道的開關電源電路71、72、…、7N的輸出端子輸出的輸出電壓變換為數(shù)字信號的A/D變換器61、62、…、6N以及輸入由所述A/D變換器61、62、…、6N變換而得到的數(shù)字信號的運算處理裝置7。還向運算處理裝置7輸入通過A/D變換器6M將輸入電壓變換為數(shù)字信號后的信號。
[0025]—個開關電源電路7i(i = 1、2、…、N)具備:第I端子與所述輸入端子Vin連接來進行接通/斷開(0N/0FF)的開關元件2i和開關元件31、第I端子與開關元件2i的第2端子連接的電感器41、連接在該電感器4i的第2端子與OV之間的電容器5i以及交互地驅動開關元件2i和開關元件3i的驅動器Si。此外，由電感器4i和電容器5i構成LC濾波器91
[0026]DC/DC變換器的運算處理裝置7判定所述第2?第N溝道的開關電源電路7j (j =2、3、…、N)的開關元件2j是否接通，在判定為接通時，測定從第I溝道的開關電源電路71的開關元件21接通的時刻到該開關電源電路7j中的開關元件2j接通的時刻的時間間隔。然后，在該測定出的時間間隔在規(guī)定范圍內的情況下，保持該開關電源電路7 j上次使用的接通時間的設定地繼續(xù)進行動作，另一方面，在該測定出的時間間隔為規(guī)定范圍外的情況下，使該開關元件2j的接通時間在預定時間內增減地動作而返回到所述規(guī)定范圍內，并且使各溝道的開關電源電路71?7N的開關元件21?2N的開關的相位位移，以便減少各溝道的所述開關元件的導通時間的重復時間。
[0027]此時，通過驅動器81?8N來驅動開關元件31?3N，以便在開關元件21?2N的斷開時間進行接通。
[0028]預先，在圖1的第I溝道的開關電源電路71中，根據(jù)在動作穩(wěn)定動作時能夠穩(wěn)定控制的基本動作頻率fchl，使用輸入電壓Vin和輸出電壓Vo-1來決定開關元件21的接通時間。同樣地，從在第2?第N溝道的開關電源電路72?7N的穩(wěn)定動作時能夠穩(wěn)定控制的頻率范圍，決定開關元件2j(j = 2、3、-.、Ν)的接通時間范圍。此時，設在第2?第N溝道的頻率范圍內包含第I溝道的基本動作頻率fchl。此外，根據(jù)基本動作頻率fchl和溝道數(shù)N分別決定第I溝道的開關電源電路71的開關元件21和第2?第N溝道j(j = 2、3、…N)的開關電源電路7j的開關元件2j接通的定時間隔范圍，以便減少各開關元件22?2N的接通時間的重復時間。
[0029]圖2表示本發(fā)明的2個溝道非線性數(shù)字控制電源的輸入紋波電流(ripplecurrent)波形。
[0030]在頻率變動較大的期間，在第I溝道和第2溝道的開關元件的接通時間存在重復時間且輸入紋波電流增大，然而隨著頻率變動的變小，以消除接通時間的重復的方式進行控制，來減輕輸入紋波電流。
[0031]圖3是表示圖1的運算處理裝置7所執(zhí)行的開關元件21?2N的接通時間控制的流程圖。
[0032]在動作狀態(tài)下，各個第I?第N溝道通過使用了非線性控制的數(shù)字控制來進行動作，如圖3所示，通過運算處理裝置7的計時功能來測量開關元件21接通的時間點與開關元件2j (j = 2、3、…、N)接通的時間點之間的間隔(時間間隔)，
[0033](a)在該測量出的各間隔在事先決定的范圍內的情況下，維持開關元件2j上次使用的接通時間的設定而繼續(xù)進行動作，另一方面，
[0034](b)在測量出的各間隔在上述范圍外的情況下，使該開關元件2j的接通時間在預先設定的范圍內進行增減而偏離基本頻率fchl，由此使開關元件21和開關元件2j接通的定時間隔返回到范圍內。
[0035]以下，按照各步驟來說明圖3的流程圖。
[0036]首先，運算處理裝置7在第j溝道(j = 2、3、…、N)的開關電源電路7j中的開關元件2j接通的時間點，測定從第I溝道的開關電源電路71中的開關元件21接通的時刻到該開關元件2j接通的時刻的間隔(時間間隔)(步驟saOl)。之后，運算處理裝置7判斷該測定出的間隔是否在規(guī)定的范圍內(步驟sa02)，如果在規(guī)定的范圍內，則該開關元件2j的接通時間維持上次的設定地繼續(xù)動作(步驟sa03)，更新j (j = j+1)，返回到步驟saOl。另一方面，如果該測定出的時間間隔不在規(guī)定的范圍內，則使該開關元件2j的接通時間在事先決定的接通時間范圍內進行增減地繼續(xù)動作，更新j (j = j+1)，返回到步驟saOl。
【主權項】
1.一種DC/DC變換器，是使用接通時間固定的非線性控制的2個溝道以上的數(shù)字控制降壓型DC/DC變換器，該DC/DC變換器具備:與輸入端子并聯(lián)連接的第I?第N溝道的開關電源電路、將從所述各溝道的開關電源電路的輸出端子輸出的輸出電壓變換為數(shù)字信號的A/D變換器、以及輸入由所述A/D變換器進行變換而得到的數(shù)字信號的運算處理裝置，其中N為2以上的整數(shù)，該DC/DC變換器的特征在于， 所述各個開關電源電路由以下部分構成: 開關元件，其第I端子與所述輸入端子連接而進行接通/斷開； 電感器，其第i端子與所述開關元件的第2端子連接； 電容器，其連接在所述電感器的第2端子與O伏之間；以及 驅動電路，其驅動所述開關元件， 所述運算處理裝置構成為: 在判定為所述第2?第N溝道的開關電源電路的開關元件接通時，測定從所述第I溝道的開關電源電路的開關元件接通的時刻到該第2?第N溝道的開關電源電路的開關元件接通的時刻的時間間隔， 所述測定出的時間間隔在規(guī)定范圍內的情況下，維持所述開關電源電路上次所使用的接通時間的設定而繼續(xù)動作，另一方面， 所述測定出的時間間隔在規(guī)定范圍外的情況下，在規(guī)定時間內增減開關元件的接通時間地動作而返回到所述規(guī)定范圍內，使各溝道的電源電路的開關元件的開關的相位位移，以便減少各溝道的所述開關元件的接通時間的重復時間。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種DC-DC變換器。在DC/DC變換器中，各溝道通過使用非線性控制的數(shù)字控制而動作，分別測量開關元件(1)接通的時間點與其他開關元件(j，j＝2、3、…、N)接通的時間點之間的時間間隔，在測量出的間隔在規(guī)定范圍內的情況下，維持開關元件j上次使用的接通時間的設定而繼續(xù)動作，另一方面，在范圍外的情況下，通過在設定的范圍內增減該開關元件(j)的接通時間而偏離基本頻率，使開關元件(1)接通的時間點與該開關元件(j)接通的時間點之間的間隔返回到規(guī)定范圍內。
【IPC分類】H02M3/155
【公開號】CN105141128
【申請?zhí)枴緾N201510289251
【發(fā)明人】坂井美則, 土本將孝
【申請人】發(fā)那科株式會社
【公開日】2015年12月9日
【申請日】2015年5月29日
【公告號】DE102015108106A1, US20150349642