[发明专利]在多相升压变换器中“或”连接各相以克服占空比限制的系统和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求，2009年9月4日提交的，题为“SYSTEMAND METHOD FORORING PHASES TO OVERCOME DUTY CYCLE LIMITATIONS IN AMULTIPHASE BOOST CONVERTER(在多相升压变换器中“或”连接各相以克服占空比限制的系统和方法)”的美国临时专利申请S/N 61/240,038，以及2009年6月2日提交的，题为“SYSTEM AND METHOD FOR ORING PHASES TOOVERCOME DUTY CYCLE LIMITATIONS IN A MULTIPHASE BOOSTCONVERTER(在多相升压变换器中“或”连接各相以克服占空比限制的系统和方法)”的美国临时专利申请S/N 61/183,304的优先权，并在此合并引入作为参考。

技术领域

本发明涉及多相升压变换器，更特别地，涉及多相升压变换器，其中多相升压变换器中每相的相节点“或”连接在一起。

背景技术

通常单相升压变换器包括具有电感器和至少一个开关晶体管的升压部分。整流和滤波部分包括二极管和电容器。通过在升压部分内开断开关来实现对升压调节器的控制。来自电路的升高的电压值依赖于施加于开关晶体管上的控制信号的占空比。由于稳态运行下电感器上的电压的积分值在整个占空比期间为零，所以采用提供较长开关导通时间的较大占空比将会增大电感器的电流存储峰值，并由此增大所升高的电压。当采用多相升压变换器而不采用单相升压变换器时，会对电路产生额外的限制。在传统的多相应用中，多相升压变换器应用受到最大占空比限制的影响。典型的最大占空比通常在50％到大约90％范围内。期望实现更好的多相升压变换器性能，能够克服多相升压变换器中的这些多相限制。

发明内容

在此公开和描述的本发明，一方面，包括多相升压变换器，其具有用于产生多个PWM信号的多相PWM控制器。多个升压变换器各自与连接于输入电压节点和输出电压节点之间的多相变换器的单个相关联。多个升压变换器中的每个响应于输入电压和来自多相PWM控制器的多个PWM信号之一产生输出电压。多个升压变换器的每个相节点彼此“或”连接在一起。

附图说明

为了更全面地理解，现参考以下结合附图进行的描述，在附图中：

图1是升压变换器的示意图；

图2a是采用标准升压变换器的“或”连接各相的方案框图；

图2b示出与图2a电路的运行相关的波形；

图3是采用同步升压变换器的“或”连接各相的方案的示意框图；

图4是采用标准升压变换器的替代的“或”芯片逻辑方案的框图；以及

图5是采用同步升压变换器的“或”芯片逻辑方案。

具体实施方式

现在参考附图，其中在全部附图中相同的附图标记用来指代相同的元件，说明和描述了用于多相降压转换器内“或”连接各相以克服占空比限制的系统和方法的多个视图和实施例，还描述了其它可能的实施例。这些附图不一定是按比例绘制的，而且只是为了说明起见，在某些实例中有几处已将附图放大和/或简化。本领域普通技术人员将可理解基于可能实施方式的以下示例的许多可能应用和变型。

现在参照附图，特别参照图1，示出了描述DC/DC升压变换器10基本设计的示意图。升压变换器10包括由电感器14和FET晶体管16形成的升压部分。半波整流和滤波部分包括二极管22和电容器24。通过对晶体管16的栅极施加的开关控制信号，来控制电路运行。在晶体管16的导通期间，输入节点12提供的输入电压V_输入通过电感器14。当晶体管16关断时，电感器14上的电压电位的极性反向并与输入电压V_输入相结合以在节点18处提供升压电压V_B。由于开关16被周期性地操作，节点18处的电压电位V_B为交流(AC)电压电位，且其峰值电压电位固有地大于输入电压V_输入。

升压电压V_B的值依赖于施加于开关16上的控制信号的占空比。由于电感器14上的电压的积分值在整个占空比期间必然为零，如稳态运行所需要的，采用不断增加的占空比，提供更长周期的开关导通时间，将直接地增大电感器14的电流存储峰值。并由此相应地增大升压电压电位V_B。升压电压V_B施加于二极管22和电感器24AC/DC变换电路并由此提供高电压DC输出V_O。