(57)【要約】  実例的な実施形態は、スイッチング電力コンバータに関連する。スイッチング電力コンバータは、平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットを備え得、ここにおいて、複数のうちの各制御ユニットは専用の比例制御ユニットを備える。スイッチング電力コンバータは、さらに、複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合され、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された積分器を備え得る。
2017508434.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットと、なお、前記複数のうちの各制御ユニットは、専用の比例制御ユニットを備える、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合され、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された積分器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
【請求項２】
各制御ユニットが、キャパシタを介して第１のノードに位相情報を注入するように構成された同期ランプをさらに備え、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項３】
前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたＲＣ回路を備える、請求項１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項４】
前記単一の積分器は、レジスタを介して前記第１のノードに積分信号を伝達するように構成される、請求項２に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項５】
前記単一の積分器は、レジスタを介して第１のノードに積分信号を伝達するように構成され、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項６】
前記比例制御ユニットは、前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取り、高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を備える、請求項１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項７】
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、クロック位相のＡＣコンポーネントを独立して受け取るように構成される、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
を備える、スイッチング電力コンバータ。
【請求項８】
各制御ユニットは、
前記位相情報を受け取り、キャパシタを介してノードに出力を伝達するように構成された同期ランプと、
共有の積分器からの積分信号、前記出力電圧、および基準電圧を受け取り、前記ノードに信号を伝達するように構成された比例制御ユニットと、
関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号と、前記ノードからの信号とを受信し、前記関連付けられた電力段に制御信号を伝達するように構成された比較器と
を備える、請求項７に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項９】
前記同期ランプは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、
前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を含む、請求項８に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項１０】
前記比例制御ユニットは、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記比例制御ユニットの出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
積分器の出力と前記比例制御ユニットの前記出力との間に結合されたレジスタと
を含む、請求項８に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項１１】
基準電圧および前記出力電圧を受け取り、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに積分信号を伝達するように構成された積分器をさらに備える、請求項７に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項１２】
前記積分器は、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記積分器の出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
前記積分器の前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を備える、請求項１１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項１３】
出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器と、
積分誤差電圧と、スケール化された誤差電圧と、クロック位相のＡＣコンポーネントとを含む第１の信号を受信することと、
前記電流推定器からの推定された電流信号を含む第２の信号を受信することと、
前記第１の信号および前記第２の信号を比較することに応答して前記電力段を制御するためのパルス幅変調信号を伝達することと
を行うように構成された比較器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
【請求項１４】
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して積分信号を伝達することと、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例制御ユニットを介して比例制御を供給することと、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入することと
を備える、方法。
【請求項１５】
積分信号を前記伝達することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記積分信号を生成するために前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を伝達することと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
比例制御を前記供給することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を比例制御ユニットの出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記積分信号を受信することと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
位相情報を前記注入することは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
比較器の第１の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および前記比例制御に基づく信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取ることと、
専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御することと
を備える、方法。
【請求項２０】
前記共有の積分器を介して前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて前記信号を受信することをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
各制御ユニットを前記制御することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記共有の積分器からの前記信号を受信することと
を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
位相情報を前記受け取ることは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
比較器の第１の入力において、積分信号、前記位相情報、および比例制御に基づくループフィルタ信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において、推定されたインダクタ電流を表す基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記パルス幅変調信号に応答して１つまたは複数のスイッチを調節することをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分経路を介して積分信号を伝達するための手段と、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例経路を介して比例制御を供給するための手段と、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入するための手段と
を備える、デバイス。
【請求項２６】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取るための手段と、
専用の経路を介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御するための手段と
を備える、デバイス。
【発明の詳細な説明】
【関連出願に対する相互参照】
【０００１】
[0001]  本出願は、２０１４年３月１２日に出願の「AVERAGE CURRENT MODE CONTROL OF MULTI-PHASE SWITCHING POWER CONVERTERS」と題する米国特許出願第１４／２０７，３３８の利益を主張し、それは、全体として本明細書に参照によって明確に組み込まれる。
【技術分野】
【０００２】
[0002]  本発明は、概して、スイッチングコンバータに関する。より具体的に、本発明は、多相スイッチング電力コンバータ（multi-phase switching power converters）用の平均電流モード制御（average current mode control）のための実施形態に関する。
【背景技術】
【０００３】
[0003]  電力管理は、現在の電子産業において重要な役割を果たす。電池式でハンドヘルドのデバイス（battery powered and handheld devices）は、電池寿命を延ばし、またデバイスの性能および動作を改善するために電力管理技法を必要とする。電力管理の１つの態様は、動作電圧を制御することを含む。従来の電子システム、特に、システムオンチップ（ＳＯＣ：systems on-chip）は、通例、様々なサブシステムを含む。様々なサブシステムは、サブシステムの特定のニーズに合わせられた異なる動作電圧の下で動作し得る。電圧レギュレータ（voltage regulator）は、これは「電圧コンバータ」または「電力コンバータ」とも称され得るが、様々なサブシステムに特定の電圧を送り出すために採用され得る。電圧レギュレータは、サブシステムを互いに分離しておくためにも採用され得る。
【０００４】
[0004]  電圧レギュレータは、スイッチング電圧コンバータを備え得る。スイッチング電圧コンバータは、より高い外部ＤＣ電源電圧とより低い集積回路電圧との間でエネルギーを移動させるために、エネルギー記憶デバイス（インダクタまたはキャパシタ）と併せて１つまたは複数の電子スイッチを使用して、より高い入力電圧とより低い出力電圧との間で変換し得る。線形電圧レギュレータと比較してスイッチング電圧レギュレータの１つの利点は、効率がより高いことである。
【０００５】
[0005]  スイッチングコンバータは、電圧モードまたは電流モード制御技法に基づき得る。従来の固定周波数電流モード制御技法は、ピーク電流モード制御（peak current mode control）、バレー電流モード制御（valley current mode control）、および平均電流モード制御を含む。ピークおよびバレー電流モード制御は、サブハーモニック発振（sub-harmonic oscillations）に影響を受けやすいこともあり、同期ランプ（a synchronizing ramp）に加えて外部スロープ補償（external slope compensation）を必要とし得る。したがって、ピークおよびバレー電流モード制御技法は、より複雑な回路を必要とし、それゆえ、大型のシリコンエリアを必要とし得る。
【０００６】
[0006]  従来の平均電流モード制御アーキテクチャは、本質的に、サブハーモニック問題を有さない。ピークおよびバレー電流モード制御に対する主な際立った特徴は、従来の平均電流モード制御が高利得および広帯域幅の電流誤差増幅器（current error amplifier）を使用することである。これは、スイッチングコンバータの平均電流に、誤差が非常に小さい負荷電流に従うことを強制し得る。従来の平均電流モード制御の利点は、補償ランプ、大きいノイズマージン（noise margins）、優れた電圧および電流レギュレーション、ならびに入力電圧および出力電圧のフィードフォワード制御（feed forward control）を必要としないことを含む。１つが電圧用で、もう１つが電流用である、２つの誤差増幅器のために、このアーキテクチャ実装は複雑であり、制御ループの補償は非常に難しいものになる。この難題は、さらに、平均モード技法が多相コンバータを実装するために使用されるときに増大する。
【０００７】
[0007]  強化されたスイッチング電力コンバータの必要性が存在する。より具体的には、従来の平均電流モードアーキテクチャの利点を有し、そして性能を犠牲にすることなく多相（multi-phase）に容易に拡張されることができる、簡易化されたスイッチング電力コンバータに関連した実施形態の必要性が存在する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
[0008]  
【図１Ａ】ピーク電流モード制御のために構成された多相スイッチングコンバータを例示する図。
【図１Ｂ】ピーク電流モード制御のために構成された多相スイッチングコンバータを例示する図。
【０００９】
[0009]  
【図２】本発明の実例的な実施形態にしたがった、単相スイッチング電力コンバータを例示する図。
【００１０】
[0010]  
【図３】本発明の実例的な実施形態による、単相スイッチング電力コンバータの様々な信号を例示するプロット。
【００１１】
[0011]  
【図４】本発明の実例的な実施形態にしたがった、多相スイッチングコンバータを例示する図。
【００１２】
[0012]  
【図５】本発明の実例的な実施形態による、多相スイッチングコンバータの積分制御ユニット、比例制御ユニット、および外部ランプを例示する図。
【００１３】
[0013]  
【図６】本発明の実例的な実施形態にしたがった、多相スイッチングコンバータの例示。
【００１４】
[0014]  
【図７】本発明の実例的な実施形態による、さらに別の多相スイッチングコンバータを図示する図。
【００１５】
[0015]  
【図８】本発明の実例的な実施形態にしたがった、方法を図示するフローチャート。
【００１６】
[0016]  
【図９】本発明の実例的な実施形態による、別の方法を図示するフローチャート。
【００１７】
[0017]  
【図１０】本発明の実例的な実施形態にしたがった、ＲＦモジュール、デジタルモジュール、および電力管理モジュールを含むデバイスを図示する図。
【詳細な説明】
【００１８】
[0018]  添付された図面に関連して以下に述べられる詳細な説明は、本発明の実例的な実施形態の説明として意図されており、本発明が実現されることができる実施形態のみを表すようには意図されていない。本説明全体を通して使用される「実例的な」という用語は、「例、事例、または例示としての役割をする」を意味し、他の実例的な実施形態に対して好ましいまたは有利であると必ずしも解釈されるべきではない。詳細な説明は、本発明の実例的な実施形態の完全な理解を提供することを目的とした特定の詳細を含む。本発明の実例的な実施形態がこれらの特定の詳細なしに実現され得ることが、当業者に明らかになるであろう。いくつかの事例では、周知の構造およびデバイスが、本明細書に提示される実例的な実施形態の新規性を曖昧にすることを避けるために、ブロック図の形態で示される。
【００１９】
[0019]  図１Ａは、出力電圧Ｖｏｕｔを供給するように構成された、ピーク電流モード制御の多相スイッチングコンバータ１００を例示する。ピーク電流モード制御技法が使用されており、それゆえ、インダクタピーク電流はスイッチング・サイクルごとに固定され得るが、最小インダクタ電流は制限されない（is not bounded）。これは、５０％より大きいデューティサイクルに対するサブハーモニック発振をもたらす。外部スロープ補償技法が、サブハーモニック発振を抑制するために必要とされ得る。
【００２０】
[0020]  図１Ｂは、従来の平均電流モード制御を使用する単相バックコンバータ（a single phase buck converter）１１０を例示する。図１Ｂに例示されているように、コンバータ１１０において使用される制御部は、補償回路類（compensation circuitry）と共に２つの異なる誤差積分器（error integrators）を有する。よって、使用される制御部が複雑であることもあり、実装するのにより多くのシリコンエリアを必要とする。
【００２１】
[0021]  本明細書に説明される実例的な実施形態は、固定周波数スイッチング電力コンバータと、それの動作の方法とに向けられている。実例的な実施形態は、平均電流モード制御技法を使用するために構成された単相または多相電力コンバータに向けられ得る。固定周波数動作は、外部同期クロック（external synchronizing clock）のＡＣコンポーネント（an AC component）を注入する（injecting）ことによって達成され得る。実例的な実施形態は、サブハーモニック問題を制限し、場合によっては防止することができる。さらに、実例的な実施形態は、比較的速い過渡応答（transient response）、比較的速いラインレギュレーション／負荷レギュレーション（line/load regulation）、および固定周波数動作で、実質的に０〜１００％のデューティ比を操作し得る。
【００２２】
[0022]  単相の実例的な実施形態によると、スイッチング電力コンバータは、出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器を備え得る。電力コンバータは、また、推定されたインダクタ電流を、積分された誤差電圧と、スケール化された（scaled）誤差電圧と、注入された同期されたクロックのＡＣコンポーネントとの合成（resultant）と比較するように構成された制御ユニットも備え得る。結果としてもたらされるパルス幅変調された信号（pulse width modulated signal）は、電力段を制御する。
【００２３】
[0023]  多相の実例的な実施形態によると、スイッチング電力コンバータは、平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットを備え得、ここにおいて、その複数のうちの各ユニットは、専用のスケール化された誤差電圧を備え、位相シフトされた同期クロックのＡＣコンポーネントを独立して受け取るように構成され得る。さらに、スイッチング電力コンバータは、すべての制御ユニットによって共有される単一の誤差電圧積分器（error voltage integrator）を備え得る。スイッチング電力コンバータは、また、平均電流モード制御のために構成された複数の電力段を備え得、ここにおいて、複数の電力段の各電力相（each power phase）は、インダクタ電流推定器を有し、複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される。
【００２４】
[0024]  本発明の他の態様と、ならびに様々な態様の特徴および利点が、次に続く説明、付随する図面、および添付された特許請求の範囲を考慮することによって当業者に明らかになるであろう。
【００２５】
[0025]  図２は、本発明の別の実例的な実施形態による、単相スイッチング電力コンバータ（a single-phase switching power converter）２００を図示する。スイッチング電力コンバータ２００は、制御ユニット２０４および電力段２０６を備える。スイッチング電力コンバータ２００は、さらに、キャパシタＣｏｕｔおよび抵抗負荷（resistive load）Ｒｌｏａｄを備える。スイッチング電力コンバータ２００は、基準電圧Ｖｒｅｆで出力電圧Ｖｏｕｔを調整するように構成され得る。電力段２０６は、電圧源２１２と、スイッチＳ１およびＳ２と、レジスタＲｆと、インダクタＬと、キャパシタＣｆとを備える。当業者によって理解されることになるように、レジスタＲｆおよびキャパシタＣｆは、ＲＣ無損失インダクタ電流推定器（a RC lossless inductor current estimator）２０７を構成し得る。
【００２６】
[0026]  制御ユニット２０４は、比例積分（ＰＩ：proportional-integral）制御ユニット２０５と、同期ランプ２０８と、キャパシタＣｃと、デュアルエッジパルス幅変調器比較器（a dual-edge pulse-width modulator comparator）２１０とを備える。ＰＩ制御ユニット２０５は、出力電圧Ｖｏｕｔを受け取るように構成された入力と、基準電圧Ｖｒｅｆを受け取るように構成された別の入力とを備える。ＰＩ制御ユニット２０５の出力は、ノードＧに結合され得、それは、高インピーダンスノードであり得る。同期ランプ２０８は、外部クロック位相Φ１を受け取るように構成され得る。さらに、同期ランプ２０８の出力は、ノードＧに（すなわち、キャパシタＣｃを介して）容量結合（capacitively coupled）され得る。したがって、同期ランプ２０８のＡＣコンポーネントは、これは位相情報を備えるが、キャパシタＣｃを介してノードＧにおいてＰＩ制御ユニット２０５の出力に加算され得る。
【００２７】
[0027]  ノードＧは、比較器２１０の入力にさらに結合され得る。比較器２１０の別の入力は、ノードＨに接続され得、それは、電力段２０６の無損失ＲＣ電流推定器２０７の出力であり得る。比較器２１０の出力は、これはデュアルエッジパルス幅変調された信号を備え得るが、スイッチＳ１およびＳ２の動作を制御するために、それらスイッチに伝達され得る。
【００２８】
[0028]  定常状態中に、ＰＩ制御ユニット２０５は、出力電圧Ｖｏｕｔを基準電圧Ｖｒｅｆと比較し、出力信号を生成し得、これは、積分された誤差電圧（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）である「積分コンポーネント」と、スケール化された誤差電圧（Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）である「比例コンポーネント」との組み合わせであり得る。さらに、同期ランプ２０８の出力は、ノードＧ上にクロック位相Φ１のＡＣコンポーネントを容量結合し得る。数学的に、結果として生じる信号Ｖloop_filter_xは、以下のように表されることができ、
【数１】
2017508434.tif 000003
【００２９】
ここで、Ｋｉｎｔ、Ｋｐは定数であり、Ｖｒａｍｐは外部クロック回路の供給量（supply）であり、ｎは整数である。結果として生じる信号Ｖloop_filter_xは、段２０６の電力スイッチを制御し、それゆえ、出力電圧Ｖｏｕｔを調整するために、インダクタ電流ＶIsnsと比較され得る。
【００３０】
[0029]  無損失ＲＣインダクタ電流推定器２０７は、インダクタ電流を推定するために使用され得る。この実施形態において、インダクタ電流のスロープは、絶対インダクタ電流値の代わりに制御され得る。ＲＣインダクタ電流推定器２０７は、出力信号（ＶIsns）のスロープがインダクタ電流スロープを上回るように設計され得る。ＲＣインダクタ電流推定器２０７の出力信号（ＶIsns）のスロープを制限することによって、インダクタ電流は、安定した動作を確実にする境界内に含まれることができる。無損失インダクタ電流推定器２０７の出力は、ｐｗｍ比較器２１０を使用して信号Ｖloop_filter_xと比較されることになる。この比較に基づいて、デュアルエッジパルス幅変調された信号が生成され得る。この変調された信号は、電力段２０６の電力スイッチＳ１およびＳ２を制御し、Ｖｒｅｆに相対的な（relative to Vref）出力電圧Ｖｏｕｔを調整し得る。
【００３１】
[0030]  定常状態中に、同期クロックのＡＣコンポーネントは、注入ロッキング現象（injection locking phenomenon）により、同期クロック期間に等しいコンバータのスイッチング期間を強制する。
【００３２】
[0031]  図３は、定常状態動作中の、図２に例示されたスイッチング電力コンバータ２００のようなデバイスの様々な信号を含むプロット３００である。プロット３００は、信号３０２を備え、これは、誤差信号の積分（誤差＝Ｖｏｕｔ−Ｖｒｅｆ）を表す。さらに、プロット３００は、多相スイッチング電力コンバータの同期クロック信号（Φ１）を表す信号３０４と、同期ランプ信号（例えば、図２の同期ランプ２０８によって伝達される信号「Ｖsync_ramp_x」）を表す信号３０６とを備える。この同期ランプ信号３０６は、同期クロックのＤＣおよびＡＣ位相情報から成る。プロット３００は、また、信号３０８を備え、これは、比較器に伝達される信号（例えば、比較器３０８に伝達されるＶloop_filter_x）を表す。この信号のＤＣ電圧は、信号３０２によって設定され得、ＡＣ位相情報は、同期クロック信号３０４からの注入されたＡＣ位相情報と比例制御ユニット（a proportional control unit）の出力との合計の結果（resultant of the summation）である。信号３１０、これは、電力段からのインダクタ電流のおおよその推定（例えば、「ＶIsns_x」）を表す。プロット３００は、さらに、参照番号３１２によって示されるように重なり合って（on top of one another）描かれた信号３０８および信号３１０を備える。これら２つの信号は、比較器２１０の入力となり、パルス幅変調されたデューティサイクル信号３１４を電力段に伝達するために比較されることになる。
【００３３】
[0032]  注入ロッキングによって確実にされる固定周波数動作により、提案技法は、多相電力コンバータのために拡張されることができる。図４は、本発明の実例的な実施形態による、多相スイッチング電力コンバータ４００を例示する。多相スイッチング電力コンバータ４００は、積分制御ユニット（an integral control unit）４０２と、複数の制御ユニット４０４＿１〜４０４＿Ｎと、複数の電力段４０６＿１〜４０６＿Ｎとを備える。複数の制御ユニット４０４＿１〜４０４＿Ｎの各ユニット４０４は、同期ランプ４１０と、比例制御ユニット４１２と、キャパシタＣｃと、比較器４０８とを備える。さらに、複数の電力段４０６＿１〜４０６＿Ｎの各段４０６は、電力スイッチ４１４と、インダクタＬと、ＲＣ電流推定器とを備え、これは、レジスタＲｆおよびキャパシタＣｆを備える。さらに、デバイス４００は、キャパシタＣｏｕｔおよび抵抗負荷Ｒｌｏａｄを備える。デバイス４００は、出力電圧Ｖｏｕｔを伝達するために構成され得る。複数の制御ユニット４０４＿１〜４０４＿Ｎおよび複数の電力段４０６＿１〜４０６＿Ｎが合わせて、多相スイッチング電力コンバータの複数の相（a plurality of phases）と称され得ることが留意され得る。
【００３４】
[0033]  図４に例示されているように、積分制御ユニット４０２は、基準電圧Ｖｒｅｆおよび出力電圧Ｖｏｕｔを受け取り、各ユニット４０４の比例制御ユニット４１２に誤差積分制御信号（an error integral control signal）（Ｖintegral）を伝達するように構成され得る。各ユニット４０４の比例制御ユニット４１２は、出力電圧Ｖｏｕｔおよび基準電圧Ｖｒｅｆを受け取るようにさらに構成される。さらに、各ユニット４０４の同期ランプ４１０は、位相信号Φ1〜ΦNを受信するように構成され得る。同期ランプ４１０の出力信号は、キャパシタＣｃを介して比例制御ユニット４１２の出力に接続され得る。各ユニット４０４内で、比較器４０８は、ノードＢにおける信号Ｖloop_filter_xを受信するように構成され得、それは、容量結合された位相情報（すなわち、クロック位相のＡＣコンポーネント）と、誤差電圧の比例および積分とを備える。比較器４０８は、対応する段４０６のノードＡから信号ＶIsns_xを受信するようにさらに構成され得る。より具体的には、比較器４０８の反転入力（an inverting input）は、ノードＢを介して信号を受信するように構成され得、比較器４０８の非反転入力（a non-inverting input）は、対応する相４０６のＲＣ無損失推定器４０７から信号を受信するように構成され得る。各ユニット４０４の比較器４０８の出力は、これはパルス幅変調信号を備え得るが、対応する電力段４０６の電力スイッチ４１４に結合され得る。
【００３５】
[0034]  電力コンバータ４００は、ループ内で単一の積分器（a single integrator）を使用するように構成され得、したがって、電力コンバータ４００の各相（each phase）は、すべてのノードにおいて同じＤＣ電圧コンポーネントを有するが、位相シフトされた異なるＡＣ電圧コンポーネントを有する。よって、ＤＣソースまたはグラウンド（ground）への低インピーダンス経路を有するすべてのノードは、回路と、したがって、ダイエリア（die area）とを減少させるために共有されることができる。しかしながら、高インピーダンスノードは、位相情報を有することもあり、したがって、共有されるべきではない。
【００３６】
[0035]  本明細書に説明される、多相コンバータに関連する様々な実例的な実施形態が、ＰＩ補償器を比例ユニットおよび積分ユニットに分割する。多相コンバータの各相は、専用の比例制御ユニットを有するが、すべての相によって共有される単一の積分器ユニットを使用する。積分器ユニットの出力ノード「Ｖintegral」がグラウンドへの低インピーダンスノードであり得るので、それは相をわたって共有されることができる。しかしながら、比例ユニットの出力ノード（すなわち、ノードＢ）は、高インピーダンスノードであり得、位相情報を有し、よって、それは共有されるべきではない。ＰＩ補償器の分割は、いかなる電位安定性の懸念（potential stability concern）をも回避することができ、減少した回路類で（with reduced circuitry）多相動作を達成する。各相が専用の高インピーダンス比例ユニット出力ノードを有するので、周波数および位相情報は、積分器の低インピーダンス出力ノードに実質的に影響を及ぼすことなく、ノードＢにおいて注入されることができ、注入ロッキングが、固定周波数多相動作のために達成されることができる。
【００３７】
[0036]  図５は、本発明の実例的な実施形態にしたがった、積分制御ユニット４０２、比例制御ユニット４１２、および同期ランプ４１０のより詳細な例示を提供する。図５に例示されているように、積分制御ユニット４０２は、基準電圧Ｖｒｅｆを受け取るように構成された入力と、出力電圧Ｖｏｕｔを受け取るように構成された別の入力とを有するトランスコンダクタンス増幅器（a trans-conductance amplifier）４２０を備え得る。さらに、トランスコンダクタンス増幅器４２０の出力は、キャパシタＣ１にさらに結合され得るノードＣに結合され得、キャパシタＣ１は、グラウンド電圧（a ground voltage）ＧＲＮＤにさらに結合され得る。
【００３８】
[0037]  比例制御ユニット４１２は、基準電圧Ｖｒｅｆを受け取るように構成された入力と、出力電圧Ｖｏｕｔを受け取るように構成された別の入力とを有するトランスコンダクタンス増幅器４３０を備える。トランスコンダクタンス増幅器４３０の出力は、高抵抗レジスタＲ２を介してノードＣにさらに結合され得るノードＤに結合され得る。したがって、ノードＤにおけるＤＣバイアス電圧は、ノードＣにおける信号のＤＣ電圧によって設定され得る。さらに、ノードＤが高インピーダンスノードであり得るので、ノードＤにおけるＡＣ電圧は、ノードＣから分離され得る。同期ランプ４１０は、これは位相信号Φxを受信するように構成され得るが、キャパシタＣ３およびレジスタＲ３を備える。ノードＥにおける同期ランプ信号のＡＣ電圧情報は、キャパシタＣ２を介してノードＤに結合され得る。当業者によって理解されることになるように、ノードＤにおける信号（すなわち、Ｖloop_filter_x）は、積分制御ユニット４０２からのＤＣ電圧出力と、同期ランプ４１０からのＡＣ電圧出力と、比例制御ユニット４１２からのＡＣ電圧出力との組み合わせを備え得る。
【００３９】
[0038]  当業者によって理解されることになるように、多相スイッチング電力コンバータ４００は、これは平均電流モード制御技法を介して実装され得るが、複数の相のための単一の積分器と、相ごとの専用の比例制御ユニットとを備える。これらの専用の比例制御ユニットは、それらの出力ノードにおいて位相情報を有し得る。この位相情報は、固定周波数外部同期ランプ信号によって、結合キャパシタＣ２を介してノードＤにおいて注入され得る。さらに、ノードＤにおける結果として生じる信号（Ｖloop_filter_x）は、各相の比較器４０８を介して、ノードＡにおける推定されたインダクタ電流信号（ＶIsns_x）と比較され、対応する相のデューティサイクルを生成し得る。このパルス幅変調されたデューティサイクル信号の固定周波数は、注入された固定周波数同期ランプ信号によって（すなわち、「周波数ロッキング（frequency locking）」と通例称される周知の技法を介して）強制され得る。各制御ユニット４０４の比較器４０８の出力は、各電力段４０６の対応する電力スイッチ４１４に接続され、所望の出力電圧を生成し得る。
【００４０】
[0039]  図６は、本発明の実例的な実施形態による、多相スイッチング電力コンバータ５００の別の例示である。多相スイッチング電力コンバータ５００は、積分制御ユニット５０２、複数の制御ユニット５０４＿１〜５０４＿Ｎ、および複数の電力段５０６＿１〜５０６＿Ｎを備える。デバイス５００は、これは出力電圧Ｖｏｕｔを伝達するように構成され得るが、出力キャパシタＣｏｕｔおよび抵抗負荷Ｒｌｏａｄをさらに備える。
【００４１】
[0040]  複数の制御ユニット５０４＿１〜５０４＿Ｎの各ユニット５０４は、同期ランプ５１０と、比例制御ユニット５１２と、キャパシタＣｃと、比較器５０８とを備える。さらに、複数の電力段５０６＿１〜５０６＿Ｎの各段５０６は、スイッチＳ１およびＳ２と、インダクタＬと、ＲＣ電流推定器５０７とを備え、それは、レジスタＲｆおよびキャパシタＣｆを備える。積分制御ユニット５０２は、トランスコンダクタンス増幅器５２０およびキャパシタＣ４を備える。さらに、各ユニット５０４の比例制御ユニット５１２は、トランスコンダクタンス増幅器５２２およびレジスタＲ４を備え、各ユニット５０４のランプ５１０は、レジスタＲ５およびキャパシタＣ５を備える。
【００４２】
[0041]  積分制御ユニット５０２の出力は、レジスタＲ４を介して各比例制御ユニット５１２のノードＥに結合され得る。ノードＥは、ノードＦにさらに結合され得、それは、比較器５０８の入力に結合され得る。比較器５０８の別の入力は、対応する段５０６のノードＧに結合され得る。加えて、ランプ５１０の出力はキャパシタＣｃを介してノードＦに結合され得る。各ユニット５０４の比較器５０８の出力は、パルス幅変調信号を備え得、それは、対応する段５０６のスイッチＳ１およびＳ２を制御するように構成され得る。
【００４３】
[0042]  多相スイッチング電力コンバータ５００の企図された動作中に、各ランプ５１０は、位相信号（「Φ」）を受信し、キャパシタＣｃを介してノードＦに信号を伝達するように構成され得る。さらに、ノードＦは、比例制御ユニット５１２の出力および結果として生じる信号を受信し、ループフィルタ信号（「Ｖloop_filter_1」）は、比較器５０８に伝達され得る。比較器５０８は、電流推定器５０７から信号を受信し、スイッチＳ１およびＳ２を制御するために関連付けられた段５０６に信号（「Ｖpwm_comp_1」）を伝達するようにさらに構成され得る。多相スイッチング電力コンバータ５００は、出力電圧Ｖｏｕｔを伝達するように構成され得る。
【００４４】
[0043]  当業者によって理解されることになるように、多相スイッチング電力コンバータ５００の積分および比例経路は切り離され（de-coupled）、よって、異なる位相情報が様々な相のための比例ノード（すなわち、ノードＦ）上で加算されることを可能にする。さらに、外部位相情報は、低インピーダンスノード（すなわち、ノードＩ）を妨害することなく、高インピーダンスノード（すなわち、ノードＥ）において容易に注入され得る。
【００４５】
[0044]  図７は、本発明の別の実例的な実施形態にしたがった、多相スイッチング電力コンバータ６００を図示する。多相スイッチング電力コンバータ６００は、複数の制御ユニット６０４＿１〜６０４＿Ｎ、および複数の電力段６０６＿１〜６０６＿Ｎを備える。多相スイッチング電力コンバータ６００は、さらに、キャパシタＣｏｕｔおよび抵抗負荷Ｒｌｏａｄを備える。多相スイッチング電力コンバータ６００は、出力電圧Ｖｏｕｔを伝達するために構成され得る。
【００４６】
[0045]  各制御ユニット６０４は、同期ランプ６０８および比較器６１０を備える。ランプ６０８の出力は、キャパシタＣｃを介してノードＪに結合され得る。ノードＪは、レジスタＲＺを介して出力電圧Ｖｏｕｔにさらに結合され得る。ノードＪは、また、比較器６１０の入力にも結合され得る。比較器６１０の別の入力は、ノードＫに結合され得、それは、基準電圧Ｖｒｅｆと、キャパシタＣ６を介した対応する段６０６のノードＬとに結合され得る。各制御ユニット６０４の比較器６１０の出力は、これはパルス幅変調信号を備え得るが、関連付けられた電力段６０６の動作を制御するために、その関連付けられた電力段６０６に伝達され得る。各電力段６０６は、電圧源６１２と、スイッチＳ１およびＳ２と、インダクタＬと、ＲＣ電流推定器６０７とを備え、それは、レジスタＲｆおよびキャパシタＣｆを備える。
【００４７】
[0046]  多相スイッチング電力コンバータ６００の動作中に、各外部ランプ６０８は、位相信号（「Φ」）を受信し、キャパシタＣｃを介してノードＪに信号を伝達するように構成され得る。さらに、ノードＪは、レジスタＲＺを介して出力電圧Ｖｏｕｔを受け取り、結果としてもたらされるループフィルタ信号（「Ｖloop_filter_1」）は、比較器６１０に伝達され得る。比較器６１０は、関連付けられた電力段６０６のＲＣ電流推定器６０７からの（すなわち、キャパシタＣ６を介した）信号および基準電圧Ｖｒｅｆを受け取り、スイッチＳ１およびＳ２を制御するために関連付けられた電力段６０６に信号を伝達するようにさらに構成され得る。多相スイッチング電力コンバータ６００は、出力電圧Ｖｏｕｔを伝達するように構成され得る。
【００４８】
[0047]  図８は、１つまたは複数の実例的な実施形態にしたがった、方法７００を例示するフローチャートである。方法７００は、スイッチング電力コンバータの複数の相の各相に対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して誤差信号の積分を伝達することを備え得る（数字７０２によって図示される）。加えて、方法７００は、その複数のうちの各相に対する独立した比例制御ユニットを介した誤差電圧に比例する信号を備え得る（数字７０４によって図示される）。さらに、方法７００は、各相に対して独立して位相情報を注入することを備え得る（数字７０６によって図示される）。
【００４９】
[0048]  図９は、１つまたは複数の実例的な実施形態にしたがった、方法８００を例示するフローチャートである。方法８００は、多相スイッチング電力コンバータの各相において独立して位相情報を受け取ることを備え得る（数字８０２によって図示される）。加えて、方法８００は、専用経路を介して、および共有の積分器からの信号に応答して、多相スイッチング電力コンバータの各相を制御することを備え得る（数字８０４によって図示される）。
【００５０】
[0049]  図１０は、本発明の実例的な実施形態による、電子デバイス９００のブロック図である。１つの例によると、デバイス９００は、モバイル電話のような携帯用電子デバイスを備え得る。デバイス９００は、デジタルモジュール９０２、ＲＦモジュール９０４、および電力管理モジュール９０６のような、様々なモジュールを備え得る。デジタルモジュール９０２は、メモリおよび１つまたは複数のプロセッサ９１０およびメモリ９１２を備え得る。ＲＦモジュール９０４は、これはＲＦ回路類（RF circuitry）を備え得るが、送信機９０７および受信機９０９を含むトランシーバ９０５を備え得、アンテナ９０８を介した双方向ワイヤレス通信のために構成され得る。一般に、電子デバイス９００は、任意の数の通信システム、任意の数の周波数帯域、および任意の数のアンテナのための任意の数の送信機および任意の数の受信機を備え得る。さらに、本発明の実例的な実施形態によると、電力管理モジュール９０６は、本明細書に説明されている、１つまたは複数のスイッチング電力コンバータ９１４を備え得る。
【００５１】
[0050]  当業者によって理解されることになるように、従来のスイッチング電力コンバータと比較して、本発明は、簡易化された実装および限定サブハーモニック発振を備える。さらに、本発明は、エンベロプ追跡技法（envelop tracking techniques）を使用するように可能にされ得、実質的に０％から実質的に１００％までのデューティ比動作範囲（an duty ratio operating range of）を有し得、速いライン過渡応答／負荷過渡応答を示し、固定周波数および／または高周波数の動作のために構成され得る。
【００５２】
[0051]  当業者であれば、情報および信号が、様々な異なる技術および技法のいずれかを使用して表され得ることを理解するであろう。例えば、上記の説明全体を通して参照され得る、データ、命令、コマンド、情報、信号、ビット、シンボル、およびチップは、電圧、電流、電磁波、磁界または磁気粒子、光場または光粒子、あるいはこれらの任意の組み合わせによって表わされ得る。
【００５３】
[0052]  当業者であればさらに、本明細書に開示された実例的な実施形態と関連して説明された様々な例示的な論理ブロック、モジュール、回路、およびアルゴリズムステップが、電子ハードウェア、コンピュータソフトウェア、またはその両方の組み合わせとして実装され得ることを理解するであろう。このハードウェアとソフトウェアの互換性を明確に例示するために、様々な例示的なコンポーネント、ブロック、モジュール、回路、およびステップが、概してそれらの機能性の点から上述されている。このような機能性が、ハードウェアとして実装されるかソフトウェアとして実装されるかは、特定の用途およびシステム全体に課せられる設計制約に依存する。当業者は、特定の用途ごとに、説明された機能性を多様な方法で実装することができるが、このような実装の判断は、本発明の実例的な実施形態の範囲からの逸脱の引き起こすものとして解釈されるべきではない。
【００５４】
[0053]  本明細書に開示された実例的な実施形態と関連して説明される様々な例示的な論理ブロック、モジュール、および回路は、汎用プロセッサ、デジタルシグナルプロセッサ（ＤＳＰ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）または他のプログラマブル論理デバイス、ディスクリートゲートまたはトランジスタ論理、ディスクリートハードウェアコンポーネント、あるいは、本明細書に説明された機能を実行するように設計されたこれらの任意の組み合わせを用いて実装または実行され得る。汎用プロセッサはマイクロプロセッサであり得るが、代替として、このプロセッサは、任意の従来のプロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ、またはステートマシンであり得る。プロセッサは、また、複数のコンピュータデバイスの組み合わせとして、例えば、ＤＳＰとマクロプロセッサの組み合わせ、複数のマイクロプロセッサ、ＤＳＰコアに連結した１つまたは複数のマイクロプロセッサ、または他の任意のそのような構成として、実装され得る。
【００５５】
[0054]  １つまたは複数の実例的な実施形態において、説明された機能は、ハードウェア、ソフトウェア、ファームウェア、またはこれらの任意の組み合わせで実装され得る。ソフトウェアで実装される場合、これらの機能は、コンピュータ可読媒体上で、１つまたは複数の命令またはコードとして送信または記憶され得る。コンピュータ可読媒体は、１つの場所から別の場所へのコンピュータプログラムの転送を容易にする任意の媒体を含む通信媒体、およびコンピュータ記憶媒体の両方を備える。記憶媒体は、コンピュータによってアクセスされることができる任意の利用可能な媒体であり得る。限定ではなく例として、そのようなコンピュータ可読媒体は、ＲＡＭ、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭまたは他の光ディスク記憶装置、磁気ディスク記憶装置または他の磁気記憶デバイス、あるいは、命令またはデータ構造の形態で所望のプログラムコードを記憶または搬送するために使用されることができ、およびコンピュータによってアクセスされることができる、任意の他の媒体を備えることができる。また、任意の接続は、コンピュータ可読媒体と厳密には名づけられ得る。例えば、ソフトウェアが、ウェブサイト、サーバ、または、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、デジタル加入者回線（ＤＳＬ）、あるいは赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術を使用する他の遠隔ソース、から送信される場合、同軸ケーブル、光ファイバーケーブル、ツイストペア、ＤＳＬ、または赤外線、無線、およびマイクロ波のようなワイヤレス技術は、媒体の定義に含まれる。本明細書に使用される、ディスク（disk）およびディスク（disc）は、コンパクトディスク（ＣＤ）、レーザーディスク（登録商標）、光ディスク、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、フロッピー（登録商標）ディスク、およびＢｌｕ−ｒａｙ（登録商標）ディスクを備え、ここで、ディスク（disk）は通常、データを磁気的に再生するが、ディスク（disc）は、レーザを用いて光学的にデータを再生する。上記の組み合わせもまた、コンピュータ可読媒体の範囲内に備えられるべきである。
【００５６】
[0055]  開示された実例的な実施形態の先の説明は、当業者が本発明を製造または使用することを可能にするために提供される。これらの実例的な実施形態への様々な修正は、当業者に容易に明らかとなり、本明細書に定義された包括的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示された実例的な実施形態に限定されるように意図されておらず、本明細書に開示される原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
【図１Ａ】
2017508434.tif 000004
【図１Ｂ】
2017508434.tif 000005
【図２】
2017508434.tif 000006
【図３】
2017508434.tif 000007
【図４】
2017508434.tif 000008
【図５】
2017508434.tif 000009
【図６】
2017508434.tif 000010
【図７】
2017508434.tif 000011
【図８】
2017508434.tif 000012
【図９】
2017508434.tif 000013
【図１０】
2017508434.tif 000014
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月10日(2016.11.10)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットのうちの各制御ユニットは、多相スイッチング電力コンバータの出力電圧に結合された第１の入力と、基準電圧に結合された第２の入力とを有する専用の比例制御ユニットを備える、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合された出力を有し、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された共有の積分器と
を備える、多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項２】
各制御ユニットが、キャパシタを介して第１のノードに位相情報を注入するように構成された同期ランプをさらに備え、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項３】
前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたＲＣ回路を備える、請求項２に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項４】
前記共有の積分器は、レジスタを介して前記第１のノードに積分信号を伝達するように構成される、請求項２に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項５】
前記共有の積分器は、レジスタを介して第１のノードに積分信号を伝達するように構成され、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項６】
前記比例制御ユニットは、前記多相スイッチング電力コンバータの前記出力電圧および前記基準電圧を受け取り、高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を備える、請求項１に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項７】
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、位相シフトされた異なるクロック信号を独立して受け取るように構成される、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
を備える、多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項８】
各制御ユニットは、
前記位相シフトされた異なるクロック信号を受け取り、前記位相シフトされたクロック信号のＡＣコンポーネントに対応する出力をキャパシタを介してノードに伝達するように構成された同期ランプと、
共有の積分器からの積分信号、前記出力電圧、および基準電圧を受け取り、前記ノードに信号を伝達するように構成された比例制御ユニットと、
関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号と、前記ノードからの信号とを受信し、前記関連付けられた電力段に制御信号を伝達するように構成された比較器と
を備える、請求項７に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項９】
前記同期ランプは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、
前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を含む、請求項８に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１０】
前記比例制御ユニットは、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記比例制御ユニットの出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
積分器の出力と前記比例制御ユニットの前記出力との間に結合されたレジスタと
を含む、請求項８に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１１】
基準電圧および前記出力電圧を受け取り、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに積分信号を伝達するように構成された積分器をさらに備える、請求項７に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１２】
前記積分器は、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記積分器の出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
前記積分器の前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を備える、請求項１１に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１３】
出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器と、
積分制御ユニットから出力されたＤＣ電圧に対応する積分誤差電圧と、比例制御ユニットから出力されたＡＣ電圧に対応するスケール化された誤差電圧と、同期ランプから出力されたＡＣ電圧に対応するクロック位相のＡＣコンポーネントとの組み合わせを備える第１の信号を受信することと、
前記電流推定器からの推定された電流信号を含む第２の信号を受信することと、
前記第１の信号および前記第２の信号を比較することに応答して前記電力段を制御するためのパルス幅変調信号を伝達することと
を行うように構成された比較器と
を備える、多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１４】
多相スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して積分信号を伝達することと、
前記複数の制御ユニットのうちの各制御ユニットに対して独立して比例制御ユニットを介して比例制御を供給することと、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入することと
を備える、方法。
【請求項１５】
積分信号を前記伝達することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記多相スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記積分信号を生成するために前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を伝達することと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１６】
比例制御を前記供給することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記多相スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を比例制御ユニットの出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記積分信号を受信することと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１７】
位相情報を前記注入することは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１８】
比較器の第１の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および前記比例制御に基づく信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１４に記載の方法。
【請求項１９】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して、位相シフトされた異なるクロック信号を受け取ることと、
専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御することと
を備える、方法。
【請求項２０】
前記共有の積分器を介して前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて前記信号を受信することをさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２１】
各制御ユニットを前記制御することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記多相スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記共有の積分器からの前記信号を受信することと
を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２２】
位相情報を前記受け取ることは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２３】
比較器の第１の入力において、積分信号、位相情報、および比例制御に基づくループフィルタ信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において、推定されたインダクタ電流を表す基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１９に記載の方法。
【請求項２４】
前記パルス幅変調信号に応答して１つまたは複数のスイッチを調節することをさらに備える、請求項２３に記載の方法。
【請求項２５】
多相スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分経路を介して積分信号を伝達するための手段と、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して独立して比例経路を介して比例制御を供給するための手段と、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入するための手段と
を備える、デバイス。
【請求項２６】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して、位相シフトされた異なるクロック信号を受け取るための手段と、
専用の経路を介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御するための手段と
を備える、デバイス。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００５６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００５６】
[0055]  開示された実例的な実施形態の先の説明は、当業者が本発明を製造または使用することを可能にするために提供される。これらの実例的な実施形態への様々な修正は、当業者に容易に明らかとなり、本明細書に定義された包括的な原理は、本発明の精神または範囲から逸脱することなく、他の実施形態に適用され得る。したがって、本発明は、本明細書に示された実例的な実施形態に限定されるように意図されておらず、本明細書に開示される原理および新規の特徴と一致する最も広い範囲を与えられるべきである。
以下に、本願出願の当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
［Ｃ１］
平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットと、なお、前記複数のうちの各制御ユニットは、専用の比例制御ユニットを備える、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合され、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された積分器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
［Ｃ２］
各制御ユニットが、キャパシタを介して第１のノードに位相情報を注入するように構成された同期ランプをさらに備え、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、Ｃ１に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ３］
前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたＲＣ回路を備える、Ｃ１に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ４］
前記単一の積分器は、レジスタを介して前記第１のノードに積分信号を伝達するように構成される、Ｃ２に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ５］
前記単一の積分器は、レジスタを介して第１のノードに積分信号を伝達するように構成され、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、Ｃ１に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ６］
前記比例制御ユニットは、前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取り、高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を備える、Ｃ１に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ７］
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、クロック位相のＡＣコンポーネントを独立して受け取るように構成される、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
を備える、スイッチング電力コンバータ。
［Ｃ８］
各制御ユニットは、
前記位相情報を受け取り、キャパシタを介してノードに出力を伝達するように構成された同期ランプと、
共有の積分器からの積分信号、前記出力電圧、および基準電圧を受け取り、前記ノードに信号を伝達するように構成された比例制御ユニットと、
関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号と、前記ノードからの信号とを受信し、前記関連付けられた電力段に制御信号を伝達するように構成された比較器と
を備える、Ｃ７に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ９］
前記同期ランプは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、
前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を含む、Ｃ８に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ１０］
前記比例制御ユニットは、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記比例制御ユニットの出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
積分器の出力と前記比例制御ユニットの前記出力との間に結合されたレジスタと
を含む、Ｃ８に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ１１］
基準電圧および前記出力電圧を受け取り、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに積分信号を伝達するように構成された積分器をさらに備える、Ｃ７に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ１２］
前記積分器は、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記積分器の出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
前記積分器の前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を備える、Ｃ１１に記載のスイッチング電力コンバータ。
［Ｃ１３］
出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器と、
積分誤差電圧と、スケール化された誤差電圧と、クロック位相のＡＣコンポーネントとを含む第１の信号を受信することと、
前記電流推定器からの推定された電流信号を含む第２の信号を受信することと、
前記第１の信号および前記第２の信号を比較することに応答して前記電力段を制御するためのパルス幅変調信号を伝達することと
を行うように構成された比較器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
［Ｃ１４］
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して積分信号を伝達することと、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例制御ユニットを介して比例制御を供給することと、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入することと
を備える、方法。
［Ｃ１５］
積分信号を前記伝達することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記積分信号を生成するために前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を伝達することと
を備える、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１６］
比例制御を前記供給することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を比例制御ユニットの出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記積分信号を受信することと
を備える、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１７］
位相情報を前記注入することは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１８］
比較器の第１の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および前記比例制御に基づく信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、Ｃ１４に記載の方法。
［Ｃ１９］
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取ることと、
専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御することと
を備える、方法。
［Ｃ２０］
前記共有の積分器を介して前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて前記信号を受信することをさらに備える、Ｃ１９に記載の方法。
［Ｃ２１］
各制御ユニットを前記制御することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記共有の積分器からの前記信号を受信することと
を備える、Ｃ１９に記載の方法。
［Ｃ２２］
位相情報を前記受け取ることは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、Ｃ１９に記載の方法。
［Ｃ２３］
比較器の第１の入力において、積分信号、前記位相情報、および比例制御に基づくループフィルタ信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において、推定されたインダクタ電流を表す基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、Ｃ１９に記載の方法。
［Ｃ２４］
前記パルス幅変調信号に応答して１つまたは複数のスイッチを調節することをさらに備える、Ｃ２３に記載の方法。
［Ｃ２５］
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分経路を介して積分信号を伝達するための手段と、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例経路を介して比例制御を供給するための手段と、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入するための手段と
を備える、デバイス。
［Ｃ２６］
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取るための手段と、
専用の経路を介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御するための手段と
を備える、デバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月11日(2016.11.11)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットのうちの各制御ユニットは、多相スイッチング電力コンバータの出力電圧に結合された第１の入力と、基準電圧に結合された第２の入力とを有する専用の比例制御ユニットを備える、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合された出力を有し、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された共有の積分器と
を備える、多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項２】
各制御ユニットが、キャパシタを介して第１のノードに位相情報を注入するように構成された同期ランプをさらに備え、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項３】
前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたＲＣ回路を備える、請求項２に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項４】
前記共有の積分器は、レジスタを介して前記第１のノードに積分信号を伝達するように構成される、請求項２に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項５】
前記共有の積分器は、レジスタを介して第１のノードに積分信号を伝達するように構成され、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項６】
前記比例制御ユニットは、前記多相スイッチング電力コンバータの前記出力電圧および前記基準電圧を受け取り、高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を備える、請求項１に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項７】
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、位相シフトされた異なるクロック信号を独立して受け取るように構成される、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
基準電圧および前記出力電圧を受け取り、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに積分信号を伝達するように構成された積分器と、
を備える、多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項８】
各制御ユニットは、
前記位相シフトされた異なるクロック信号を受け取り、前記位相シフトされたクロック信号のＡＣコンポーネントに対応する出力をキャパシタを介してノードに伝達するように構成された同期ランプと、
共有の積分器からの積分信号、前記出力電圧、および基準電圧を受け取り、前記ノードに信号を伝達するように構成された比例制御ユニットと、
関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号と、前記ノードからの信号とを受信し、前記関連付けられた電力段に制御信号を伝達するように構成された比較器と
を備える、請求項７に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項９】
前記同期ランプは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、
前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を含む、請求項８に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１０】
前記比例制御ユニットは、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記比例制御ユニットの出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
積分器の出力と前記比例制御ユニットの前記出力との間に結合されたレジスタと
を含む、請求項８に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１１】
前記積分器は、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記積分器の出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
前記積分器の前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を備える、請求項７に記載の多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１２】
出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器と、
積分制御ユニットから出力されたＤＣ電圧に対応する積分誤差電圧と、比例制御ユニットから出力されたＡＣ電圧に対応するスケール化された誤差電圧と、同期ランプから出力されたＡＣ電圧に対応するクロック位相のＡＣコンポーネントとの組み合わせを備える第１の信号を受信することと、
前記電流推定器からの推定された電流信号を含む第２の信号を受信することと、
前記第１の信号および前記第２の信号を比較することに応答して前記電力段を制御するためのパルス幅変調信号を伝達することと
を行うように構成された比較器と
を備える、多相スイッチング電力コンバータ。
【請求項１３】
多相スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して積分信号を伝達することと、
前記複数の制御ユニットのうちの各制御ユニットに対して独立して比例制御ユニットを介して比例制御を供給することと、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入することと
を備える、方法。
【請求項１４】
積分信号を前記伝達することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記多相スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記積分信号を生成するために前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を伝達することと
を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
比例制御を前記供給することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記多相スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を比例制御ユニットの出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記積分信号を受信することと
を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
位相情報を前記注入することは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
比較器の第１の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および前記比例制御に基づく信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して、位相シフトされた異なるクロック信号を受け取ることと、
専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御することと
を備える、方法。
【請求項１９】
前記共有の積分器を介して前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて前記信号を受信することをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各制御ユニットを前記制御することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記多相スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記共有の積分器からの前記信号を受信することと
を備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
位相情報を前記受け取ることは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
比較器の第１の入力において、積分信号、位相情報、および比例制御に基づくループフィルタ信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において、推定されたインダクタ電流を表す基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記パルス幅変調信号に応答して１つまたは複数のスイッチを調節することをさらに備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
多相スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分経路を介して積分信号を伝達するための手段と、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して独立して比例経路を介して比例制御を供給するための手段と、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入するための手段と
を備える、デバイス。
【請求項２５】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して、位相シフトされた異なるクロック信号を受け取るための手段と、
専用の経路を介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御するための手段と
を備える、デバイス。
【手続補正書】
【提出日】平成28年11月14日(2016.11.14)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
平均電流モード制御のために構成された複数の制御ユニットと、なお、前記複数のうちの各制御ユニットは、専用の比例制御ユニットを備える、
前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに結合され、各制御ユニットに信号を伝達するように構成された積分器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
【請求項２】
各制御ユニットが、キャパシタを介して第１のノードに位相情報を注入するように構成された同期ランプをさらに備え、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項３】
前記同期ランプは、外部固定周波数クロック位相を受け取り、キャパシタを介して高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたＲＣ回路を備える、請求項２に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項４】
前記単一の積分器は、レジスタを介して前記第１のノードに積分信号を伝達するように構成される、請求項２に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項５】
前記単一の積分器は、レジスタを介して第１のノードに積分信号を伝達するように構成され、前記第１のノードは、前記比例制御ユニットの出力に結合される、請求項１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項６】
前記比例制御ユニットは、前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取り、高インピーダンスノードに信号を伝達するように構成されたトランスコンダクタンス増幅器を備える、請求項１に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項７】
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、クロック位相のＡＣコンポーネントを独立して受け取るように構成される、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
基準電圧および前記出力電圧を受け取り、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットに積分信号を伝達するように構成された積分器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
【請求項８】
複数の制御ユニットと、なお、前記複数の制御ユニットの各制御ユニットは、クロック位相のＡＣコンポーネントを独立して受け取るように構成される、
平均電流モード制御のために構成された複数の電力段と、なお、前記複数の電力相の各電力段は、前記複数の制御ユニットのうちの関連付けられた制御ユニットからパルス幅変調信号を受信し、出力電圧を伝達するように構成される、
位相情報を受け取り、キャパシタを介してノードに出力を伝達するように構成された同期ランプと、
共有の積分器からの積分信号、前記出力電圧、および基準電圧を受け取り、前記ノードに信号を伝達するように構成された比例制御ユニットと、
関連付けられた電力段からの推定されたインダクタ電流を表す信号と、前記ノードからの信号とを受信し、前記関連付けられた電力段に制御信号を伝達するように構成された比較器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
【請求項９】
前記同期ランプは、
前記同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、
前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を含む、請求項８に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項１０】
前記比例制御ユニットは、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記比例制御ユニットの出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
積分器の出力と前記比例制御ユニットの前記出力との間に結合されたレジスタと
を含む、請求項８に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項１１】
前記積分器は、
前記基準電圧に結合された第１の入力および前記出力電圧に結合された第２の入力、ならびに前記積分器の出力に結合された出力、を有するトランスコンダクタンス増幅器と、
前記積分器の前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタと
を備える、請求項７に記載のスイッチング電力コンバータ。
【請求項１２】
出力電圧を伝達するように構成された電力段の出力に結合されたインダクタを通して電流を推定するための電流推定器と、
積分誤差電圧と、スケール化された誤差電圧と、クロック位相のＡＣコンポーネントとを含む第１の信号を受信することと、
前記電流推定器からの推定された電流信号を含む第２の信号を受信することと、
前記第１の信号および前記第２の信号を比較することに応答して前記電力段を制御するためのパルス幅変調信号を伝達することと
を行うように構成された比較器と
を備える、スイッチング電力コンバータ。
【請求項１３】
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分制御ユニットを介して積分信号を伝達することと、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例制御ユニットを介して比例制御を供給することと、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入することと
を備える、方法。
【請求項１４】
積分信号を前記伝達することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記積分信号を生成するために前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を伝達することと
を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
比例制御を前記供給することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を比例制御ユニットの出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記積分信号を受信することと
を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
位相情報を前記注入することは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
比較器の第１の入力において、前記積分信号、前記位相情報、および前記比例制御に基づく信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取ることと、
専用の比例制御ユニットを介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御することと
を備える、方法。
【請求項１９】
前記共有の積分器を介して前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて前記信号を受信することをさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２０】
各制御ユニットを前記制御することは、
トランスコンダクタンス増幅器において前記スイッチング電力コンバータの出力電圧および基準電圧を受け取ることと、
前記トランスコンダクタンス増幅器からの出力を出力ノードに伝達することと、
レジスタを介して前記出力ノードにおいて前記共有の積分器からの前記信号を受信することと
を備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２１】
位相情報を前記受け取ることは、
同期ランプの入力と出力との間に結合されたレジスタと、前記出力とグラウンド電圧との間に結合されたキャパシタとを含む前記同期ランプにおいて位相信号を受信することと、
前記同期ランプの出力信号を別のキャパシタを介してノードに伝達することと
を備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２２】
比較器の第１の入力において、積分信号、前記位相情報、および比例制御に基づくループフィルタ信号を受信することと、
前記比較器の第２の入力において、推定されたインダクタ電流を表す基準信号を受信することと、
前記比較器からパルス幅変調信号を伝達することと
をさらに備える、請求項１８に記載の方法。
【請求項２３】
前記パルス幅変調信号に応答して１つまたは複数のスイッチを調節することをさらに備える、請求項２２に記載の方法。
【請求項２４】
スイッチング電力コンバータの複数の制御ユニットの各制御ユニットに対して単一の積分器から積分経路を介して積分信号を伝達するための手段と、
前記複数のうちの制御ユニットを介した各々に対して独立して比例経路を介して比例制御を供給するための手段と、
各制御ユニットに対して独立して位相情報を注入するための手段と
を備える、デバイス。
【請求項２５】
多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットにおいて独立して位相情報を受け取るための手段と、
専用の経路を介して、および共有の積分器からの信号に応答して、前記多相スイッチング電力コンバータの各制御ユニットを制御するための手段と
を備える、デバイス。
【国際調査報告】
2017508434.tif 000015
2017508434.tif 000016
2017508434.tif 000017