[发明专利]多输出转换器及其控制

说明书

一种功率转换器，包括输入电路、输出电路以及控制器。输出电路可以包括多个输出端子，所述多个输出端子被配置为连接到多个负载。输入电路可以包括多个输入端子，所述多个输入端子被配置为连接到一个或多个电源。电感元件可以联接在输入电路与输出电路之间。输出电路可以以连接在两个输出端子之间的一个或多个电压补偿电路为特征，电压补偿电路被激活以补偿所述两个输出端子之一处的输出电压。

背景技术

本申请要求具有律师登记号007841.00372并且题为“SINGLE INDUCTOR MULTIPLEOUTPUT(SIMO)CONVERTER AND CONTROL THEREOF”的、于 2017年7月21日提交的美国专利申请No.62/535,293的优先权，其公开内容通 过其引用合并到本文并且构成其一部分。

单电感器多输出(SIMO)转换器可以用于提供经由单个电感器从输入电压 源转换的多个输出电压等级。单个电感器可以在开关周期的第一时间段期间被 电流充电，并且可以在开关周期的第二时间段期间对电流放电以保持多个输出 电压等级。由于每个输出可以连接到抽取可变电流的负载，因此可以证明对在 多个输出中的每一个处保持适当的输出电压等级是有挑战性的。很多现有解决 方案利用可产生对负载变化的缓慢响应的复杂控制电压回路或可能导致实质性 损耗的控制方法。需要的是并且将有利的是，得到一种高效SIMO转换器，其 对于输出负载变化控制具有快速、高效的控制方法。

发明内容

以下发明内容可以是仅出于说明性目的的一些本发明构思的简短概述，并 且可以并非旨在限制或约束本发明以及具体实施方式中的示例。本领域技术人 员从具体实施方式应理解其它新颖组合和特征。

本文中所公开的实施例可以包括单电感器多输出(SIMO)转换器的布置以 及用于其操作的方法。

根据本公开一些方面，基于优先级的控制方法调节SIMO转换器的每个输 出端子处的输出电压。转换器可以在每个输出端子处具有电压控制回路，并且 电压控制回路可以使用相似方法或使用不同方法(例如比例控制、比例-积分控 制、峰值电流模式等)得以实现。例如，根据一些方面，每个输出端子可以具 有调节输出电压的比例-积分-微分(PID)控制回路。根据一些方面，一个输出 端子可以具有调节输出电压的比例-积分-微分(PID)控制回路，其中，其它输 出端子电压使用滞后控制回路受控。根据一些方面，单个PID控制回路可以依 次调节输出电压端子中的每一个。

根据特定实施例的特征，一个或多个电压补偿电路可以连接一个或多个输 出端子。可以利用电压补偿电路以将电荷从第一输出传送到第二输出，以第一 输出为代价来补偿第二输出，导致由调节第一输出的控制回路触发响应，这可 以比由调节第二输出的控制回路进行的响应更有效。

根据特定实施例的特征，可以多样地实现一个或多个电压补偿电路。例如， 电压补偿电路可以包括被移动到接通(ON)状态的开关，并且可以利用该开关 以将电荷从第一输出传送到第二输出，以第一输出为代价来补偿第二输出。根 据一些特征，该开关可以具有可控漏极-源极电压降，其受控以基于第一输出端 子处的电压而设置第二输出端子处的电压。

根据特定实施例的特征，可以多样地实现一个或多个电压补偿电路。例如， 电压补偿电路可以实现为模拟设备电路，例如低压差调节器、降压转换器等。 一个或多个电压补偿电路的另一可能实现方式可以是数字受控电路。根据特定 实施例的特征，所述一个或多个电压补偿电路可以与其它电路部件同步地受控， 而在其它实施例中，所述一个或多个电压补偿电路可以被异步地受控。此外， 根据特定实施例的特征，所述一个或多个电压补偿电路可以与其它电路部件一 起受控，而在其它实施例中，所述一个或多个电压补偿电路可以具有可以具有 独立控制系统。

本文中所公开的特征可以包括封装为单个集成电路的输入电路、输出电路 以及控制器。集成电路可以作为通用功率调节电路提供，芯片根据专用设计选 项而提供连接用于添加分立式部件(例如电感元件(例如电感器和变压器绕组)、 电容器、附加开关等)。