一款數(shù)控多相交錯(cuò)式DC/DC 降壓系統(tǒng)解決方案

圖2b在120°交錯(cuò)時(shí)，切除相位2，保留相位1和相位3


圖2c對(duì)相位1和相位3進(jìn)行調(diào)整以實(shí)現(xiàn)180°交錯(cuò)

相位電流平衡

為了最佳化電源組件可靠性和使用壽命，使多相系統(tǒng)中的每一個(gè)相位都等量地分擔(dān)電源負(fù)荷是值得的。由于電源開關(guān)和電感的組件間的不同，以及電路板布局和散熱的非對(duì)稱性，因此流經(jīng)相位的電流是不一樣的?；酒胶夥椒òy(cè)量相位電流，以及對(duì)每一個(gè)相位要求的PWM占空比進(jìn)行單獨(dú)地調(diào)節(jié)，以對(duì)電流進(jìn)行平衡。電流非均衡動(dòng)態(tài)十分緩慢，因而平衡環(huán)路的采樣率可以較低，差不多可以是幾十分之幾秒，甚至是幾秒。因此，微處理器上額外的計(jì)算負(fù)擔(dān)可以被忽略不計(jì)。為了減少傳感器噪聲的影響，對(duì)平衡環(huán)路速率電流讀取進(jìn)行過采樣，并隨著時(shí)間的變化平均每一個(gè)相位的電流測(cè)量。簡(jiǎn)單低增益完整行為“僅”控制算法通常被用于關(guān)閉平衡環(huán)路。在使用平均相位電流作為參考的每一個(gè)環(huán)路反復(fù)過程中，可以在每一個(gè)相位上執(zhí)行平衡。另一種方法是，有時(shí)只有將在那個(gè)時(shí)刻測(cè)量出的最高和最低電流相位彼此平衡，才能達(dá)到相位電流平衡。無(wú)論使用哪一種方法，所有相位電流最終都將匯聚到相同值上。

PWM精度是進(jìn)行相位電流平衡時(shí)通常會(huì)碰到的一個(gè)問題。將一個(gè)10V輸入看作是由一個(gè)100 MHz PWM時(shí)鐘的300 kHz PWM驅(qū)動(dòng)的2V輸出同步降壓轉(zhuǎn)換器。該降壓輸出上的PWM精度將會(huì)是30 mV，或者等同于2V輸出的1.5%.一般而言，相比達(dá)到相位平衡和避免平衡控制環(huán)路極限循環(huán)期（limit cycling）所需要的較好占空比調(diào)節(jié)，這樣的粒度將會(huì)大一個(gè)甚至是兩個(gè)數(shù)量級(jí)。F2806控制器為這一問題提供了一種解決方案，并且別具一格地增強(qiáng)了PWM模塊的高精度。這種高精度PWM提供了~150 ps的邊緣定位。這就相當(dāng)于為上述降壓實(shí)例提供0.45 mV的輸出精度，或者0.02%的2V輸出。這種解決方案可提供高精度以及較好的相位電流平衡功能。

結(jié)論

本案例引入了一款數(shù)字電源解決方案，其具有多相同步降壓轉(zhuǎn)換器的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)可以運(yùn)用數(shù)字方法關(guān)閉電壓控制環(huán)路，并且對(duì)不同負(fù)載和散熱條件下的相位進(jìn)行管理，以獲得最佳電源性能。