一种多路输出的开关变换器及其控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型一般地涉及电源，更具体地涉及用于多路输出的开关变换器。
【背景技术】
[0002]随着电子技术的发展，多路输出变换器越来越多的应用于需要多路供电的电子产品中。为了获得快速的瞬态响应速度、简单的电路结构以及平滑的模式切换，可以采用恒定导通时间(COT)控制作为多路输出变换器的控制电路。然而，对于多路输出的COT开关变换器而言，由于各路之间的输出电压的不同，各路开关的导通时长也不相同，从而各路开关之间的错相控制较难实现，各路开关之间的相位很难均匀分布，导致输入纹波增大及电磁兼容(EMC)性能恶化。导致这种相位的不均匀主要是由于各路输出的负载大小不同，以及电路参数的不同。
[0003]因此，希望提供一种N路输出的开关变换器，即使在不同路输出的参数有所不同时，也能将各路相位控制为360/N度，从而实现各路开关的错相控制。
【实用新型内容】
[0004]为解决现有技术的一个或多个问题而提出本实用新型。
[0005]根据本实用新型一实施例的一种用于N路输出的开关变换器的控制电路，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制，所述控制电路包括:N个比较电路，每个比较电路根据当前路的输出信号和当前路的参考信号产生置位信号，以控制当前路开关的导通时刻；N个开关控制电路，每个开关控制电路根据当前路的导通时长控制信号以及置位信号产生开关控制信号以控制当前路开关的导通及关断；其中所述控制电路根据第一路开关的开关控制信号和除第一路之外的当前路的置位信号判断当前路开关的相位，在当前路开关处于相位超前区时，控制电路将置位信号延迟一定的置位延迟时间以调整当前路开关的导通时刻，在当前路开关处于相位滞后区时，控制电路产生参考调整信号以调整当前路开关的导通时刻。
[0006]根据本实用新型的实施例，还包括N-1个除用于第一路之外的错相控制电路，其中每个错相控制电路包括:相位判断电路，根据第一路开关的开关控制信号和当前路的置位信号判断当前路开关的相位，并产生相位判断信号和第一延迟信号；以及相位控制电路，其中当相位判断信号处于第一状态时，所述相位控制电路根据第一延迟信号产生置位延迟信号以控制当前路开关延迟导通，以及当相位判断信号处于第二状态时，所述相位控制电路产生参考调整信号以控制当前路开关提前导通。
[0007]根据本实用新型的实施例，其中每个错相控制电路还包括:延迟电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至相位控制电路以接收置位延迟信号，第二输入端耦接至当前路的比较电路以接收置位信号，输出端将置位信号延迟置位延迟信号所代表的置位延迟时间，得到延迟后的置位信号；以及运算电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至相位控制电路以接收参考调整信号，第二输入端接收当前路的参考信号，输出端根据当前路的参考信号和参考调整信号之和输出调整后的参考信号；其中除用于第一路之外的N-1个比较电路，根据代表当前路的输出信号的反馈信号和相应的调整后的参考信号的比较结果产生置位信号；以及除用于第一路之外的N-1个开关控制电路，根据延迟后的置位信号控制当前路开关的导通时刻，以及根据当前路的导通时长控制信号控制当前路开关的关断时刻。
[0008]根据本实用新型的实施例，还包括相位判断电路，所述相位判断电路包括:延迟单元，具有输入端和输出端，其中输入端接收第一路开关的开关控制信号，输出端输出置位参考信号，所述延迟单元根据第一路开关的开关控制信号变为有效以导通第一路开关的时刻延迟一定的置位参考延迟时间得到置位参考信号；以及第一计算单元，具有第一输入端、第二输入端、第一输出端和第二输出端，其中第一输入端耦接至延迟单元的输出端以接收置位参考信号，第二输入端接收当前路的置位信号，第一输出端根据置位参考信号和当前路的置位信号判断当前路开关的相位并输出相位判断信号，第二输出端根据置位信号和置位参考信号之间的相位差产生第一延迟信号。
[0009]根据本实用新型的实施例，其中在当前路的置位信号在相位上超前于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位超前区，相位判断信号变为第一状态，第一延迟信号代表了从置位信号有效到置位参考信号有效的时间间隔；以及在当前路的置位信号在相位上滞后于置位参考信号时，判断当前路开关处于相位滞后区，相位判断信号变为第二状态。
[0010]根据本实用新型的实施例，还包括相位控制电路，所述相位控制电路包括:超前区控制单元，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第一计算单元的第一输出端以接收相位判断信号，第二输入端耦接至第一计算单元的第二输出端以接收第一延迟信号，其中当相位判断信号处于第一状态时，超前区控制单元的输出端根据第一延迟信号输出置位延迟信号，当相位判断信号处于第二状态时，超前区控制单元输出的置位延迟信号为零；以及滞后区控制单元，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至第一计算单元的第一输出端以接收相位判断信号，输出端输出参考调整信号，其中当相位判断信号处于第二状态时滞后区控制单元根据预设值输出参考调整信号，当相位判断信号处于第一状态时，滞后区控制单元输出的参考调整信号为零。
[0011]根据本实用新型的实施例，还包括N个频率控制环路，每个频率控制环路根据当前路开关的开关周期和一预设的周期参考值产生第一导通时长调整信号，用于调整当前路开关的导通时长，以控制当前路开关的开关周期等于所述预设的周期参考值。
[0012]根据本实用新型的实施例，其中所述控制电路在当前路开关处于相位超前区时产生第二导通时长调整信号，并根据第二导通时长调整信号、导通时长控制信号、以及第一导通时长调整信号之和控制当前路开关的导通时长。
[0013]根据本实用新型的实施例，其中所述每个频率控制环路包括:第二计算单元，具有输入端和输出端，其中输入端接收当前路开关的开关控制信号，输出端根据当前路开关的开关控制信号输出代表了当前路开关的开关周期的周期信号；误差放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至第二计算单元的输出端以接收周期信号，第二输入端接收周期参考信号，输出端根据周期信号和周期参考信号之间的差值输出误差信号；以及补偿网络，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至误差放大电路的输出端以接收误差信号，输出端根据误差信号输出第一导通时长调整信号。
[0014]根据本实用新型一实施例的一种N路输出的开关变换器，N是大于或等于2的整数，所述开关变换器包括用于每一路的开关以及如前所述的控制电路，所述用于每一路的开关受相应的开关控制信号控制。
[0015]根据本实用新型提供的N路输出的开关变换器及其控制电路，即使在不同路之间的电路参数、负载状态有所不同时，也能将各路相位控制为360/N度，从而较好的实现错相控制。
【附图说明】
[0016]结合附图，根据对示例性实施例的以下说明，本实用新型的总体构思的上述和/或其他方面将变得显而易见并更易于理解，在附图中，相同或相似的附图标记指示相同或相似的组成部分。其中:
[0017]图1示出了根据本实用新型实施例的多路输出的开关变换器100的框图。
[0018]图2示出了根据本实用新型实施例的多路输出的开关变换器200的电路原理图。
[0019]图3示出了根据本实用新型实施例的图2所示开关变换器200的相位判断电路16」的电路原理图。
[0020]图4示出了根据本实用新型实施例的图3所示相位判断电路16」的波形图。
[0021]图5示出了根据本实用新型实施例的图2所示开关变换器200的相位控制电路17」的电路原理图。
[0022]图6示出了根据本实用新型实施例的图5所示相位控制电路17」控制下的开关变换器200的波形图。
[0023]图7示出了根据本实用新型实施例的图2所示开关变换器200的用于第一路至第N路的频率控制环路13」的电路原理图。
[0024]图8示出了根据本实用新型又一实施例的多路输出的开关变换器800的电路原理图。
[0025]图9示出了根据本实用新型又一实施例的多路输出的开关变换器900的电路原理图。
【具体实施方式】
[0026]下面将详细描述本实用新型的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本实用新型。在下面对本实用新型的详细描述中，为了更好地理解本实用新型，描述了大量的细节。然而，本领域技术人员将理解，没有这些具体细节，本实用新型同样可以实施。为了清晰明了地阐述本实用新型，本文简化了一些具体结构和功能的详细描述。此外，在一些实施例中已经详细描述过的类似的结构和功能，在其它实施例中不再赘述。尽管本实用新型的各项术语是结合具体的示范实施例来一一描述的，但这些术语不应理解为局限于这里阐述的示范实施方式。
[0027]图1示出了根