專利名稱：相倍增器的制作方法
相倍增器 相關(guān)申請參照 本申請要求2009年4月24日提交的題為"相倍增器(PHASEDOUBLER)"的美國 專利申請No. 12/429， 238的優(yōu)先權(quán)，該申請要求了 2008年9月30日提交的題為"用于相 倍增器中的相電流平衡改善的相交換方案(PHASE SWAPPER SCHEME FOR MPROVED PHASE CURRENTBALANCE IN PHASE DOUBLER)"(律師巻號INTS-29, 161)的美國臨時專利申請S/ N61/101，377和2008年10月16日提交的題為"用于從單個P麗產(chǎn)生兩個電流平衡相的技 術(shù)(TECHNIQUE FOR GENERATING TWOCURRENT BALANCED PHASES FROM A SINGLE P麗)"(律 師巻號No. INTS-29,183)的美國臨時專利申請S/N61/105, 917的權(quán)益，以上專利申請的說 明書整體結(jié)合于此。


為了更全面地理解，現(xiàn)參考以下結(jié)合附圖進(jìn)行的描述，在附圖中圖1示出相倍增器驅(qū)動器的框圖；圖2是示出一對相倍增器驅(qū)動器在電壓調(diào)節(jié)電路中的應(yīng)用的框圖；圖3示出相倍增器驅(qū)動器的簡化框圖；圖4示出未使用相交換方案的相倍增器驅(qū)動器的工作波形；圖5示出使用相交換方案的相倍增器驅(qū)動器的工作波形；圖6是與相倍增器驅(qū)動器一起使用的相交換電路的實現(xiàn)的簡化框7是描述圖6的相交換電路的操作的流程圖；圖8示出利用相交換功能的相倍增器驅(qū)動器的工作的模擬結(jié)果；圖9是用于從信號P麗輸入產(chǎn)生兩個P麗信號的電路系統(tǒng)的框圖；圖10示出在兩個獨立的P麗輸出之間來回切換的單個P麗脈沖；圖11示出使用下降沿調(diào)制的P麗脈沖；圖12示出圖9的電流平衡塊的工作方式的功能框圖；圖13是下降沿調(diào)制電路的功能框圖；圖14是描述下降沿調(diào)制電路的工作方式的流程圖；圖15示出使用下降沿調(diào)制的電路的模擬結(jié)果；以及圖16示出一對被向著平衡驅(qū)動的相電流。
具體實施例方式
現(xiàn)在參考附圖，其中在全部附圖中相同的附圖標(biāo)記用來指代相同的元件，說明和 描述了相倍增器驅(qū)動器的各種視圖和實施方式，還描述了其它可能的實施方式。這些附圖 不一定是按比例繪制的，而且只是為了說明起見，在某些實例中有幾處已將附圖放大和/ 或簡化。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將可理解基于可能實施方式的以下示例的許多可能應(yīng)用和變 型。 相倍增器使電路設(shè)計者能夠使用電流生成控制器來增大多相系統(tǒng)的相數(shù)。因此，
6可使用單個P麗信號從單個P麗輸入生成一對P麗輸出信號。輸出相數(shù)量的增加產(chǎn)生多種 好處，包括高負(fù)載電流時的效率更高、以及在電路設(shè)計中能夠使用更便宜的組件——因為 每個信道現(xiàn)在要處理的電流較少。用于提供相倍增的一種現(xiàn)有技術(shù)涉及在相同的上柵極和 下柵極控制信號上設(shè)置兩個功率系(power train)。因此，在一對具有上柵極和下柵極開關(guān) 功率晶體管的電壓調(diào)節(jié)電路中，第一 P麗驅(qū)動信號(包括與從P麗控制器接收的P麗信號 同相的P麗信號)被施加給該對電壓調(diào)節(jié)電路中的每一個的上柵極，而第二P麗信號(包 括與從P麗控制器接收的P麗信號反相的P麗信號)被施加給電壓調(diào)節(jié)電路中的每一個的 下柵極。然而，這帶來多種缺點。由多種因素引起的不匹配會導(dǎo)致較大的電流不平衡，即使 對于脈沖振幅小的P麗信號也是如此。此外，因為兩個信道彼此同相，所以效率損失也是問 題。 現(xiàn)參考附圖，更具體地參考圖l，示出了相倍增器驅(qū)動器電路的框圖。P麗輸入信 號經(jīng)由輸入引腳103提供給控制邏輯102。電流平衡塊104還向控制邏輯102提供控制信 號，電流平衡塊104經(jīng)由相A輸入端105和相B輸入端107監(jiān)測信道A和信道B中的每一 個上的相電流?？刂七壿?02生成用于信道A電路和信道B電路的上柵極和下柵極的柵極 控制信號。從控制邏輯102向四個獨立的與門106提供輸出。與門106中的每一個與信道 A和信道B中的每一個上的電壓調(diào)節(jié)器的上柵極或下柵極之一相關(guān)聯(lián)。
與門106的第二輸入由擊穿保護(hù)邏輯108提供。擊穿保護(hù)邏輯108經(jīng)由輸入引腳 IIO監(jiān)測信道A和信道B上的相電流，而且被用來在擊穿狀況期間停用上和下柵極驅(qū)動信號 的輸出。與門106的輸出被提供給驅(qū)動器電路112的輸入端。驅(qū)動器電路112的輸出端與 相倍增器驅(qū)動器電路的柵極輸出引腳130-133分別連接。相倍增器驅(qū)動器的信道A上的柵 極130和柵極131被用于驅(qū)動信道A電壓調(diào)節(jié)器的上柵極和下柵極，下面將更完整地予以 說明。類似地，相倍增器驅(qū)動器的柵極132和柵極133輸出被用于驅(qū)動信道B上的電壓調(diào) 節(jié)器的上柵極和下柵極。 現(xiàn)參考圖2，示出了電壓調(diào)節(jié)電路中的相倍增器驅(qū)動器202的實現(xiàn)，該電壓調(diào)節(jié)電 路包括兩個獨立信道上的一對電壓調(diào)節(jié)器。相倍增器驅(qū)動器202被配置成經(jīng)由輸入端203 從主控制塊204接收輸入P麗控制信號。主控制塊204感測與各個相倍增器驅(qū)動器202的 信道A相關(guān)聯(lián)的相節(jié)點206處的輸出和與各個相倍增器驅(qū)動器202的信道B相關(guān)聯(lián)的相節(jié) 點208處的輸出。施加給各個相倍增器驅(qū)動器202的P麗信號被用來生成用于四個電壓調(diào) 節(jié)器電路中的每一個的上、下功率開關(guān)晶體管的上、下柵極控制信號。來自電壓相倍增器驅(qū) 動器202A的信道A柵極控制信號被施加給晶體管210，而用于信道B的柵極控制信號被施 加給晶體管212。同樣，用于相倍增器驅(qū)動器202B的信道A的柵極控制信號被施加給晶體 管214，而與信道B相關(guān)聯(lián)的柵極驅(qū)動信號被施加給與信道B相關(guān)聯(lián)的晶體管216。連接至 相倍增器驅(qū)動器202的四個電壓調(diào)節(jié)電路中的每一個包括連接在節(jié)點206和208與輸出電 壓節(jié)點220之間的電感器218。電容器222連接在輸出電壓節(jié)點220與接地之間。
圖2示出在常規(guī)電流平衡方案情況下相倍增器的使用。常規(guī)的電流平衡方案可在 穩(wěn)定狀態(tài)條件下保持相節(jié)點206和208各自的相電流彼此接近。通過感測各個相節(jié)點206 和208處的相電流，可根據(jù)相電流與平均相電流之間的誤差調(diào)節(jié)各相的占空比P麗。然而， 該電路系統(tǒng)可能難以在高頻瞬態(tài)事件情況下保持良好的相電流。常規(guī)的相平衡方案將調(diào)節(jié) 相P麗脈沖的占空比以保持相電流平衡。為避免對電壓調(diào)節(jié)的沖擊，電流平衡回路增益和
7帶寬均受到限制。因此，在高頻瞬態(tài)事件下相電流平衡得不到改善。 現(xiàn)參考圖3，其中示出了相倍增器電路的簡化控制框圖。如圖2所示，P麗輸入信 號300從主控制塊204施加給相倍增器電路302。相倍增器電路302還經(jīng)由輸入端303從 信道A和信道B接收被監(jiān)測的相電流。基于在輸入端303上感測到的來自每一個相關(guān)聯(lián)的 相節(jié)點的電流ISENA和ISENB，相倍增器電路302分別產(chǎn)生用于相位A驅(qū)動器304和相位B 驅(qū)動器306的P麗控制信號PWMA和P麗B。 現(xiàn)在來參照圖4，其中示出了不包括如下所述的相交換功能的相倍增器的工作波 形。輸入P麗信號402的占空比可基于即時負(fù)載電流404而發(fā)生改變。當(dāng)負(fù)載電流404以 接近相電流切換頻率的極高速率變化時，相電流可能遠(yuǎn)離平均電流，從而導(dǎo)致相A電流與 相B電流之間的嚴(yán)重相電流不平衡。當(dāng)負(fù)載電流以接近該切換頻率的速率切換時，僅一側(cè) (A或B)將承受大負(fù)載。S卩，較高的負(fù)載電流要求將始終出現(xiàn)在同一相上。其結(jié)果是，一個 相將傳導(dǎo)顯著較多的電流，而相反的相將開始傳導(dǎo)較少電流。這是關(guān)于由線406表示的相A 電流和由線408表示的相B電流說明的。當(dāng)負(fù)載電流404在點410處開始切換時，相A電 流406與相B電流408之間的差別開始急劇增大?？刂破鞑荒芨纳葡嚯娏髌胶?，因為它只 控制總電流。在不包括相交換功能的相倍增器中，輸入？麗信號402僅在8信道-以P麗 B信號412的形式-與A信道-以P麗A信號414的形式-之間切換。因此，P麗信號402 的P麗脈沖僅在P麗B信號412與P麗A信號414之間交替。 現(xiàn)在同時參考圖5，利用了相交換功能的相倍增器可提供如圖5所示的工作波形。 通過監(jiān)測信道A相電流502和信道B相電流504，相倍增器控制器可實現(xiàn)一種相交換方案， 將來自P麗輸入信號506的P麗脈沖發(fā)送至信道A的P麗A信號508或信道B的P麗信號 B 510。選擇的信道是基于哪個相在特定的時間點上具有較小相電流，而不是以交替方式來 選擇這些相。因此，當(dāng)使用相交換方案時，當(dāng)負(fù)載電流512以接近切換頻率的速率開始變化 時，相A電流502與相B電流504之間的差將不會急劇增大。 例如，如圖5所示，因為遞增負(fù)載，相B電流504在時間T5時小于相A電流502。利 用相交換方案，相B信號510將在時間T5時被再次開啟，以提供附加的P麗脈沖514以將 相B電流504推至更接近平均電流，而不是將P麗脈沖提供給信道A。同樣，在時間T9時， 通過經(jīng)由PWMA信號508施加第二 P麗脈沖516將相位A電流502再次開啟。這就阻止相 位A電流502降落至過低的水平。將圖4中的相電流A 406和相電流B 408與圖5中的相 電流A 502和相電流B 504相比，可以看出通過相交換方案顯著改善了相電流差。
現(xiàn)在參考圖6，其中示出了根據(jù)本發(fā)明內(nèi)容用于在相倍增器控制器電路中實現(xiàn)相 交換方案的電路的簡化框圖。電流比較電路602在電流源603處接收相A電流而生成ISENA 電流，并使用電流源605處的相B電流產(chǎn)生電流比較器602中感測到的ISENB電流。如果ISENA 電流大于ISENB電流，則電流比較器602的驅(qū)動端B輸出被驅(qū)動至邏輯高電平。如果ISENB電 流大于ISENA電流，則驅(qū)動端A輸出取決于哪個相電流較低而被驅(qū)動至邏輯"高"電平。電流 比較器602監(jiān)測感測到的響應(yīng)于監(jiān)測到的相電流所生成的電流，并將驅(qū)動端A或驅(qū)動端B 信號驅(qū)動至邏輯高電平。載有較少電流的相其驅(qū)動端信號將被置為高電平。驅(qū)動端A輸出 和驅(qū)動端B輸出分別被提供給與非門604和606的輸入端。SELA信道控制信號被提供給與 非門604的第二輸入端，而SELB信道信號被提供給與非門606。 SELA和SELB控制信號從 JK觸發(fā)器608的Q和Q輸出端提供。
與非門604和606的輸出被提供給第三與非門610的輸入端。與非門610的輸出 被施加給反相器612的輸入端和JK觸發(fā)器608的k輸入端。反相器612的輸出被提供給 JK觸發(fā)器608的J輸入端。P麗信號PWM_輸入被提供給JK觸發(fā)器608的時鐘輸入端。JK 觸發(fā)器608控制向哪個相提供輸入P麗時鐘信號脈沖。JK觸發(fā)器608的輸出端分別包括相 反極性的數(shù)字信道SELA和SELB。這些信號被用來選擇向哪個相發(fā)送P麗信號。
在平衡良好的情況下，JK觸發(fā)器608將在SELA = 1與SELB = 1之間來回切換。 如果因為負(fù)載瞬態(tài)現(xiàn)象而在相A電流與相B電流之間出現(xiàn)相當(dāng)大的不匹配電流水平，則相A 或相B的相電流將需要在一行中啟動兩次或更多次，以使一個相的相電流趕上另一相的相 電流。在此情況下，觸發(fā)器608將不在A與B之間切換，但會將電流選擇信號保持于邏輯高 電平以便用于相電流太低的下一P麗脈沖。例如，如果相A電流剛完成啟動，但仍比相B電 流小，則驅(qū)動端A信號會保持在高電平。此外，SELA會保持在高電平，使J輸入端為邏輯低 電平，而k輸入端為邏輯高電平，迫使JK觸發(fā)器608保持前一狀態(tài)。SELA信號會保持于邏 輯高電平，而SELB信號會保持于邏輯低電平。 現(xiàn)在參考圖7，示出的是對圖6的電路系統(tǒng)的操作做一般性描述的流程圖。最開 始，在步驟702，電流源603和605響應(yīng)于信道A和B中的每一個中的相電流產(chǎn)生電流感測 信號。在詢問步驟704，電流比較電路602確定是ISENA還是ISENB電流更大。如果確定ISENA 電流更大，則在步驟706將驅(qū)動端B控制信號驅(qū)動成邏輯高電平，表明在下一時鐘周期期間 應(yīng)當(dāng)開啟相B電流，而且應(yīng)當(dāng)將來自P麗信號的相關(guān)脈沖施加給P麗B信號。查詢步驟708 確定相控制器電路系統(tǒng)當(dāng)前開啟的是哪個相。如果相A是當(dāng)前開啟的，則控制器在步驟710 切換至相B。如果控制器當(dāng)前開啟的是相B，則控制前進(jìn)至步驟712，而且相B保持開啟。
如果詢問步驟704確定ISENB信號更大，則控制前進(jìn)至步驟714以將驅(qū)動端A控制 信號驅(qū)動為高。這就提供了一個指示在下一P麗脈沖周期期間應(yīng)當(dāng)開啟信道A的相。詢 問步驟716確定器件的當(dāng)前活動相，而且如果相B當(dāng)前開啟，則控制器在步驟718切換至相 A。如果當(dāng)前在詢問步驟716確定相A是活動的，則相A在步驟720保持活動，以進(jìn)一步增 大相A電流以限制相A與相B電流之間的差。從步驟710、712、718以及720，控制返回步驟 720，以再次生成電流感測信號并控制下一 P麗時鐘周期的相選擇。 現(xiàn)在參考圖8，示出的是包括交換功能的P麗控制器的模擬結(jié)果。波形802示出 相A電感器電流，而線804示出相B電感器電流。當(dāng)系統(tǒng)突然需要如線806所示的更高輸 出電流時，相A電流802將啟動較長時間以提供必須的電流。然而，當(dāng)假定相B電流804啟 動時，它不會接收如此長的P麗脈沖。因此，相B將比相A承載較少電流。然后系統(tǒng)將交換 啟動順序，并使相B能再次啟動以趕上與相A的差距。這在負(fù)載瞬態(tài)現(xiàn)象下產(chǎn)生較好的電 流平衡。 當(dāng)相倍增電路中出現(xiàn)電流不匹配時，這兩個相負(fù)載的電流不相等，從而妨礙了獲 得多相調(diào)節(jié)的全部好處。這會引起不均勻的熱耗散，而且會損壞開關(guān)晶體管或負(fù)載電路系 統(tǒng)。 現(xiàn)在參考圖9，示出的是用于響應(yīng)于單個P麗輸入提供兩個P麗輸出信號的電路 系統(tǒng)的框圖。所提供的P麗信號彼此同相，而且可通過在相A和B之間切換P麗輸入而獲 得。當(dāng)執(zhí)行此操作時，輸出PWM頻率是各相P麗輸入頻率的一半。這在其中在沒有之前描 述的負(fù)載瞬態(tài)現(xiàn)象時存在平衡電流的情況下是有好處的。使用該P(yáng)麗控制器、關(guān)于圖l公
9開的相倍增器驅(qū)動器和外部組件，電壓調(diào)節(jié)器的相數(shù)可倍增。這使得電路設(shè)計者能夠增加 已經(jīng)使用多相功率解決方案的相和系統(tǒng)的數(shù)量。通過集成電流平衡，將能減輕當(dāng)使用單個 P麗輸出驅(qū)動多個電感器信道時可能會產(chǎn)生的問題。 圖9是圖1的控制邏輯102和電流平衡塊104的框圖。電流平衡塊104的輸出被 提供給圖1的輸出驅(qū)動器112。控制邏輯部分102包括JK觸發(fā)器902。反相器904的輸入 端接地，而其輸出端連接至JK觸發(fā)器902的J輸入端。JK觸發(fā)器902的k輸出端也接地。 連接JK觸發(fā)器902的CLK輸入端以接收P麗輸入信號PWM_輸入。P麗輸入信號還被提供 給延時電路906。延時電路906的輸出端連接至與門908和910的一個輸入端。與門908 的第二輸入端連接至JK觸發(fā)器902的Q輸出端以接收SELA信號。與門910的第二輸入端 連接至JK觸發(fā)器902的5輸入端以接收SELB信號。與門908的輸出構(gòu)成PWMA信號，而與 門910上的輸出構(gòu)成P麗B信號，PWMA信號和P麗B信號中的每一個均被提供給電流平衡塊 104。 觸發(fā)器902的輸出包括相反極性的數(shù)字信號。因此，當(dāng)SELA處于邏輯高電平時， SELB處于邏輯低電平。同樣，當(dāng)SELB處于邏輯高電平時，SELA處于邏輯低電平。當(dāng)在P麗 輸入信號上檢測到P麗上升沿時，觸發(fā)器1302的狀態(tài)切換。這使最近未啟動的相的選擇線 變成邏輯高電平。例如，如果相A接收到前一 P麗脈沖，則P麗輸入信號的上升沿會將SELB 切換至邏輯高電平，使相B接收即將到來的P麗脈沖。此控制邏輯可以多種方式來實現(xiàn)，而 圖9的示圖僅包括其一種變化。最相關(guān)的特征是單個P麗脈沖可以在多個輸出之間來回切 換。 圖10提供了在相A 1004與相B 1006之間切換的P麗脈沖1002的示圖。P麗信號 1002的脈沖1008在1010處被提供給相B。下一脈沖1012在1014處被提供給相A 1004。 此過程繼續(xù)，其中脈沖在相B與相A之間來回切換。然而，僅在多個輸出之間切換P麗輸入 不足以建立相倍增驅(qū)動器，原因在于驅(qū)動器之間的傳播延時和系統(tǒng)中會產(chǎn)生嚴(yán)重的電流不 匹配的其它不匹配現(xiàn)象。此外，因為主P匪控制器僅監(jiān)測到兩相的平均電流，所以它不能確 定電流在從原始信號產(chǎn)生的兩個P麗脈沖應(yīng)變之間是否不平衡。因此，需要電流平衡方案 來解決該對相之間的電流共享。 圖11示出通過調(diào)制P麗脈沖的后沿使一對相之間的電流平衡的方式。通過調(diào)節(jié) P麗脈沖1104的后沿1102可修正獨立的功率系之間的不匹配。雖然不可能在不中斷電壓 反饋的情況下縮短P麗脈沖，但可通過添加偏移(offset)使脈沖人為地縮短。為實現(xiàn)這一 目的，對各個P麗脈沖1104添加固定的延長。這將對輸出調(diào)節(jié)電壓有暫時效果，直到電壓 回路修正它。然后，如果此延時被去除，則實際上看起來該脈沖已經(jīng)被縮短。
現(xiàn)在參考圖12，其中示出了圖9中所示的電流平衡塊104的功能框圖。 一對電流 感測放大器(未示出)從各個相節(jié)點產(chǎn)生感測電流，該電流作為輸入相A電流和相B電流 被施加給多個電流源1200。各個電流源被用來響應(yīng)于各個感測到的相電流信號產(chǎn)生感測電 流。因此，電流I謹(jǐn)、ISENA2、 ISENB2以及I國從電流源1200中的每一個產(chǎn)生。感測電流ISENA2 和ISENB2的一個鏡像在1202處求和，并在1203處除以2以產(chǎn)生平均電流IAve。在求和節(jié)點 l加4從IsENA減去IAVG電流以產(chǎn)生差電流IC。KB。同樣，在節(jié)點l加6處從電流ISENB減去平均 電流IATC以產(chǎn)生差電流IroKA。差電流ITOEA與差電流IroKB大小相等極性相反。使差電流IC。KB 和Ic。ra中的每一個通過連接在節(jié)點1212與Vref節(jié)點1214之間連接的電阻器RC。K 1210來產(chǎn)生校正電壓VTOEB和校正電壓VCQEA。如果IC。K為正，則增大VC。K的電平。如果IC。K為負(fù)，則
減小vc。K。 現(xiàn)在參考圖13，其中示出了用于生成關(guān)于圖ll所描述的下降沿調(diào)制的電路系統(tǒng) 的框圖。同一電路系統(tǒng)可用于信道A和信道B中的每一個。相P麗信號PWMA或P麗B在輸 入節(jié)點1300處被施加給反相器1306的輸入端和或門1308的輸入端。反相器1306的輸出 端連接至斜坡發(fā)生器1302。斜坡發(fā)生器1302的輸出端連接至比較器1304的反相輸入端。 連接比較器1304的非反相輸入端，取決于正在處理信道A還是信道B，接收Va^或V^電 壓校正信號。比較器1304的輸出端連接至或門1308的另一個輸入端?；蜷T1308的輸出端 取決于正在處理哪個信道而為A或B信道提供P麗輸出信號。當(dāng)節(jié)點1300處出現(xiàn)上升沿 時，脈沖的上升沿立刻傳至或門1308的輸出端。然而，當(dāng)節(jié)點1300處的P麗信號走低時， P麗信號的下降沿啟動固定速度上升斜坡發(fā)生器1302。輸出的P麗信號將不再下降，直到 比較器1304確定斜坡電壓高于VC。K電壓。因此，如果VC。KB高于VTOEA，相B的P麗脈沖將長 于相A的P麗脈沖。 現(xiàn)在參考圖14，其中示出了描述實現(xiàn)下降沿調(diào)制的方式的流程圖。在步驟1402， 根據(jù)之前關(guān)于圖12所描述的方式生成校正電壓V^。在步驟1404接收P麗信號，詢問步驟 1406確定是否已經(jīng)接收到P麗信號的上升沿或下降沿。如果接收到P麗信號的上升沿，則 在步驟1408自動使其通過。這是因為事實上如關(guān)于圖ll所描述調(diào)制僅對于信號的下降沿 而不對前沿發(fā)生。如果詢問步驟1406確定已經(jīng)接收到P麗信號的下降沿，則在步驟1402 啟動斜坡發(fā)生器以產(chǎn)生斜坡信號。詢問步驟1412確定斜坡發(fā)生器1302生成的斜坡電壓是 否超過校正電壓V^。如果不是，控制返回步驟1412以繼續(xù)比較斜坡電壓和校正電壓。一 旦確定斜坡電壓大于校正電壓，則在步驟1416輸出P麗信號的下降沿。這將在輸出P麗信 號的下降沿上提供一個等于斜坡電壓超過校正電壓所用時間的延時。 圖15示出使用如上所述的P麗下降沿調(diào)制擴(kuò)展的電路系統(tǒng)的模擬結(jié)果。波形1502 包括斜坡發(fā)生器輸出，而波形1504包括V^電壓。在附圖的下半部是P麗輸入和輸出信號。 波形1506是原始信號，而波形1508是P麗輸出，其已經(jīng)使用所描述的電流平衡方案被擴(kuò)展 了量1510。 圖16示出了模擬結(jié)果，表明電流平衡方案將有助于平衡由單個P麗信號驅(qū)動的一 對相。最開始，這些相不平衡，相1602下移，而相1604緩慢上移。到曲線圖結(jié)尾，已經(jīng)去除 了信號之間的不平衡，兩相在相等的電流下運行。使用所描述的系統(tǒng)，可從單個P麗信號生 成兩個電流平衡的P麗信道。這有助于顧客方便地改進(jìn)他們現(xiàn)有的系統(tǒng)，以處理更高的負(fù) 載電流，或在板重新設(shè)計最小的情況下提高重負(fù)荷下的效率。 得益于本發(fā)明所公開的內(nèi)容，本領(lǐng)域技術(shù)人員將能理解，此相倍增器提供處理更 高負(fù)載電流的能力。應(yīng)當(dāng)理解的是，本文中的附圖和詳細(xì)描述應(yīng)被認(rèn)為是說明性而不是限 制的，而且并不旨在受限于所公開的特定形式和示例。反之，，所包括的是未背離本發(fā)明如 所附權(quán)利要求所限定的精神和范圍的對本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言明顯的任何進(jìn)一步修 改、變化、重新排列、替換、替代物、設(shè)計選擇以及實施方式。因此，旨在使所附權(quán)利要求被解 釋為包含所有這些進(jìn)一步修改、變化、重新排列、替換、替代物、設(shè)計選擇以及實施方式。
1權(quán)利要求
一種相倍增器驅(qū)動器電路，包括第一輸入，用于接收輸入PWM驅(qū)動信號；第一控制邏輯，用于響應(yīng)于所述輸入PWM驅(qū)動信號生成第一輸出PWM驅(qū)動信號和第二輸出PWM驅(qū)動信號；其中在第一工作模式下，所述輸入PWM驅(qū)動信號的交變脈沖分別作為所述第一輸出PWM驅(qū)動信號和所述第二PWM輸出驅(qū)動信號輸出；其中在第二工作模式下，當(dāng)與所述第二輸出PWM驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的第二相電流超過與所述第一輸出PWM驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的第一相電流時，所述輸入PWM驅(qū)動信號被提供作為所述第一輸出PWM驅(qū)動信號，而當(dāng)與所述第一輸出PWM信號相關(guān)聯(lián)的所述相電流超過與所述第二輸出PWM信號相關(guān)聯(lián)的所述相電流時，所述輸入PWM驅(qū)動信號被提供作為所述第二輸出PWM驅(qū)動信號；第二控制邏輯，用于響應(yīng)于與所述第一相電流相關(guān)聯(lián)的第一電流與平均電流之差向所述第一輸出PWM驅(qū)動信號的下降沿添加偏移，且用于響應(yīng)于與所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的第二電流與所述平均電流之差向所述第二輸出PWM信號的下降沿添加所述偏移，其中所述平均電流包括所述第一電流與所述第二電流的平均值；以及驅(qū)動電路系統(tǒng)，用于響應(yīng)于所述第一輸出PWM驅(qū)動信號和所述第二輸出PWM驅(qū)動信號中的每一個產(chǎn)生驅(qū)動信號。
2. 如權(quán)利要求1所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第一控制邏輯還包括 比較器，所述比較器用于確定所述第一相電流與所述第二相電流中的較大者，并產(chǎn)生指示 是所述第一相電流較大還是所述第二相電流較大的控制信號。
3. 如權(quán)利要求2所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第一控制邏輯還包括選擇邏輯，其用于響應(yīng)于所述比較器的所述控制信號來選擇所述第一工作模式或所述 第二工作模式；以及鎖存器，用于將P麗控制信號鎖存為所述第一工作模式或所述第二工作模式。
4. 如權(quán)利要求2所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，還包括感測電路系統(tǒng)，所述 感測電路系統(tǒng)用于響應(yīng)于所述第一相電流產(chǎn)生第一感測電流，響應(yīng)于所述第二相電流產(chǎn)生 第二感測電流。
5. 如權(quán)利要求1所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第二控制邏輯還包括 感測電路系統(tǒng)，用于產(chǎn)生與所述第一相電流和所述第二相電流中的每一個相關(guān)聯(lián)的感測電流；求平均電路系統(tǒng)，用于確定與所述第一相電流和所述第二相電流中的每一個相關(guān)聯(lián)的 所述感測電流的平均值；以及求和電路系統(tǒng)，用于從與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的所述感測電流中 的每一個中減去所述感測電流的平均值，以產(chǎn)生與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān) 聯(lián)的校正信號。
6. 如權(quán)利要求5所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第二控制邏輯還包括 斜坡電路，用于響應(yīng)于所述P麗輸入驅(qū)動信號的下降沿生成斜坡電壓；比較器，用于將所述斜坡電壓與與所述第一相電流和所述第二相電流中的一個相關(guān)聯(lián) 的校正信號比較，并在所述斜坡電壓超過所述校正信號時產(chǎn)生控制輸出；以及門邏輯，用于在接收到所述P麗輸入驅(qū)動信號時輸出其前沿，且響應(yīng)于所述控制輸出 延遲所述P麗輸入驅(qū)動信號的后沿。
7. —種相倍增器驅(qū)動器電路，包括 第一輸入，用于接收輸入P麗驅(qū)動信號；第一控制邏輯，用于響應(yīng)于所述輸入P麗驅(qū)動信號產(chǎn)生第一輸出P麗驅(qū)動信號和第二 輸出P麗驅(qū)動信號；其中在第一工作模式下，所述輸入P麗驅(qū)動信號的交變脈沖分別作為所述第一輸出 P麗驅(qū)動信號和所述第二 P麗輸出驅(qū)動信號輸出；其中在第二工作模式下，當(dāng)與所述第二輸出P麗驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的第二相電流超過與 所述第一輸出P麗驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的第一相電流時，所述輸入P麗驅(qū)動信號被提供作為所 述第一輸出PWM驅(qū)動信號，而當(dāng)與所述第一輸出P麗信號相關(guān)聯(lián)的所述相電流超過與所述 第二輸出P麗信號相關(guān)聯(lián)的所述相電流時，所述輸入P麗驅(qū)動信號被提供作為所述第二輸 出P麗驅(qū)動信號；以及驅(qū)動電路系統(tǒng)，用于響應(yīng)于所述第一輸出P麗驅(qū)動信號和所述第二輸出P麗驅(qū)動信號 中的每一個產(chǎn)生驅(qū)動信號。
8. 如權(quán)利要求7所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第一控制邏輯還包括 比較器，所述比較器用于確定所述第一相電流與所述第二相電流中的較大者，并產(chǎn)生指示 是所述第一相電流較大還是所述第二相電流較大的控制信號。
9. 如權(quán)利要求8所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第一控制邏輯還包括選擇邏輯，其用于響應(yīng)于所述比較器的所述控制信號來選擇所述第一工作模式或所述 第二工作模式；以及鎖存器，用于將P麗控制信號鎖存為所述第一工作模式或所述第二工作模式。
10. 如權(quán)利要求8所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，還包括感測電路系統(tǒng)，所 述感測電路系統(tǒng)用于響應(yīng)于所述第一相電流產(chǎn)生第一感測電流，響應(yīng)于所述第二相電流產(chǎn) 生第二感測電流。
11. 一種相倍增器驅(qū)動器電路，包括 第一輸入，用于接收輸入P麗驅(qū)動信號；第一控制邏輯，用于響應(yīng)于所述輸入P麗驅(qū)動信號產(chǎn)生第一輸出P麗驅(qū)動信號和第二 輸出P麗驅(qū)動信號；其中在第一工作模式下，所述輸入P麗驅(qū)動信號的交變脈沖分別作為所述第一輸出 P麗驅(qū)動信號和所述第二P麗輸出驅(qū)動信號輸出；第二控制邏輯，用于響應(yīng)于與所述第一相電流相關(guān)聯(lián)的第一電流與平均電流之差向所 述第一輸出P麗驅(qū)動信號的下降沿添加偏移，且用于響應(yīng)于與所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的第 二電流與所述平均電流之差向所述第二輸出P麗信號的下降沿添加所述偏移，其中所述平 均電流包括所述第一電流與所述第二電流的平均值；以及驅(qū)動電路系統(tǒng)，用于響應(yīng)于所述第一輸出P麗驅(qū)動信號和所述第二輸出P麗驅(qū)動信號 中的每一個產(chǎn)生驅(qū)動信號。
12. 如權(quán)利要求11所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第二控制邏輯還包括感測電路系統(tǒng)，用于產(chǎn)生與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的感測電流； 求平均電路系統(tǒng)，用于確定與所述第一相電流和所述第二相電流中的每一個相關(guān)聯(lián)的所述感測電流的平均值；以及求和電路系統(tǒng)，用于從與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的所述感測電流中的每一個中減去所述感測電流的平均值，以產(chǎn)生與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的校正信號。
13. 如權(quán)利要求12所述的相倍增器驅(qū)動器電路，其特征在于，所述第二控制邏輯還包括斜坡電路，用于響應(yīng)于所述P麗輸入驅(qū)動信號的下降沿產(chǎn)生斜坡電壓；比較器，用于將所述斜坡電壓與與所述第一相電流和所述第二相電流中的一個相關(guān)聯(lián)的所述校正信號比較，并在所述斜坡電壓超過所述校正信號時產(chǎn)生控制輸出；以及門邏輯，用于在接收到所述P麗輸入驅(qū)動信號時輸出其前沿，且響應(yīng)于所述控制輸出延遲所述P麗輸入驅(qū)動信號的后沿。
14. 一種用于從單個輸入P麗驅(qū)動信號生成多相P麗信號的方法，包括以下步驟 接收所述輸入P麗驅(qū)動信號；在第一工作模式中生成第一輸出P麗驅(qū)動信號和第二輸出P麗驅(qū)動信號，其中所述輸 入PWM驅(qū)動的交變脈沖響應(yīng)于所述輸入P麗驅(qū)動信號分別被輸出作為所述第一輸出P麗驅(qū) 動信號和所述第二P麗輸出驅(qū)動信號；在第二工作模式中生成所述第一輸出P麗驅(qū)動信號和所述第二 P麗輸出驅(qū)動信號，其 中當(dāng)與所述第二輸出P麗驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的第二相電流超過與所述第一輸出P麗驅(qū)動信號 相關(guān)聯(lián)的第一相電流時，所述輸入P麗驅(qū)動信號被提供作為所述第一輸出P麗驅(qū)動信號，而 當(dāng)與所述第一輸出P麗信號相關(guān)聯(lián)的所述相電流超過與所述第二輸出P麗信號相關(guān)聯(lián)的所 述相電流時，所述輸入P麗驅(qū)動信號被提供作為所述第二輸出PWM驅(qū)動信號；響應(yīng)于與所述第一相電流相關(guān)聯(lián)的第一電流與平均電流之差對所述第一輸出P麗驅(qū) 動信號的下降沿添加偏移；響應(yīng)于與所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的第二電流與所述平均電流之差向所述第二輸出P麗 信號的下降沿添加所述偏移，其中所述平均電流包括所述第一電流與所述第二電流的平均 值；以及響應(yīng)于所述第一輸出P麗驅(qū)動信號和所述第二輸出P麗驅(qū)動信號中的每一個產(chǎn)生驅(qū)動 信號。
15. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述在所述第二模式中生成的步驟還包 括確定所述第一相電流與所述第二相電流中的較大者、以及生成指示是所述第一相電流較 大還是所述第二相電流較大的控制信號的步驟。
16. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，所述在所述第二模式中生成的步驟還包 括以下步驟響應(yīng)于所述控制信號選擇所述第一工作模式或所述第二工作模式； 將P麗控制信號鎖存為所述第一工作模式或所述第二工作模式。
17. 如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，還包括響應(yīng)于所述第一相電流生成第一 感測電流、響應(yīng)于所述第二相電流生成第二感測電流的步驟。
18. 如權(quán)利要求14所述的方法，其特征在于，所述添加偏移的步驟還包括以下步驟 生成與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的感測電流；確定與所述第一相電流和所述第二相電流中的每一個相關(guān)聯(lián)的感測電流的平均值； 從與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的感測電流中的每一個中減去所述感 測電流的平均值，生成與所述第一相電流和所述第二相電流相關(guān)聯(lián)的校正信號。
19. 如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，所述添加偏移的步驟還包括以下步驟 響應(yīng)于所述P麗輸入驅(qū)動信號的下降沿生成斜坡電壓；將所述斜坡電壓與與所述第一相電流和所述第二相電流之一相關(guān)聯(lián)的校正信號比較；當(dāng)所述斜坡電壓超過所述校正信號時生成控制輸出；當(dāng)接收到所述P麗輸入驅(qū)動信號時輸出所述P麗輸入驅(qū)動信號的前沿；以及 響應(yīng)于所述控制輸出延遲輸出所述P麗輸入驅(qū)動信號的后沿。
全文摘要
一種相倍增器驅(qū)動器電路包括用于接收輸入PWM驅(qū)動信號的第一輸入。第一控制邏輯響應(yīng)于該輸入PWM驅(qū)動信號產(chǎn)生第一輸出PWM驅(qū)動信號和第二輸出PWM驅(qū)動信號。在第一工作模式下，輸入PWM驅(qū)動信號的交變脈沖分別作為第一輸出PWM驅(qū)動信號和第二PWM輸出驅(qū)動信號輸出。在第二工作模式下，當(dāng)與第二輸出PWM驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的第二相電流超過與第一輸出PWM驅(qū)動信號相關(guān)聯(lián)的第一相電流時，輸入PWM驅(qū)動信號被提供作為第一輸出PWM驅(qū)動信號，而當(dāng)與第一輸出PWM信號相關(guān)聯(lián)的相電流超過與第二輸出PWM信號相關(guān)聯(lián)的相電流時，輸入PWM驅(qū)動信號被提供作為第二輸出PWM驅(qū)動信號。第二控制邏輯響應(yīng)于與第一相電流相關(guān)聯(lián)的第一電流與平均電流之差向第一輸出PWM驅(qū)動信號的下降沿添加偏移，且響應(yīng)于與第二相電流相關(guān)聯(lián)的第二電流與平均電流之差向第二輸出PWM信號的下降沿添加該偏移，其中平均電流包括第一電流與第二電流的平均值。驅(qū)動電路系統(tǒng)響應(yīng)于第一輸出PWM驅(qū)動信號和第二輸出PWM驅(qū)動信號中的每一個生成驅(qū)動信號。
文檔編號H03K19/0175GK101714869SQ200910205000
公開日2010年5月26日 申請日期2009年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月30日
發(fā)明者C·張, E·陳, P·斯費拉扎, R·艾沙姆, 裘衛(wèi)紅 申請人:英特賽爾美國股份有限公司