[發(fā)明專利]用于具有動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的電壓調(diào)節(jié)的方法和裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201210118951.X
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN102902295A
• 公開（公告）日: 2013-01-30
• 發(fā)明（設(shè)計）人: A·巴巴扎德;郭晶虹;吳文添;R·皮爾森;S·索特韋爾;湯徹明
• 申請（專利權(quán)）人: 英飛凌科技奧地利有限公司
• 主分類號: G05F1/565
• 分類號: G05F1/565
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 馬永利;盧江

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電路，尤其涉及電壓調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)

通常需要穩(wěn)壓電源或電壓調(diào)節(jié)器(voltage?regulator)向微電子器件提供電壓和電流供應(yīng)。所述調(diào)節(jié)器被設(shè)計成以規(guī)定的電流、電壓、以及功率效率從主電源向電負(fù)載遞送電力。由于其高效率、高電流容量、以及拓?fù)潇`活性，也被稱作降壓(buck)調(diào)節(jié)器的開關(guān)功率變換器(SPC)是常用的電壓調(diào)節(jié)器。另外，它們可以被設(shè)計成提供由諸如微處理器、微控制器、存儲器件等等之類的器件所需的非常精確的電壓和電流特性。

新興前沿技術(shù)的微處理器的功率要求已經(jīng)變得非常難以滿足。隨著微處理器的速度和集成的增加，對于功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求提高。特別是，隨著門數(shù)的增加，功率調(diào)節(jié)電流要求提高，操作電壓降低，并且瞬態(tài)事件(例如在負(fù)載處相對較大的電壓尖峰或下降)通常在大小和頻率方面都增加。一些新興的微處理器預(yù)期以小于1.3伏特且大于100安培來運行。

利用下降(step-down)多相(multi-phase)降壓變換器的SPC已經(jīng)是滿足微處理器的低電壓和高電流要求的優(yōu)選拓?fù)洹ｋS著日益復(fù)雜的功率調(diào)節(jié)拓?fù)涞某霈F(xiàn)，特別是在多相設(shè)計中用于功率變換器控制的數(shù)字技術(shù)能夠提高精度并且減少系統(tǒng)的總部件數(shù)量，同時還通過數(shù)字可編程反饋控制來支持相同功率系統(tǒng)中的多個應(yīng)用。

現(xiàn)有的反饋控制從負(fù)載以及從各個輸出相位取得電壓和電流測量。反饋信息已經(jīng)被用來調(diào)整占空比，即由多相降壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的每個相位所產(chǎn)生的脈沖的寬度，以使供應(yīng)的電壓和電流處在由微處理器制造商所規(guī)定的負(fù)載線容差內(nèi)。這樣的多相脈沖寬度調(diào)制(PWM)電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)已經(jīng)被用在多種環(huán)境和應(yīng)用中。

通過快速地激活多個相位以(按照情況要求)向負(fù)載灌(source)更多電流或從負(fù)載拉(sink)更多電流從而臨時地取代通常較慢的總體電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)響應(yīng)，主動瞬態(tài)響應(yīng)(ATR)已經(jīng)被用于針對在負(fù)載處快速變化的功率要求的高頻響應(yīng)。ATR使電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)能夠被設(shè)計成具有較低的總體輸出電容，同時保持等同的動態(tài)性能。ATR電路包括窗口比較器，其將在負(fù)載處的輸出供應(yīng)電壓與如由規(guī)定的負(fù)載線所確定的基準(zhǔn)電壓進行比較。只要輸出電壓保持在高于或低于規(guī)定的負(fù)載線的規(guī)定的容差范圍(即窗口)內(nèi)，ATR電路就不向PWM提供輸入信號，所述PWM繼續(xù)以常規(guī)方式向負(fù)載提供電力。另一方面，電壓一處于“窗口”之外，ATR電路就向PWM發(fā)信號通知以修改其操作。例如，如果電壓下降到規(guī)定的電壓范圍以下，則多相系統(tǒng)中所有的低側(cè)電力開關(guān)都被關(guān)斷，并且然后在短延遲之后，所有的高側(cè)電力開關(guān)都被接通，從而使得正常交錯的感應(yīng)器充電并行地進行。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)本發(fā)明的各種方面的電壓調(diào)節(jié)器中的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法和裝置可以包括轉(zhuǎn)換檢測器，其被配置成將輸出電壓誤差與幅度閾值進行比較。所述電壓調(diào)節(jié)器可以進一步包括頻率檢測器和響應(yīng)電路，所述頻率檢測器被配置成測量幅度閾值被超出的頻率并且將該頻率與頻率閾值進行比較，所述響應(yīng)電路被配置成根據(jù)頻率閾值與幅度閾值被超出的頻率之間的比較來激活響應(yīng)。

附圖說明

當(dāng)結(jié)合下面的說明性附圖考慮時，通過參照詳細(xì)描述和權(quán)利要求可以得到對本發(fā)明更全面的理解。在下面的附圖中，相同的附圖標(biāo)記指代貫穿附圖的類似的元件和步驟。

圖1是電壓調(diào)節(jié)器的示意圖。

圖2是顯示動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的一種方法的框圖。

圖3是顯示動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的另一方法的框圖。

圖4是動態(tài)瞬態(tài)檢測電路的示意圖。

圖5是轉(zhuǎn)換檢測器的示意圖。

圖6是頻率檢測器的示意圖。

圖7是具有用于動態(tài)瞬態(tài)檢測電路的輸入的電壓調(diào)節(jié)器的實施例的示意圖。

圖8是多閾值多響應(yīng)動態(tài)瞬態(tài)檢測電路的示意圖。

附圖中的元件和步驟出于簡單和清楚的目的而被示出，并且不一定根據(jù)任何特定序列來呈現(xiàn)。例如，在附圖中示出可以同時執(zhí)行的或者以不同順序執(zhí)行的步驟以幫助增進對本發(fā)明實施例的理解。

具體實施方式