[發明專利]帶有分段線性負載線的電壓調制器

在審

• 申請號: 202011195903.1
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112787506A
• 公開（公告）日: 2021-05-11
• 發明（設計）人: 克里斯·M·楊
• 申請（專利權）人: 萬國半導體國際有限合伙公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 上海元好知識產權代理有限公司 31323
• 代理人: 徐雯瓊;張靜潔

本發明公開了一種設備及其相關方法，其涉及提供具有多個不同效率的多個分段的分段式負載線，并基于電源的輸出電流選擇分段式負載線的分段。在說明性示例中，分段式負載線可包括具有負效率的分段。當輸出電流小于預定義閾值時，可以選擇具有負斜率的分段以提高功率效率。在一些實施例中，分段式負載線可以是具有不同正斜率的若干分段。可以選擇不同的分段，使負載在不同的模式下工作。例如，通過選擇過流負載線，可以通知負載(例如處理器)抑制其性能。有一個分段式負載線可能允許獨立優化負載線電阻、電壓閾值和電流極限。

技術領域

本發明涉及電壓調制器領域，具體涉及一種帶有分段線性負載線的電壓調制器。

背景技術

電子設備，也可以稱為負載，從各種電源接收電力。例如，一些電源可以耦合到墻上插座處的負載設備(例如來自主電源)，或者可以更直接地耦合到各種本地和/或便攜式電源(例如電池、可再生能源、發電機)。一些負載設備，如中央處理器(CPU)和圖形處理器(GPU)繼續對輸入電流提出更高的要求，同時要求電源進行嚴格的電壓調節和/或高效率。

在一些電子設備中，源電壓供應(例如電池輸入、整流電源、中間直流電源)可通過各種電壓轉換電路轉換為負載兼容電壓。開關電源由于其高效率而成為電壓轉換電路，因此常被用來供應各種電子負載。

開關電源使用開關器件轉換電壓，開關器件以極低的電阻接通，以極高的電阻斷開。開關模式電源可在一段時間內對輸出電感器充電，并可在隨后的時間段內釋放部分或全部電感器能量。輸出能量可以被傳送到一組輸出電容器，這些電容器提供濾波以產生直流輸出電壓。在降壓型開關電源中，穩態下的輸出電壓可近似為輸入電壓乘以一個工作周期，其中工作周期是一個通斷開關的接通時間除以一個開關周期內通斷開關的總接通時間和斷開時間。

發明內容

本發明的目的在于提供一種帶有分段線性負載線的電壓調制器，該設備及其相關方法涉及提供一種具有多個不同效率部分的分段式負載線，并基于電源的輸出電流，選擇分段式負載線的分段。在說明性示例中，分段式負載線可包括具有負效率的分段。當輸出電流小于預定閾值時，可以選擇具有負斜率的分段以提高功率效率。在一些實施例中，分段式負載線可具有不同正斜率的若干分段。可以選擇不同的分段，使負載在不同的模式下工作。例如，通過選擇過流負載線，可以通知負載(例如，處理器)抑制其性能。有一個分段式負載線可能允許獨立優化負載線電阻、電壓閾值和電流極限。

為了達到上述目的，本發明通過以下技術方案實現：

一種控制電路，包括：

一個輸入端，耦合接收表示電壓調制器供給負載的一個輸出電流信號；

一個處理電路，依據多個預定義負載線特性中的一個產生控制輸出信號，其中，操作處理電路選擇多個預定義負載線特性中的一個，作為所接收的輸出電流信號的函數；以及

一個輸出端，將所產生的控制輸出信號，傳導到電壓調制器的控制輸入端。

可選的，預定義負載線特性的至少一個包括一個在電壓調制器的輸出端具有負電阻特性的負載線。

可選的，配置處理電路，當輸出電流小于預定義的電流閾值時，選擇帶有負電阻特性的負載線。

可選的，預定義負載線特性的至少一個還包括一個帶有第一個正電阻特性的第一個負載線以及一個帶有第二個正電阻特性的第二個負載線，第二個正電阻大于第一個正電阻，并且當輸出電流大于第二個預定義電流閾值時，配置處理電路選擇第二個負載線。

可選的，當輸出電流大于第一個預定義電流閾值，并小于第二個預定義電流閾值時，配置處理電路選擇第一個負載線。

可選的，預定義負載線特性的至少一個還包括一個帶有第一個正電阻特性的第一個負載線以及一個帶有第二個正電阻特性的第二個負載線，第二個正電阻大于第一個正電阻，并且當輸出電流大于第二個預定義電流閾值時，配置處理電路選擇第二個負載線。