具有动态相位触发的多相降压转换器
阅读：1022发布：2020-07-27
专利汇可以提供具有动态相位触发的多相降压转换器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 的实施方式涉及具有动态 相位 触发的多相 降压转换器 ，公开了用于对相位输出 电流 进行节制的具有动态相位触发的多相降压转换器的方法、设备和 电路 。在一个示例中，一种方法包括评估多相降压转换器的第一相位输出的电流。该方法进一步包括响应于第一相位输出的电流并不高于电流 阈值 ，将来自第一占空比 信号 的一个或多个脉冲应用于第一相位输出。该方法进一步包括响应于第一相位输出的电流高于电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出。，下面是具有动态相位触发的多相降压转换器专利的具体信息内容。
1.一种对多相降压转换器的相位输出电流进行节制的方法，所述方法包括：
与第一电流阈值比较地评估所述多相降压转换器的第一相位输出的电流；
响应于所述第一相位输出的所述电流不高于所述第一电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于所述第一相位输出；
响应于所述第一相位输出的所述电流高于所述第一电流阈值，将来自所述第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出；以及
响应于在将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出之后、所述第一相位输出的所述电流低于第二电流阈值，将来自所述第一占空比信号的一个或多个后续脉冲应用于所述第一相位输出；
其中所述第一电流阈值至少部分地被设置为所述第二相位输出的电流加上在所述第一相位输出的电流和所述第二相位输出的电流之间的平均电流余量，并且其中所述第二电流阈值等于所述第一电流阈值减去滞后余量，所述滞后余量考虑到所述第二相位输出针对所述将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出的响应中的滞后。
2.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
评估所述多相降压转换器的所述第二相位输出的电流，其中所述第一电流阈值至少部分基于所述第二相位输出。
3.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
评估所述多相降压转换器的所述第二相位输出的电流；
响应于所述第二相位输出的所述电流不低于低电流阈值，将来自第二占空比信号的一个或多个后续脉冲应用于所述第二相位输出；以及
响应于所述第二相位输出所述电流低于所述低电流阈值，将来自所述第二占空比信号的一个或多个后续脉冲应用于所述第一相位输出。
4.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
在所述评估所述第一相位输出的所述电流之前，接收来自脉冲宽度调制(PWM)生成器的所述第一占空比信号和第二占空比信号；
将所述第一相位输出应用于所述多相降压转换器的第一相位输出节点；以及将所述第二相位输出应用于所述多相降压转换器的第二相位输出节点。
5.根据权利要求4所述的方法，进一步包括：
接收指示所述第一相位输出的所述电流的第一电流信号；以及
接收指示所述第二相位输出的所述电流的第二电流信号，
其中评估所述多相降压转换器的所述第一相位输出的所述电流包括将所述第一电流信号与所述第二电流信号进行比较。
6.根据权利要求1所述的方法，其中所述多相降压转换器包括多于两个的相位输出，包括除所述第一相位输出以外的多个另外的相位输出，并且其中将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出包括从所述多个另外的相位输出中选择所述第二相位输出。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述多个另外的相位输出包括两个和五个之间的另外的相位输出。
8.根据权利要求6所述的方法，其中所述多相降压转换器进一步包括多于两个的占空比信号，包括除所述第一占空比信号以外的多个另外的占空比信号，并且其中评估所述第一相位输出的所述电流包括：
将所述相位输出中的每个相位输出的电流进行比较；以及
选择所述相位输出中的具有最高电流的相位输出作为所述第一相位输出。
9.根据权利要求1所述的方法，进一步包括：
除了评估所述多相降压转换器的第一相位输出的电流之外，评估一个或多个另外的触发条件；以及
在所述评估所述多相降压转换器的所述第一相位输出的所述电流之前，基于所述一个或多个另外的触发条件来调整所述第一电流阈值。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述一个或多个另外的触发条件包括所述多相降压转换器的一个或多个之前的相位触发的状态。
11.根据权利要求9所述的方法，其中所述一个或多个另外的触发条件包括接近于所述第一相位输出下游的电感器的温度。
12.根据权利要求9所述的方法，其中所述一个或多个另外的触发条件包括由所述第一相位输出下游的电容器所累积的电荷。
13.根据权利要求1所述的方法，其中所述多相降压转换器包括单个占空比信号和多个相位输出，所述单个占空比信号是所述第一占空比信号，所述单个占空比信号处于比所述相位输出更高的频率，并且所述多个相位输出包括所述第一相位输出和所述第二相位输出，所述方法进一步包括所述多相降压转换器将所述第一占空比信号分配至所述多个相位输出，其中向所述多个相位输出分配所述第一占空比信号包括所述将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第一相位输出并且所述将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出。
14.一种对多相降压转换器的相位输出电流进行节制的电路，包括：
第一输入引脚，用于接收多相降压转换器的脉冲宽度调制(PWM)生成器的第一占空比信号；
第一输出引脚，用于耦合至所述多相降压转换器的第一相位输出节点；
第二输出引脚，用于耦合至所述多相降压转换器的第二相位输出节点；
防拍频单元，被配置为：
与第一电流阈值比较地评估所述多相降压转换器的第一相位输出的电流；
响应于所述第一相位输出的所述电流不高于所述第一电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于所述第一相位输出节点；
响应于所述第一相位输出的所述电流高于所述第一电流阈值，将来自所述第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出节点；以及
响应于在将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出之后、所述第一相位输出的所述电流低于第二电流阈值，将来自所述第一占空比信号的一个或多个后续脉冲应用于所述第一相位输出；
其中所述第一电流阈值至少部分地被设置为所述第二相位输出的电流加上在所述第一相位输出的电流和所述第二相位输出的电流之间的平均电流余量，并且其中所述第二电流阈值等于所述第一电流阈值减去滞后余量，所述滞后余量考虑到所述第二相位输出针对所述将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出的响应中的滞后。
15.根据权利要求14所述的电路，其中所述电流阈值是第一电流阈值，并且所述防拍频单元进一步被配置为：
评估一个或多个另外的触发条件；
在所述评估所述多相降压转换器的所述第一相位输出的所述电流之前，基于所述一个或多个另外的触发条件来调整电流阈值；以及
响应于在将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出之后、所述第一相位输出的所述电流低于第二电流阈值，将来自所述第一占空比信号的一个或多个后续脉冲应用于所述第一相位输出节点。
16.一种用于对多相降压转换器的相位输出电流进行节制的设备，所述设备包括：
与第一电流阈值比较地用于评估所述多相降压转换器的第一相位输出的电流的装置；
用于响应于所述第一相位输出的所述电流不高于所述第一电流阈值而将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于所述第一相位输出节点的装置；
用于响应于所述第一相位输出的所述电流高于所述第一电流阈值而将来自所述第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出节点的装置；以及
用于响应于在将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出之后、所述第一相位输出的所述电流低于第二电流阈值，将来自所述第一占空比信号的一个或多个后续脉冲应用于所述第一相位输出的装置；
其中所述第一电流阈值至少部分地被设置为所述第二相位输出的电流加上在所述第一相位输出的电流和所述第二相位输出的电流之间的平均电流余量，并且其中所述第二电流阈值等于所述第一电流阈值减去滞后余量，所述滞后余量考虑到所述第二相位输出针对所述将来自所述第一占空比信号的所述一个或多个脉冲应用于所述第二相位输出的响应中的滞后。
具有动态相位触发的多相降压转换器
技术领域
[0001] 本公开内容涉及电功率转换器，并且尤其涉及多相降压转换器。
背景技术
[0002] 降压转换器可以被用作具有具体电流和/或电压要求的负载的驱动器。多相降压转换器有效地应用小于其输入电压的输出电压。多相降压转换器还将其输出电流在多个相位输出之间进行分配，由此降低个体相位输出路径中的电流和可能的温度。多相降压转换器通常以固定的相位触发顺序而以切换频率在相位输出之间进行交替。
[0003] 当连接至多相降压转换器的输出的负载的负载频率接近于多相降压转换器的切换频率时，该多相降压转换器的相位输出可能会引起负载中的电流与拍频(beat frequency)的谐振。多相降压转换器可以利用变化的切换频率来实施以尝试避免引起负载中的电流谐振。发明内容
[0004] 总体上，本公开内容的各种实施方式针对一种具有动态相位触发的多相降压转换器。在本公开内容的各个示例中，具有动态相位触发的多相降压转换器可以对多相降压转换器的个体相位输出的电流进行节制。本公开内容的具有动态相位触发的多相降压转换器可以防止降压转换器的任何个体相位输出达到极端电流。在本公开内容的各个示例中，一种多相降压转换器可以包括脉冲宽度调制(PWM)信号生成器和多相降压转换器的相位输出节点之间的防拍频(anti-beat)单元。该防拍频单元可以干预PWM生成器的相位触发次序以动态地对相位触发的次序进行重新安排，以节制或约束每个相位输出的电流。具有动态相位触发的多相降压转换器可以保护由转换器输出进行供电的下游组件免受极端电流和温度的影响。
[0005] 一个示例针对一种对多相降压转换器的相位输出电流进行节制的方法。该方法包括评估多相降压转换器的第一相位输出的电流。该方法进一步包括响应于第一相位输出的电流并不高于电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第一相位输出。该方法进一步包括响应于第一相位输出的电流高于电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出。
[0006] 另一个示例针对一种电路。该电路包括用于耦合至多相降压转换器的脉冲宽度调制(PWM)生成器的第一占空比信号的第一输入引脚。该集成电路进一步包括用于耦合至多相降压转换器的第一相位输出节点的第一输出引脚。该集成电路进一步包括用于耦合至多相降压转换器的第二相位输出节点的第二输出引脚。该集成电路进一步包括防拍频单元。该防拍频单元被配置为评估多相降压转换器的第一相位输出的电流。该防拍频单元进一步被配置为响应于第一相位输出的电流并不高于电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第一相位输出节点。该防拍频单元进一步被配置为响应于第一相位输出的电流高于电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出节点。
[0007] 另一个示例针对一种用于对多相降压转换器的相位输出电流进行节制的设备。该设备包括用于评估多相降压转换器的第一相位输出的电流的装置。该设备进一步包括用于响应于第一相位输出的电流并不高于电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第一相位输出节点的装置。该设备进一步包括用于响应于第一相位输出的电流高于电流阈值，将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出节点的装置。
附图说明
[0009] 图1是图示依据本公开内容的示例的具有防拍频单元的多相降压转换器的框图，该防拍频单元能够实现在多相降压转换器中的动态相位触发。
[0010] 图2描绘了依据本公开内容的示例的多相降压转换器的框图，其并入了包括第一和第二相位输出节点下游的电感器和电容器的额外细节。
[0011] 图3是依据本公开内容的示例的针对提供至防拍频单元的第一和第二占空比信号以及防拍频单元所应用的第一和第二相位输出的电压随时间的一组相关图形。
[0012] 图4描绘了依据本公开内容的示例的接收占空比信号并且应用相位输出的防拍频单元。
[0013] 图5描绘了依据本公开内容的示例的防拍频单元的电路图，该防拍频单元被实施为接收占空比信号以及第一和第二相位输出电流信号、并且应用相位输出的集成电路。
[0014] 图6示出了在没有本公开内容的防拍频单元的操作的情况下多相降压转换器的相位输出电流随时间的图形，其示出了两个相位输出电流的拍频逐渐变为极值。
[0015] 图7示出了依据本公开内容的示例的在具有本公开内容的防拍频单元的操作的情况下的多相降压转换器的相位输出电流随时间的图形，其示出了两个相位输出电流的拍频被校正并且电流之间的余量通过防拍频单元的干预而受到节制。
[0016] 图8描绘了依据本公开内容的示例的图示多相降压转换器的框图，该多相降压转换器具有六个相位输出并且具有能够实现在多相降压转换器中的动态相位触发的防拍频单元。
[0017] 图9描绘了依据本公开内容的示例的图示多相降压转换器的框图，该多相降压转换器具有向防拍频单元应用单个高频占空比信号的高频PWM生成器，该防拍频单元利用动态相位触发向六个相位输出分配高频占空比信号。
[0018] 图10是依据本公开内容的示例的操作多相降压转换器的方法的流程图，该多相降压转换器具有能够实现动态相位触发的防拍频单元。
具体实施方式
[0019] 如以上所提到的，在本公开内容的各个示例中，具有动态相位触发的多相降压转换器可以对多相降压转换器的个体相位输出的电流进行节制。本公开内容的多相降压转换器可以基于对相位输出的电流的持续评估而应用其相位输出的这种动态相位触发，由此直接且可靠地防止任意一个相位输出的电流变为极值。负载中的电流与拍频的谐振可能导致单个相位输出的平均电流持续上升，并且可能以越来越高的电流对某些组件反复施压。个体相位输出中的极端电流可能升高而高于诸如功率MOSFET的下游组件上的电流极限并且损坏该组件。个体相位输出中的极端电流也会导致诸如电感器的下游元件中的极端温度，这也是破坏性的。
[0020] 本公开内容的具有动态相位触发的多相降压转换器可以减少或消除由负载中的相位输出电流的谐振所导致的极端电流或温度的风险。本公开内容的具有动态相位触发的多相降压转换器可以在相位输出之间进行快速且可靠地重新平衡，由此在每个相位输出中的电流传递至负载的同时对其进行节制。本公开内容的具有动态相位触发的多相降压转换器可以确保可靠防止引起负载中的电流与拍频的谐波或次谐波的谐振。与通过简单地改变切换频率解决该问题相比，本公开内容的具有动态相位触发的多相降压转换器可以提供更为可靠的解决方案，前者可能仍然会在负载中引起电流的谐振。
[0021] 图1是图示依据本公开内容的示例的具有防拍频单元112的多相降压转换器100的框图，该防拍频单元112能够实现多相降压转换器100中的动态相位触发。多相降压转换器100包括位于多相降压转换器100的脉冲宽度调制(PWM)生成器102以及第一和第二相位输出节点122、124之间的防拍频单元112。防拍频单元112可以干预PWM生成器102的相位触发次序以动态地对PWM生成器102的相位触发的次序进行重新安排，以节制或约束每个相位输出的电流。防拍频单元112因此可以禁止或防止拍频模式或谐波振荡的传播，而后者可能在从多相降压转换器100到多相降压转换器100所驱动的负载的任意相位输出的电流中导致极值。
[0022] PWM生成器102的初始输出在被防拍频单元112评估和施加作用之前可以被称作占空比信号。PWM生成器102生成第一占空比信号PWM1 104和第二占空比信号PWM2 106，它们被防拍频单元112所接收。防拍频单元112诸如可以通过两个输入引脚耦合至PWM生成器102，如图1所示，上述输入引脚例如可以将第一占空比信号PWM1 104和第二占空比信号PWM2 106从PWM生成器102传导至防拍频单元112。
[0023] 防拍频单元112最初可以将第一占空比信号PWM1 104应用于第一相位输出PWMa 114并且将第二占空比信号PWM2 106应用于第二相位输出PWMb 116。防拍频单元112还可以对第一相位输出PWMa 114的电流进行评估和/或对第二相位输出PWMb 116的电流进行评估。防拍频单元112随后可以响应于第一相位输出PWMa 114的电流和/或对第二相位输出PWMb 116的电流而执行关于第一占空比信号PWM1 104和第二占空比信号PWM2 106的所选择动作。
[0024] 防拍频单元112可以在来自PWM生成器102的高侧金属氧化物半导体场效应晶体管(HS-MOSFET)下一次启动之前对所有相位(例如，PWMa 114和PWMb 116)的相位电流的值进行评估。基于相位电流的值，防拍频单元112可以向具有最高电流值的相位输出以外的相位输出应用占空比信号。换句话说，如果防拍频单元112将向特定相位输出应用后续的占空比信号，但是该特定相位输出具有比电流阈值更高的电流(例如，与一个或多个其它相位输出中的每一个的电流相比)，则防拍频单元112可以避免选择该特定相位输出进行触发。相反地，防拍频单元112可以向具有比特定相位输出更低电流的不同相位应用占空比信号，该特定相位输出与其它相位相比可能具有高于阈值的电流。在诸如图1所示示例的具有两个相位输出的示例中，防拍频单元112可以向与具有高于阈值的电流的特定相位输出相比具有较低电流的其它相位输出(例如，PWMa 114和PWMb 116)应用占空比信号。
[0025] 防拍频单元112可以规律或连续地关于阈值电流对相位输出的电流进行评估。在一些示例中，阈值电流可以基于其它相位的电流(例如，关于一个或多个其它相位输出中的每一个的电流)。防拍频单元112可以根据若干不同的可能方案中的任意方案选择给定占空比信号以应用于所选择的相位输出。在一组示例中，防拍频单元112可以始终触发具有最低电流的相位；也就是说，防拍频单元112可以始终将每个占空比信号应用于防拍频单元112评估为具有最低电流的相位输出。在另一组示例中，防拍频单元112可以以固定顺序向相位输出应用占空比信号，直至或除非防拍频单元112评估出特定相位输出超过了阈值，并且随后防拍频单元112可以背离相位触发的固定顺序并且触发具有较低电流或具有最低电流的不同相位。随后，在这些示例中，一旦防拍频单元112评估出电流在所有相位上都低于阈值，则防拍频单元112可以返回至以固定顺序向相位输出应用占空比信号。
[0026] 一旦每个占空比都已经过期(例如，一旦防拍频单元112已经向相位输出之一应用了每个占空比信号)，则防拍频单元112可以针对下一个占空比执行新的相位输出评估。此时，防拍频单元112可以再次开始该过程。
[0027] 例如，如果第一相位输出PWMa 114的电流并未高于电流阈值Ith，则防拍频单元112作为响应可以将来自第一占空比信号PWM 1104的一个或多个脉冲应用于第一相位输出PWMa 114。在该示例中，另一方面，如果第一相位输出PWMa 114的电流高于电流阈值Ith，则防拍频单元112作为响应可以将来自第一占空比信号PWM 1 104的一个或多个脉冲应用于第二相位输出PWMb 116。
[0028] 防拍频单元112可以将第一相位输出PWMa 114应用于多相降压转换器100的第一相位输出节点122，并且将第二相位输出PWMb116应用于多相降压转换器100的第二相位输出节点124。防拍频单元112诸如可以通过两个输出引脚耦合至第一相位输出节点122和第二相位输出节点124，如图1所示，上述输出引脚例如可以将第一相位输出PWMa 114和第二相位输出PWMb 116从防拍频单元112传导至第一相位输出节点122和第二相位输出节点124。
[0029] 第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116因此在给定时间可能或可能不与第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106不同。第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116是防拍频单元112对第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106进行评估并且作为响应而确定是否或如何将来自第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106的脉冲应用于第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116的结果。第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116可以结合如防拍频单元112所应用的相位输出电流的相位输出和节制的任何可能的修改，以被应用作为多相降压转换器100的相位输出。
[0030] 例如，防拍频单元112可以检测第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106中何时出现拍频，或者第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106之一中何时发生过度电流，和/或第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106之一中何时出现增大的负电流。在各个示例中，防拍频单元112还可以检测其它触发条件。防拍频单元112可以对来自如应用于第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116的第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106的相位触发次序进行重新安排以禁止或消除这样的拍频，和/或相对于第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106对第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116中单独的一个的电流进行减小或节制。
[0031] 当防拍频单元112检测到第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106并未造成拍频或过度电流的明显问题时，防拍频单元112可以简单地允许第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106传播至第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116，或者以其它方式将第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106应用于第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116。
而且，在防拍频单元112已经干预相对于第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106对第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116的相位触发次序重新安排之后，防拍频单元112可以检测指示该干预已经在其过程中成功运行的条件。防拍频单元112随后可以返回至允许第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106传播至第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb
116，或者以其它方式将第一占空比信号PWM1 104应用于第一相位输出PWMa 114并且将第二占空比信号PWM2 106应用于第二相位输出PWMb 116。
而且，在防拍频单元112已经干预相对于第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106对第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116的相位触发次序重新安排之后，防拍频单元112可以检测指示该干预已经在其过程中成功运行的条件。防拍频单元112随后可以返回至允许第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106传播至第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb
116，或者以其它方式将第一占空比信号PWM1 104应用于第一相位输出PWMa 114并且将第二占空比信号PWM2 106应用于第二相位输出PWMb 116。
[0032] 可以被称作“规律恢复”条件(用于恢复规律的相位触发顺序)的、指示干预已经在其过程中成功运行的条件可以例如是具有初期极端电流的相位输出已经下降至低于所设定的低电流阈值的电流。例如，该规律恢复条件也可以是两个相位输出之间的电流差已经下降至所设定余量之内的条件。
[0033] 防拍频单元112可以继续在第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106的每个到来脉冲或者以一些其它间隔对第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116进行评估。防拍频单元112随后可以再次在它检测到触发条件再次出现的情况下进行干预以重新安排相位触发次序，上述触发条件诸如第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116中的初期拍频或极端电流。例如，防拍频单元112还可以对另外的触发条件或标准进行评估，诸如一个或多个先前重新排序的相位触发的状态，或者多相降压转换器的第一相位输出节点122和/或第二相位输出节点下游的电感器或其它组件处或其附近的温度。
[0034] 防拍频单元112可以在第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106中任一个的每个脉冲之后或者以其它一些间隔评估潜在的触发条件，诸如第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116中的每一个的电流。在各个示例中，防拍频单元112可以在向第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116应用每个个体脉冲之前或者以其它一些间隔结合以其对触发条件的评估。在各个示例中，多相降压转换器100的相位输出PWMa 114和PWMb 116因此并非必然是固定或预先确定的，或者被设置为随机或盲目变化的频率，而是基于对潜在电流极值相关条件的持续评估而在每个脉冲或者以其它一些间隔受到节制。
[0035] 例如，防拍频单元112可以作为触发条件和/或作为规律恢复条件进行评估的另外的信息可以包括在一个或多个电容器处累积的电荷和/或一个或多个电感器处或其附近的温度，该电容器和电感器处于多相降压转换器100的第一和第二相位输出节点122、124的下游。在一些示例中，作为评估触发条件和/或规律恢复条件的一部分，防拍频单元112可以以节制相位输出PWMa 114和PWMb 116的电流为目标对一个或多个电容器进行充电的目标进行充分平衡。在一些示例中，作为评估触发条件和/或规律恢复条件的一部分，防拍频单元112可以连同节制相位输出PWMa 114和PWMb 116的电流的目标一起对防止一个或多个电感器或其它组件处或其附近的过高温度的目标进行评估。
[0036] 图2描绘了依据本公开内容的示例的多相降压转换器200的框图，其并入了包括第一和第二相位输出节点122、124的下游的电感器和电容器在内的额外的细节。与在图1中的示例中，多相降压转换器200包括PWM生成器102、防拍频单元112、由PWM生成器102所应用并且被防拍频单元112所接收的第一和第二占空比信号PWM1 104和PWM2 106、以及由防拍频单元112所应用的第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116。第一相位输出PWMa 114经由第一相位输出节点222应用于第一电感器242，而第二相位输出PWMb 116经由第二相位输出节点224应用于第二电感器244。第一和第二电感器242、244进一步耦合至输入电容器252和负载输出引脚254。
[0037] 多相降压转换器200因此在一个示例中示出了本公开内容的多相降压转换器可以如何在负载输出引脚254处应用比其输入电压更低的输入电压的附加细节。多相降压转换器200还可以向防拍频单元112提供与电感器242和/或244处或其附近的温度有关的信息，和/或与输出电容器252处所累积的电荷有关的信息。防拍频单元112随后可以在确定第一和第二相位输出PWMa 114和PWMb 116的相位触发次序时对该信息进行评估而作为触发条件和/或规律恢复条件的一部分。在一些示例中，防拍频单元112可以应用相位触发次序以至少部分地禁止或防止电感器242和/或244处或其附近的过高温度，或者至少部分地维持或支持输出电容器252处的充分电荷。
[0038] 图3是依据本公开内容的示例的针对提供至防拍频单元312的第一和第二占空比信号PWM1 304和PWM2 306、以及防拍频单元312所应用的第一和第二相位输出PWMa 314和PWMb 316的电压随时间的一组相关图形300、310。图形300和310均示出了沿x轴的时间以及沿y轴的电压，其中对于两个不同线路中的每一个的电压在相应图形上被设置在两个不同的垂直变换的零点处。
[0039] 如图形300中所示，如可能由PWM生成器(图3中未示出)所提供的第一和第二占空比信号PWM1 304和PWM2 306的特征可以在于固定序列的交替脉冲322、332、324、334。如图形310所示，防拍频单元312基于占空比信号PWM1 304和PWM2 306所应用的第一和第二相位输出PWMa 314和PWMb 316的特征可以在于重新安排的相位触发次序。如图形310所示，在该重新安排的相位触发次序中，如在占空比信号PWM1 304和PWM2 306中的规律相位触发次序那样，防拍频单元312已经分别在第一和第二相位输出PWMa314和PWMb 316中接纳或应用了脉冲342和352。如图形310进一步所示，在该重新安排的相位触发次序中，防拍频单元312已经通过在对应于脉冲324的时间向第二相位输出PWMb 316应用脉冲354并且在对应于脉冲334的时间向第一相位输出PWMa 314应用脉冲344而重新安排了相位触发次序。虽然图3示出了防拍频单元312所应用的重新安排的触发次序的一个示例，但是防拍频单元312可以在相位输出PWMa 314和PWMb 316中应用任意其它重新安排的脉冲触发次序。
[0040] 图4描绘了依据本公开内容的示例的接收占空比信号PWM1 104和PWM2 106并应用相位输出PWMa 114和PWMb 116的防拍频单元412。图4示出了一个示例中的防拍频单元412的附加细节，其包括节点422、424、426、428以及开关432、434、436和438。防拍频单元412可以通过保持开关432和436闭合而开关434和438打开而将来自预备相位输出PWM1 104和PWM2 106的正常的相位触发次序应用于相位输出PWMa 114和PWMb 116。利用以这种方式配置的开关，防拍频单元415以规律的相位触发次序接纳并且应用来自占空比信号PWM1 104和PWM2 106的脉冲至相位输出PWMa 114和PWMb 116。
[0041] 防拍频单元412可以通过打开开关432和436并且闭合开关434和438而将来自第一占空比信号PWM1 104的一个或多个脉冲转移到第二相位输出PWMb 116，和/或将来自第二占空比信号PWM2 106的一个或多个脉冲转移到第一相位输出PWMa 114。防拍频单元412可以在任一占空比信号PWM1 104或PWM2 106中的每个单独脉冲之后或者以其它一些间隔转变开关432、434、436、438。在该示例中，防拍频单元412因此可以如应用于相位输出PWMa 114和PWMb116的任意安排方式动态地重新安排相位触发次序。本公开内容的其它示例中的防拍频单元可以使用各种其它方式，包括集成电路、执行软件的处理单元或其它设备，在应用于相位输出PWMa 114和PWMb 116时对来自占空比信号PWM1 104和PWM2 106的相位触发次序进行重新安排。
[0042] 图5描绘了依据本公开内容的示例的实现为集成电路的防拍频单元512的电路图，该集成电路接收占空比信号PWM1 104和PWM2 106以及第一和第二相位输出电流信号I1 504和I2 506并且应用相位输出PWMa 114和PWMb 116。第一相位输出电流信号I1 504指示第一相位输出PWMa 114中的电流，而第二相位输出电流信号I2 506指示第二相位输出PWMb
116中的电流。如图5所示的防拍频单元512的电路图包括以标准国际电工委员会(IEC)符号所描绘的逻辑门，包括与(AND)门532、534、536和538；比较器542；或(OR)门552和554；以及节点522、524、526、528。防拍频单元512图示了本公开内容的防拍频单元可以如何实施的特定示例。
116中的电流。如图5所示的防拍频单元512的电路图包括以标准国际电工委员会(IEC)符号所描绘的逻辑门，包括与(AND)门532、534、536和538；比较器542；或(OR)门552和554；以及节点522、524、526、528。防拍频单元512图示了本公开内容的防拍频单元可以如何实施的特定示例。
[0043] 如图5所示，防拍频单元512经由节点522向与门532和536的输入应用第一占空比信号PWM1 104，并且经由节点526向与门534和538的输入应用第二占空比信号PWM2 106。防拍频单元512向比较器542应用第一相位输出电流信号I1 504和第二相位输出电流信号I2 506。比较器542可以对第一相位输出电流信号I1 504和/或第二相位输出电流信号I2 506进行评估，包括通过将第一相位输出电流信号I1 504和第二相位输出电流信号I2 506中的任一个或二者与电流阈值相比较。在一些示例中，比较器542可以将电流阈值Ith设置为基于第一相位输出电流信号I1 504和第二相位输出电流信号I2 506之一。在一些示例中，比较器542可以将电流阈值Ith设置为等于第二相位输出电流信号I2 506，并且比较第一位输出电流信号I1 504大于还是小于第二相位输出电流信号I2 506。例如，比较器还可以对电流阈值Ith进行调整或修改或者使得电流阈值Ith部分地基于另外的触发条件，诸如指示一个或多个之前所应用脉冲的状态的信号、一个或多个下游组件的温度、或者一个或多个下游电容器处所累积的电荷。
[0044] 在图5的示例中，防拍频单元512可以被实施为使得比较器542可以将电流阈值Ith设置为等于第二相位输出电流信号I2 506，并且可以评估第一位输出电流信号I1 504是否高于或大于第二相位输出电流信号I2 506。以这种方式，防拍频单元512可以将第一或第二占空比信号PWM1 104、PWM2 106的每个到来脉冲应用于第一或第二相位输出PWMa 114、PWMb 116中在评估时具有较低电流的那一个相位输出。如图5的示例中所示，与门532和534的输出耦合至或门552的输入。或门552的输出用作第一相位输出信号PWMa 114。与门536和538的输出耦合至或门554的输入。或门554的输入用作第二相位输出PWMb 116。比较器542可以在其评估出第一相位输出电流信号I1 504大于第二相位输出电流信号I2 506的情况下向节点528应用高信号，并且在其评估出第一相位输出电流信号I1 504并不大于第二相位输出电流信号I2 506的情况下向节点524应用高信号。
[0045] 以这种方式，如果防拍频单元512接收到第一占空比信号PWM1104上的脉冲而同时比较器542对触发条件评估(包括评估第一相位输出电流信号I1 504)并发现第一相位输出电流信号I1 504并不大于第二相位输出电流信号I2 506(其被设置为电流阈值Ith)，则比较器542向节点524应用高信号，针对与门532的两个输入都为高，与门532应用高输出作为针对或门552的输入(同时其余与门534、536和538的输出为低)，并且或门552应用高输出作为第一相位输出PWMa 114。如果防拍频单元512接收到第一占空比信号PWM1 104上的脉冲同时比较器542发现第一相位输出电流信号I1 504高于第二相位输出电流信号I2 506，则比较器542向节点528应用高信号，针对与门536的两个输入都为高，与门536应用高输出作为针对或门554的输入(同时其余与门532、534和538的输出为低)，并且或门554应用高输出作为第二相位输出PWMb 116。因此，在该示例中，防拍频单元512将第一占空比信号PWM1 104的到来脉冲应用于第一或第二相位输出PWMa 114、PWMb 116中在那时(或者在比较器542对第一和第二相位输出PWMa 114、PWMb 116的电流进行其评估时)具有较低电流的那一个相位输出。
[0046] 在图5所示的实施方式中，防拍频单元512还将第二占空比信号PWM2 106的输入脉冲应用于第一或第二相位输出PWMa 114、PWMb 116中在那时具有较低电流的那一个。如果防拍频单元512接收到第二占空比信号PWM2 1上的脉冲同时比较器542评估出第一相位输出电流信号I1 504高于第二相位输出电流信号I2 506，则第二占空比信号PWM2 106上的脉冲经由节点526向与门538的一个输入传送高信号，同时比较器542经由节点528向与门538的另一个输入应用高信号。与门538向或门554应用高输出，或门554向第二相位输出PWMb 116应用高输出。防拍频单元512因此可以在与第二占空比信号PWM2 106的到来脉冲的持续时间相匹配的持续时间内向第二相位输出PWMb 116应用该高输出，而使得防拍频单元512应用于第二相位输出PWM 116的高输出采用类似脉冲的形式。
[0047] 相对应地，如果防拍频单元512接收到第二占空比信号PWM2 106上的脉冲同时比较器542评估出第一相位输出电流信号I1 504并不高于第二相位输出电流信号I2 506，则第二占空比信号PWM2 106上的脉冲经由节点526向与门534的一个输入传送高信号，同时比较器542经由节点524向与门534的另一个输入应用高信号。与门534向或门552应用高输出，或门552向第一相位输出PWMa 114应用高输出。因此，在该示例中，防拍频单元512还将第二占空比信号PWM2 106的到来脉冲应用于第一或第二相位输出PWMa 114、PWMb 116中在那时具有较低电流的那一个相位输出。
[0048] 在另一个示例中，防拍频单元512可以被实施为使得比较器542可以将电流阈值Ith设置为等于第二相位输出电流信号I2 506加上电流余量Δ(delta)。比较器542可以评估第一相位输出电流信号I1 504是否不高于第二相位输出电流信号I2 506加上电流余量Δ。如果第一相位输出电流信号I1 504不高于第二相位输出电流信号I2 506加上电流余量Δ，则比较器542将来自第一占空比信号PWM1 104的脉冲应用于第一相位输出PWMa 114并且将来自第二占空比信号PWM2 106的脉冲应用于第二相位输出PWMb 116。如果第一相位输出电流信号I1 504高于第二相位输出电流信号I2 506加上电流余量Δ，比较器542将来自第一占空比信号PWM1 104的脉冲应用于第二相位输出PWMb 116并且将来自第二占空比信号PWM2 106的脉冲应用于第一相位输出PWMa 114。本公开内容的防拍频单元的其它实施方式可以以其它方式进行配置以实现相同结果或者结合额外的条件或标准以调整或修改触发条件或者评估第一和/或第二相位输出电流信号I1 504、I2 506。
[0049] 图6示出了在没有本公开内容的防拍频单元的操作的情况下多相降压转换器的相位输出电流随时间的图形600，其示出了逐渐变为极值的两个相位输出电流的拍频。图形600包括第一相位电流Iphase1、第二相位电流Iphase2、第一相位电流随行(trailing)平均Iavg1、第二相位电流随行平均Iavg2、以及合并的第一和第二相位电流随行平均Iavg。第一相位电流Iphase1通过固定触发次序的脉冲622、624、626、628(作为可能的更长序列的的示例)而持续不断升高，同时第二相位电流Iphase2通过固定触发次序的脉冲632、634、636、638(作为可能的更长序列的的示例)而持续不断下降，而合并的第一和第二相位电流随行平均Iavg保持恒定，作为多相降压转换器的输出的总体净电流。作为第一和第二相位电流随行平均Iavg1和Iavg2之间的余量的平均电流余量ΔIt1,ΔIt2,ΔIt3a被示出为它们随时间持续增大。
示出了时刻tab和trs以便与图7进行比较。
示出了时刻tab和trs以便与图7进行比较。
[0050] 图7示出了依据本公开内容的示例的在具有本公开内容的防拍频单元的操作的情况下的多相降压转换器的相位输出电流随时间的图形700，其示出了两个相位输出电流的拍频被校正并且以及电流之间的余量通过防拍频单元的干预而受到节制。图形700也包括第一相位电流Iphase1、第二相位电流Iphase2、第一相位电流随行平均Iavg1、第二相位电流随行平均Iavg2、以及合并的第一和第二相位电流随行平均Iavg。第一相位电流Iphase1初始通过固定触发次序脉冲722和724持续升高，而第二相位电流Iphase2初始通过固定触发次序脉冲732和734持续下降。合并的第一和第二相位电流随行平均Iavg也继续保持恒定而作为多相降压转换器的输出的总体净电流。示出了平均电流余量ΔIt1和ΔIt2，作为第一和第二相位电流随行平均Iavg1和Iavg2之间的余量，它们随时间增加直至时间tab时。
[0051] 在时间tab，本公开内容的防拍频单元评估第一相位输出的电流高于所选择的电流阈值。防拍频单元可以被设置为具有等于平均电流余量ΔIt2的电流阈值，而使得当防拍频单元评估相位输出电流并且检测到相位输出电流已经越过该阈值时，防拍频单元作为响应重新安排相位输出的触发次序。防拍频单元将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出，由此对相位输出的电流进行修改或重新平衡。防拍频单元因此进行干预以妨碍从PWM生成器到第一相位电流Iphase1的持续占空比信号脉冲，而是改为将占空比信号脉冲736、738的集中序列(作为可能的更长序列的示例)应用于具有较低电流的相位输出，第二相位电流Iphase1。通过如此，防拍频单元对相位输出电流进行节制，使得第一相位电流随行平均Iavg1下降并且使得第二相位电流随行平均Iavg2上升。
[0052] 如图7的示例所示，防拍频单元继续干预相位触发次序直至时间trs，在那时防拍频单元可以检测到规律恢复相位触发次序条件。例如，该规律恢复条件可以是防拍频单元检测到平均电流余量ΔIt3b已经下降而低于低电流阈值。在一个示例中，该低电流阈值可以被设置为等于第一电流阈值减去滞后余量，该滞后余量考虑到第二相位输出针对将来自第一占空比信号的一个或多个脉冲应用于第二相位输出的响应中的滞后。在一个示例中，该防拍频单元可以随后使将相位触发次序返回至其规律序列，其中其相位输出电流有用地被节制为安全水平。
[0053] 图8描绘了依据本公开内容的示例的图示多相降压转换器800的框图，多相降压转换器800具有六个相位输出并且具有能够实现在多相降压转换器800中的动态相位触发的防拍频单元812。虽然以上所讨论的示例针对具有两个相位输出的多相降压转换器，但是本公开内容的其它示例可以针对具有三个、四个、五个、六个或者任意数量的相位输出的多相降压转换器。在多相降压转换器800中，六相位PWM生成器802向防拍频单元812应用六个占空比信号803、804、805、806、807、808。防拍频单元812接收占空比信号，对一些或所有相位输出的电流进行评估，并且作为响应，以可能对相位输出的电流进行节制的方式将占空比信号803、804、805、806、807、808应用于相位输出813、814、815、816、817、818。防拍频单元812向相位输出节点821、822、823、824、825、826应用相位输出813、814、815、816、817、818。
防拍频单元812可以对应用于相位输出节点的所有相位输出的电流进行节制。
防拍频单元812可以对应用于相位输出节点的所有相位输出的电流进行节制。
[0054] 例如，防拍频单元812可以以规律的、固定相位触发次序接纳占空比信号的通过作为相位输出，除非任何一个相位输出的电流超过了阈值，并且随后重新安排相位触发次序以减少或消除否则会被应用于具有极端电流的相位输出的脉冲的数量。在另一个示例中，防拍频单元812可以持续地重新安排相位触发次序以始终将下一个到来的占空比信号脉冲应用于具有最低电流的相位输出。在各个示例中，防拍频单元812也可以基于另外的因素调整或修改触发阈值或其它评估标准，上述另外的因素诸如之前的相位触发次序状态、下游组件的温度、下游电容器的累积电荷或者其它因素。
[0055] 图9描绘了依据本公开内容的示例的图示多相降压转换器900的框图，多相降压转换器900具有向防拍频单元912应用单个、高频占空比信号的高频PWM生成器902，防拍频单元912利用动态相位触发向六个相位输出分配高频占空比信号。图9的示例图示了本公开内容的防拍频单元也可以在不需要来自PWM生成器的多个占空比信号的情况下进行操作。防拍频单元912可以简单地以较低的相位输出频率在两个或更多(该示例中为六个)的任意数量的相位输出之间分配来自高频PMW生成器902的脉冲。防拍频单元912同时可以对一个或多个相位输出的电流进行评估并且动态地重新安排相位输出触发次序以对它们的电流进行节制。
[0056] 图10是依据本公开内容的示例的操作多相降压转换器的方法1000的流程图，该多相降压转换器具有能够实现动态相位触发以及其他优势的防拍频单元。方法1000可以为本公开内容的各种防拍频单元和/或多相降压转换器的操作的更为一般的形式，包括以上参考图1-9所描述的示例。在图10的示例中，方法1000包括评估多相降压转换器的第一相位输出的电流(1002)。在一些示例中，防拍频单元(例如，如以上所描述的任意防拍频单元112、312、412、512、812、912)或者防拍频单元的组件(例如，如以上所描述的比较器542)可以对多相降压转换器的第一相位输出的电流(例如，参考图1、2、4和5所描述的PWMa 114或PWMb
116中任一个的电流；或者参考图3所描述的PWMa 314或PWMb 316中任一个的电流；或者参考图5所描述的任一电流信号I1 504或I2 506；或者参考图6和7所描述的任一的第一相位电流随行平均Iavg1或第二相位电流随行平均Iavg2；或者图8或9的任意PWM输出813-818或
913-918的电流)进行评估。
116中任一个的电流；或者参考图3所描述的PWMa 314或PWMb 316中任一个的电流；或者参考图5所描述的任一电流信号I1 504或I2 506；或者参考图6和7所描述的任一的第一相位电流随行平均Iavg1或第二相位电流随行平均Iavg2；或者图8或9的任意PWM输出813-818或
913-918的电流)进行评估。
[0057] 方法1000进一步包括响应于第一相位输出的电流并未高于电流阈值而(例如，由以上所描述的任意防拍频单元112、312、412、512、812、912)将来自第一占空比信号(例如，图1、2、4和5中的任一PWM1 104或PWM2 106；图3中的任一PWM1 304或PWM2 306；图6和7中的任一第一相位电流Iphase1或第二相位电流Iphase2；图8或9的任意PWM输出803-808或903-908中的任一个)的一个或多个脉冲应用于第一相位输出(1004)。方法1000进一步包括响应于第一相位输出的电流高于电流阈值而(例如，由以上所描述的任意防拍频单元112、312、412、512、812、912)将来自第一占空比信号(例如，图1、2、4和5中的任一PWM1 104或PWM2
106；图3中的任一PWM1 304或PWM2 306；图6和7中的任一第一相位电流Iphase1或第二相位电流Iphase2；图8或9的任意PWM输出803-808或903-908中的任一个)的一个或多个脉冲应用于第二相位输出(1006)。
106；图3中的任一PWM1 304或PWM2 306；图6和7中的任一第一相位电流Iphase1或第二相位电流Iphase2；图8或9的任意PWM输出803-808或903-908中的任一个)的一个或多个脉冲应用于第二相位输出(1006)。
[0058] 例如，以上所描述的任意电路、设备和方法例如可以整体或部分由任意各种类型的集成电路、芯片组和/或其它设备来体现或者执行，和/或被体现为计算设备所执行的软件或者在该软件中执行。这可以包括由一个或多个微控制器、中央处理单元(CPU)、处理核心、现场可编程门阵列(FPGA)、可编程逻辑器件(PLD)、一个或多个底层计算设备所执行的虚拟设备、或硬件和/或软件的任意其它配置所实施、执行或者在其中具体化的处理。
[0059] 例如，本公开内容的防拍频单元(例如，防拍频单元112、312、412、512、812、912或者导致图形700的经动态重新安排的相位输出触发次序的防拍频单元)可以被实施或体现为集成电路，其经由硬件、逻辑、通用处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)和/或通用处理电路的任意组合进行配置，其可以在一些示例中执行软件指令，以执行本文所描述的各种功能。该集成电路可以被配置为应用输出以对电感器进行充电。该集成电路可以进一步被配置为评估电压输出处的输出电压与基准电压的比较。该集成电路可以进一步被配置为评估电感器处的电流与阈值电流的比较。该集成电路可以进一步被配置为响应于电压输出处的输出电压高于基准电压以及电感器处的电流高于阈值电流，而应用输出以将输出电容器通过电感器耦合至电压输出。
[0060] 已经对本发明的各个示例进行了描述。这些和其它示例处于以下权利要求的范围之内。
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