[发明专利]使用共享总线的可重新配置的DC-DC转换器阵列

说明书

一个可重新配置的DC‑DC转换器组有多个通道，每个通道都有一个DC‑DC转换器和一个控制器，控制器感测该通道的输出电压和电流，以调整到DC‑DC转换器的开关信号的占空比。一个串行总线连接到所有控制器，并将数字电压和电流控制目标写入每个控制器。控制器具有数模转换器(DAC)，将目标转换为模拟电压，并与感测到的输出电压和电流进行比较。比较结果与锯齿波进行比较，以生成开关信号的脉冲，其占空比根据目标比较而进行调整。在组合模式下，主通道的控制器为辅通道产生开关信号，辅通道的输出已短接至主通道。辅通道有一个复用器，在组合模式下选择来自主控制器的开关信号，在分离模式下选择来自辅控制器的开关信号。

【技术领域】

本发明涉及DC-DC电源转换器，特别涉及DC-DC转换器的多通道的数字控制和配置。

【背景技术】

电源转换器被广泛用于向各种电子系统提供稳定的电源电压。DC-DC电源转换器从能够提供大电流的输入节点接收输入电压，并输出稳定的输出电压。输入和输出电压均为直流电(DC)。

通常DC-DC转换器是单独控制的，即使DC-DC转换器是一组DC-DC转换器的一部分，有时甚至是在同一集成电路(IC)芯片上。每个DC-DC转换器驱动一个不同的输出节点，并且每个DC-DC转换器都有自己的控制。

有些应用要求提供更高的功率。期望是由两个或两个以上的DC-DC转换器驱动同一个输出节点。然而，每个DC-DC转换器中的控制器通常是相互独立。这种分离的控制可能会导致各种问题，例如电流扰乱(current hogging)和不稳定，由于一个DC-DC转换器的控制器过度校正，并最终导致该DC-DC转换器最终提供大部分电流，而不是让两个DC-DC转换器平均分担电流负载。

通常使用各种类型的DC-DC转换器，如降压、升压、和降压-升压转换器。每种类型的转换器对某些类型的应用都是有用的。希望有一种通用的DC-DC转换器，它可以被配置为任何这类DC-DC转换器，包括降压、升压、和降压-升压转换器。

期望有一组DC-DC转换器，每个转换器都由一个共享总线进行数字控制。希望能重新配置该组DC-DC转换器，使每个DC-DC转换器驱动一个单独的输出节点，其中该组DC-DC转换器被配置为分离模式，并使两个或多个DC-DC转换器以组合模式来驱动同一输出节点。当两个或多个DC-DC转换器被配置为驱动同一输出节点时，还希望能防止分离控制问题。

【附图说明】

图1是在分离通道模式下工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组的框图。

图2是在组合模式下工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组的框图。

图3更详细地显示控制器。

图4显示在分离模式下作为降压转换器工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组。

图5显示在组合模式下作为降压转换器工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组。

图6显示在N:1组合模式下作为降压转换器工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组。

图7显示在分离模式下作为升压转换器工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组。

图8显示在组合模式下作为升压转换器工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组。

图9显示在分离模式下作为降压-升压转换器工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组。

图10显示在组合模式下作为降压-升压转换器工作的数字控制的可重新配置的DC-DC转换器组。

图11是I2C接口的示意图。

【发明详述】