CN103051173A - 调节器装置 - Google Patents

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Abstract

一种调节器装置包括:多个调节器,并行配备在功率输入端子与功率输出端子之间,用于对从功率输入端子输入的功率进行转换以输出到功率输出端子;假负载电路,耦接至多个调节器的与到对应功率输出端子的功率输出系统不同的功率输出系统;选择器,在多个调节器中选择执行到功率输出端子的输出的调节器以及执行到假负载电路的输出的调节器;以及控制器,用于针对执行到假负载电路的输出的调节器,获得表示相对于在假负载电路中流动的电流的功率转换效率特性的转换效率特性信息。

Description

调节器装置
技术领域
在此讨论的实施例涉及调节器装置。
背景技术
通常,对于诸如移动电话这样的无线通信设备或者诸如PC(个人计算机)和服务器这样的信息处理设备,使用用于功率转换的调节器,其将输入功率转换为期望的输出功率。
近年来随着无线通信设备和信息处理设备在性能和功能方面变得更强大,它们趋于具有逐渐增大的负载电流峰值,同时要求通过降低功耗而在长时间周期里稳定地提供功率。
同时,例如根据额定电流或额定电压的差异,有各种类型的调节器,并且相对于输出电流值的功率转换效率特性随调节器的类型而不同。
例如,即使在具有等同内部电路的相同序列中的项目只是额定电流值不同的情况下,有时候调节器的功率转换效率特性也不同。在这种情况下,当选择符合峰值负载电流的高功率调节器时,与低功率调节器的功率转换效率相比,高功率调节器的功率转换效率有时候在低负载下变差。
由此,有这样一种调节器装置,其配备有具有不同功率转换效率的多个调节器并且根据输出电流值选择性地切换到具有最佳功率转换效率的调节器。
下面是参考文献:
[文献1]公开号为11-353040的日本专利申请
发明内容
根据本发明的方案,一种调节器装置包括:多个调节器,并行配备在功率输入端子与功率输出端子之间,用于对从功率输入端子输入的功率进行转换以输出到功率输出端子;假负载电路,耦接到多个调节器的与到相应功率输出端子的功率输出系统不同的功率输出系统;选择器,用于在多个调节器中选择执行到功率输出端子的输出的调节器以及执行到假负载电路的输出的调节器;以及控制器,用于针对执行到假负载电路的输出的调节器,获得表示相对于在假负载电路中流动的电流的功率转换效率特性的转换效率特性信息。
本发明的目的和优点将通过权利要求书中特别指出的元件和组合实现和获得。
应当理解,以上一般性描述和下面的详细描述都是示例性和说明性的,并非对权利要求所主张的本发明的限制。
附图说明
图1是示出调节器装置的构造的方框图;
图2是示出具有不同功率转换效率特性的调节器效率特性绘图的示例的示意图;
图3是示出具有不同输出能力的调节器效率特性绘图的示例的示意图;
图4是示出调节器的构造的方框图;
图5是示出主机控制单元的构造的示意图;
图6是调节器装置的输出切换处理的流程图;
图7是示出寄存器构造的示例的示意图;
图8是示出启动调节器的寄存器构造的示例的示意图;
图9是示出寄存器构造的示例的示意图;
图10是示出输出电流寄存器的构造的示例的示意图;
图11是示出选择/测量调节器的寄存器构造的示例的示意图;
图12是示出选择效率/测量效率的寄存器构造的示例的示意图;
图13是调节器选择处理的流程图;
图14是示出寄存器构造的示例的示意图;
图15是示出温度寄存器的构造的示例的示意图;
图16是示出寄存器构造的示例的示意图;
图17是示出平均操作温度寄存器的构造的示例的示意图;
图18是测量平均操作温度的处理的流程图;
图19是示出温度测量间隔的修改的示意图;
图20是示出调节器切换确定处理的流程图;
图21是示出寄存器构造的示例的示意图;
图22是示出警告寄存器的构造的示例的示意图;
图23是效率监测处理的流程图;
图24是异常调节器确定处理的流程图;
图25是调节器重新测量处理的流程图;
图26是示出寄存器构造的示例的示意图;
图27是示出BUSY寄存器的构造的示例的示意图;
图28是BUSY确定处理的流程图;
图29是确定寄存器停止的处理的流程图;
图30是使用内部时钟计数器的切换处理的流程图;
图31是示出PM-Bus命令的示例的示意图;
图32是使用PM-Bus命令的效率读出处理的流程图;
图33是示出PM-Bus命令的示例的示意图;以及
图34是示出PM-Bus命令的示例的示意图。
具体实施方式
下面基于附图给出这里公开的调节器装置的实施例的详细描述。实施例不限于公开的技术。在下面的实施例中,基于以下假设进行描述:调节器装置配备有诸如移动电话这样的无线通信设备或者诸如PC和服务器这样的信息处理设备,同时调节器装置可应用于使用电功率的电子器件,不限于无线通信设备或者信息处理设备。
[第一实施例]
首先,对第一实施例中的调节器装置给出描述。图1是示出调节器装置的构造的方框图。如图1所示,调节器装置100设置有功率输入端子102、第一功率输出端子104、第二功率输出端子106、多个(三个)调节器110A、110B和110C以及控制器IC(集成电路)140。此外调节器装置100还设置有线圈152和162、电容器154和164、电流表156和166以及假负载400。
功率输入端子102是从调节器装置100外部提供的电压(Vin)所应用的端子。例如5-12(V)的直流电压被应用于功率输入端子102。应用于功率输入端子102的直流电压在调节器装置100中以预定电压转换为将从第一功率输出端子104或第二功率输出端子106输出的直流电压。
第一功率输出端子104是将通过调节器装置100转换的电压(Vout1)提供给无线通信设备或信息处理设备的负载300的端子。第二功率输出端子106是将通过调节器装置100转换的功率(Vout2)提供给假负载400的端子,假负载400被配备为测量相对于调节器110A、110B和110C的输出电流的功率转换效率特性。负载300指示配备在无线通信设备或信息处理设备中并供以来自调节器装置100的功率的各种类型的组件和电路。假负载400是测量相对于调节器110A、110B和110C的输出电流的功率转换效率特性的负载,并且是具有可变电阻值以使得假负载400中流动的电流值可变的负载。假负载400连接到多个调节器110A、110B和110C的与到第一功率输出端子104的相应功率输出系统不同的功率输出系统。
调节器110A、110B和110C并行连接在功率输入端子102与第一功率输出端子104之间。调节器110A、110B和110C分别具有输入单元111A、111B和111C、第一输出端子112A、112B和112C以及第二输出端子114A、114B和114C。输入单元111A、111B和111C连接到功率输入端子102。第一输出端子112A、112B和112C连接到线圈152的一端。与之不同,第二输出端子114A、114B和114C连接到线圈162的一端。
调节器110A、110B和110C分别将转换效率特性信息存储在配备于自身调节器中的存储器中,该转换效率特性信息指示相对于自身调节器的输出电流的功率转换效率特性。调节器110A、110B和110C是分别具有不同的相对于输出电流的功率转换效率的调节器,同时它们具有基本上相同的内部结构。下面利用图4描述调节器110A、110B和110C的内部结构细节。在下面的描述中,在没有特别区分调节器110A、110B和110C的情况下,将它们称为调节器110。
线圈152的一端连接到调节器110A、110B和110C的第一输出端子112A、112B和112C,另一端经由电流表156连接到第一功率输出端子104。线圈152被配备为伴随着调节器110A、110B和110C中切换元件的导通/截止,产生用于功率转换的感应电动势。
线圈162的一端连接到调节器110A、110B和110C的第二输出端子114A、114B和114C,另一端经由电流表166连接到第二功率输出端子106。线圈162被配备为伴随着调节器110A、110B和110C中切换元件的导通/截止,产生用于功率转换的感应电动势。
电容器154是用于平滑的电容器,其一端连接在线圈152的另一端与电流表156之间,另一端接地。电容器154被配备为平滑从第一功率输出端子104输出的电压。
电容器164是用于平滑的电容器,一端连接在线圈162的另一端与电流表166之间,另一端接地。电容器164被配备为平滑从第二功率输出端子106输出的电压。
电流表156是配备在线圈152的另一端与第一功率输出端子104之间的电流传感器,以检测流向负载300的电流值。电流表166是配备在线圈162的另一端与第二功率输出端子106之间的电流传感器,以检测流向假负载400的电流值。
控制器IC 140设置有存储器142、接口单元144和控制单元146并且具有监测、管理和控制调节器110A、110B和110C的功能。存储器142是存储用于控制器IC 140的各种类型的数据的存储单元。存储器142连接到接口单元144。
接口单元144分别连接到调节器110A、110B和110C,以执行向调节器110A、110B和110C输入以及从调节器110A、110B和110C输出的数据输入/输出处理。例如,接口单元144读取在调节器110A、110B和110C的存储器中存储的转换效率特性信息。对于接口单元144与调节器110A、110B和110C之间的连接,例如可以使用诸如PM-Bus(功率管理总线)这样的接口。
接口单元144将从调节器110A、110B和110C读取的转换效率特性信息存储在存储器142中。通过电流表156和166计量的电流值被输入到接口单元144。接口单元144连接到调节器装置100外部配备的主机控制单元200,以执行向主机控制单元200以输入和从主机控制单元200输出的数据输入/输出处理。下面利用图5描述主机控制单元200的内部结构。
控制单元146在多个调节器110A、110B和110C中选择执行到第一功率输出端子104的输出的调节器以及执行到假负载400的输出的调节器。例如,控制单元146基于通过电流表156计量的电流值以及存储器142中存储的每个调节器110A、110B和110C的转换效率特性信息,来选择执行从第一功率输出端子104输出的调节器。更具体而言,控制单元146在多个调节器110A、110B和110C中选择相对于通过电流表156计量的电流值具有最高功率转换效率的调节器作为执行从第一功率输出端子104输出的调节器。在多个调节器110A、110B和110C中,控制单元146在除了被选择为执行从第一功率输出端子104输出的调节器之外的调节器中,选择执行到假负载400的输出的调节器。
这里,对控制单元146中调节器的选择给出描述。图2是示出具有不同功率转换效率特性的调节器效率特性绘图的示例的示意图。图3是示出具有不同输出能力的调节器效率特性绘图的示例的示意图。
在图2和图3中,曲线图的横坐标表示调节器的输出电流,曲线图的纵坐标表示功率转换效率。图2表示具有相等的额定电流和不同功率转换效率的三个调节器182、184和186的功率转换效率特性。图3表示具有不同额定电流的三个调节器192、194和195的功率转换效率特性。
如图2所示,例如假定通过电流表156计量的电流值是电流值188。在这种情况下,控制单元146从存储器142读取在电流值188处调节器182、184和186的功率转换效率。控制单元146将在电流值188处调节器182、184和186的功率转换效率的大小进行比较。在本示例中,因为调节器182的功率转换效率最高,所以控制单元146选择调节器182作为执行从第一功率输出端子104的输出的调节器(执行到负载300的输出的调节器)。
如图3所示,例如在通过电流表156计量的电流值小于电流值196的情况下,调节器192的功率转换效率最高,因此控制单元146选择调节器192作为执行从第一功率输出端子104的输出的调节器。在通过电流表156计量的电流值不小于电流值196但小于电流值198的情况下,调节器194的功率转换效率最高,因此控制单元146选择调节器194作为执行从第一功率输出端子104的输出的调节器。在通过电流表156计量的电流值不小于电流值198的情况下,调节器195的功率转换效率最高,因此控制单元146选择调节器195作为执行从第一功率输出端子104的输出的调节器。
下面对第一实施例中调节器110A、110B和110C的构造给出描述。图4是示出调节器的构造的方框图。如图4所示,调节器110设置有输入单元111、第一输出端子112、第二输出端子114、存储器113、接口单元115以及效率测量单元116。调节器110还设置有误差放大器124、比较器126、振荡器128、输出控制单元130、FET(场效应晶体管)132和134以及切换单元136。
输入单元111连接到调节器装置100的功率输入端子102,并且提供给无线通信设备或信息处理设备(其中包含有调节器装置100)的功率被输入到输入单元111。例如,将5-12(V)的直流电压应用于输入单元111。
第一输出端子112连接到调节器装置100的第一功率输出端子104,以将在调节器110中转换的直流电压输出到第一功率输出端子104。第二输出端子114连接到调节器装置100的第二功率输出端子106,以将在调节器110中转换的直流电压输出到第二功率输出端子106。
存储器113是存储转换效率特性信息的存储器单元,转换效率特性信息指示通过效率测量单元116计算的相对于调节器110的输出电流的功率转换效率特性。存储器113例如可以是临时保存转换效率特性信息的易失性存储器,也可以是非易失性存储器。
接口单元115连接到控制器IC 140,以在控制器IC 140中执行向接口单元115输入以及从接口单元115输出的数据输入/输出处理。例如,接口单元115将存储器113中存储的转换效率特性信息发送给控制器IC140。此外,例如,接口单元115将控制器IC 140发送的输出切换指令的信号输出到输出控制单元130。
效率测量单元116设置有效率计算单元118、输出功率测量单元120以及输入功率测量单元122。输入功率测量单元122连接到输入单元111,以测量输入单元111的功率。输出功率测量单元120连接到第二输出端子114,以测量第二输出端子114的功率。
效率计算单元118例如通过CPU(中央处理器)实现,并通过获得输出功率测量单元120计量的输出功率与输入功率测量单元122测量的输入功率的比值,获得功率转换效率。此外效率计算单元118根据流向假负载400的电流值获得功率转换效率特性。通过效率计算单元118获得的表示功率转换效率特性的转换效率特性信息被存储在存储器113中。也可以将通过效率计算单元118获得的转换效率特性信息经由接口单元115发送给控制器IC 140,以存储在存储器142中,而不是存储在存储器113中。
FET 132是通过输出控制单元130执行用于导通/截止的控制的切换元件,并且例如可以使用P型MOSFET(金属氧化物半导体场效应晶体管)。FET 134是通过输出控制单元130执行用于导通/截止的控制的切换元件,并且例如可以使用N型MOSFET。
FET 132和FET 134的漏极端子相互连接,FET 132的源极连接到输入单元111,FET 134的源极接地。FET 132和FET 134各自的栅极连接到输出控制单元130,以通过从输出控制单元130输出的驱动信号执行用于FET 132和FET 134的导通/截止的控制。
输出控制单元130通过向FET 132和FET 134发送驱动信号,执行用于FET 132和FET 134的导通/截止的控制,以执行将输入功率转换为期望输出功率的处理。此外输出控制单元130向切换单元136发送切换信号。切换信号是指令将通过调节器110转换的功率从第一输出端子112输出、将其从第二输出端子114输出、或者既不将其从第一输出端子112输出也不将其从第二输出端子114输出之间的切换的信号。
从FET 132和FET 134的漏极端子输出的输出功率被输入到切换单元136。从输出控制单元130输出的切换信号也被输入到切换单元136。切换单元136基于切换信号,执行将输出功率从第一输出端子112输出、将其从第二输出端子114输出、或者既不将其从第一输出端子112输出也不将其从第二输出端子114输出之间的切换。这样在以下任何状态下都可以控制调节器110:通过向负载300提供功率来操作无线通信设备或信息处理设备、通过向假负载400提供功率来测量功率转换效率特性、或者不执行功率输出。
从第一输出端子112或者第二输出端子114输出的输出电压被输入到误差放大器124,此外从用于基准电压的电源125输出的基准电压也被输入到误差放大器124,以通过将输出电压与基准电压之间的差放大而将其输出。
从误差放大器124输出的误差电压以及从振荡器128输出的脉冲电压被输入到比较器126。比较器126以通过脉冲电压确定的预定定时捕获误差电压,以将其输入到输出控制单元130。结果,通过输出控制单元130执行FET 132和FET 134的驱动控制,并将输入功率转换为预定输出功率。
下面对第一实施例中主机控制单元的构造给出描述。图5是示出主机控制单元的构造的示意图。如图5所示,主机控制单元200设置有接口单元202、调节器选择信息通知单元204以及监测单元206。
接口单元202连接到控制器IC 140的接口单元144,以执行向接口单元144输入和从接口单元144输出的数据输入/输出处理。例如,接口单元202经由接口单元144读取存储器142中存储的转换效率特性信息。此外,接口单元202经由接口单元144向控制器IC 140发送指令信号以选择用于执行到负载300的输出的调节器以及选择用于执行到假负载400的输出的调节器。
调节器选择信息通知单元204经由接口单元202和144向控制器IC140发送指令信号,以选择用于执行到负载300的输出的调节器以及选择用于执行到假负载400的输出的调节器。
监测单元206是通过在例如显示单元上显示经由接口单元202读取的转换效率特性信息以允许用户监测它的处理单元。
下面对调节器装置100的输出切换处理的细节给出描述。图6是调节器装置的输出切换处理的流程图。如图6所示,控制单元146首先从存储器142读取每个调节器110A、110B和110C的特性(功率转换效率特性)(步骤S101)。
随后,控制单元146绘制所读取的每个调节器110A、110B和110C的特性(步骤S102)。随后,控制单元146识别通过电流表156检测的流向负载300的输出电流值(步骤S103)。
控制单元146在调节器110A、110B和110C中选择在输出电流值处具有最高功率转换效率的调节器(步骤S104)。随后,控制单元146确定所选择的调节器是否适当(步骤S105)。当确定所选择的调节器不适当时(步骤S105中“否”),控制单元146返回步骤S103。例如在当前状态下执行到负载300的输出的调节器被选择时,这是在不执行切换的情况下返回步骤S103因为不必执行调节器的切换。
与之不同,当确定所选择的调节器适当时(步骤S105中“是”),控制单元146执行指令以切换到确定为适当的调节器(步骤S106)。例如当与在当前状态下执行到负载300的输出的调节器不同的调节器被选择时,这是执行切换到所选择的调节器。在这种情况下,控制单元146经由接口单元144向当前状态下执行到负载300的输出的调节器以及所选择的调节器发送指示切换到所选择的调节器的切换信号。在当前状态下执行到负载300的输出的调节器在接收切换信号时停止到负载300的输出。同时,在接收切换信号时所选择的调节器启动到负载300的输出。
随后,通过接收切换信号,控制单元146在执行到负载300的输出的调节器之外的调节器中选择通过执行到假负载400的输出来执行测量的调节器(步骤S107)。然后,向所选择的调节器执行指令,以启动到假负载400的输出(步骤S108)。
例如,控制单元146经由接口单元144向步骤S107中所选择的调节器发送测量指令信号,该测量指令信号指示执行到假负载400的输出并测量功率转换效率特性。在接收测量指令信号时,步骤S107中所选择的调节器启动到假负载400的输出并对应于到假负载400的输出电流的变化测量功率转换效率特性。
例如,假定通过控制单元146选择调节器110A作为用于输出的调节器,以执行到负载300的输出,并选择调节器110B作为用于测量的调节器,以执行到假负载400的输出。在这种情况下,调节器110A的切换单元将通过调节器110A转换的电压的输出目的地切换为第一输出端子112(Vout1),以向负载300提供功率。调节器110B的切换单元将通过调节器110B转换的电压的输出目的地切换为第二输出端子114(Vout2),以向假负载400提供功率。调节器110C的切换单元使得通过调节器110C转换的电压既不从第一输出端子112(Vout1)输出也不从第二输出端子114(Vout2)输出。
然后,对第一实施例中调节器装置100的存储器142中的寄存器构造进行描述。图7是示出寄存器构造的示例的示意图。图8是示出启动调节器的寄存器构造的示例的示意图。
如图7所示,存储器142中的寄存器可以是D0到D7的8位构造。例如,寄存器D0到D5可以不使用,而寄存器D6和D7可以是用于设定将要在启动时使用的调节器的寄存器。
例如,如图8所示,如果将寄存器D6和D7都设定为“0”,则将调节器号码为“1”的调节器设定为启动调节器。此外如图8所示,如果将寄存器D6设定为“1”,将寄存器D7设定为“0”,则将调节器号码为“2”的调节器设定为启动调节器。此外如图8所示,如果将寄存器D6设定为“0”,将寄存器D7设定为“1”,则将调节器号码为“3”的调节器设定为启动调节器。此外如图8所示,如果将寄存器D6和D7都设定为“1”,则将调节器号码为“4”的调节器设定为启动调节器。
控制单元146难以基于输出电流值执行调节器的选择,因为在无线通信设备或信息处理设备启动时电流没有在负载300中流动。因此,在无线通信设备或信息处理设备启动时控制单元146选择预设调节器作为执行到负载300的输出的调节器。更具体而言,在无线通信设备或信息处理设备启动时控制单元146读取存储器142中的寄存器D6和D7,以根据寄存器D6和D7的值选择调节器作为用于启动的调节器。
[第二实施例]
然后,对第二实施例中的调节器装置100进行描述。除了在存储器142中具有不同的寄存器构造以及与寄存器构造有关的处理之外,第二实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,而将类似于第一实施例的其余构造的描述省略。
下面对第二实施例中调节器装置100的存储器142中的寄存器构造进行描述。图9是示出寄存器构造的示例的示意图。图10是示出输出电流寄存器的构造的示例的示意图。图11是示出选择/测量调节器的寄存器构造的示例的示意图。图12是示出选择效率/测量效率的寄存器构造的示例的示意图。
如图9所示,存储器142中的寄存器也可以是D0到D23的24位构造。例如,寄存器D0到D5可以是测量效率寄存器,以存储调节器的功率转换效率,寄存器D6和D7可以是测量调节器寄存器,以设定执行功率转换效率的测量的调节器。寄存器D8到D13可以是选择效率寄存器,以存储执行到负载300的输出的调节器的功率转换效率,寄存器D14和D15可以是选择的调节器寄存器,以设定执行到负载300的输出的调节器。寄存器D16到D19可以是设定输出电流的寄存器,寄存器D20到D23可以不使用。
例如,如图10所示,可通过D16到D19的4个位来构造输出电流寄存器,并且例如,可从0(A)到15(A)的每1(A)来设定输出电流。不限于每1(A)来设定,例如也可从0(A)到75(A)的每5(A)来设定输出电流。
如图11所示,通过D14/D6和D15/D7的两个位来构造选择/测量调节器的寄存器。例如,如果将寄存器D6和D7都设定为“0”,则将调节器号码为“1”的调节器设定为测量调节器。此外如果将寄存器D14和D15都设定为“0”,则将调节器号码为“1”的调节器设定为选择调节器。
如图12所示,通过寄存器D8/D0到D13/D5的6个位来构造选择效率/测量效率的寄存器,并且例如,可根据最高效率(最高功率转换效率)为100%直到37%以每1%来设定功率转换效率。例如也可根据最高效率为100%直到5.5%以每1.5%来设定功率转换效率,不限于每1%来设定。
例如,如果将图10所示输出电流寄存器的寄存器D16设定为“1”,将寄存器D17到D19设定为“0”,则输出电流变为1(A)。在这种情况下,将输出电流为1(A)时测量调节器的功率转换效率、选择调节器的功率转换效率等等存储在图11和图12所示的寄存器D0到D15中。因此,根据16种方式的输出电流值(0(A)到15(A)),以16种方式配备寄存器D0到D15。
然后,对第二实施例中通过控制单元146进行的调节器选择处理进行详细描述。图13是调节器选择处理的流程图。图13的示例指示四个调节器情况下的调节器选择处理。
如图13所示,控制单元146首先将输出电流的参数i初始化为“0”,以在每个输出电流值执行调节器选择处理(步骤S201)。随后,控制单元146读取在输出电流(i)处的选择的调节器(rc)的选择效率(功率转换效率:ec)(步骤S202)。然后,控制单元146将用于比较调节器(该比较调节器经历与选择的调节器的比较)的参数r初始化为“1”(步骤S203)。
随后,控制单元146将比较调节器设定为r(步骤S204)。随后,控制单元146读取比较调节器(r)在输出电流(i)处的效率(功率转换效率:er)(步骤S205)。然后,控制单元146确定功率转换效率(er)是否大于功率转换效率(ec)(步骤S206)。
当确定功率转换效率(er)大于功率转换效率(ec)时(步骤S206中“是”),控制单元146将选择的调节器和选择效率修改为r(步骤S207)。也就是说,如果比较调节器的功率转换效率大于选择的调节器的功率转换效率,则将比较调节器定义为选择的调节器,并将比较调节器的功率转换效率定义为选择的调节器的功率转换效率。
在步骤S207之后或者当确定功率转换效率(er)不大于功率转换效率(ec)时(步骤S206中“否”),控制单元146增大参数r(步骤S208)。随后,控制单元146确定参数r的值是否大于最大值4(步骤S209)。
当确定参数r的值不大于最大值4时(步骤S209中“否”),控制单元146返回步骤S204,重复步骤S204到步骤S208的处理。
与之不同,当确定参数r的值大于最大值4时(步骤S209中“是”),控制单元146将选择的调节器和此时选择的选择效率存储在寄存器中(步骤S210)。也就是说,控制单元146将4个调节器中在输出电流(i)处具有最高功率转换效率的调节器以及调节器的功率转换效率存储在寄存器中。
随后,控制单元146使参数i增大(步骤S211)。控制单元146确定参数i是否大于最大值15(步骤S212)。当确定参数i大于最大值15时(步骤S212中“是”),控制单元146终止处理。与之不同,当确定参数i不大于最大值15时(步骤S212中“否”),控制单元146返回步骤S202,重复步骤S202到步骤S211的处理。也就是说,控制单元146将输出电流为0(A)到15(A)的情况下在每1(A)具有最高功率转换效率的调节器以及调节器的功率转换效率存储在寄存器中。
[第三实施例]
然后,对第三实施例中的调节器装置100进行描述。除了在存储器142中具有不同的寄存器构造以及与寄存器构造有关的处理之外,第三实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,而将类似于第一实施例的其余构造的描述省略。
下面对第三实施例中调节器装置100的存储器142中的寄存器构造进行描述。图14是示出寄存器构造的示例的示意图。图15是示出温度寄存器的构造的示例的示意图。
如图14所示,存储器142中的寄存器可以是D0到D23的24位构造。因为寄存器D0到D19类似于图9所述的寄存器构造示例,所以省略对它们的描述。寄存器D20到D23可以是温度寄存器,以存储调节器的温度。
例如,如图15所示,通过D20到D23的4个位来构造温度寄存器,并且例如,可从10(°C)到85(°C)的每5(°C)来设定调节器的温度。不限于每5(°C)来设定,例如也可从10(°C)到160(°C)的每10(°C)来设定温度。
例如,如果将图14所示输出电流寄存器的寄存器D16设定为“1”,并且将寄存器D17到D19设定为“0”,则输出电流变为1(A)。此外如果将图15所示温度寄存器的寄存器D20设定为“1”并且将寄存器D21到D23设定为“0”,则调节器的温度变为15(°C)。在这种情况下,将输出电流为1(A)和调节器的温度为15(°C)时测量调节器的功率转换效率以及选择的调节器的功率转换效率等等存储在图14所示的寄存器D0到D15中。因此,根据16种方式的输出电流值(0(A)到15(A))以及16种方式的调节器温度(10(°C)到85(°C)),以256种方式配备寄存器D0到D15。
在这种情况下,控制单元146基于从第一功率输出端子104输出的电流值、调节器110A、110B和110C的温度以及在存储器142中存储的寄存器信息(转换效率特性信息),来选择执行到负载300的输出的调节器。也就是说,因为调节器一般具有随温度改变的功率转换效率,所以控制单元146选择在到负载300的输出电流值处以及在调节器的温度处具有最高功率转换效率的调节器作为用于到负载300的输出的调节器。
[第四实施例]
然后,对第四实施例中的调节器装置100进行描述。除了在存储器142中具有不同的寄存器构造以及与寄存器构造有关的处理之外,第四实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,而将类似于第一实施例的其余构造的描述省略。
下面对第四实施例中调节器装置100的存储器142中的寄存器构造进行描述。图16是示出寄存器构造的示例的示意图。图17是示出平均操作温度寄存器的构造的示例的示意图。
如图16所示,存储器142中的寄存器可以是D24到D39的16位构造。寄存器D24到D31可以是指示调节器的操作时间的操作时间寄存器。此外寄存器D32到D35可以是指示调节器的平均操作温度的平均操作温度寄存器。D36到D39可以不使用。
例如,通过寄存器D24到D31的8个位来构造操作时间寄存器,并且可通过256种方式设定调节器的操作时间。如图17所示,通过寄存器D32到D35的4个位来构造平均温度寄存器,并且例如,可从10(°C)到85(°C)的每5(°C)来设定调节器的平均操作温度。不限于每5(°C)来设定,例如也可从10(°C)到160(°C)的每10(°C)来设定温度。
然后,对第四实施例中测量控制单元146的调节器的平均操作温度的处理进行描述。图18是测量平均操作温度的处理的流程图。图19是示出温度测量间隔的修改的示意图。
如图18所示,控制单元146首先启动计时器(步骤S301)。随后,控制单元146确定从计时器启动开始是否经过了n时间周期(步骤S302),n时间周期是执行温度测量的间隔。
当确定从计时器启动开始没有经过n时间周期时(步骤S302中“否”),控制单元146返回步骤S302。与之不同,当确定从计时器启动开始经过了n时间周期时(步骤S302中“是”),控制单元146测量调节器的温度(步骤S303)。随后,控制单元146从存储器142中的平均温度寄存器读取平均操作温度(步骤S304)。随后,控制单元146从存储器142中的操作时间寄存器读取调节器的操作时间(步骤S305)。
随后,控制单元146通过以下等式获得与平均操作温度有关的参数t(步骤S306)。t=(测量的温度×(当前时间-操作时间))+(平均操作温度×操作时间)/当前时间
该等式中,当前时间=操作时间+n。随后,控制单元146将步骤S306中获得的平均操作温度(t)以及当前调节器的操作时间(h)存储在寄存器中(步骤S307)。随后,控制单元146确定步骤S306中获得的平均操作温度(t)是否超过预设预定温度(x)(步骤S308)。
当确定步骤S306中获得的平均操作温度(t)超过预设预定温度(x)时(步骤S308中“是”),控制单元146将执行温度测量的间隔n设定为1/2(步骤S309),终止处理。也就是说,将执行温度测量的间隔缩短。虽然这里将执行温度测量的间隔n设定为1/2,但是不限于此,例如可以是1/3等等,只要将执行温度测量的间隔缩短。
与之不同,当确定步骤S306中获得的平均操作温度(t)不超过预设预定温度(x)时(步骤S308中“否”),控制单元146终止处理。
图19是示出温度测量间隔的修改的示意图,其中横轴表示时间过程,纵轴表示调节器的平均操作温度。在图19中,曲线210是示出调节器的平均操作温度的转变的曲线,温度211是预设预定温度。此外在图19中,直线212表示执行调节器的温度测量的定时。如图19所示,当示出调节器的平均操作温度的转变的曲线210变为大于预设预定温度211时,控制单元146缩短执行温度测量的间隔(每条直线212与下一条直线之间的间隔)。
[第五实施例]
然后,对第五实施例中的调节器装置100进行描述。除了基于从主机控制单元200接收的调节器的切换信号执行调节器的切换处理之外,第五实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,而将类似于第一实施例的其余构造的描述省略。
下面对于从第五实施例的调节器装置100中的主机控制单元200接收调节器的切换信号时的调节器切换确定处理进行描述。图20是调节器切换确定处理的流程图。
控制单元146首先接收从主机控制单元200发出的切换信号(步骤S401)。随后,控制单元146读取通过电流表156计量的当前输出电流值(i)(步骤S402)。
随后,控制单元146从选择效率寄存器读取在输出电流值(i)处的功率转换效率(ic)(步骤S403)。随后,控制单元146读取通过切换信号(s)指定的调节器(r)在输出电流值(i)处的功率转换效率(ie)(步骤S404)。
控制单元146确定功率转换效率(ie)是否大于功率转换效率(ic)(步骤S405)。当确定功率转换效率(ie)大于功率转换效率(ic)时(步骤S405中“是”),控制单元146将执行到负载300的输出的调节器切换为通过切换信号(s)指定的调节器(r)(步骤S406),以终止处理。与之不同,当确定功率转换效率(ie)不大于功率转换效率(ic)时(步骤S405中“否”),控制单元146不执行调节器的切换,而直接终止处理。
也就是说,当接收切换信号(s)时,控制单元146将在当前负载电流处的执行到负载300的输出的调节器的功率转换效率与通过切换信号(s)指定的调节器的功率转换效率进行比较。然后,如果通过切换信号(s)指定的调节器的功率转换效率更高,则控制单元146将执行到负载300的输出的调节器切换为通过切换信号(s)指定的调节器。
虽然提供了将执行到负载300的输出的调节器的功率转换效率与通过切换信号(s)指定的调节器的功率转换效率进行比较的示例,但是不限于此。例如,当接收切换信号(s)时,控制单元146也可以将执行到负载300的输出的调节器强制切换为通过切换信号(s)指定的调节器。
[第六实施例]
然后,对第六实施例中的调节器装置100进行描述。除了在存储器142中具有不同的寄存器构造以及与寄存器构造有关的处理之外,第六实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,将类似于第一实施例的其余构造的描述省略。
下面对第六实施例中调节器装置100的存储器142中的寄存器构造给出描述。图21是示出寄存器构造的示例的示意图。图22是示出警告寄存器的构造的示例的示意图。
如图21所示,存储器142中的寄存器也可以是D0到D7的8位构造。例如,寄存器D0到D3可以不使用。寄存器D4到D7可以是警告寄存器,以设定功率转换效率小于预设下限值的异常调节器。
例如,如图22所示,通过D4到D7的四位构造警告寄存器,并且例如,可以设定四个调节器中哪个调节器是异常调节器(哪个调节器的功率转换效率小于下限值)。例如,如果将寄存器D4到D7都设定为“0”,则认为没有异常调节器。此外例如,如果将寄存器D4设定为“1”,将寄存器D5到D7设定为“0”,则认为调节器号码为“1”的调节器是异常调节器。
然后,对通过监测调节器的功率转换效率来设定警告寄存器的处理的细节进行描述。图23是效率监测处理的流程图。
如图23所示,控制单元146首先将下限效率(el)设定为例如60%(步骤S501)。随后,控制单元146从测量效率寄存器读取调节器的功率转换效率(er)(步骤S502)。随后,控制单元146确定功率转换效率(er)是否小于下限效率(el)(步骤S503)。
当确定功率转换效率(er)小于下限效率(el)时(步骤S503中“是”),控制单元146读取测量调节器(r)(步骤S504)。例如,假定控制单元146将调节器号码为“2”的调节器读取为测量调节器(r)。
控制单元146基于所读取的测量调节器(r)设定警告寄存器(步骤S505),以终止处理。例如,如果读取调节器号码为“2”的调节器,则控制单元146将寄存器D5读取为“1”。也就是说,将功率转换效率(er)小于下限效率(el)的调节器视作由于老化退化等原因要登记在警告寄存器中的功率转换效率差的异常调节器。
与之不同,当确定功率转换效率(er)不小于下限效率(el)时(步骤S503中“否”),控制单元146不将其视作异常调节器而以终止处理。
然后,对基于警告寄存器执行确定是否为异常调节器的处理给出描述。图24是异常调节器确定处理的流程图。
如图24所示,控制单元146将搜索警告寄存器的参数j初始化为4(步骤S601)。随后,控制单元146读取警告寄存器D(j)(步骤S602)。
随后,控制单元146确定D(j)是否为“1”(步骤S603)。当确定D(j)为“1”时(步骤S603中“是”),控制单元146执行重新测量流程(步骤S604)。下面利用图25描述重新测量流程。
在步骤S604之后或者当确定D(j)不为“1”(步骤S603中“否”)时,控制单元146增大参数j(步骤S605)。随后,控制单元146确定参数j是否大于7(步骤S606)。
当确定参数j大于7时(步骤S606中“是”),控制单元146终止处理。与之不同,当确定参数j不大于7时(步骤S606中“否”),控制单元146返回步骤S602,重复步骤S602到步骤S605的处理。
然后,对调节器重复测量处理的细节给出描述。图25是调节器重复测量处理的流程图。
如图25所示,控制单元146首先将输出电流的参数i初始化为“0”,以对于每个输出电流值执行调节器重新测量处理(步骤S701)。随后,控制单元146读取在输出电流(i)处的选择的调节器(rc)的选择效率(功率转换效率:ec)(步骤S702)。然后,控制单元146将用于比较调节器(该比较调节器经历与选择的调节器的比较)的参数r初始化为“1”(步骤S703)。
随后,控制单元146将比较调节器设定为r(步骤S704)。随后,控制单元146读取比较调节器(r)的警告寄存器(wr)(步骤S705)。随后,控制单元146确定警告寄存器(wr)的值是否为“0”(步骤S706)。
当确定警告寄存器(wr)的值为“0”时(步骤S706中“是”),控制单元146读取比较调节器(r)在输出电流(i)处的效率(功率转换效率:er)(步骤S707)。然后,控制单元146确定功率转换效率(er)是否大于功率转换效率(ec)(步骤S708)。
当确定功率转换效率(er)大于功率转换效率(ec)时(步骤S708中“是”),控制单元146将选择的调节器和选择效率修改为r(步骤S709)。也就是说,如果比较调节器的功率转换效率大于选择的调节器的功率转换效率,则将比较调节器定义为选择调节器,将比较调节器的功率转换效率定义为选择的调节器的功率转换效率。
当确定警告寄存器(wr)的值不是“0”时(步骤S706中“否”)、在步骤S709之后,或者当确定功率转换效率(er)不大于功率转换效率(ec)时(步骤S708中“否”),控制单元146增大参数r(步骤S710)。随后,控制单元146确定参数r的值是否大于最大值4(步骤S711)。
当确定参数r的值不大于最大值4时(步骤S711中“否”),控制单元146返回步骤S704,重复步骤S704到步骤S710的处理。
与之不同,当确定参数r的值大于最大值4时(步骤S711中“是”),控制单元146将此时所选的选择的调节器和选择效率存储在寄存器中(步骤S712)。也就是说,控制单元146将四个调节器中在输出电流(i)处具有最高功率转换效率的调节器和调节器的功率转换效率存储在寄存器中。
随后,控制单元146增大参数i(步骤S713)。控制单元146确定参数i是否大于最大值15(步骤S714)。当确定参数i大于最大值15时(步骤S714中“是”),控制单元146终止处理。与之不同,当确定参数i不大于最大值15时(步骤S714中“否”),控制单元146返回步骤S702,重复步骤S702到步骤S713的处理。
[第七实施例]
然后,对第七实施例中的调节器装置100进行描述。除了在存储器142中具有不同的寄存器构造以及与寄存器构造有关的处理之外,第七实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,而将类似于第一实施例的其余构造的描述省略。
下面对第七实施例中调节器装置100的存储器142中的寄存器构造进行描述。图26是示出寄存器构造的示例的示意图。图27是示出BUSY寄存器的构造的示例的示意图。
如图26所示,存储器142中的寄存器也可以是D0到D7的8位构造。例如,寄存器D0到D3可以是BUSY寄存器,以设定进行功率转换效率测量的调节器。寄存器D4到D7可以不使用。
例如,如图27所示,通过D0到D3的4个位构造BUSY寄存器,并且例如,可以设定四个调节器中哪个调节器是BUSY调节器(哪个调节器在进行功率转换效率测量)。例如,如果将寄存器D0到D3都设定为“0”,则认为没有BUSY调节器。此外例如,如果将寄存器D0设定为“1”并且将寄存器D1到D3设定为“0”,则认为调节器号码为“1”的调节器是BUSY调节器。
然后,对设定BUSY寄存器的处理进行描述。图28是BUSY确定处理的流程图。如图28所示,控制单元146首先将参数k初始化为“1”,以执行用于4个调节器的BUSY确定处理(步骤S801)。
随后,控制单元146读取调节器(k)的BUSY寄存器(rb)(步骤S802)。随后,控制单元146确定所读取的BUSY寄存器(rb)的值是否为“1”(步骤S803)。
当确定BUSY寄存器(rb)的值为“1”时(步骤S803中“是”),控制单元146在控制器IC 140中设定BUSY寄存器(步骤S804)。例如,当对于调节器号码为“1”的调节器确定BUSY寄存器(rb)的值为“1”时,将控制器IC 140中BUSY寄存器的D1设定为“1”。
在步骤S804之后或者当确定BUSY寄存器(rb)的值不是“1”时(步骤S803中“否”),控制单元146增大参数k(步骤S805)。随后,控制单元146确定参数k的值是否大于最大值4(步骤S806)。
当确定参数k的值大于最大值4时(步骤S806中“是”),控制单元146终止处理。与之不同,当确定参数k的值不大于最大值4时(步骤S806中“否”),控制单元146返回步骤S802,重复步骤S802到步骤S805的处理。该处理使得控制器IC 140能够保存连接的调节器的BUSY信息。
然后,对是否停止调节器的确定处理给出描述。图29是确定调节器停止的处理的流程图。图29示出以下情况的示例:控制单元146执行从调节器号码为“1”的调节器到调节器号码为“2”的调节器的切换指令。
如图29所示,控制单元146首先执行调节器的切换指令(步骤S901)。随后,控制单元146读取BUSY寄存器D(1)(步骤S902)。随后,控制单元146确定BUSY寄存器的D(1)的值是否为“0”(步骤S903)。
当确定BUSY寄存器的D(1)的值为“0”时(步骤S903中“是”),控制单元146执行从调节器号码为“1”的调节器到调节器号码为“2”的调节器的切换(步骤S904)。
与之不同,当确定BUSY寄存器的D(1)的值不为“0”时(步骤S903中“否”),调节器号码为“2”的调节器为BUSY,也就是说,调节器号码为“2”的调节器在进行功率转换效率的测量,因此控制单元146直接终止处理。
[第八实施例]
然后,对第八实施例中的调节器装置100给出描述。除了使用内部时钟计数器执行调节器的切换处理之外,第八实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,而将类似于第一实施例的其余构造的描述省略。
下面对第八实施例中的调节器装置100的调节器的切换处理给出描述。图30是使用内部时钟计数器的切换处理的流程图。
如图30所示,控制单元146首先测量调节器110A、110B和110C的功率转换效率特性(步骤S1001)。换言之,控制单元146在调节器110A、110B和110C中选择相对于流向负载300的输出电流具有最高功率转换效率的调节器作为用于到负载300的输出的调节器。例如,假定选择调节器110A作为用于输出的调节器。在这种情况下,控制单元146在除了用于输出的调节器(调节器110A)之外的调节器(调节器110B和110C)中选择调节器,以使用假负载400测量功率转换效率特性。例如,假定选择调节器110B作为用于测量的调节器。
控制单元146使得假负载400的阻抗为可变的,以改变从调节器110B输出的电流,同时测量功率转换效率特性,以将转换效率特性信息存储在调节器110B的存储器113中。然后,控制单元146读取存储器113中存储的转换效率特性信息,以将其存储在存储器142中。
例如,当完成了对调节器110B的功率转换效率特性的测量时,还类似地执行对调节器110C的功率转换效率特性的测量。
之后,当用于输出的调节器被切换到调节器110B或110C时,将调节器110A选择为用于测量的调节器,以类似地执行对调节器110A的功率转换效率特性的测量。通过这种方式,控制单元146测量调节器110A、110B和110C的功率转换效率特性。
随后,控制单元146绘制调节器110A、110B和110C的功率转换效率特性(步骤S1002)。随后,控制单元146识别当前输出电流值(i),也就是通过电流表156检测到的电流值(i)(步骤S1003)。
随后,控制单元146在当前操作的调节器中读取对应于输出电流(i)的功率转换效率(ic)(步骤S1004)。控制单元146从经历比较的调节器(r)读取对应于输出电流值(i)的功率转换效率(ie)(步骤S1005)。
控制单元146确定功率转换效率(ie)是否大于功率转换效率(ic)(步骤S1006)。当确定功率转换效率(ie)不大于功率转换效率(ic)时(步骤S1006中“否”),控制单元146返回步骤S1003,重复步骤S1003到步骤S1005的处理。
与之不同,当确定功率转换效率(ie)大于功率转换效率(ic)时(步骤S1006中“是”),控制单元146从内部CLK(时钟)开始启动信号的计数(步骤S1007)。
随后,控制单元146确定计数次数是否超过预设预定次数(步骤S1008)。当确定计数次数不超过预设预定次数时(步骤S1008中“否”),控制单元146返回步骤S1003,重复步骤S1003到步骤S1007的处理。
与之不同,当确定计数次数超过预设预定次数时(步骤S1008中“是”),控制单元146执行重新测量流程(步骤S1009)。该重新测量流程类似于图25所述的流程,因此省略了对它的描述。
随后,控制单元146在执行调节器(r)的重新测量之后读取对应于输出电流值(i)的功率转换效率(ie')(步骤S1010)。随后,控制单元146确定功率转换效率(ie)是否大于功率转换效率(ie')(步骤S1011)。
当确定功率转换效率(ie)大于功率转换效率(ie')时(步骤S1011中“是”),控制单元146将用于输出的调节器切换为调节器(r)(步骤S1012)。与之不同,当确定功率转换效率(ie)不大于功率转换效率(ie')时(步骤S1011中“否”),控制单元146直接终止处理。
如上所述,控制单元146在经历比较的调节器的功率转换效率大于当前操作调节器的功率转换效率的情况下不立即执行切换,只是在内部时钟的时钟计数超过预定阈值的情况下执行切换。因此,可以抑制例如跟随由于涌入电流等等所致的电流/电压的突然变化的调节器的切换。
[第九实施例]
然后,对第九实施例中的调节器装置100进行描述。除了使用PM-Bus命令执行处理之外,第九实施例中的调节器装置100类似于第一实施例中的调节器装置100。因此,只描述与第一实施例不同的部分,而省略对类似于第一实施例的其余构造的描述。
下面对第九实施例中使用调节器装置100的PM-Bus命令的处理进行描述。图31是示出PM-Bus命令的示例的示意图。如图31所示,控制器IC 140例如通过使用命令代码为“ACh”以及命令名称为“EFFICIENCY_Measurement”的命令来指令对调节器的功率转换效率的测量。
控制器IC 140也可以通过使用图31所示命令代码为“ADh”以及命令名称为“READ_EFFICIENCY”的命令,指令调节器的功率转换效率的读取。
图32是使用PM-Bus命令的效率读取处理的流程图。如图32所示,控制单元146将功率转换效率的重新测量命令(ACh)从控制器IC 140输出到每个调节器(步骤S1101)。
随后,当接收从控制器IC 140输出的重新测量命令(ACh)时,每个调节器根据重新测量命令(ACh)执行功率转换效率的重新测量(步骤S1102)。
随后,控制单元146将功率转换效率的读取命令(ADh)从控制器IC 140输出到每个调节器(步骤S1103)。控制单元146输出读取命令(ADh),然后从每个调节器读取功率转换效率(步骤S1104),以终止处理。
如上所述,控制单元146可使用将控制器IC 140与每个调节器相连接的PM-Bus接口的命令,来控制功率转换效率的测量和读取。
将由控制单元146使用的PM-Bus命令不限于重新测量命令(ACh)和读取命令(ADh)。图33是示出PM-Bus命令的示例的示意图。图34是示出PM-Bus命令的示例的示意图。
控制单元146可使用图33所示命令代码为“8Ch”以及命令名称为“READ_IOUT”的命令来指令调节器的输出电流的读取。控制单元146也可使用图33所示命令代码为“89h”以及命令名称为“READ_IIN”的命令来指令调节器的输入电流的读取。
控制单元146也可使用图34所示命令代码为“96h”以及命令名称为“READ_POUT”的命令来指令调节器的输出电压的读取。控制单元146也可使用图34所示命令代码为“97h”的命令以及命令名称为“READ_PIN”的命令来指令调节器的输入电压的读取。
然后,控制单元146可通过读取调节器的输入/输出电流和输入/输出电压并使用所读取的输入/输出电流和输入/输出电压,来计算调节器的功率转换效率。
如上所述,上述每个实施例中的调节器装置在多个调节器中选择相对于输出电流值具有最高功率转换效率的调节器作为用于到设备负载的输出的调节器。因此,可以从低负载电流时间到高负载电流时间的任何时间实现高效率调节器操作。因此,可以提高其中安装了调节器装置的设备的可靠性,还可以抑制在任何时间因为调节器装置以高效率操作所致的热损耗。
上述每个实施例中的调节器装置配备有用于多个调节器的功率转换效率的测量的假负载电路,并且在执行从某个调节器到设备负载的输出时,可以使用假负载电路执行另一个调节器的功率转换效率特性的测量。因此,可以实现提供功率和测量调节器的功率转换效率特性这两种调节器的设备操作。换言之,即使在操作安装有调节器装置的设备时,也可以准时测量多个调节器的功率转换效率特性,用于更新。此外可以周期性地捕捉经历每个调节器的老化(老化退化)的功率转换效率特性,因此可以根据老化选择最佳调节器。
这里引用的全部示例和条件性语言都是为了教导的目的,以帮助读者理解本发明以及发明人为了改进现有技术而贡献的概念,并且应当解释为不限于这些特别引用的示例和条件,说明书中这些示例的组织也不涉及显示本发明的优劣。虽然已经详细描述了本发明的实施例,但是应当理解,在不脱离本发明精神和范围的情况下,可对其作出各种变化、替代和改变。

Claims (13)

1.一种调节器装置,包括:
多个调节器,并行配备在功率输入端子与功率输出端子之间,用于对从所述功率输入端子输入的功率进行转换以输出到所述功率输出端子;
假负载电路,耦接至多个调节器的与到对应功率输出端子的功率输出系统不同的功率输出系统;
选择器,用于在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器以及执行到所述假负载电路的输出的调节器;以及
控制器,用于针对执行到所述假负载电路的输出的调节器,获得表示相对于在所述假负载电路中流动的电流的功率转换效率特性的转换效率特性信息。
2.根据权利要求1所述的调节器装置,还包括:
存储器,用于存储通过所述控制器获得的所述转换效率特性信息;其中
所述选择器基于从所述功率输出端子输出的电流值以及在所述存储器中存储的所述转换效率特性信息,在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器,并在除了所选择的调节器之外的调节器中选择执行到所述假负载电路的输出的调节器。
3.根据权利要求2所述的调节器装置,其中
所述多个调节器分别包括转换效率测量电路,以测量相对于到所述假负载电路的输出电流的功率转换效率特性,以及
所述控制器获得通过所述转换效率测量电路测量的所述功率转换效率特性作为转换效率特性信息,以将所述特性存储在所述存储器中。
4.根据权利要求1所述的调节器装置,其中
所述多个调节器分别包括第一输出端子、第二输出端子以及切换电路,所述第一输出端子耦接到所述功率输出端子,所述第二输出端子耦接到所述假负载电路,所述切换电路用于切换来自所述第一输出端子和所述第二输出端子的输出的导通和截止,以及
通过控制用于所述多个调节器的所述切换电路,所述选择器在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器以及执行到所述假负载电路的输出的调节器。
5.根据权利要求1所述的调节器装置,其中
在所述调节器装置的启动时间,所述选择器在所述多个调节器中选择预先设定的用于所述启动时间的调节器作为执行到所述功率输出端子的输出的调节器。
6.根据权利要求2所述的调节器装置,其中
所述存储器针对所述多个调节器存储相对于调节器温度的转换效率特性信息,以及
所述选择器基于从所述功率输出端子输出的电流值、所述多个调节器的温度以及在所述存储器中存储的转换效率特性信息,在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器。
7.根据权利要求6所述的调节器装置,其中
当所述多个调节器的平均温度变为大于预设阈值时,所述选择器缩短测量所述多个调节器的温度的间隔。
8.根据权利要求2所述的调节器装置,进一步包括:
接口,用于从外部装置读取所述存储器中存储的所述转换效率特性信息。
9.根据权利要求8所述的调节器装置,其中
所述接口接收这样的指令信号:该指令信号从所述外部装置输出,用于在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器,并在除了所选择的调节器之外的调节器中选择执行到所述假负载电路的输出的调节器,以及
所述选择器根据通过所述接口接收的所述指令信号,在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器,并在除了所选择的调节器之外的调节器中选择执行到所述假负载电路的输出的调节器。
10.根据权利要求8所述的调节器装置,其中
所述接口接收这样的指令信号:该指令信号从所述外部装置输出,用于在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器,并在除了所选择的调节器之外的调节器中选择执行到所述假负载电路的输出的调节器,以及
所述选择器基于通过所述接口接收的指令信号、从所述功率输出端子输出的电流值以及在所述存储器中存储的转换效率特性信息,在所述多个调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器,并在除了所选择的调节器之外的调节器中选择执行到所述假负载电路的输出的调节器。
11.根据权利要求1所述的调节器装置,其中
所述选择器停止在所述多个调节器中的其相对于到所述假负载电路的输出电流的功率转换效率低于预设阈值的调节器的操作。
12.根据权利要求2所述的调节器装置,其中
所述存储器存储忙碌信息,所述忙碌信息指定使用所述假负载电路进行功率转换效率特性的测量的调节器,以及
所述选择器基于在所述存储器中存储的所述忙碌信息,在除了使用所述假负载电路进行功率转换效率特性测量的调节器之外的调节器中选择执行到所述功率输出端子的输出的调节器。
13.根据权利要求2所述的调节器装置,其中
如果另一个调节器的功率转换效率大于执行到所述功率输出端子的输出的调节器的功率转换效率的状态持续到内部时钟变为大于预设计数次数,则所述选择器选择所述另一个调节器作为执行到所述功率输出端子的输出的调节器。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108628383A (zh) * 2017-03-22 2018-10-09 瑞萨电子美国有限公司 在多相电压调节器中组合温度监测和真实的不同电流感测
CN113853564A (zh) * 2019-05-16 2021-12-28 三星电子株式会社 用于执行功率管理的电子设备及其操作方法

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9367442B2 (en) * 2014-07-12 2016-06-14 Lenovo Enterprise Solutions (Singapore) Pte. Ltd. Allocating memory usage based on voltage regulator efficiency
US10013004B2 (en) * 2014-10-24 2018-07-03 Dell Products L.P. Systems and methods for measurement of input current of voltage regulator
US9571047B2 (en) * 2015-02-06 2017-02-14 Alcatel-Lucent Shanghai Bell Co., Ltd Switching regulator power supply with constant current option
US10033272B2 (en) * 2015-03-12 2018-07-24 Qualcomm Incorporated Switching loss correction circuitry and method
US9791902B2 (en) * 2015-05-19 2017-10-17 Dell Products, Lp System and method for providing multi-dimensional power supply efficiency profiles
JP6982744B2 (ja) * 2017-05-29 2021-12-17 パナソニックIpマネジメント株式会社 アーク加工用電源装置およびアーク加工用電源装置の制御方法
US11121644B2 (en) 2019-03-25 2021-09-14 Semiconductor Components Industries, Llc Power supply system for optimizing overall efficiency using artificial intelligence
US11258374B2 (en) 2019-03-25 2022-02-22 Semiconductor Components Industries, Llc Power supply system for optimizing standby power using artificial intelligence
US11527950B2 (en) * 2019-03-25 2022-12-13 Semiconductor Components Industries, Llc Power supply system for controlling load distribution across multiple converters for optimizing overall efficiency
WO2020231014A1 (en) * 2019-05-16 2020-11-19 Samsung Electronics Co., Ltd. Electronic device for performing power management and method for operating the same
KR102526745B1 (ko) * 2022-09-26 2023-04-27 주식회사 파두 다양한 부하 전류 구간에서 최대 효율을 실현하는 dc/dc 컨버터

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11353040A (ja) * 1998-04-10 1999-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置
CN1691481A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 株式会社理光 开关调整器以及开关调整器的输出电压切换方法
CN101464717A (zh) * 2009-01-09 2009-06-24 华硕电脑股份有限公司 应用于计算机系统的电源供应调整方法

Family Cites Families (16)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2754846C2 (de) * 1977-12-09 1983-06-09 Dornier System Gmbh, 7990 Friedrichshafen Schaltungsanordnung zur definierten Stromaufteilung zwischen parallel geschalteten Schaltregler-Leistungsstufen in einem Gleichspannungsschaltregler
TW530447B (en) 1998-04-10 2003-05-01 Matsushita Electric Ind Co Ltd Power supply apparatus
US6281666B1 (en) * 2000-03-14 2001-08-28 Advanced Micro Devices, Inc. Efficiency of a multiphase switching power supply during low power mode
JP2005234739A (ja) * 2004-02-18 2005-09-02 Sharp Corp シリーズレギュレータ及びそれを用いた電子機器
JP4622496B2 (ja) * 2004-12-08 2011-02-02 株式会社デンソー 電気系の電源制御装置
JP4336799B2 (ja) * 2005-03-28 2009-09-30 日本電気株式会社 携帯電子機器、携帯電子機器の電源の制御回路及び制御方法
JP2007221981A (ja) * 2006-02-20 2007-08-30 Sony Corp 電源装置及びその制御方法
US20080294916A1 (en) 2007-05-04 2008-11-27 Intersil Americas Inc. Dynamic voltage converter topology switching circuit, system, and method for improving light load efficiency
JP2008283827A (ja) 2007-05-14 2008-11-20 Fuji Electric Device Technology Co Ltd スイッチング電源
US8319484B2 (en) 2007-12-12 2012-11-27 Intersil Americas Inc. Voltage regulator system and method for efficiency optimization using duty cycle measurements
US7808299B2 (en) 2007-12-14 2010-10-05 Astec International Limited Switching power converter with reduced switching losses
US7759916B2 (en) 2008-05-12 2010-07-20 Microchip Technology Incorporated Regulator with device performance dynamic mode selection
US8723489B2 (en) * 2009-05-28 2014-05-13 Deeya Energy, Inc. Bi-directional buck-boost circuit
WO2010140255A1 (ja) * 2009-06-05 2010-12-09 トヨタ自動車株式会社 コンバータ制御装置
US8471542B2 (en) 2010-05-20 2013-06-25 Google Inc. Adaptive gate drive power control systems and methods
JP5545062B2 (ja) * 2010-06-21 2014-07-09 富士通株式会社 レギュレータ装置

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH11353040A (ja) * 1998-04-10 1999-12-24 Matsushita Electric Ind Co Ltd 電源装置
CN1691481A (zh) * 2004-04-27 2005-11-02 株式会社理光 开关调整器以及开关调整器的输出电压切换方法
CN101464717A (zh) * 2009-01-09 2009-06-24 华硕电脑股份有限公司 应用于计算机系统的电源供应调整方法

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108628383A (zh) * 2017-03-22 2018-10-09 瑞萨电子美国有限公司 在多相电压调节器中组合温度监测和真实的不同电流感测
CN113853564A (zh) * 2019-05-16 2021-12-28 三星电子株式会社 用于执行功率管理的电子设备及其操作方法

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Publication number Publication date
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