TWI357201B - - Google Patents

Description

1357201 九、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係有關一種電源轉換器，特別是關於一種多相 電源轉換器的相電流平衡裝置及方法。 ' 【先前技術】 多相電源轉換器已廣泛地運用在電子裝置中。一個多 鲁 相電源轉換器包括多個通道並聯在電源輸入vin及輸出 V〇ut之間。圖1顯示一習知的多相電源轉換器的其中一個 通道100，其包括控制器102及輸出級1〇4，輸出級104 包含開關120及122串聯在電源輸入Vin及地端GND之 間’來自控制器102的信號Ug及Lg切換開關120及122 產生相電流IL經過電感L流向電源輸出V〇ut。所有的通 道的相電流結合形成輸出電流lout對電容C充電產生輸出 電壓Vout。在控制器102中，迴授端FB連接一與輸出電 ® ® Vout相關的迴授信號VFB，誤差放大器106根據參考 電壓Vref及迴授信號VFB產生誤差信號VEA，比較器1〇8 比較鋸齒波信號Ramp及誤差信號VEA產生信號Ug及 。多相電源轉換器可能因為不同通道之間的元件不匹配 而導致各通道之間的相電流不平衡，因此，需要一平衡機 制來平衡所有通道之間的相電流。 參照圖卜控制器102的感測端SENSE連接—與相電 流IL相關的信號Vs，信號Vs經放大器110放大後再經偏 疋;原、112產生電壓VI ’偏壓源112係為防止轉換器在平衡 5 壓這調正模式之間擺動，放大器114連接成為-電 :益’用以將電壓…提供至平衡端SHARE。轉換器 有通麵平衡端SHARE經由平均該排124連接在 2SHARE上的電壓VI—max為所有通道 趴山tV1中的最大值。二極體116連接在放大器114的 ·】及平衡端SHARE之間，用以防止電流逆流至放大器 。4的輸出。放大器118比較電壓Vl&vi_max產生一信 \至比較器1 〇8的非反相輸入以調節相電流IL。由於電壓 I /、相電流IL有關，而電愿νΐ—max與所有通道的相電 "il IL中的最大值il—max有關，因此，比較電壓vi及 VI_max *J以視為比較相電流il及iL_max，故比較器11 $ 的輸出將使相電流IL調節為il一max。有關此平衡機制的 更詳細說明可以參照美國專利第6,642,6m號。然而，在 此平衡機制中，使用較複雜的架構來取得相電流IL的資 訊，而且偏壓源112及二極體116也都會影響平衡的精確 度0 因此’一種架構簡單且更精確平衡相電流的裝置及方 法，乃為所冀。 【發明内容】 本發明的目的之一，係為一個多相電源轉換器提供一 種架構簡單且能更精確地平衡相電流的裝置及方法。 根據本發明，一個多相電源轉換器具有一匯流排匯集 多個通道的相電流，多個電阻經該匯流排並聯在一起，每 1357201 一個通道具有該多個電阻的其中之一，以從該匯流排分得 一平均電流作為基準，為其調節相電流比較。 【實施方式】 圖2係本發明的實施例，其顯示一個n相電源轉換器 的第η個通道200。輸出級1〇4產生的相電流為IL(n)。在 控制器202中，相電流平衡裝置包括電流鏡2〇4將連接至 感測端SENSE的相電流IL(n)鏡射給電阻ri及R2。電阻 R2經平衡端SHARE及平均匯流排208與其他通道中的電 阻R2並聯。為了更清楚說明，圖3顯示所有通道中的電 阻R2並聯的示意圖。由於所通道中的電阻R2並聯的緣 故，其等效電阻300的阻值為（R2/n)，進而可推得等效電 阻300上的跨壓

Vl_avg=(R2/n)x(IIL(n)) =R2x[(IIL(n))/n]=R2xIavg [公式 1] 其中，Iavg為所有通道的相電流的平均值。回到圖2，比 較器206比較電壓VI(n)及VI_avg。如果電阻ri等於電阻 R2 ’則比較電壓VI(n)及VI_avg可視為比較相電流IL⑻ 及平均電流Iavg。比較器206因此根據相電流iL(n)及平 均電流Iavg之間的差值產生一信號給比較器1 〇8的非反相 輸入，以調節相電流IL(n)使其趨向平均電流iavg。在其 他實施例中，比較器206的輸出也可以連接至比較器1 〇8 7 1357201 的反相輸入，如圖4所示。 如圖2的實施例所示，利用電流鏡204將相電流IL(n) 鏡射至單一的平均匯流排208便能直接得到平均電流Iavg 的資訊，並據以當作基準值與相電流IL(n)進行比較，進而 調節相電流IL(n)。與習知的相電流平衡裝置相比，此架構 較為簡單，而且由於不需要偏壓源112及二極體116，因 此可以更精確地平衡相電流IL(n)。 以上對於本發明之較佳實施例所作的敘述係為闡明 之目的，而無意限定本發明精確地為所揭露的形式，基於 以上的教導或從本發明的實施例學習而作修改或變化是 可能的，實施例係為解說本發明的原理以及讓熟習該項技 術者以各種實施例利用本發明在實際應用上而選擇及敘 述，本發明的技術思想企圖由以下的申請專利範圍及其均 等來決定。 1357201 【圖式簡單說明】 圖1顯示一習知的多相電源轉換器的其中一個通道； 圖2係本發明的第一實施例； 圖3顯示將所有通道中的電阻R2並聯的示意圖；以 及 圖4係本發明的第二實施例。 【主要元件符號說明】

100 通道 102 控制器 104 輸出級 106 誤差放大器 108 比較器 110 放大器 112 偏壓源 114 放大器 116 二極體 118 放大器 120 開關 122 開關 124 平均匯流排 200 通道 202 控制器 204 電流鏡 9 1357201 206 208 電流平均電路 平均匯流排 等效電阻 300

Claims (1)

1357201 ·. • · 100年12月2日修正替換頁 十、申請專利範圍： 1. 一種多相電源轉換器的相電流平衡裝置，該多相電源轉 換器具有多個通道經一匯流排連接在一起，該相電流平 衡裝置包括： 一第一電阻； 一第二電阻，經一平衡端連接該匯流排，以從該平衡 端分得一平均電流； 一電流鏡連接該第一電阻及該平衡端，用以鏡射一相 電流分別流過該第一電阻及流向該平衡端，該第 一電阻產生一與該相電流相關的第一信號，該第 二電阻產生一與該平均電流相關的第二信號；以 及 _ 一比較器，用以比較該第一及第二信號，進而調節該 相電流。 2. 如請求項1之相電流平衡裝置，其中該第一及第二電阻 具有相同的電阻值。 3. 如請求項1之相電流平衡裝置：其中每一個通道的該第 二電阻具有相同的電阻值。 4. 一種多相電源轉換器的相電流平衡方法，該多相電源轉 換器具有多個通道經一匯流排連接在一起，該相電流平 衡方法包括下列步驟： 在每一個通道中鏡射該通道之相電流流過一電阻，以 產生一跨壓作為第一信號； 11 1357201 .. • . 100年12月2日修正替換頁 在每一個通道中分得一平均電流； 在每一個通道中從該平均電流產生一第二信號；以及 為每一個通道比較其第一及第二信號，據以調節該通 道的相電流。 5. 如請求項4之相電流平衡方法，其中該在每一個通道中 分得一平均電流的步驟包括下列步驟： 將多個電阻經該匯流排並聯在一起，每一個通道具有 該多個電阻的其中之一，經一平衡端連接該匯流 排； 鏡射該通道的相電流流向該平衡端。 6. 如請求項5之相電流平衡方法，其中該多個電阻具有相 f 同的電阻值。 7. —種多相電源轉換器的相電流平衡方法，該多相電源轉 換器具有多個通道經一匯流排連接在一起，該相電流平 衡方法包括下列步驟： 鏡射該多個通道的相電流到該匯流排； 每一個通道從該匯流排分得一平均電流；以及 每一個通道各自比較其相電流與平均電流，據以調節 其相電流。 8. 如請求項7之相電流平衡方法，其中該每一個通道從該 匯流排分得一平均電流的步驟包括將多個電阻經該匯 流排並聯在一起，每一個通道具有該多個電阻的其中之 12 1357201 .. • . 100年12月2曰修正替換頁 - 一，以從該匯流排分得該平均電流。 9.如請求項8之相電流平衡方法，其中該多個電阻具有相 同的電阻值。 13