[发明专利]用于具有交错的转换器级的开关调节器的控制设备、开关调节器及对应的控制方法

权利要求书

1.一种控制设备，包括：

控制电路，被配置为控制开关调节器，所述开关调节器包括使用交错的操作来操作的两个或更多个转换器级，每个转换器级包括电感元件和开关元件，所述控制电路被配置为生成具有开关周期的命令信号以控制每个转换器级的所述开关元件的开关，并且被配置为确定用以将来自输入量的能量存储在对应电感元件中的存储阶段和用以将所述对应电感元件中的所存储的能量传送到输出元件上的传送阶段的交替，所述输出元件上存在输出量，所述控制电路被配置为生成以所述开关周期的一部分来相位偏移的所述命令信号以获得所述交错的操作，并且所述控制电路包括：

确定级，被配置为基于所述输出量的值来生成指示所述开关周期的导通间隔时长的交错确定信号；

估计器级，被配置为生成单个同步信号，并且被配置为接收所述交错确定信号和所述命令信号，以及基于所述导通间隔、所述命令信号、所述输入量和所述输出量来估计所述开关周期的期望部分；以及

控制级，被配置为接收所述单个同步信号并且从所述两个或更多个转换器级中的每个转换器级接收指示对应转换器级的所述电感元件中的过零电流的控制电压，所述控制级还被配置为响应于所述单个同步信号和来自所述两个或更多个转换器级的所述控制电压而生成所述命令信号，以实现用于所述两个或更多个转换器级中的每个转换器级的过渡模式控制。

2.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述单个同步信号具有以所述开关周期的所述期望部分间隔开的开关边缘。

3.根据权利要求2所述的控制设备，其中所述两个或更多个转换器级中的每个转换器级包括磁耦合到所述对应转换器级的所述电感元件的辅助绕组，每个辅助绕组被配置为生成指示所述对应转换器级的所述电感元件中的所述过零电流的所述控制电压。

4.根据权利要求3所述的控制设备，其中所述估计器级被配置为：基于在所述开关周期期间在所述对应转换器级的所述电感元件中的能量平衡关系来估计所述开关周期的所述期望部分，所述能量平衡关系将在所述开关周期的所述导通间隔时长的对应部分期间的所述对应转换器级的所述电感元件中的所存储的能量与在所述开关周期的关断间隔时长的对应部分期间向所述输出元件传送的所述能量相联系；以及基于所述开关周期的所述期望部分的所述估计来生成所述单个同步信号。

5.根据权利要求4所述的控制设备，其中所述能量平衡关系为：

其中V_IN为与所述输入量相对应的输入电压，V_OUT为与所述输出量相对应的输出电压，t表示时间，T_ON为由所述确定级生成的所述开关周期的所述导通间隔时长，以及T_SW为由所述估计器级生成的所述开关周期的估计的期望部分。

6.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述估计器级被配置为接收所述命令信号，并且被配置为根据指示所述对应转换器级的所述电感元件中的所述过零电流的所述控制电压以及还根据所述单个同步信号，来确定所述命令信号的所述开关周期的关断间隔时长的结束。

7.根据权利要求6所述的控制设备，其中所述估计器级还被配置为根据所述命令信号和所述开关周期的所述估计的期望部分来生成启用信号，所述启用信号被提供给所述确定级，并且所述确定级被配置为基于所述启用信号来生成所述单个同步信号。

8.根据权利要求1所述的设备，其中所述控制级还被配置为从所述估计器级接收所述单个同步信号并且从所述转换器级接收时间信号，每个时间信号指示所述对应转换器级的所述导通间隔的时长，并且所述控制级还被配置为生成所述命令信号，使得每个转换器在与所述输入量相关联的每个线循环期间具有基本上相同的所述开关周期的导通间隔时长。

9.根据权利要求1所述的控制设备，其中所述开关调节器包括两个转换器级，并且其中所述开关周期的所述一部分与所述开关周期的一半相对应。