改进交错式DC/DC转换器

的控制器很难胜任。另外，数字电源管理控制器能够自动检测负载条件，并且平稳切换到合适的转换器模式。

　　各相均流交错式操作本身并不能确保电流均匀分配。由于并联各相共享同一电压反馈，所以不存在因基准电压不匹配而导致的误差。因此，负载不平衡与器件容差、驱动不平衡和时序误差有关。

　　电流不平衡会造成热应力和器件应力。针对可能发生的过应力状况，晶体管和磁性器件必须采取保险设计。此外，效率也会受影响。例如，如果交错式正向转换器的总电流为30A，两相分别提供10A和20A的电流，那么该因素所致的效率下降幅度接近1%。

　　有两种控制方案可用来实现各相均流：内环路均流和双环路均流。内环路均流本质上是电流模式控制。电压补偿器的输出用作均流总线，为所有相位提供输出电流参考。在电压环路内，均流环路设计不受电压带宽的限制，均流响应甚至可以比电压环路更快。然而，当设计外电压环路时，必须考虑内环路的影响。如果内环路更快，外环路的电压调节功能可能会被削弱。

　　在双环路操作中，电压调节环路和均流环路并联。各相有一个专用均流补偿器来确保其电流跟随均流总线，它可以是并联各相的平均电流或最高相位电流。各相的均流环路输出与公共电压补偿器输出相加，产生该相的占空比信号。这样，均流控制器和电压调节控制器均会影响占空比信号的产生。采用这种控制结构时，各环路可以灵活设计，设计师不必过份担心均流环路与电压调节环路的相互影响。

　　无论采用何种均流方案，为了进行有源控制，必须检测各相的电流。传统方法是各相均使用电流检测方案。电流检测一般用于保护目的，这种技术会增加交错式转换器的成本。

　　为了利用一路输入检测两相的电流，控制器必须分离各相的电流。在交错式正向操作中，主开关的占空比始终低于50%，以免变压器饱和。在180度相移下，主开关电流检测不会发生信号重叠。因此，通过数字控制可以对检测信号进行分配，使之与各相的占空比信号对齐。这样，只使用一个电流检测电路就能清楚地辨别各相的电流。控制器监控各相中流动的电流，存储此信息，并且补偿驱动信号以确保均流。

　　图4所示为一个利用ADP1043控制器实施以上方案的交错式正向转换器示例。显而易见，因为占空比低于50%，所以利用一个公共电流检测点，控制器就能确定各相的电流。如果不实施均流控制，第二相位的电流几乎是第一相位的两倍。启用均流控制后，两相之间的电流差大幅降低到5%。

图4. 两相均流控制的效果：（上图）启用均流控制；（下图）禁用均流控制。

　　总而言之，交错式操作能够提供单相设计所不具备的优点。使用数字电源管理可以进一步扩大交错式操作的好处。数字控制还能实现简单的均流方案。