CN111934552B - 多相功率变换器及其控制电路和控制方法 - Google Patents

多相功率变换器及其控制电路和控制方法 Download PDF

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Abstract

公开了一种多相功率变换器及其控制电路和控制方法。所述多相功率变换器具有多个功率级电路，且每个功率级电路均有一个控制电路与之对应，每个控制电路包括第一端口和第二端口，其中每个第一端口相互连接在一起以接收集中控制信号，第二端口用于识别各相的相序。控制电路根据集中控制信号和当前相序选通集中控制信号中对应的脉冲以调节当前功率级电路的工作状态，从而实现多相功率变换器的交错控制。该控制方法高效简单地实现了各相控制信号的均匀交错，并进一步提高了多相功率变换器的功率密度。

Description

多相功率变换器及其控制电路和控制方法
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，具体地，涉及一种多相功率变换器及其控制电路和控制方法。
背景技术
通常情况下，多相并联电源需要一个控制器对各相变换器的开关做出控制。图1示出了现有技术中多相功率变换器的电路框图。在本实施例中，以三相功率变换器交错并联为例，在此功率变换器为buck变换器，各相分别为P1、P2和P3。该多相功率变换器采用一个集中控制器负责对输出电压进行调制，进而产生各相变换器开关管的控制信号PWM1-PWM6。应理解，该控制器通常外设或集成有误差放大器、时钟电路、振荡器、PWM发生器等电路模块，控制较为复杂且体积较大。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提供一种多相功率变换器及其控制电路和控制方法，可以高效简单地实现各相控制信号的均匀交错，并进一步提高多相功率变换器的功率密度。
根据本发明的第一方面，提出了一种应用于多相功率变换器的控制电路，其中所述多相功率变换器具有多个功率级电路，且每个功率级电路对应一所述控制电路，包括：
第一端口，与其他功率级电路对应的控制电路的第一端口耦接在一起以用于传递集中控制信号；以及
第二端口，用于识别所述控制电路的相序，其中
所述集中控制信号在每个控制周期包括多个脉冲且至少有一个脉冲与其他脉冲不同以将每个脉冲分配至与相应的所述控制电路，从而依次控制各功率级电路。
进一步地，所述控制电路被配置为根据所述集中控制信号以及所述相序选通所述集中控制信号中对应的脉冲以控制当前功率级电路。
进一步地，在每个所述控制周期中，所述集中控制信号的脉冲具有相同的相位差。
进一步地，在每个所述控制周期中，所述集中控制信号的脉冲被调制为至少包括两种脉冲幅值或两种脉冲宽度。
进一步地，所述集中控制信号在所述控制周期中的起始脉冲具有与其他脉冲不同的脉冲幅值或脉冲宽度，其中所述起始脉冲用以控制主变换器对应的功率级电路。
进一步地，所述集中控制信号在每个所述控制周期中的脉冲分别具有不同的脉冲幅值或脉冲宽度。
进一步地，所述第二端口外接阻性元件，以根据所述第二端口的电压或电流识别所述控制电路的相序。
进一步地，所述控制电路还包括：
主控制单元，被配置为当所述控制电路为主控制电路时，根据所述多相功率变换器的输出电压产生所述集中控制信号；以及
信号选择电路，被配置为根据所述集中控制信号以及所述相序选通所述集中控制信号中对应的脉冲以控制当前功率级电路。
进一步地，所述主控制单元包括：
反馈控制电路，被配置为根据表征所述多相功率变换器的输出电压的反馈信号和基准信号产生主控制信号。
进一步地，所述主控制单元还包括：
脉冲调制电路，被配置为当所述控制电路为主控制电路时，将所述主控制信号中的脉冲进行调制以产生所述集中控制信号。
进一步地，所述主控制单元还包括：
分相控制电路，耦接至所述反馈控制电路，被配置为将所述主控制信号中有效电平时间超过第一阈值的脉冲分散成多个间隔时间相同的脉冲，同时不改变有效电平时间不超过所述第一阈值的脉冲，从而产生第一集中控制信号；以及
脉冲调制电路，被配置为当所述控制电路为主控制电路时，将所述第一集中控制信号中的脉冲进行调制以产生所述集中控制信号。
进一步地，所述信号选择电路被配置为对所述集中控制信号中的脉冲在每个所述控制周期进行循环计数，并选择计数值和当前相序相匹配的脉冲以控制当前功率级电路。
进一步地，所述信号选择电路被配置为选择所述集中控制信号中脉冲的幅值或宽度与当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲以控制当前相功率级电路。
进一步地，所述信号选择电路包括：
相序识别电路，被配置为根据所述第二端口处的电压识别当前相序；
计数电路，被配置为在每个所述控制周期对所述集中控制信号的脉冲进行计数；
检测电路，被配置为在检测到每个所述起始脉冲的到来时清零计数值；以及
相位分配电路，被配置为选择所述计数值和当前相序相匹配的脉冲输出。
进一步地，所述信号选择电路包括：
相序识别电路，被配置为根据所述第二端口处的电压识别当前相序；以及
相位分配电路，被配置为接收所述当前相序以获取所述当前相序对应的参考区间，并选择所述幅值或宽度属于所述参考区间的脉冲输出以控制当前功率级电路。
进一步地，所述信号选择电路包括：
相序识别电路，被配置为根据所述第二端口处的电压识别当前相序；
检测电路，被配置为根据所述集中控制信号中每个脉冲的幅值或宽度所属的参考区间判断所述脉冲对应的相序，其中每一相序分别设定有对应的参考区间；以及
相位分配电路，被配置为选择所述幅值或宽度与所述当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。
根据本发明的第二方面，提出了一种多相功率变换器，包括：
多个并联的功率级电路，其中每个功率级电路的输入端均耦接至输入电压，输出端口均耦接至负载；以及
多个如上所述的控制电路，其中每个所述功率级电路与一所述控制电路对应，且所述多个控制电路中的一个被配置为主控制电路，其余为从控制电路。
根据本发明的第三方面，提出了一种多相功率变换器的控制方法，包括：
根据所述多相功率变换器的输出电压产生集中控制信号；以及
根据所述集中控制信号以及当前功率级电路的相序选通所述集中控制信号中对应的脉冲以控制所述当前功率级电路，其中
所述集中控制信号在每个控制周期包括多个脉冲且至少有一个脉冲与其他脉冲不同以将每个脉冲分配至与相应的所述控制电路，从而依次控制各功率级电路。
进一步地，所述控制方法还包括：
根据表征所述多相功率变换器的输出电压的反馈信号和基准信号产生主控制信号；以及
在当前功率级电路为主相时，调制所述主控制信号中的脉冲以产生所述集中控制信号。
进一步地，所述控制方法还包括：
根据表征所述多相功率变换器的输出电压的反馈信号和基准信号产生主控制信号；
将所述主控制信号中有效电平时间超过第一阈值的脉冲分离成多个间隔时间相同的脉冲，同时不改变有效电平时间不超过所述第一阈值的脉冲，从而产生第一集中控制信号；以及
在当前功率级电路为主相时，调制所述第一集中控制信号中的脉冲以产生所述集中控制信号。
进一步地，所述控制方法还包括：
将所述集中控制信号在每个控制周期中的起始脉冲的幅值或宽度调制为与其他脉冲不同。
进一步地，所述控制方法还包括：
对所述集中控制信号中的脉冲在每个所述控制周期循环计数；
在每个所述控制周期中的起始脉冲到来时清零计数值；以及
选择所述计数值和当前功率级电路的相序相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。
进一步地，所述控制方法还包括：
将所述集中控制信号在每个所述控制周期中的脉冲调制为具有互不相同的脉冲幅值或宽度。
进一步地，所述控制方法还包括：
设定每一相序对应的参考区间；以及
选择所述脉冲幅值或宽度与当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。
综上所述，本发明的多相功率变换器具有多个功率级电路，且每个功率级电路均有一个控制电路与之对应，每个控制电路包括第一端口和第二端口，其中每个第一端口相互连接在一起以接收集中控制信号，第二端口用于识别各相的相序。控制电路根据集中控制信号和当前相序选通集中控制信号中对应的脉冲以调节当前功率级电路的工作状态，从而实现多相功率变换器的交错控制。该控制方法高效简单地实现了各相控制信号的均匀交错，并进一步提高了多相功率变换器的功率密度。
附图说明
通过以下参照附图对本发明实施例的描述，本发明的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
图1为现有技术中多相功率变换器的电路框图；
图2为本发明实施例的多相功率变换器的电路框图；
图3为本发明实施例的控制电路的电路框图；
图4为本发明实施例的第一种控制电路的电路图；
图5为本发明实施例的第一种控制电路的工作波形图；
图6为本发明实施例的第二种控制电路的电路图；
图7为本发明实施例的第二种控制电路的工作波形图；以及
图8为本发明实施例的控制方法的流程图。
具体实施方式
以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。
此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。
同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。
除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。
图2本发明实施例的多相功率变换器的电路框图。如图2所示，多相功率变换器共有N相，分别为P0、P1、…、PN-1。在本实施例中，同样以buck变换器为例进行说明，应理解其他任何功率变换器也适用本发明。在本实施例中，buck变换器中主功率管、整流管以及控制电路分别集成在一控制芯片内、主功率管和整流管的公共连接点为LX，电感(L0、L1、…、LN-1)分别设置在控制芯片的外部并与公共连接点LX相连。应理解，buck变换器的主功率管和整流管也可以设置在控制芯片的外部，同时，整流管可以为功率管也可以为二极管。
与图1不同，本发明实施例的多相功率变换器中每一相功率变换器分别有一控制电路与之对应，以控制每相功率变换器的开关状态。每个控制电路分别包括第一端口SETx和第二端口PS，其中第一端口SETx用以传递集中控制信号Vc，且每个第一端口SETx相互连接在一起；第二端口PS用以识别各相控制电路的相序，其中该相序代表了每一相功率变换器的实际工作顺序，其与每一相功率变换器的物理位置无关。在一些实施例中，每个第二端口PS分别外接阻值不同的电阻(R0、R1、…、RN-1)，以根据第二端口PS处的电压或电流信息识别当前相序。此外，每个控制电路还包括第三端口FB，相互连接在一起，以获取表征共同的输出电压Vout的反馈信号。
在本实施例中，第一相功率变换器P0为主相，其他相功率变换器P1至PN-1为从相。主相对应的控制电路为主控制电路，用以根据输出电压Vout的反馈信号在第一端口SETx产生集中控制信号Vc并传递至其他控制电路的第一端口SETx，应理解，集中控制信号Vc虽然由主控制电路产生，但其包括用于控制其他相功率变换器的控制信号，以实现各相交错控制。在本实施例中，集中控制信号Vc包括多个脉冲，且在每一控制周期中具有N个脉冲，依次根据相序触发各相功率变换器向负载提供功率。在稳态下，每个脉冲之间的相位差为2π/N，其中记每个控制周期对应的相位为2π。从相对应的控制电路通过第一端口SETx接收集中控制信号Vc，并从集中控制信号Vc中辨识出当前相序对应的脉冲以控制当前功率变换器。
图3为本发明实施例的控制电路的电路框图。控制电路1包括主控制单元11和信号选择电路12。主控制单元11用于根据第三端口FB获取的反馈信号Vfb产生集中控制信号Vc并传递至各相的第一端口SETx，其中集中控制信号Vc在每个控制周期中至少有一个脉冲与其他脉冲不同，以便于识别每个脉冲所对应的控制电路。
具体地，主控制单元11包括反馈控制电路111以及脉冲调制电路112。反馈控制电路111用于根据表征输出电压Vout的反馈信号Vfb与表征输出电压Vout的期望值的基准信号的误差产生主控制信号G1。
脉冲调制电路112被配置为在控制电路为主控制电路时，将主控制信号中的脉冲进行调制以产生集中控制信号Vc，从而使得集中控制信号Vc在每个控制周期中至少有一个脉冲与其他脉冲不同以将每个脉冲与对应的控制电路相匹配，从而依次控制各功率级电路。应理解，这里的不同可以是脉冲幅值不同，也可以是脉冲宽度不同，等等。主控制单元11还包括开关S，当控制电路为主控制电路时，开关S导通，从而脉冲调制电路112才会工作以产生集中控制信号Vc传递至各个第一端口SETx。而在其他从相对应的控制电路中，主控制单元11中的开关S处于关断状态。
信号选择电路12被配置为根据第一端口SETx传递的集中控制信号Vc和第二端口PS处的电压或电流信息识别出的控制电路的相序，从集中控制信号Vc的多个脉冲中选通对应的脉冲控制当前变换器。
控制电路1还包括驱动产生电路13，被配置为根据信号选择电路12输出的脉冲产生驱动信号HG和LG，以驱动buck变换器的主功率管和整流管。
图4为本发明实施例的第一种控制电路的电路图。在本实施例中，多相功率变换器采用固定导通时间(COT)控制，各相控制电路中产生脉冲信号用于控制主功率管导通，当其导通恒定时间后，复位信号Rst有效从而控制主功率管关断。如图所示，主控制单元21中反馈控制电路211用于根据反馈信号Vfb和基准信号Ref的误差产生第一基准信号Ref1，第一基准信号Ref1与第一反馈信号Vfb1比较而产生主控制信号G1。具体地，每当第一反馈信号Vfb1小于第一基准信号Ref1后，主控制信号G1便产生有效的脉冲，其中第一反馈信号Vfb1为反馈信号Vfb叠加斜坡信号Vramp。应理解，本发明实施例仅示出了其中一种触发功率管导通的实现方式，现有技术中任何能够实现该功能的反馈控制电路均可应用于此。同时，本领域普通技术人员应当理解，其他多相功率变换器的控制方式，例如固定关断时间控制等，也适用于本发明实施例中。
此外，在稳态情况下，主控制信号G1的脉冲宽度很窄，而当负载由轻载跳变为重载时，由于输出电压Vout下跌，从而使得很长一段时间内第一反馈信号Vfb1均小于第一基准信号Ref1，导致主控制信号G1在该瞬间产生的脉冲宽度较长，从而导致某一相的功率管导通时间过长，可能导致该相过流。为了避免在负载跳变时出现该种情况，在本实施例中，额外设置了分相控制电路213。
分相控制电路213用于将主控制信号G1中有效电平时间超过第一阈值的脉冲分离成间隔时间相同的多个脉冲，同时不改变有效电平时间不超过第一阈值的脉冲，从而产生输出信号G2。为了提高电路的稳定性，分别将主控制信号G1和输出信号G2进行与运算后产生第一集中控制信号Vc1。
第一集中控制信号Vc1在每个控制周期包含的N个脉冲，分别为SET0、SET1、…、SET(N-1)，以分别控制各功率级电路，其中SET0为每个控制周期中的起始脉冲，用于控制主变换器的主功率管导通，SET1用于控制第一个从变换器的主功率管导通，依此类推，SET(N-1)用于控制第N-1个从变换器的主功率管导通。此后，开始下一个控制周期，如此循环下去。
在本实施例中，脉冲调制电路212用于接收第一集中控制信号Vc1，并将每个控制周期中的起始脉冲(即SET0)的幅值调制为第一幅值，以区别其他脉冲(SET1-SET(N-1))的第二幅值，从而产生集中控制信号Vc。其中，第一幅值可以小于第二幅值，也可以大于第二幅值，在此以SET0的幅值大于其他脉冲的幅值为例进行说明。
此外，本领域普通技术人员应理解，为了使得起始脉冲区别于其他脉冲的调制方式不限于改变脉冲幅值，还可以改变脉冲宽度，在该情况下，检测电路则需要检测脉冲宽度是否超过比较阈值，其方式与上述相似，在此不作说明。本领域技术人员还应理解，其他脉冲的幅值也可以部分不相同，只要与起始脉冲的幅值不同即可。
在本实施例中，信号选择电路22用于对集中控制信号Vc中脉冲进行循环计数，并选择计数值和当前相序相匹配的脉冲以控制当前功率变换器。具体地，信号选择电路22包括相序识别电路221、检测电路222、计数电路223和相位分布电路224。
在本实施例中，相序识别电路221根据第二端口PS处的电压识别本相的相序。由于每个控制电路的第二端口PS处连接的电阻不同，因此其检测到的电压也不同，每个相序识别电路根据电压值识别本相的相序num。其中，相序识别电路221中预先设置了N种不同的电压区间，分别对应一相序。例如，主控制电路的第二端口PS处的电压值为V1，处于第一电压区间内，则其对应的相序num为0，同理，其他各从控制电路第二端口PS处的电压值也分别属于不同的电压区间，从而识别出本相功率变换器的相序num分别为1、2、…、N-1。应理解，识别各相变换器相序的方式不限于此，例如还可以检测PS端的电流来识别，任何可以实现相序识别的电路均在本发明保护范围之内。
检测电路222用于检测每个起始脉冲SET0的到来，并在起始脉冲SET0到来时清零计数值。在一些实施例中，检测电路222包括比较器，将每个脉冲的幅值与比较阈值VTH比较，当某一脉冲的幅值大于比较阈值VTH时，即代表该脉冲为起始脉冲SET0，从而产生清零信号CLR，以使得计数电路223清零。当下一个脉冲SET1到来时，计数电路223输出的计数值cnt增加1，依此类推。
相位分配电路224用于接收计数值cnt以及当前相序num。当计数值cnt与当前相序num相匹配时，则选通对应的脉冲输出。优选地，主变换器的相序为0，从变换器的相序从1递增，从而使得计数值cnt与相序num相等。当然，若主变换器的相序为1，从变换器的相序从2递增，计数值cnt同样与每一相序相匹配。
应理解，在此仅以起始脉冲的幅值与其他脉冲不同为例进行相序匹配，起始脉冲的宽度与其他脉冲不同时，匹配方式与上述相似，在此不作说明。
驱动产生电路23包括RS触发器和驱动电路，其中置位端S接收相位分布电路输出的脉冲以使得输出端Q产生的输出信号Vg置高，经过预设的导通时间后，复位端R接收的复位信号Rst有效，使得输出端Q产生的输出信号Vg置低。驱动电路接收输出信号Vg，以产生驱动信号HG和LG从而分别驱动主功率管和整流管。
图5给出了本发明实施例的第一种控制电路的工作波形图，其中以N＝3为例进行说明。结合图5所示，从上至下依次为主控制信号G1、第一集中控制信号Vc1以及各相驱动信号HG0-HG2。如图所示，第一集中控制信号Vc1在每个控制周期T中包括脉冲SET0、SET1和SET2，其中经脉冲调制电路的调制后，起始脉冲SET0的幅值(电平)为5V，而脉冲SET1和SET2的幅值为2V，从而检测电路中比较器的比较阈值可以设置为大于2V而小于5V的值，当起始脉冲SET0到来，由于脉冲幅值大于比较阈值，使得比较器输出的清零信号CLR有效，从而计数值cnt为零，相位分配电路224则根据计数值cnt与当前相序(主相P0相序为零)相匹配而选择SET0输出而产生驱动信号HG0。对于从相P1来说，当计数值cnt＝1时，相位分配电路则根据计数值cnt(＝1)与当前相序(为1)匹配而选择SET1输出，从而产生驱动信号HG1。同样地，从相P2的相位分配电路选择SET2输出以产生驱动信号HG2，从而实现了多相功率变换器的交错控制。
图6为本发明实施例的第二种控制电路的电路图。在本实施例中，脉冲调制电路312以及信号选择电路32与图4所示的第一种控制电路不同，其他电路均与图4相同，在此不再说明。
如图6所示，脉冲调制电路312用于对第一集中控制信号Vc1进行调制以使得在每个控制周期中各个脉冲的幅值各不相同。脉冲调制电路312分别根据N个参考值调制脉冲SET0、SET1、…、SET(N-1)的幅值。在本实施例中，集中控制信号Vc在每个控制周期的脉冲SET0、SET1、…、SET(N-1)的脉冲幅值依次从高到低，SET0的幅值最高。应理解，本实施例仅给出了其中一种调制方式，每个控制周期的脉冲幅值可以不按顺序排列，其他任何排列方式均可，只要满足每个控制周期的脉冲幅值各不相同即可。
在本实施例中，信号选择电路32用于选通集中控制信号Vc中脉冲幅值与当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲以控制当前功率变换器。在本实施例中，每个相序均预设一对应的参考区间，当一脉冲的幅值处于某个参考区间内，则该脉冲对应的相序便确定了，从而根据当前相序选择对应的脉冲信号传递给驱动产生电路。应理解，脉冲调制电路312中的参考值分别处于不同的参考区间内。
在一些实施例中，信号选择电路32包括相序识别电路321、检测电路322和相位分配电路323。同样，相序识别电路321用于根据PS端口处的电压信息识别出当前相序num。检测电路322用于根据集中控制信号Vc中每个脉冲的幅值所属的参考区间判断每个脉冲对应的相序，也即，检测电路322分别判断出集中控制信号Vc中每个脉冲的幅值处于哪一相序对应的参考区间，并将其传递至相位分配电路323中与该相序对应的选通单元。相位分配电路323包括N个选通单元，分别接收对应的脉冲信号(SET0-SET(N-1))，并根据当前相序num选择对应的脉冲信号输出。
在另一些实施例中，信号选择电路包括相位识别电路和相位分配电路。同样，相序识别电路用于根据PS端口处的电压信息识别出当前相序num。相位分配电路可以接收当前相序num以获取当前相序对应的参考区间，并选择幅值处于该参考区间内的脉冲输出。
应理解，本发明仅给出了其中一些实现相序和不同幅值的脉冲匹配的实施例，其他任何能够实现相同功能的电路均在本发明的保护范围之内。
当然，若每个控制周期内脉冲宽度不同，则实现方式与上述相似，在此不作说明。
图7给出了本发明实施例的第二种控制电路的工作原理图，其中以N＝3为例进行说明。结合图7所示，从上至下依次为主控制信号G1、第一集中控制信号Vc1以及各相驱动信号HG0-HG2。如图所示，第一集中控制信号Vc1在每个控制周期T中包括脉冲SET0、SET1和SET2，其中经脉冲调制电路的调制后，各个脉冲幅值均不相同。起始脉冲SET0的幅值(电平)为5V，处于主相P0的相序0对应的参考区间，而脉冲SET1的幅值为3V，处于从相P1的相序1对应的参考区间，SET2的幅值为2V，处于从相P2的相序1对应的参考区间。因此，当主相P0对应的相序识别电路识别出当前相序为0之后，相位分配电路将脉冲SET0输出而产生驱动信号HG0。相应地，从相P1中相位分配电路将脉冲SET1输出而产生驱动信号HG1，从相P2中相位分配电路将脉冲SET2输出而产生驱动信号HG2，从而实现了多相功率变换器的交错控制。
图8为本发明实施例的多相功率变换器的控制方法的流程图。该控制方法包括如下步骤。
步骤S1：根据表征多相功率变换器的输出电压的反馈信号和基准信号产生主控制信号；
步骤S2：在当前相为主相时对主控制信号中的脉冲进行调制以产生集中控制信号，从而使得集中控制信号在每个控制周期包括多个脉冲且至少有一个脉冲与其他脉冲不同以将每个脉冲分配至与相应的所述控制电路，从而依次控制各功率级电路。
为了提高负载的动态性能，将所述主控制信号中有效电平时间超过第一阈值的脉冲分离成多个间隔时间相同的脉冲，同时不改变有效电平时间不超过所述第一阈值的脉冲，从而产生第一集中控制信号，并在当前功率级电路为主相时，调制所述第一集中控制信号中的脉冲以产生所述集中控制信号。
步骤S3：将每个所述控制周期中的起始脉冲的幅值或宽度调制为与其他脉冲不同。
步骤S4：将每个所述控制周期中的脉冲调制为具有互不相同的脉冲幅值或宽度。
步骤S5：根据集中控制信号和当前功率级电路的相序，从集中控制信号中选通对应的脉冲以控制当前功率级电路。
具体地，当集中控制信号的起始脉冲的幅值或宽度与其他脉冲不同时，在每个控制周期对集中控制信号中脉冲进行循环计数，并选通计数值和当前功率级电路的相序相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。其中计数值在起始脉冲到来时清零。
当集中控制信号在每个控制周期的脉冲互不相同时，选择脉冲幅值或宽度与当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并不用于限制本发明，对于本领域技术人员而言，本发明可以有各种改动和变化。凡在本发明的精神和原理之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (24)

1.一种应用于多相功率变换器的控制电路，其中所述多相功率变换器具有多个功率级电路，且每个功率级电路对应一所述控制电路，其特征在于，包括：
第一端口，与其他功率级电路对应的控制电路的第一端口耦接在一起以用于传递集中控制信号；以及
第二端口，用于识别所述控制电路的相序，其中
所述集中控制信号在每个控制周期包括多个脉冲且至少有一个脉冲与其他脉冲不同以将每个脉冲分配至与相应的所述控制电路，从而依次控制各功率级电路；
所述控制电路被配置为接收当前相序以获取所述当前相序对应的参考区间，并选择所述集中控制信号中幅值或宽度属于所述参考区间的脉冲输出以控制当前功率级电路。
2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路被配置为根据所述集中控制信号以及所述相序选通所述集中控制信号中对应的脉冲以控制当前功率级电路。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在每个所述控制周期中，所述集中控制信号的脉冲具有相同的相位差。
4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，在每个所述控制周期中，所述集中控制信号的脉冲被调制为至少包括两种脉冲幅值或两种脉冲宽度。
5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述集中控制信号在所述控制周期中的起始脉冲具有与其他脉冲不同的脉冲幅值或脉冲宽度，其中所述起始脉冲用以控制主变换器对应的功率级电路。
6.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述集中控制信号在每个所述控制周期中的脉冲分别具有不同的脉冲幅值或脉冲宽度。
7.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述第二端口外接阻性元件，以根据所述第二端口的电压或电流识别所述控制电路的相序。
8.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述控制电路还包括：
主控制单元，被配置为当所述控制电路为主控制电路时，根据所述多相功率变换器的输出电压产生所述集中控制信号；以及
信号选择电路，被配置为根据所述集中控制信号以及所述相序选通所述集中控制信号中对应的脉冲以控制当前功率级电路。
9.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述主控制单元包括：
反馈控制电路，被配置为根据表征所述多相功率变换器的输出电压的反馈信号和基准信号产生主控制信号。
10.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，所述主控制单元还包括：
脉冲调制电路，被配置为当所述控制电路为主控制电路时，将所述主控制信号中的脉冲进行调制以产生所述集中控制信号。
11.根据权利要求9所述的控制电路，其特征在于，所述主控制单元还包括：
分相控制电路，耦接至所述反馈控制电路，被配置为将所述主控制信号中有效电平时间超过第一阈值的脉冲分散成多个间隔时间相同的脉冲，同时不改变有效电平时间不超过所述第一阈值的脉冲，从而产生第一集中控制信号；以及
脉冲调制电路，被配置为当所述控制电路为主控制电路时，将所述第一集中控制信号中的脉冲进行调制以产生所述集中控制信号。
12.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述信号选择电路被配置为对所述集中控制信号中的脉冲在每个所述控制周期进行循环计数，并选择计数值和当前相序相匹配的脉冲以控制当前功率级电路。
13.根据权利要求8所述的控制电路，其特征在于，所述信号选择电路被配置为选择所述集中控制信号中脉冲的幅值或宽度与当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲以控制当前相功率级电路。
14.根据权利要求12所述的控制电路，其特征在于，所述信号选择电路包括：
相序识别电路，被配置为根据所述第二端口处的电压识别当前相序；
计数电路，被配置为在每个所述控制周期对所述集中控制信号的脉冲进行计数；
检测电路，被配置为在检测到每个起始脉冲的到来时清零计数值；以及
相位分配电路，被配置为选择所述计数值和当前相序相匹配的脉冲输出。
15.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，所述信号选择电路包括：
相序识别电路，被配置为根据所述第二端口处的电压识别当前相序；以及
相位分配电路，被配置为接收所述当前相序以获取所述当前相序对应的参考区间，并选择所述幅值或宽度属于所述参考区间的脉冲输出以控制当前功率级电路。
16.根据权利要求13所述的控制电路，其特征在于，所述信号选择电路包括：
相序识别电路，被配置为根据所述第二端口处的电压识别当前相序；
检测电路，被配置为根据所述集中控制信号中每个脉冲的幅值或宽度所属的参考区间判断所述脉冲对应的相序，其中每一相序分别设定有对应的参考区间；以及
相位分配电路，被配置为选择所述幅值或宽度与所述当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。
17.一种多相功率变换器，其特征在于，包括：
多个并联的功率级电路，其中每个功率级电路的输入端均耦接至输入电压，输出端口均耦接至负载；以及
多个权利要求1-16中任一项所述的控制电路，其中每个所述功率级电路与一所述控制电路对应，且所述多个控制电路中的一个被配置为主控制电路，其余为从控制电路。
18.一种多相功率变换器的控制方法，其特征在于，包括：
根据所述多相功率变换器的输出电压产生集中控制信号；以及
根据所述集中控制信号以及当前功率级电路的相序选通所述集中控制信号中对应的脉冲以控制所述当前功率级电路，其中
所述集中控制信号在每个控制周期包括多个脉冲且至少有一个脉冲与其他脉冲不同以将每个脉冲分配至与相应的控制电路，从而依次控制各功率级电路；
其中，根据当前相序以获取所述当前相序对应的参考区间，并选择所述集中控制信号中幅值或宽度属于所述参考区间的脉冲输出以控制当前功率级电路。
19.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据表征所述多相功率变换器的输出电压的反馈信号和基准信号产生主控制信号；以及
在当前功率级电路为主相时，调制所述主控制信号中的脉冲以产生所述集中控制信号。
20.根据权利要求18所述的控制方法，其特征在于，还包括：
根据表征所述多相功率变换器的输出电压的反馈信号和基准信号产生主控制信号；
将所述主控制信号中有效电平时间超过第一阈值的脉冲分离成多个间隔时间相同的脉冲，同时不改变有效电平时间不超过所述第一阈值的脉冲，从而产生第一集中控制信号；以及
在当前功率级电路为主相时，调制所述第一集中控制信号中的脉冲以产生所述集中控制信号。
21.根据权利要求19或20所述的控制方法，其特征在于，还包括：
将所述集中控制信号在每个控制周期中的起始脉冲的幅值或宽度调制为与其他脉冲不同。
22.根据权利要求21所述的控制方法，其特征在于，还包括：
对所述集中控制信号中的脉冲在每个所述控制周期循环计数；
在每个所述控制周期中的起始脉冲到来时清零计数值；以及
选择所述计数值和当前功率级电路的相序相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。
23.根据权利要求19或20所述的控制方法，其特征在于，还包括：
将所述集中控制信号在每个所述控制周期中的脉冲调制为具有互不相同的脉冲幅值或宽度。
24.根据权利要求23所述的控制方法，其特征在于，还包括：
设定每一相序对应的参考区间；以及
选择所述脉冲幅值或宽度与当前相序对应的参考区间相匹配的脉冲输出以控制当前功率级电路。
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