010]图1为根据本发明实施例的多相变换器100的电路结构示意图；
[0011]图2示出根据本发明实施例的多相变换器100中自动相位调整电路103的电路结构示意图；
[0012]图3示出根据本发明实施例的多相变换器200的电路结构示意图；
[0013]图4示意性示出了根据本发明实施例的用于多相变换器的自动相位调整的方法流程图300。
【具体实施方式】
[0014]下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
[0015]在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接親接到”或“直接连接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。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。
[0016]图1为根据本发明实施例的多相变换器100的电路结构示意图。在图1所示实施例中，所述多相变换器100包括:输入端口 1I，接收输入电压Vi η;输出端口 102，提供输出电压Vo;输出电容105，耦接在输出端口 102和参考地之间；并联耦接在输入端口 1I和输出端口102之间的η相DC-DC变换器(10-1、10-2,……、10-η)，其中各相DC-DC变换器10_i分别接收逻辑信号PWMi (如第一相DC-DC变换器10-1接收第一逻辑信号PffMl、第二相DC-DC变换器10-2接收第二逻辑信号PWM2、……、第η相DC-DC变换器接收第η逻辑信号PffMn )，并在相应的逻辑信号PffMi的控制下进入功率运行(DC-DC变换器被添加进功率电路，以将输入端口的功率传送至输出端口)或者暂停功率运行(DC-DC变换器被移除出功率电路，不参与将输入端口的功率传送至输出端口)，其中η和i均为自然数，η 2 2，I < i Sn;自动相位调整电路103，接收表征流过各相DC-DC变换器(10-1、10-2、……、10-η)的电流的电流采样信号Ipl、
IP2、......、lpn，以及相位添加阈值Irrfl和相位丢弃阈值Irrf2，产生相位增加指令Cadd和相位丢弃指令Cdrcip;逻辑控制电路104，耦接至自动相位调整电路103接收相位增加指令Cadd和相位丢弃指令Cdrcip，产生所述η相逻辑信号PWMl?PWMn;其中:当表征流过当前功率运行中的各相DC-DC变换器的电流的电流采样信号Ipi均大于相位增加阈值Irefl时，相位增加指令(^指示逻辑