具有多个开关转换器的电力供应系统中相位偏移的确定的制作方法

具有多个开关转换器的电力供应系统中相位偏移的确定的制作方法
【专利摘要】提供有控制器（500），用于确定电力供应系统（100）的开关元件之间开关相位的分布，该电力供应系统（100）具有多个（N个）电压转换器（200?1至200?N）。每个电压转换器具有开关元件中的相应一个并且通过以预定开关频率f向相应开关元件施加控制脉冲以便对于在开关期1/f期间控制脉冲的持续时间使开关元件接通而将供应给电压转换器的输入电压（Vin）转换成相应输出电压（Vout1至VoutN）。在开关期中多个电压转换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间总和比开关期更小。控制器接收指示电压转换器中的每个对电压转换器的输入电流的纹波电流分量的相应贡献的一个或多个信号，并且通过以下计算要对电压转换器中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移：（i）通过使用以下方程（I）将电压转换器中的相应一个分配到开关顺序中的每个第j位置（其中j=1、2…N），确定相应电压转换器的开关元件要在开关期期间接通所采用的开关顺序： （I）其中f(j)代表按对纹波电流分量的贡献减小的顺序对电压转换器排序中对于在开关顺序中的位置j的电压转换器的位置；以及（ii）根据确定的开关顺序在开关期内设置电压转换器的控制脉冲使得在所述开关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的。控制器生成定义要施加给相应开关元件的开关的计算开关相位偏移的一个或多个输出信号。
【专利说明】
具有多个开关转换器的电力供应系统中相位偏移的确定
技术领域
[0001] 本文的公开大体上涉及具有多个电压转换器的电力供应系统的领域，每个电压转 换器配置成通过以预定频率开关开关元件而将输入电压转换成输出电压，并且更具体地涉 及这样的电力供应系统中电压转换器之间开关相位分布的确定。
【背景技术】
[0002] 近年来，具有多个开关电压转换器的电力供应系统的发展导致许多种电子设备的 性能和效率提尚。
[0003] 例如，在多样化的应用领域中对比以前更快且更加复杂的信号和数据处理的需求 推动了对具有多个高性能集成电路(例如，处理器、ASIC和FPGA)的新生代信号处理系统的 需要，这些高性能集成电路的特征在于它们需要多个低供应电压、高电流水平需求和严格 的供应电压调节要求。这些需要由多转换器电力供应系统来满足，例如所谓的中间总线架 构（IBA)电力供应，其经由两级电压转换设置从输入电力源提供许多严格调节的电压。
[0004] 图1是示出常规IBA电力供应的示例的示意图。在图1的示例中，IBA电力系统10是 两级配电网络，其包括连接到输入电力总线30的第一级DC/DC转换器20,该输入电力总线30 典型地在36-75V、18-36V或18-60V的电压V DCH(JBC 20典型地采用高效形式的开关模式电力 供应(SMPS)来实现，其可充分被调节或被线性调节以在中间电压总线（IVB)40上将输入电 力总线电压V DCH转换成较低的中间总线电压VIB。第一级DC/DC转换器20经由IVB 40连接到许 多(N个)第二级DC/DC电压转换器50-1至50-N的输入。
[0005] 在图1的示例中，多个第二级DC/DC电压转换器50-1至50-N中的每个是非隔离降压 调节器，通常称为负载点（P0L)调节器。一般，P0L调节器中的每个可是隔离或非隔离的。然 而，在隔离由IBC 20提供的情况下，P0L调节器优选地全部是非隔离的。每个P0L调节器(k) 是SMPS并且通过在POL中以确定电压转换比的开关占空比来开关开关元件（例如功率 M0SFET)而向它的负载60-k交付调节电压Voutk。在图1的示例中，P0L调节器50-1和50-2向 公共负载60-1交付电力(但超过两个P0L调节器可向公共负载交付电力）。
[0006] 尽管IBC 20和P0L调节器50-1至50-N在图1的示例中是降压调节器，它们的拓扑不 限于此并且可备选地是增压、降压-增压的，等。
[0007] 在这样的具有多个电压转换器50-1至50-N的电力供应系统中，转换器50-1至50-N 的开关相位可需要相对于彼此偏移以便使系统中的某些不可取效应减少。这些不可取效应 包括IVB 40中大的纹波电流和由于开关相位的同步边缘引起的高水平的辐射发射。应注意 这些问题对于IBA电力供应不是特定的并且在使用多个开关电压转换器的许多其他应用 (例如电流共享轨和跟踪/定序组）中出现。
[0008] 所谓的"相位扩谱"是减轻这些效应的一个方法。相位扩谱的最简单方法是允许电 压转换器(在图1的示例中，P0L调节器50-1至50-N)从它们自己的内部生成的时钟独立操 作。这在时间上使开关脉冲边缘的出现随机化，由此使开关脉冲一致的可能性减少，使得立 刻从对电压转换器馈电的输入源(即，在图1的示例中是IBC 20)抽取高的峰值电流。
[0009]相位扩谱的更加可控且有效的方法牵涉在共同时钟信号基础上控制电压转换器 的开关，并且通过开关期来分配电压转换器的相应开关脉冲边缘。在该情况下，单个时钟源 用于所有转换器并且每个转换器在开关周期T s时期内将它的开关相位偏移设置成不同的 值。例如在以共同占空比操作的一组三个电压转换器中，在转换器之间可引AT s/3的相位 偏移。该类型的相位扩谱有效地使辐射发射的输入纹波电流减少且还使幅度减少，并且还 使频率增加。
[0010]随着这样的电力供应系统中电压转换器的数量增加和对较高电流的需求变得更 加普遍，越来越需要有导致最低可能输入纹波电流的优化控制相位扩谱。因为每个转换器 对输入纹波电流的贡献取决于转换器操作所利用的占空比和它的负载电流(如将在下面解 释的），这不仅仅是使相位偏移在整个开关周期时期均匀分布的任务。
[0011]因此，在使用之前配置电力供应系统时通常对每个电压转换器手动选择相位偏 移。然而，随着电力供应系统中转换器的数量增加，相位偏移值的可能组合的数量急剧增 加。这使得很难手动找到给出最低输入纹波电流的相位偏移。此外，设置相位偏移的已知方 法太慢而不允许响应于在电力供应系统操作期间电压转换器的负载中的变化而"在运行 中"优化，以及由此维持低的输入电流纹波。

【发明内容】

[0012] 鉴于如上文描述的使开关相位在电力供应系统中的电压转换器之间分布的常规 方法的问题，本
【发明人】设计用于确定系统中开关元件之间的开关相位偏移的近优分布的计 算高效方案，这允许可在电力供应系统中提供的输入电流和电压纹波以及任何输入电容有 效减少。
[0013] 更具体地，本文描述的本发明的实施例提供控制器，用于确定电力供应系统的开 关元件之间开关相位的分布，该电力供应系统包括多个(N个)电压转换器，其中每个电压转 换器包括开关元件中的相应一个并且设置成通过以预定开关频率f向相应开关元件施加控 制脉冲以便对于在开关期Ι/f期间控制脉冲的持续时间使开关元件接通而将供应给电压转 换器的输入电压转换成相应输出电压。在电力供应系统操作期间，在开关期中多个电压转 换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间总和比开关期更小。控制器包括接收器，用于接收 指不电压转换器中的每个对电压转换器的输入电流的纹波电流分量的相应贡献的一个或 多个信号。控制器进一步包括开关相位偏移计算器，其配置成通过以下、基于接收的一个或 多个信号计算要对电压转换器中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移：（i)通过 使用以下表达式将电压转换器中的相应一个分配到开关顺序中的每个第j位置(其中j=l、 2…N)，确定相应电压转换器的开关元件要在开关期期间接通所采用的开关顺序：
其中f(j)代表按对纹波电流分量的贡献减小的顺序对电压转换器排序中对于在开关 顺序中的位置j的电压转换器的位置；以及（ii)根据确定的开关顺序在开关期内设置电压 转换器的控制脉冲使得在开关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的。控制器还包 括输出信号发生器，其配置成生成定义要施加给相应开关元件的开关的计算开关相位偏移 的一个或多个输出信号。
[0014] 通过这样确定开关顺序，并且通过在开关期内根据确定的开关顺序设置电压转换 器的控制脉冲，控制器的开关相位偏移计算器能够以高效的方式对电压转换器计算优化相 位扩谱。
[0015] 在另一个实施例中，提供有控制器，用于确定在电力供应系统的开关元件之间开 关相位的分布，该电力供应系统包括多个(N个)电压转换器，其中每个电压转换器包括开关 元件中的相应一个并且设置成通过以预定频率f向相应开关元件施加控制脉冲以便对于在 开关期Ι/f期间控制脉冲的持续时间使开关元件接通而将供应给电压转换器的输入电压转 换成相应的输出电压。在电力供应系统操作期间，在开关期中多个电压转换器所使用的控 制脉冲的脉冲持续时间总和比开关期更小。控制器包括接收器，用于接收指示电压转换器 中的每个对输入电压转换器的输入电压的纹波电压分量的相应贡献的一个或多个信号。控 制器进一步包括开关相位偏移计算器，其配置成通过以下、基于接收的一个或多个信号计 算要对电压转换器中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移：（i)通过使用以下表 达式将电压转换器中的相应一个分配到开关顺序中的每个第j位置(其中」=1、2···Ν)，确定 相应电压转换器的开关元件要在开关期期间接通所采用的开关顺序：
其中f( j)代表按对纹波电压分量的贡献减小的顺序对电压转换器排序中对于在开关 顺序中的位置j的电压转换器的位置；以及（ii)根据确定的开关顺序在开关期内设置电压 转换器的控制脉冲使得在开关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的。控制器还包 括输出信号发生器，其配置成生成定义要施加给相应开关元件的开关的计算开关相位偏移 的一个或多个输出信号。
[0016] 在另一个实施例中，提供有电力供应系统，其包括多个电压转换器，其中每个电压 转换器包括相应的开关元件并且设置成通过以预定开关频率开关开关元件来将供应给电 压转换器的输入电压转换成相应的输出电压。电力供应系统进一步包括根据上文阐述的实 施例中的一个设置的控制器，用于控制开关元件之间开关相位的分布。
[0017] 另外的实施例在电力供应系统中提供确定在开关元件之间开关相位的分布的方 法，该电力供应系统包括多个(N个)电压转换器，其中每个电压转换器包括开关元件中的相 应一个并且设置成通过以预定开关频率f向相应开关元件施加控制脉冲以便对于在开关期 Ι/f期间控制脉冲的持续时间使开关元件接通而将供应给电压转换器的输入电压转换成相 应输出电压，并且其中在开关期中多个电压转换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间总和 比开关期更小。方法包括接收指示电压转换器中的每个对电压转换器的输入电流的纹波电 流分量的相应贡献的一个或多个信号。基于接收的一个或多个信号，通过以下计算要对电 压转换器中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移：（i)通过使用以下表达式将电 压转换器中的相应一个分配到开关顺序中的每个第j位置(其中」=1、2···Ν)，确定相应电压 转换器的开关元件要在开关期期间接通所采用的开关顺序：
其中f( j)代表按对纹波电压分量的贡献减小的顺序对电压转换器排序中对于在开关 顺序中的位置j的电压转换器的位置；以及（ii)根据确定的开关顺序在开关期内设置电压 转换器的控制脉冲使得在开关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的。生成定义要 施加给相应开关元件的开关的计算开关相位偏移的一个或多个输出信号。
[0018] 另外的实施例在电力供应系统中提供确定在开关元件之间开关相位的分布的方 法，该电力供应系统包括多个(N个)电压转换器，其中每个电压转换器包括开关元件中的相 应一个并且设置成通过以预定开关频率f向相应开关元件施加控制脉冲以便对于在开关期 Ι/f期间控制脉冲的持续时间使开关元件接通而将供应给电压转换器的输入电压转换成相 应输出电压，并且其中在开关期中多个电压转换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间总和 比开关期更小。方法包括接收指示电压转换器中的每个对输入电压转换器的输入电压的纹 波电压分量的相应贡献的一个或多个信号。基于接收的一个或多个信号，通过以下计算要 对电压转换器中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移：（i)通过使用以下表达式 将电压转换器中的相应一个分配到开关顺序中的每个第j位置(其中」=1、2···Ν)，确定相应 电压转换器的开关元件要在开关期期间接通所采用的开关顺序：
其中f( j)代表按对纹波电压分量的贡献减小的顺序对电压转换器排序中对于在开关 顺序中的位置j的电压转换器的位置；以及（ii)根据确定的开关顺序在开关期内设置电压 转换器的控制脉冲使得在开关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的。生成定义要 施加给相应开关元件的开关的计算开关相位偏移的一个或多个输出信号。
[0019] 本文描述的另外的实施例提供计算机程序产品，其包括承载计算机程序指令的非 暂时性计算机可读存储介质或信号，这些指令在由处理器执行时促使该处理器执行如在上 文阐述的实施例中的一个中阐述的方法。
【附图说明】
[0020] 本发明的实施例现在将仅通过示例、参考附图描述，其中： 图1图示作为具有多个开关电压转换器的常规电力供应系统的示例的IBA电力系统； 图2图示根据本发明的实施例的电力供应系统； 图3图示在图2中示出的开关相位偏移控制器的功能部件； 图4示出在图2中示出的开关相位偏移控制器的示范性硬件实现； 图5是图示控制在图2的电力控制系统中开关相位偏移的分布的方法的流程图； 图6图示在通过根据实施例的方法计算的开关期内开关控制相位的分布；以及 图7是图示控制在图2的电力供应系统中开关相位偏移的分布的备选方法的流程图。
【具体实施方式】
[0021] 第一实施例 图2是根据本发明的第一实施例具有多个电压转换器的电力供应系统的示意图，该电 力供应系统采取IBA电力系统的形式。
[0022] 在图2中示出的IBA电力系统100包括多个电压转换器200-1至200-N，其中的每个 是采用SMPS形式的降压拓扑调节器，如在图1的示例中的。从而，电压转换器200-1至200-N 中的每个通过开关电压转换器中的开关元件(例如功率晶体管，例如功率M0SFET )而向它的 负载300-k交付调节的输出电压Voutk。然而，应注意输出电压调节不是电压转换器200-1至 200-N的基本特征，使得一般仅电压转换器200-1至200-N中的一些或电压转换器200-1至 200-N中没有一个可提供调节的输出电压。
[0023]电压转换器200-k中开关元件的开关根据驱动信号发生，该驱动信号包括由电压 转换器200-k生成并且以预定频率f施加给开关元件的一系列控制脉冲。每个控制脉冲促使 开关元件在要施加给电压转换器200-k的开关元件的控制脉冲的持续时间dp k(从被控制器 500使用来进行它的计算的离散时隙的数量方面表达)接通。从而，电压转换器200-k的开关 占空比Dk由dpk/T s给出（其中Ts在该情况下相似地从离散时隙数量方面来表达）。占空比Dk确 定电压转换比，电压转换器200-k根据该电压转换比来将经由中间电压总线（IVB)向此供应 的输入电压Vin转换成相应的输出电压Voutk。在本实施例中，电压转换器200-1至200-2向 公共负载300-1交付电力（但更一般地，一个、两个或两个以上的电压转换器可向负载交付 电力）。
[0024] 尽管开关占空比的值可因转换器而异，转换器200-1至200-N中的开关元件全部以 相同的开关频率Ι/Ts开关，其由一般可定位在电力供应系统100(例如，下文描述的控制器 500或IBC 700)的另一个部件内或电力供应系统100外部的电压转换器200-1至200-N中的 一个内的时钟生成的开关计时信号定义。
[0025]电压转换器200-1至200-N中的每个提供有信号发生器210,和输入/输出（I/O)接 口 220,电压转换器可以通过该接口经由控制信号总线600被开关相位偏移控制器500数字 控制和管理。在本实施例中，包括前面提到的开关计时信号的控制信号使用PMBus协议从开 关相位偏移控制器500传达到电压转换器200-1至200-N。
[0026]开关相位偏移控制器500可作为独立硬件部件提供(如在图2中图示的），或可集成 为机载控制器(未示出）、IBC 700或电压转换器200-1至200-N中的一个的部分，或非机载控 制器的部分。开关相位偏移控制器500控制转换器200-1至200-N的开关相位偏移以便实现 开关偏移的近优分布，这大致使IVB 400中的电流纹波和来自电压转换器200-1至200-N的 福射发射最小化。开关相位偏移控制器500的操作将在下文详细描述。
[0027]电力可由任何适合的源供应给电压转换器200-1至200-N。在本实施例中，电力经 由第一级DC/DC转换器700和IVB 400馈送给电压转换器200-1至200-N。第一级DC/DC转换器 700可以是隔离DC/DC转换器。具有这样的第一级DC/DC转换器或IBC的IBA电力供应因为与 IBC上游的电源隔离而具有制造起来更高效且更成本有效的优势，这大体需要使用成本相 对高的部件（其包括变压器）、在单个转换器处提供。备选地，IBC 700可未提供电隔离。IBC 700优选地采用高效形式的SMPS实现，其可被充分调节或被线性调节来将于此的源电压输 入转换成较低电压Vin，如在图2中示出的。
[0028]同样在图2中示出的，低通滤波器在电压转换器组200-1至200-N的公共输入处连 接，该电压转换器组200-1至200-N包括电容器，其具有电容Cin和等效串联电阻（ESR) ESRcino
[0029]图3示出开关相位偏移控制器500的关键功能部件。控制器500包括接收器510、排 序确定模块520、开关相位偏移计算器530和输出信号发生器540,其在功能上如示出的那样 互连。排序确定模块520是可选部件，其在其他实施例中可从控制器500省略，如将在下面解 释的。开关相位偏移控制器500的这些部件的功能性将在下文详细描述。
[0030] 图4示出在可编程信号处理硬件中开关相位偏移控制器500的示范性实现。在图4 中示出的信号处理装置800包括输入/输出（I/O)或接收段810,用于从电压转换器200-1至 200-N接收下文描述的信号。接收器810经由控制信号总线600连接到电压转换器200-1至 200-N的I/O接口 220,这在其之间实现信号和控制信号的交换。特别地，接收器810配置成接 收关于电压转换器的操作条件的信息，其包括它们的相应输出电流I〇ut k，以及它们相应的 测量输出电压Voutk或占空比Dk。
[0031] 如在图4中示出的，信号处理装置800进一步包括处理器820、工作存储器830和和 存储计算机可读指令的指令存储840,这些计算机可读指令在由处理器820执行时促使处理 器820执行下文描述的处理操作来计算要对电压转换器200-1至200-N中的每个中的开关元 件施加的相应开关相位偏移，并且生成定义要向相应开关元件的开关施加的计算开关相位 偏移的输出信号。指令存储840可包括R0M，其预先加载有计算机可读指令。备选地，指令存 储840可包括RAM或相似类型的存储器，并且计算机可读指令可以从计算机程序产品（例如 CD-ROM等计算机可读存储介质850，或承载计算机可读指令的计算机可读信号860)输入此。 [0032]在本实施例中，在图4中示出的硬件部件的组合870(其包括处理器820、工作存储 器830和指令存储840)配置成实现前面提到的排序确定模块520、开关相位偏移计算器530 和输出信号发生器540的功能性，这现在将参考图5详细描述。
[0033]图5是图示控制器500控制电力供应系统100中开关相位偏移的分布所凭借的过程 的流程图。应注意下文描述的计算开关相位偏移的方案依赖在开关期Ts中多个电压转换器 (200-1至200-N)所使用的控制相位的脉冲持续时间总和小于开关期T s，即Edpk〈 Ts，其中 总和针对k=l至N。
[0034]在步骤S10中，接收器510接收指示电压转换器200-1至200-N中的每个对形成由电 压转换器200-1至200-N从IVB 400抽取的总输入电流Isum的部分的纹波电流Iripple的相 应贡献的一个或多个信号。在本实施例中，接收器510接收指示每个电压转换器200-k的相 应输出电流Ioutk和输出电压Voutk的信号。更具体地，接收的信号传达每个电压转换器200-k的输出电流Ioutk和输出电压Voutk的测量值，其在电力供应系统100操作期间在每个电压 转换器向负载300-k供应电力时被测量。在这样的操作期间，输出电压(或电流)的测量值指 示由相应电压转换器对输入电流纹波做出的贡献。然而，应注意接收的信号代替转换器的 测量输出电压Voutk可指示在每个电压转换器200-k操作成向它的负载300-k供应电力时它 所使用的相应开关占空比D k。电压转换器200-k中开关元件的开关占空比通过明确定义的 关系而与它的输出电压Voutk有关。例如，输出电压Voutk可通过表达式 而与D k有关，其中％是电压转换器200-k的效率。
[0035]此外，如将在下面解释的，接收的信号可备选地传达每个电压转换器200-k的相应 输出电流I 〇utk和输出电压Voutk (或占空比Dk )的估计(而不是测量)值，预期其在电力供应 系统100的操作期间出现。在这样的备选实施例中，这些参数的预期值可由用户在配置电力 供应系统期间经由用户界面(例如，显示器(例如IXD监视器)上的引导用户界面(GUI))传送 到控制器500。
[0036]在图5的步骤S20中，排序确定模块520在步骤S10处接收的信号的基础上按对纹波 电流Iripple的贡献减小的顺序来对电压转换器200-1至200-N排序。从而，在步骤S20中，排 序确定模块520可以视为根据电压转换器200-1至200-N对纹波电流Iripple的相应贡献大 小在列表中对它们定序，使得对纹波电流Iripple提供(或预期提供)最大贡献的电压转换 器被放置在列表顶部并且提供(或预期提供)最小贡献的电压转换器在列表底部出现。 [0037]电压转换器200-1至200-N中的每个在电力供应系统100的操作期间对纹波电流 Iripple做出的贡献可采用许多方法中的一个来估计。在本实施例中，取电压转换器200-k 的测量输出电流Ioutk的接收值来提供电压转换器200-k对纹波电流Iripple做出的贡献的 指示；Ioutk的值越大，该贡献被认为越大。排序确定模块520因此按输出电流的值减小的顺 序对电压转换器200-1至200-N排序。
[0038] 在步骤S20中，可出现其中电压转换器200-1至200-N中的两个或以上具有（或，在 上文提到的备选实施例中，预测提供)相同的输出电流（即，在可以测量或预测输出电流所 在的精度内）的情形。在该情况下，为了能够对这些电压转换器排序(例如，来决定这些转换 器应在列表中出现所采用的顺序），排序确定模块520进一步按输出电压Voutk(或Dk，视情况 而定)的值减小的顺序对这两个或以上电压转换器排序。
[0039] 应注意排序确定模块520可备选地按在电压转换器设置成向相应负载供应电力时 的输出电压Voutk(或，视情况而定，在每个电压转换器设置成向相应负载供应电力时每个 电压转换器中的开关元件的相应占空比Dk)的值减小的顺序对电压转换器200-1至200-N排 序，并且在电压转换器200-1至200-N中的两个或以上具有（或，在上文提到的备选实施例 中，预测提供)输出电压Vout k(或Dk，视情况而定)的相同值的情况下，则排序确定模块520进 一步按输出电流的值减小的顺序对这两个或以上电压转换器排序。
[0040] 然后，一旦电压转换器200-1至200-N被排序，开关相位计算器530在步骤S30中计 算要对电压转换器200-1至200-N中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移，如现在 将解释的。
[0041] 在步骤S30中，开关相位偏移计算器530通过使用以下表达式将电压转换器中的相 应一个分配到开关顺序中的每个第j位置(其中」=1、2···Ν)来确定相应电压转换器200-1至 200-Ν的开关元件要在每个开关期T s期间接通所采用的开关顺序：
在方程1中，f(j)代表按对纹波电流Iripple的贡献减小的顺序对电压转换器200-1至 200-N排序中对于在开关顺序中的位置j的电压转换器的位置。也就是说，开关相位偏移计 算器530基于在步骤S10中接收的信号计算要对电压转换器中的每个中的开关元件施加的 相应开关相位偏移，使得对于按纹波电流Iripple的贡献减小的顺序对N个电压转换器的排 序乂(： 1、￥(：^(^，电压转换器在开关期使它们相应的开关元件接通所采用的顺序由￥(^(1)、 VC f⑵'"VC f(N)给出，其中按该顺序的第j个元件由VCf(j)给出，其中f(j)由上文的方程1给 出。这样，电压转换器按下列顺序使它们相应的开关元件接通：
使得对Iripple提供(或预期提供)最大贡献的最高排序电压转换器VC:的开关元件首 先在开关期中接通，接着是最低排序的电压转换器VCN的开关元件，接着是下一个最高排序 电压转换器VC2的开关元件，等等。
[0042]开关相位偏移计算器530然后根据确定的开关顺序在开关期Ts内设置电压转换器 200-1至200-N的控制脉冲，其中在开关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的。 [0043]例如，随着在开关期内电压转换器200-k的控制脉冲的起始位置被指示为S k，在开 关期内电压转换器200-1至200-k的控制脉冲之间的相等间距可使用下列对于Sk的表达式 来计算：
在方程2中，P指示前面提到的在每个开关期1^中的时隙的数量，ceilingU)是顶函数， 其使变量X向上舍入到最近整数，而trunk (k)使变量X截短到最近整数。
[0044] 图6图示采用该方式设置并且可用于有效抑制具有五个并联电压转换器的电力供 应系统中的输入电流纹波的一组开关控制脉冲的示例。五个电压转换器的输出电流以及对 于每个相应电压转换器200-k的ceiling(dpk)的值对于该示例在下文的表1中示出。应注意 表1中的电压转换器根据如上文描述的开关顺序设置，其中η代表电压转换器在开关顺序中 的位置。
[0045] 表 1 随着将在开关顺序中的第一电压转换器的开关控制脉冲的起始置于开关期起始处(使 得&=0)，并且开关期中时隙的数量在本示例中是Ρ=16,余下的电压转换器的位置可使用如 下的方程2来计算：
如在图6中示出的，对于电压转换器的开关控制脉冲根据表1(其如上文解释的那样基 于方程1)中指示的开关顺序在开关期内设置，其中在每个相邻控制脉冲对之间提供相同间 距(在该示例中，一个时隙宽）。
[0046]再次参考图5,一旦采用上文描述的方式对所有转换器200-1至200N确定开关相位 偏移，过程行进到步骤S40,其中输出信号发生器540生成一个或多个输出信号，其定义要对 相应开关元件的开关施加的计算开关相位偏移。在这些输出信号基础上，控制器500生成定 义计算的开关相位偏移的控制信号来促使将计算的开关相位偏移施加到相应开关元件的 开关。这些控制信号然后经由控制信号总线600传送到电压转换器200-1至200-N、经由它们 相应的I/O接口 220被电压转换器接收并且被它们相应的处理器210处理使得每个电压转换 器将它的开关的相位偏移设置成相应的计算值。
[0047] 第二实施例 在上文描述的第一实施例中，开关相位偏移计算器530配置成基于指示电压转换器中 的每个对Iripple的相应贡献、通过使用电压转换器按对Iripple的贡献减小的顺序的排序 来计算要对电压转换器200-1至200-N中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移。然 而，电压转换器的排序可备选地在转换器对输入电压纹波Vripple的相应贡献的基础上确 定，如现在将参考图7解释的。
[0048] 在步骤S10-2中，接收器510接收指示电压转换器200-1至200-N中的每个对 Vripple的相应贡献的一个或多个信号。在本实施例中，接收器510接收指示每个电压转换 器200-k的相应输出电流Ioutk和输出电压Voutk的信号，如在上文关于第一实施例描述的。 如与第一实施例一样，接收的信号代替转换器的测量输出电压Vout k可指示在每个电压转 换器200-k操作来向它的负载300-k供应电力时它所使用的相应开关占空比Dk。
[0049] 此外，与第一实施例一样，接收的信号可备选地传达每个电压转换器200-k的相应 输出电流I 〇utk和输出电压V〇utk (或占空比Dk )的估计(而不是测量)值，预测其在电力供应 系统100的操作期间出现。在这样的备选实施例中，这些参数的预期值可由用户在配置电力 供应系统期间经由用户界面(例如，显示器(例如IXD监视器)上的引导用户界面(GUI))传送 到控制器500。
[0050]在图7的步骤S20-2中，排序确定模块520在步骤S10-2处接收的信号的基础上按对 纹波电压Vripple的贡献减小的顺序对电压转换器200-1至200-N排序。从而，在步骤S20-2 中，排序确定模块520可以视为根据电压转换器200-1至200-N对Vripple的相应贡献大小在 列表中对它们排序，使得对Vripple提供(或预期提供)最大贡献的电压转换器被置于列表 顶部并且提供(或预期提供)最小贡献的电压转换器在列表底部出现。
[0051 ]电压转换器200-1至200-N中的每个在电力供应系统100的操作期间对Vripple做 出的贡献可采用许多方法中的一个来估计。在本实施例中，取电压转换器200-k的测量输出 电流Ioutk的接收值来提供电压转换器200-k对纹波电压做出的贡献的指示；Ioutk的值越 大，该贡献被认为越大。排序确定模块520因此按输出电压值减小的顺序对电压转换器200-1至200-N排序。
[0052] 在步骤S20-2中，可出现其中电压转换器200-1至200-N中的两个或以上具有（或， 在上文提到的备选实施例中，预测提供)相同的输出电流（即，在可以测量或预测输出电流 所在的精度内）的情形。在该情况下，为了能够对这些电压转换器排序(例如，来决定这些转 换器应在列表中出现所采用的顺序），排序确定模块520进一步按输出电压Voutk(或Dk，视情 况而定)的值减小的顺序对这两个或以上电压转换器排序。
[0053]应注意排序确定模块520可备选地按在电压转换器设置成向相应负载供应电力时 的输出电压Voutk(或，视情况而定，在每个电压转换器设置成向相应负载供应电力时每个 电压转换器中的开关元件的相应占空比Dk)的值减小的顺序对电压转换器200-1至200-N排 序，并且在电压转换器200-1至200-N中的两个或以上具有（或，在上文提到的备选实施例 中，预测提供)输出电压Vout k(或Dk，视情况而定)的相同值的情况下，则排序确定模块520进 一步按输出电流值减小的顺序对这两个或以上电压转换器排序。
[0054] 然后，一旦电压转换器200-1至200-N被排序，开关相位计算器530在步骤S30-2中 计算要对电压转换器200-1至200-N中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移。在步 骤S30-2中执行的过程与第一实施例的步骤S30中的相同，所不同的是在本实施例中，f (j) 代表按对纹波电压Vripple的贡献减小的顺序对电压转换器200-1至200-N排序中对于在开 关顺序中的位置j的电压转换器的位置。从而，在本实施例中，电压转换器按下列顺序使它 们的开关元件接通：
使得对Vripple提供(或预期提供)最大贡献的最高排序电压转换器VCi的开关元件首 先在开关期中接通，接着是最低排序的电压转换器VCN的开关元件，接着是下一个最高排序 电压转换器VC2的开关元件，等等。
[0055] 在其他方面中，本实施例与上文的第一实施例相同，并且上文描述的其修改和变 化也适用于本实施例。
[0056] 修改和变化 可以对实施例做出许多修改和变化而不偏离本发明的范围。
[0057] 例如，在上文描述的实施例和其修改中，取转换器的输出电流I〇utk、输出电压 Voutk和/或占空比Dk来提供转换器200-k对输入电流或电压纹波的贡献的指示。然而，可在 该贡献的其他指标基础上对转换器200-1至200-N排序。例如，在再另外的实施例中，接收器 510可配置成接收指示相应输出电流Ioutk和以下中的一个的乘积的一个或多个信号，作为 指示电压转换器200-1至200-N中的每个对纹波电流Iripple的贡献的一个或多个信号：（i) 相应的输出电压Voutk;和（ii)在每个电压转换器设置成向相应负载供应电力时每个电压 转换器200-k的相应开关占空比D k。在该变化形式中，排序确定模块520配置成按所述乘积 (即，Ioutk · Voutk或Ioutk · Dk，视情况而定）的值减小的顺序对电压转换器200-1至200-N 排序。上文描述的第二实施例可采用相同的方式修改。
[0058]此外，在上文的第一实施例的描述中简短提到的备选方案中，在步骤S10处由接收 器510接收的信号可传达每个电压转换器200-k的相应输出电流Ioutk和输出电压Voutk(或 占空比Dk)的估计(而不是测量)值，其预测在电力供应系统100的操作期间出现。在该备选 实施例中，这些参数的预期值可由用户在配置电力供应系统100期间（例如，在工厂或在安 装期间在现场)经由用户界面(例如显示器(例如IXD监视器)上的引导用户界面(GUI))传送 到控制器500。该实施例的排序确定模块520和开关相位偏移计算器530然后执行上文描述 的操作来计算相应的相位偏移值，并且输出信号发生器540生成定义计算的相位偏移值的 信号以输出到用户界面。这样，电力供应系统100的用户可在显示器上观看计算的相位偏移 值，并且设置转换器200-1至200-N以根据相应的相位偏移值来操作;这可以通过例如经由 用户界面向控制器500发出合适的命令或通过直接配置每个转换器、进而使用在例如PMBus 规范vl. 2中提供的INTERLEAVE命令来进行。
[0059]上文描述的电力供应系统采取IBA电力系统的示范性形式，但将意识到本文描述 的开关相位偏移控制技术能适用于具有在共同开关频率开关来将输入电压转换成相应输 出电压的多个开关电压转换器的其他类型的电力供应系统。例如，尽管在上文描述的实施 例中电压转换器中的每个是采用SMPS形式的独立降压转换器，将意识到在备选实施例中， 代替这样的独立转换器或除其外，电力供应系统可具有一个或多个SMPS，每个包括前面提 到的最一般形式的多个电压转换器(例如，如在多相降压转换器的情况下）。
[0060] 在上文描述的实施例中，开关相位偏移计算器530通过使用由排序模块520确定的 电压转换器的排序计算要对电压转换器200-1至200-N中的每个中的开关元件施加的相应 开关相位偏移。然而，开关相位偏移计算器530可备选地在不使用电压转换器的预先计算的 排序的情况下计算开关相位偏移。在第一实施例的修改(其中未提供排序确定模块520)中， 开关相位偏移计算器530可例如通过以下来确定开关顺序： (i )选择对纹波电流分量提供最大贡献的电压转换器作为其开关元件要在开关期中首 先被接通的电压转换器； (ii) 选择对纹波电流分量提供最小贡献的电压转换器作为其开关元件要在开关期中 第二被接通的电压转换器； (iii) 选择余下的电压转换器中对纹波电流分量提供最大贡献的的电压转换器作为其 开关元件要在开关期中接着被接通的电压转换器； (iv) 选择余下的电压转换器中对纹波电流分量提供最小贡献的的电压转换器作为其 开关元件要在开关期中接着被接通的电压转换器； (v) 重复步骤(iii)和(iv)直到选择电力供应系统100中的电压转换器中的每个。
[0061] 将意识到上文描述的第二实施例可采用相同的方式修改。
[0062]本发明的实施例的前面的描述为了说明和描述目的而呈现。它不意在为详尽的， 或不意在使本发明局限于公开的当前形式。可以做出替换、修改和变化而不偏离本发明的 精神和范围。
【主权项】
1. 一种控制器(500)，用于确定电力供应系统（100)的开关元件之间开关相位的分布， 所述电力供应系统（100)包括多个，N个，电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器 包括所述开关元件中的相应一个并且设置成通过以预定开关频率f向所述相应开关元件施 加控制脉冲以便对于在开关期Ι/f期间所述控制脉冲的持续时间使所述开关元件接通而将 供应给所述电压转换器的输入电压(Vin)转换成相应输出电压(￥ 〇此1至￥〇11切），其中在所述 开关期中所述多个电压转换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间的总和比所述开关期更 小，所述控制器(500)包括： 接收器(510)，用于接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述电压转 换器的输入电流的纹波电流分量的相应贡献的一个或多个信号； 开关相位偏移计算器(530)，其配置成通过以下、基于接收的一个或多个信号计算要对 所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移： 通过使用以下表达式将所述电压转换器中的相应一个分配到所述开关顺序中的每个 第j位置，确定所述相应电压转换器的开关元件要在开关期期间接通的开关顺序，其中j=l、 2···Ν：其中f(j)代表按对所述纹波电流分量的贡献减小的顺序对所述电压转换器排序中对 于在所述开关顺序中的位置j的电压转换器的位置;以及 根据确定的开关顺序在所述开关期内设置所述电压转换器的控制脉冲使得在所述开 关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的；以及 输出信号发生器(540)，其配置成生成定义要施加给所述相应开关元件的开关的计算 开关相位偏移的一个或多个输出信号。2. 如权利要求1所述的控制器(500)，其中所述开关相位偏移计算器（530)配置成通过 以下来确定所述开关顺序： (i )选择对所述纹波电流分量提供最大贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述开 关期中首先被接通的电压转换器； (ii) 选择对所述纹波电流分量提供最小贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述 开关期中第二被接通的电压转换器； (iii) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电流分量提供最大贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (iv) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电流分量提供最小贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (V)重复步骤（iii)和（iv)直到选择所述电力供应系统（100)中的电压转换器中的每 个。3. 如权利要求1所述的控制器(500)，其进一步包括： 排序确定模块(520)，用于按对所述纹波电流分量的贡献减小的顺序对所述N个电压转 换器排序， 其中所述开关相位偏移计算器(530)配置成基于确定的排序计算要对所述电压转换器 (200-1至200-N)中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移。4. 如权利要求3所述的控制器(500)，其中： 所述接收器(510)配置成接收指示每个电压转换器的相应输出电流（1〇此1至1〇11如)的 一个或多个信号，作为指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电流的相 应贡献的一个或多个信号；以及 所述排序确定模块（520)配置成按输出电流减小的顺序对所述电压转换器（200-1至 200-N)排序。5. 如权利要求4所述的控制器(500)，其中： 所述接收器(510)接收的一个或多个信号进一步指示是以下中的一个的参数的值： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 其中所述电压转换器中的至少两个具有相同输出电流，所述排序确定模块(520)配置 成进一步按所述参数的值减小的顺序对所述至少两个电压转换器排序。6. 如权利要求3所述的控制器(500)，其中： 所述接收器(510)配置成接收指示是以下中的一个的参数的值的一个或多个信号，作 为指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电流的贡献的一个或多个信 号： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 所述排序确定模块（520)配置成按所述参数的值减小的顺序对所述所述电压转换器 (200-1 至 200-N)排序。7. 如权利要求6所述的控制器(500)，其中： 所述接收器（510)接收的一个或多个信号进一步指示每个电压转换器的相应输出电 流;并且 其中所述电压转换器(200-1至200-N)中的至少两个具有所述参数的相同值，所述排序 确定模块(520)配置成进一步按输出电流减小的顺序对所述至少两个电压转换器排序。8. 如权利要求3所述的控制器(500)，其中： 所述接收器(510)配置成接收指示每个电压转换器的相应输出电流与所述相应输出电 压和相应开关占空比中的一个的乘积的一个或多个信号，作为指不所述电压转换器(200-1 至200-N)中的每个对所述纹波电流的贡献的一个或多个信号;并且 所述排序确定模块(520)配置成按所述乘积的值减小的顺序对所述电压转换器(200-1 至200-N)排序。9. 一种控制器（500)，用于确定在电力供应系统（100)的开关元件之间开关相位的分 布，所述电力供应系统（100)包括多个，N个，电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转 换器包括所述开关元件中的相应一个并且设置成通过以预定频率f向所述相应开关元件施 加控制脉冲以便对于在所述开关期Ι/f期间所述控制脉冲的持续时间使所述开关元件接通 而将供应给所述电压转换器的输入电压(Vin)转换成相应的输出电压(￥〇1^ 1至￥〇11如），其中 在所述开关期中所述多个电压转换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间总和比所述开关 期更小，所述控制器(500)包括： 接收器(510)，用于接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对输入所述电 压转换器的输入电压的纹波电压分量的相应贡献的一个或多个信号； 开关相位偏移计算器(530)，其配置成通过以下、基于接收的一个或多个信号计算要对 所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移： 通过使用以下表达式将所述电压转换器中的相应一个分配到所述开关顺序中的每个 第j位置，确定所述相应电压转换器的开关元件要在开关期期间接通的开关顺序，其中j=l、 2···Ν：其中f(j)代表按对所述纹波电压分量的贡献减小的顺序对所述电压转换器排序中对 于在所述开关顺序中的位置j的电压转换器的位置;以及 根据确定的开关顺序在所述开关期内设置所述电压转换器的控制脉冲使得在所述开 关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的；以及 输出信号发生器(540)，其配置成生成定义要施加给所述相应开关元件的开关的计算 开关相位偏移的一个或多个输出信号。10. 如权利要求9所述的控制器(500)，其中所述开关相位偏移计算器(530)配置成通过 以下来确定所述开关顺序： (i) 选择对所述纹波电压分量提供最大贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述开 关期中首先被接通的电压转换器； (ii) 选择对所述纹波电压分量提供最小贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述 开关期中第二被接通的电压转换器； (iii) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电压分量提供最大贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (iv) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电压分量提供最小贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (V)重复步骤（iii)和（iv)直到选择所述电力供应系统（100)中的电压转换器中的每 个。11. 如权利要求9所述的控制器(500)，其进一步包括： 排序确定模块(520)，用于按对所述纹波电压分量的贡献减小的顺序对所述N个电压转 换器排序， 其中所述开关相位偏移计算器(530)配置成基于确定的排序计算要对所述电压转换器 (200-1至200-N)中的每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移。12. 如权利要求11所述的控制器(500 )，其中： 所述接收器(510)配置成接收指示每个电压转换器的相应输出电流的 一个或多个信号，作为指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电压的相 应贡献的一个或多个信号；以及 所述排序确定模块（520)配置成按输出电流减小的顺序对所述电压转换器（200-1至 200-N)排序。13. 如权利要求12所述的控制器(500)，其中： 所述接收器(510)接收的一个或多个信号进一步指示是以下中的一个的参数的值： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 其中所述电压转换器中的至少两个具有相同输出电流，所述排序确定模块(520)配置 成进一步按所述参数的值减小的顺序对所述至少两个电压转换器排序。14. 如权利要求11所述的控制器(500 )，其中： 所述接收器(510)配置成接收指示是以下中的一个的参数的值的一个或多个信号，作 为指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电流的贡献的一个或多个信 号： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 所述排序确定模块（520)配置成按所述参数的值减小的顺序对所述所述电压转换器 (200-1 至 200-N)排序。15. 如权利要求14所述的控制器(500)，其中： 所述接收器（510)接收的一个或多个信号进一步指示每个电压转换器的相应输出电 流;并且 其中所述电压转换器(200-1至200-N)中的至少两个具有所述参数的相同值，所述排序 确定模块(520)配置成进一步按输出电流减小的顺序对所述至少两个电压转换器排序。16. 如权利要求11所述的控制器(500 )，其中： 所述接收器(510)配置成接收指示每个电压转换器的相应输出电流与所述相应输出电 压和相应开关占空比中的一个的乘积的一个或多个信号，作为指不所述电压转换器(200-1 至200-N)中的每个对所述纹波电压的贡献的一个或多个信号;并且 所述排序确定模块(520)配置成按所述乘积的值减小的顺序对所述电压转换器(200-1 至200-N)排序。17. -种电力供应系统（100)，其包括： 多个电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器包括相应的开关元件并且设置 成通过以预定开关频率开关所述开关元件来将供应给所述电压转换器(200-1至200-N)的 输入电压(Vin)转换成相应的输出电压；以及 如上述权利要求中任一项所述的控制器(500 ; 500-2)，用于控制所述开关元件之间开 关相位的分布。18. 在电力供应系统（100)中确定在所述开关元件之间开关相位的分布的方法，所述电 力供应系统包括多个，N个，电压转换器(200-1至200-N)，其中每个电压转换器包括所述开 关元件中的相应一个并且设置成通过以预定开关频率f向所述相应开关元件施加控制脉冲 以便对于在开关期Ι/f期间所述控制脉冲的持续时间使所述开关元件接通而将供应给所述 电压转换器的输入电压(Vin)转换成相应输出电压(￥ 〇此1至￥〇11如），并且其中在所述开关期 中所述多个电压转换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间总和比所述开关期更小，所述方 法包括： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述电压转换器的输入电流的 纹波电流分量的相应贡献的一个或多个信号； 基于接收的一个或多个信号，通过以下计算要对所述电压转换器(200-1至200-N)中的 每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移： 通过使用以下表达式将所述电压转换器中的相应一个分配到所述开关顺序中的每个 第j位置，确定所述相应电压转换器的开关元件要在开关期期间接通的开关顺序，其中j=l、 2···Ν：其中f(j)代表按对所述纹波电流分量的贡献减小的顺序对所述电压转换器排序中对 于在所述开关顺序中的位置j的电压转换器的位置;以及 根据确定的开关顺序在所述开关期内设置所述电压转换器的控制脉冲使得在所述开 关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的；以及 生成定义要施加给所述相应开关元件的开关的计算开关相位偏移的一个或多个输出 信号。19. 如权利要求18所述的方法，其中所述开关顺序通过以下来确定： (i )选择对所述纹波电流分量提供最大贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述开 关期中首先被接通的电压转换器； (ii) 选择对所述纹波电流分量提供最小贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述 开关期中第二被接通的电压转换器； (iii) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电流分量提供最大贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (iv) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电流分量提供最小贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (V)重复步骤（iii)和（iv)直到选择所述电力供应系统（100)中的电压转换器中的每 个。20. 如权利要求18所述的方法，其进一步包括： 按对所述纹波电流分量的贡献减小的顺序对所述N个电压转换器排序， 其中基于确定的排序计算要对所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个中的开关元 件施加的相应开关相位偏移。21. 如权利要求20所述的方法，其中： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电流的相应贡献的一 个或多个信号包括接收指示每个电压转换器的相应输出电流(1〇此1至1〇11如)的一个或多个 信号；以及 按输出电流减小的顺序对所述电压转换器(200-1至200-N)排序。22. 如权利要求21所述的方法，其中： 接收的一个或多个信号进一步指示是以下中的一个的参数的值： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 其中所述电压转换器中的至少两个具有相同输出电流，所述至少两个电压转换器进一 步按所述参数的值减小的顺序排序。23. 如权利要求20所述的方法，其中： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电流的贡献的一个或 多个信号包括接收指示是以下中的一个的参数的值的一个或多个信号： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 按所述参数的值减小的顺序对所述所述电压转换器(200-1至200-N)排序。24. 如权利要求23所述的方法，其中： 接收的一个或多个信号进一步指示每个电压转换器的相应输出电流;并且 其中所述电压转换器(200-1至200-N)中的至少两个具有所述参数的相同值，所述至少 两个电压转换器进一步按输出电流减小的顺序排序。25. 如权利要求20所述的方法，其中： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电流的贡献的一个或 多个信号包括接收指不每个电压转换器的相应输出电流与所述相应输出电压和相应开关 占空比中的一个的乘积的一个或多个信号;并且 所述电压转换器(200-1至200-N)按所述乘积的值减小的顺序排序。26. 在电力供应系统（100)中确定在所述开关元件之间开关相位的分布的方法，所述电 力供应系统包括多个，N个，电压转换器，其中每个电压转换器包括所述开关元件中的相应 一个并且设置成通过以预定开关频率f向所述相应开关元件施加控制脉冲以便对于在所述 开关期Ι/f期间所述控制脉冲的持续时间使所述开关元件接通而将供应给所述电压转换器 的输入电压(Vin)转换成相应输出电压(￥〇1^ 1至￥〇11如），其中在所述开关期中所述多个电压 转换器所使用的控制脉冲的脉冲持续时间总和比所述开关期更小，所述方法包括： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对输入所述电压转换器的输入电 压的纹波电压分量的相应贡献的一个或多个信号； 基于接收的一个或多个信号，通过以下计算要对所述电压转换器(200-1至200-N)中的 每个中的开关元件施加的相应开关相位偏移： 通过使用以下表达式将所述电压转换器中的相应一个分配到所述开关顺序中的每个 第j位置，确定所述相应电压转换器的开关元件要在开关期期间接通的开关顺序，其中j=l、 2···Ν：其中f(j)代表按对所述纹波电压分量的贡献减小的顺序对所述电压转换器排序中对 于在所述开关顺序中的位置j的电压转换器的位置;以及 根据确定的开关顺序在所述开关期内设置所述电压转换器的控制脉冲使得在所述开 关期中每个相邻控制脉冲对之间的时段是相同的；以及 生成定义要施加给所述相应开关元件的开关的计算开关相位偏移的一个或多个输出 信号。27. 如权利要求26所述的方法，其中所述开关顺序通过以下来确定： (i) 选择对所述纹波电压分量提供最大贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述开 关期中首先被接通的电压转换器； (ii) 选择对所述纹波电压分量提供最小贡献的电压转换器作为其开关元件要在所述 开关期中第二被接通的电压转换器； (iii) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电压分量提供最大贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (iv) 选择余下的电压转换器中对所述纹波电压分量提供最小贡献的的电压转换器作 为其开关元件要在所述开关期中接着被接通的电压转换器； (V)重复步骤（iii)和（iv)直到选择所述电力供应系统（100)中的电压转换器中的每 个。28. 如权利要求26所述的方法，其进一步包括： 按对所述纹波电压分量的贡献减小的顺序对所述N个电压转换器排序， 其中基于确定的排序计算要对所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个中的开关元 件施加的相应开关相位偏移。29. 如权利要求28所述的方法，其中： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电压的相应贡献的一 个或多个信号包括接收指示每个电压转换器的相应输出电流(1〇此1至1〇11切)的一个或多个 信号；以及 按输出电流减小的顺序对所述电压转换器(200-1至200-N)排序。30. 如权利要求29所述的方法，其中： 接收的一个或多个信号进一步指示是以下中的一个的参数的值： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 其中所述电压转换器中的至少两个具有相同输出电流，所述至少两个电压转换器进一 步按所述参数的减小值的顺序排序。31. 如权利要求28所述的方法，其中： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电压的贡献的一个或 多个信号包括接收指示是以下中的一个的参数的值的一个或多个信号： 相应占空比，每个电压转换器中的开关元件根据其来开关；以及 每个电压转换器的相应输出电压;并且 按所述参数的值减小的顺序对所述所述电压转换器(200-1至200-N)排序。32. 如权利要求31所述的方法，其中： 接收的一个或多个信号进一步指示每个电压转换器的相应输出电流;并且 其中所述电压转换器(200-1至200-N)中的至少两个具有所述参数的相同值，所述至少 两个电压转换器进一步按输出电流减小的顺序排序。33. 如权利要求28所述的方法，其中： 接收指示所述电压转换器(200-1至200-N)中的每个对所述纹波电压的贡献的一个或 多个信号包括接收指不每个电压转换器的相应输出电流与所述相应输出电压和相应开关 占空比中的一个的乘积的一个或多个信号;并且 所述电压转换器(200-1至200-N)按所述乘积的值减小的顺序排序。34. -种存储计算机程序指令的计算机可读存储介质(850)，所述计算机程序指令在由 处理器(820)执行时促使所述处理器(820)执行如在权利要求18至33中的至少一个中阐述 的方法。35. -种承载计算机程序指令的信号（860)，所述计算机程序指令在由处理器(820)执 行时促使所述处理器(820)执行如在权利要求18至33中的至少一个中阐述的方法。
【文档编号】H02M3/157GK105934873SQ201480074678
【公开日】2016年9月7日
【申请日】2014年1月30日
【发明人】M.梅尔特格, A.拉斯森
【申请人】瑞典爱立信有限公司