[發(fā)明專利]具有下垂控制的電壓調(diào)節(jié)器的快速動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310092723.4
• 申請(qǐng)日: 2013-03-21
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN103516210B
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-12-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: M·J·休斯敦;S·P·勞爾;R·S·A·菲爾布里克
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特賽爾美國(guó)有限公司
• 主分類號(hào): H02M3/156
• 分類號(hào): H02M3/156
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司31100
• 代理人: 姬利永

附圖說(shuō)明

參考以下描述以及附圖將能更好地理解本發(fā)明的益處、特征以及優(yōu)點(diǎn)，在附圖中：

圖1是根據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的配置有功率系統(tǒng)的電子設(shè)備的簡(jiǎn)化框圖，該功率系統(tǒng)包括調(diào)節(jié)器，該調(diào)節(jié)器具有實(shí)現(xiàn)有帶下垂控制的快速動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)的調(diào)制器；

圖2是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例而實(shí)現(xiàn)的包括圖1的調(diào)制器的示例性降壓型（buck-type）調(diào)節(jié)器的簡(jiǎn)化示意框圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的包括帶下垂控制的快速動(dòng)態(tài)響應(yīng)的圖1和2中調(diào)制器的示例性配置的簡(jiǎn)化示意框圖；

圖4是根據(jù)數(shù)字實(shí)施例而實(shí)現(xiàn)的通過(guò)/保持網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)化框圖，該通過(guò)/保持網(wǎng)絡(luò)可用作圖3的通過(guò)/保持網(wǎng)絡(luò)；

圖5是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的瞬變檢測(cè)器的示意圖，該瞬變檢測(cè)器在監(jiān)視輸出電壓以檢測(cè)負(fù)載瞬變時(shí)可以用作圖3的瞬變檢測(cè)器；

圖6是根據(jù)另一實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的瞬變檢測(cè)器的示意圖，該瞬變檢測(cè)器在監(jiān)視補(bǔ)償電壓以檢測(cè)負(fù)載瞬變時(shí)可以用作圖3的瞬變檢測(cè)器；

圖7是根據(jù)一個(gè)實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的接近度比較器的示意框圖，該接近度比較器可用作圖3的接近度比較器；

圖8是描繪根據(jù)模擬實(shí)施例實(shí)現(xiàn)的通過(guò)/保持網(wǎng)絡(luò)的簡(jiǎn)圖，該通過(guò)/保持網(wǎng)絡(luò)可用作通過(guò)/保持網(wǎng)絡(luò)311；

圖9是時(shí)序圖，其中相對(duì)于時(shí)間描繪出了圖3調(diào)制器的信號(hào)，示出響應(yīng)于一對(duì)SVID命令在通過(guò)和保持條件期間的操作。

具體實(shí)施方式

參考以下描述以及附圖將能更好地理解本發(fā)明的益處、特征以及優(yōu)點(diǎn)。給出以下描述以使本領(lǐng)域技術(shù)人員能在特定應(yīng)用及其需求的背景下實(shí)施和利用所提供的本發(fā)明。然而，優(yōu)選實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)是明顯的，而且可將本文所限定的一般原理應(yīng)用于其它實(shí)施例。因此，本發(fā)明不旨在局限于本文中示出和描述的特定實(shí)施例，而應(yīng)給予與本文中披露的原理和新穎特征一致的最寬范圍。

具有下垂控制的常規(guī)電壓調(diào)節(jié)器通常具有較慢的動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)。一如本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解到的，下垂功能是相關(guān)于負(fù)載對(duì)輸出電壓電平的有意調(diào)整。隨著負(fù)載增加，輸出電壓被成比例地減小，反之亦然。動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)是指當(dāng)改變電壓標(biāo)識(shí)（VID）值以調(diào)整輸出電壓電平時(shí)電壓調(diào)節(jié)器的響應(yīng)。外部設(shè)備（諸如微處理器或中央處理單元（CPU））在操作期間（實(shí)時(shí)）向調(diào)節(jié)器提供VID值，以調(diào)整被提供給該設(shè)備和/或其它負(fù)載設(shè)備的輸出電壓電平。VID功能尤其有益于允許輸出電壓的動(dòng)態(tài)調(diào)整以在功率模式之間切換，例如在不同操作功率模式之間切換以降低總功耗。

快速動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)對(duì)計(jì)算應(yīng)用中的更快速系統(tǒng)響應(yīng)是有利的。期望能夠盡可能快地在不同功率模式之間切換以在優(yōu)化功率降低同時(shí)還最小化對(duì)外部刺激（諸如來(lái)自另一系統(tǒng)或來(lái)自用戶輸入的外部刺激）的響應(yīng)延遲。作為示例，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可以在沒(méi)有用戶輸入（諸如來(lái)自鍵盤或鼠標(biāo)等）的情況下切換到低功率模式，并且響應(yīng)于外部刺激（諸如來(lái)自鍵盤或鼠標(biāo)等的輸入）而切換回正常功率模式。期望計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠切換回正常功率模式以最小化服務(wù)中斷。因此，計(jì)算機(jī)系統(tǒng)能夠在不同功率模式之間切換得越快，總功耗越低，且服務(wù)水平越高。

當(dāng)在電壓調(diào)節(jié)器中實(shí)現(xiàn)時(shí)，下垂控制和動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)往往彼此沖突。由于總負(fù)載電流難以測(cè)量或者以其它方式無(wú)法獲得，下垂功能通常測(cè)量或估計(jì)流過(guò)輸出電感器的電流。響應(yīng)于負(fù)載瞬變（插入/釋放）導(dǎo)致電感器電流的變化（其中該變化是增大或減?。麓构δ苷{(diào)整輸出電壓反饋感測(cè)電平以根據(jù)下垂操作來(lái)調(diào)整（減小/增大）輸出電壓電平。另一方面，對(duì)動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)提供的VID功能可以調(diào)整反饋控制回路中的參考電壓，以調(diào)整（增大/減?。┹敵鲭妷?。該調(diào)整導(dǎo)致調(diào)制（例如脈沖控制信號(hào)的脈寬）的變化（增大/減小），這導(dǎo)致電感器電流的對(duì)應(yīng)變化（增大/減小），旨在調(diào)整（充電/放電）輸出電容器以改變（增大/減?。┹敵鲭妷骸Ｈ欢?，下垂功能將電感器電流的變化（增大/減?。┙忉尀樨?fù)載瞬變（插入/釋放）并且嘗試相應(yīng)地改變（增大/減小）輸出電壓。以此方式，下垂功能阻礙動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)。系統(tǒng)最終達(dá)到了正確的輸出電壓電平，但是下垂控制與動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)之間的沖突顯著減慢了轉(zhuǎn)變，這對(duì)期望的快速動(dòng)態(tài)電壓響應(yīng)是不利的。