一款數控多相交錯式DC/DC 降壓系統解決方案

圖2b在120°交錯時，切除相位2，保留相位1和相位3


圖2c對相位1和相位3進行調整以實現180°交錯

相位電流平衡

為了最佳化電源組件可靠性和使用壽命，使多相系統中的每一個相位都等量地分擔電源負荷是值得的。由于電源開關和電感的組件間的不同，以及電路板布局和散熱的非對稱性，因此流經相位的電流是不一樣的。基本平衡方法包括測量相位電流，以及對每一個相位要求的PWM占空比進行單獨地調節，以對電流進行平衡。電流非均衡動態十分緩慢，因而平衡環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算負擔可以被忽略不計。為了減少傳感器噪聲的影響，對平衡環路速率電流讀取進行過采樣，并隨著時間的變化平均每一個相位的電流測量。簡單低增益完整行為“僅”控制算法通常被用于關閉平衡環路。在使用平均相位電流作為參考的每一個環路反復過程中，可以在每一個相位上執行平衡。另一種方法是，有時只有將在那個時刻測量出的最高和最低電流相位彼此平衡，才能達到相位電流平衡。無論使用哪一種方法，所有相位電流最終都將匯聚到相同值上。

PWM精度是進行相位電流平衡時通常會碰到的一個問題。將一個10V輸入看作是由一個100 MHz PWM時鐘的300 kHz PWM驅動的2V輸出同步降壓轉換器。該降壓輸出上的PWM精度將會是30 mV，或者等同于2V輸出的1.5%.一般而言，相比達到相位平衡和避免平衡控制環路極限循環期（limit cycling）所需要的較好占空比調節，這樣的粒度將會大一個甚至是兩個數量級。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。這就相當于為上述降壓實例提供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。

結論

本案例引入了一款數字電源解決方案，其具有多相同步降壓轉換器的優點，同時可以運用數字方法關閉電壓控制環路，并且對不同負載和散熱條件下的相位進行管理，以獲得最佳電源性能。