[發明專利]適當地傾斜均流的方法

有效

• 申請號: 200910173351.1
• 申請日: 2009-07-20
• 公開（公告）號: CN101686011A
• 公開（公告）日: 2010-03-31
• 發明（設計）人: D·E·海涅曼
• 申請（專利權）人: 英特賽爾美國股份有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 李 玲

技術領域

本發明涉及分布式電源管理系統及適當地傾斜均流的方法。

背景技術

電源設計已經成為一項嚴峻而困難的任務。高電流/低電壓集成電路需要一 種純凈而穩定的DC電源。這種電源必須能夠遞送非常快速的瞬態電流。到達 這些負載的電子路徑還必須具有低電阻和低電感（1.5V的電源將以60安培在 25mΩ的電阻上完全下降）。傳統地，DC電源被設計成將AC線電壓轉換成一 個或多個DC輸出，這些DC輸出將通過系統被路由至負載點。為了降低在系 統周圍分布高電流信號的有害效應，已經采取了一種以適度的電壓和電流電平 來分配功率的可選方法。不是在中心位置將AC電源電壓電平轉換為各種負載 所需要的DC電壓電平，而是通常將AC電源電壓轉換為一種“合理的”DC電 壓，并將其路由至“負載點”（POL），在那里“合理的”DC電壓被就地轉換為 所需要的低電壓。這種技術被稱作“分布式電源架構”或DPA，并在圖1中示 出。如圖1的PDA系統200中所示，交流-直流電壓轉換器202可產生中間直 流電壓Vx，該中間直流電壓Vx可被路由至單個的本地直流-直流轉換器204、 206、208和210，它們依次可分別向其對應的POL提供所需的DC電壓V1、 V2、V3和V4。使用DPA可以減小誤差，因為高電流信號的行進距離被最小化， 從而降低了I×R（電阻性）以及L?di/dt（電感性）誤差。應當注意的是這里使 用的術語“POL轉換器”和“DC-DC轉換器”是可以互換的，并且應當理解通 常在DPA系統中，電源是通過DC-DC轉換器供應給各POL的。

發明內容

本發明的各種實施例提供了一種分布式電源管理系統，該系統可以包括通 信總線以及多個POL（負載點）調節器，其中多個POL（負載點）調節器耦合 到通信總線。POL調節器可以被配置成均流配置，其中每個POL調節器都具有 各自的輸出級，所述輸出級耦合到公共負載用于產生各自的輸出電流。每個POL 調節器在所述均流配置中具有各自的相，每個POL調節器被配置成根據對應于 所述通信總線的總線通信協議通過所述通信總線發送和接收信息。所述多個 POL調節器中的每個POL調節器被配置成，通過在通信總線上彼此發送監視信 息而自發地使所述POL調節器各自的輸出電壓信號斜坡的起動時間彼此同步。 在給定POL調節器的輸出電壓的斜坡周期期間，每個POL調節器還可以調整 用于控制所述POL調節器的輸出級的低側FET(場效應晶體管)的LS柵極信號的 占空比。

附圖說明

在結合附圖閱讀時通過參考下面的詳細描述可以更加充分地理解本發明的 上述以及其它目的、特征和優點，附圖中：

圖1示出了分布式電源架構（DPA）系統的一個實施例；

圖2示出了其中微控制器通過I²C總線與POL轉換器裝置進行通信的系統 的一個實施例；

圖3示出了其中DC-DC電壓轉換器以點對點配置互聯，并由中央供電控制 器控制以執行特定功能的系統的一個實施例；

圖4示出了復雜的DC電源系統中需要的通用功能被組合到單個控制器中 的系統的一個實施例；

圖5示出了POL調節器系統的一個實施例，POL調節器被配置為通過通信 總線彼此通信；

圖6示出了通常被稱作“降壓調節器”的電源調節器的一個實施例；

圖7示出了根據圖5的DPA系統的一個實施例的均流配置的一個實施例；

圖8示出了圖解其中兩個POL裝置各自的負載線具有相同斜率的理想情況 的電壓-電流示圖；

圖9示出了圖解其中從裝置的下降（droop）電阻高于主裝置的下降電阻的 情況的電壓-電流示圖；

圖10示出了圖解其中從裝置的下降電阻低于主裝置的下降電阻的情況的電 壓-電流示圖；

圖11示出了圖解用于二階均流的負載線的電壓-電流示圖；

圖12示出了圖解負載變化的情況下用于二階均流的負載線的電壓-電流示 圖；

圖13示出了控制圖表，該圖表包括根據一個實施例的用于電流平衡從裝置 的一階控制反饋路徑；

圖14示出了信號圖表，該圖表示出了均流配置中的兩個調節器在正常調節 期間的柵極信號和輸出電流；