CN105978315B - 供电电源及其控制方法 - Google Patents

供电电源及其控制方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105978315B
CN105978315B CN201610431676.5A CN201610431676A CN105978315B CN 105978315 B CN105978315 B CN 105978315B CN 201610431676 A CN201610431676 A CN 201610431676A CN 105978315 B CN105978315 B CN 105978315B
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
signal
compensated
circuit
output
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201610431676.5A
Other languages
English (en)
Other versions
CN105978315A (zh
Inventor
吴小康
姜礼节
欧阳茜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd
Original Assignee
Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd filed Critical Chengdu Monolithic Power Systems Co Ltd
Priority to CN201610431676.5A priority Critical patent/CN105978315B/zh
Publication of CN105978315A publication Critical patent/CN105978315A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN105978315B publication Critical patent/CN105978315B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/36Means for starting or stopping converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0006Arrangements for supplying an adequate voltage to the control circuit of converters

Abstract

公开了供电电源及其控制方法。通过补偿参数产生一幅值信号,基于该幅值信号对上升的参考电压进行补偿,产生补偿后的参考电压。该供电电源包括根据补偿后的参考电压将输入电压转换为输出电压的电压调节器。根据本发明的实施例,避免了现有技术中参考电压从初始值上升到目标值的过程中因电感电流额外增大而导致输出电压变化到目标值的速率偏小的问题,缩短了输出电压的安定时间。

Description

供电电源及其控制方法
技术领域
本发明的实施例涉及电源,尤其涉及供电电源及其控制方法。
背景技术
在计算机系统中,电压调节器提供给处理器(例如CPU)的工作电压由基于处理器需求而产生的动态电压识别编码(voltage identification code,VID code)决定。
图1为现有的处理器供电电源的框图。处理器103基于其所需工作电压产生VID编码。参考调节电路101接收VID编码和一速率指令,以受控速率将参考电压Vref从初始值增大至与VID编码对应的目标值。该目标值可能与所需的工作电压相等。速率指令被用以指示工作电压的所需变化速度,可以是SetVID_Fast或SetVID_Slow指令。
电压调节器102包括控制电路106和开关变换电路107。开关变换电路107包括至少一个开关管,通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压Vin转换为输出电压Vout。控制电路106接收参考电压Vref,并根据该参考电压Vref产生控制信号CTRL,以控制开关变换电路107中至少一个开关管的导通与关断。输出电压Vout作为处理器103的工作电压,应当在参考电压Vref达到目标值后快速进入稳定状态,以满足安定时间Tsettle的要求。
一般地,电压调节器102采用自适应电压定位(AVP,Adaptive Voltage Position)控制技术,它能响应负载电流iload的变化获得较为稳定的输出电压Vout。AVP控制的基本原理可以表示为:
Vout=Vref-RLL*iload (1)其中RLL为负载调整率。
在实际应用中,电感电流iL而非负载电流iload被检测来实现AVP。如图1所示,除了参考电压Vref,电感电流iL和输出电压Vout均被反馈至控制电路106以调节控制信号CTRL,从而控制开关变换电路107中至少一个开关管的导通与关断。当满足以下条件时,开关变换电路107中至少一个开关管被导通:
Vout+RLL*iL<Vref (2)
在稳态时,忽略输出纹波,电感电流iL等于负载电流iload。然而,在参考电压Vref的上升过程中,电感电流iL需额外的电流对输出电容器Cout充电,即
iL=icap+iload (3)
将式(3)代入式(2),可得
Vout+RLL*iload+RLL*icap<Vref (4)
从式(4)可以看出,由于在参考电压Vref的上升过程中,电感电流iL额外的增大,输出电压Vout将会相应的偏小,从而拖长了输出电压Vout的安定时间。
图2为图1所示现有处理器供电电源的波形图,其中虚线部分为参考电压Vref的波形图,实线部分为输出电压Vout的波形图。如图2所示,在t1时刻,参考电压Vref为初始值VREF1,输出电压Vout等于参考电压Vref。在t2时刻,与目标值VREF2相对应的VID编码被传递至参考调节电路101。目标值VREF2大于初始值VREF1,参考电压Vref开始逐渐增大,输出电压Vout随着参考电压Vref逐渐增大。在t3时刻,参考电压Vref到达与VID2对应的目标值VREF2。在t5时刻,输出电压Vout的调节结束,进入目标值VREF2的预设范围。
从图2可以看出,稳态运行时(t1-t2时段与t5时刻之后),电感电流iL可代替负载电流Iload实现AVP。然而,在参考电压Vref的上升过程中(t2t5时段),电感电流iL的一部分要对输出电容器Cout充电,输出电压Vout的上升速率小于参考电压Vref的上升速率,导致输出电压Vout的安定时间Tsettle将超出要求的时间。
现有的解决方法是在将参考电压Vref调节至与VID编码对应的目标值后,参考电压Vref继续保持上升以获得合适的输出电压Vout。然而电感上存储的能量将引起输出电压Vout过冲,导致输出电压Vout的安定难以满足安定时间Tsettle的要求,尤其是在参考电压Vref采用较快的速率变化时。
发明内容
为了解决前面提到的一个或多个技术问题,本发明的目的是提供一种与现有技术不同的供电电源及其控制方法。
根据本发明实施例的一种供电电源,包括:参考调节电路,接收电压识别编码,将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值;参考补偿电路,接收基于补偿参数产生的幅值信号,基于该幅值信号对参考电压进行补偿,产生补偿后的参考电压,该补偿参数用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿;以及电压调节器,包括:开关变换电路,包括至少一个开关管,通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压;控制电路,耦接至参考补偿电路以接收补偿后的参考电压,并根据补偿后的参考电压产生控制信号以控制开关变换电路中至少一个开关管的导通与关断。
根据本发明实施例的一种供电电源的控制方法,其中该供电电源包括根据补偿后的参考电压将输入电压转换为输出电压的电压调节器,该控制方法包括:从处理器接收电压识别编码;将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值;基于补偿参数计算一幅值信号,该补偿参数用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿;以及基于该幅值信号对参考电压进行补偿,产生补偿后的参考电压。
根据本发明的实施例,避免了现有技术中参考电压从初始值上升到目标值的过程中因电感电流额外增大而导致输出电压上升到目标值的速率偏小的问题,缩短了输出电压的安定时间。
附图说明
图1为现有的处理器供电电源的框图;
图2为图1所示现有处理器供电电源的波形图;
图3为根据本发明一实施例的处理器供电电源200的框图;
图4为根据本发明一实施例的处理器供电电源300的电路原理图;
图5为根据本发明一实施例的图4所示处理器供电电源300的波形图;
图6为根据本发明又一实施例的图4所示处理器供电电源300的波形图;
图7为根据本发明一实施例的产生补偿后的参考电压的电路原理图;
图8为根据本发明又一实施例的产生补偿后的参考电压的电路原理图;
图9为根据本发明一实施例的处理器供电电源控制方法的流程图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例,应当注意,这里描述的实施例只用于举例说明,并不用于限制本发明。在以下描述中,为了提供对本发明的透彻理解,阐述了大量特定细节。然而,对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中,为了避免混淆本发明,未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中,对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此,在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外,可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外,本领域普通技术人员应当理解,在此提供的附图都是为了说明的目的,并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解,当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时,它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反,当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时,不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
如前所述,发明人发现,将参考电压从初始值增大至与VID编码对应的目标值的过程中,电压调节器的输出电压不能及时地增大至目标值,导致输出电压的安定时间难于满足要求的时间。根据本发明的实施例,参考补偿电路接收基于补偿参数产生的幅值信号,基于该幅值信号对参考电压进行补偿,产生补偿后的参考电压,该补偿参数用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿,以提高输出电压的响应速度,缩短输出电压的安定时间。下面根据图3的实施例来说明本发明的工作原理。
图3为根据本发明一实施例的处理器供电电源200的框图。供电电源200包括参考调节电路201、电压调节器202和参考补偿电路204。处理器203根据其所需工作电压产生VID编码,并耦接至电压调节器202以接收输出电压Vout。处理器203可以是CPU,GPU或者其他类型的信号处理器。
参考调节电路201从处理器203接收速率指令和VID编码,以受控速率将参考电压Vref从初始值VREF1增大,直至参考电压Vref达到与VID编码对应的目标值VREF2。参考调节电路201可以通过串行通信或者并行通信来接收VID编码。在一个实施例中,参考调节电路201通过串行VID总线来接收VID编码,该串行VID总线是用来传递功率管理信息的三线(时钟clock、数据data、警报alert)同步串行接口。
参考补偿电路204接收基于补偿参数产生的幅值信号VMAX,该补偿参数用于对参考电压Vref上升过程中额外增大的电感电流进行补偿。在一个实施例中,可根据以下补偿参数来设定幅值信号VMAX
VMAX=RLL*icap (5)其中RLL为负载调整率,icap为流过输出电容器Cout的电流。在另一个实施例中,按照以下补偿参数来设定幅值信号VMAX
VMAX=RLL*C*k (6)
其中C为输出电容器Cout的容值,k为输出电压Vout上升的速率。在一个实施例中,k为输出电压Vout上升速率的最大值。在另一个实施例中,k为处理器速率指令(例如SetVID_Fast指令)所限定的最大上升速率。对于特定电路结构的供电电源来讲,其输出电容器的容值与处理器速率指令(所限定的最大上升速率是常数。在一个实施例中,负载调整率RLL是数字信号,可通过图形用户界面(GUI)调节。
参考补偿电路204基于幅值信号VMAX对参考电压Vref进行补偿,产生补偿后的参考电压V′ref。在图3所示的实施例中,参考补偿电路204产生参考补偿信号VCMP并叠加至参考电压Vref,以产生补偿后的参考电压V′ref。在一个实施例中,参考补偿电路204直接将参考补偿信号VCMP设置为幅值信号VMAX。在另一个实施例中,参考补偿电路304以一定速率将参考补偿信号VCMP逐渐增大至幅值信号VMAX
电压调节器202耦接至参考补偿电路204以接收补偿后的参考电压V′ref,并根据补偿后的参考电压V′ref将输入电压Vin转换为输出电压Vout。电压调节器202包括控制电路206和开关变换电路207。开关变换电路207包括至少一个开关管,通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压Vin转换为输出电压Vout。控制电路206耦接至参考补偿电路204以接收补偿后的参考电压V′ref,并根据补偿后的参考电压V′ref产生控制信号CTRL以控制开关变换电路307中至少一个开关管的导通与关断。控制电路206可采用PWM(脉冲宽度调制)或PFM(脉冲频率调制)。开关变换电路207可以设置为任何AC/DC或DC/DC拓扑结构。
如图3所示,除了补偿后的参考电压V′ref,电感电流iL和输出电压Vout均被反馈至控制电路206以调节控制信号CTRL,从而控制开关变换电路107中至少一个开关管的导通与关断。当满足以下条件时,开关变换电路307中至少一个开关管被导通:
Vout+RLL*iL<V′ref (7)
其中
V′ref=Vref+VCMP (8)
当对输出电压Vout的调节结束(Vout进入目标值VREF2的预设范围)时,方将参考补偿信号VCMP移除。
在另一个实施例中,参考补偿电路204直接基于幅值信号VMAX对参考电压Vref进行补偿,产生补偿后的参考电压V′ref。在一个实施例中,目标值VREF2大于初始值VREF1,补偿后的参考电压V′ref被设置为在接收到VID编码时从初始值VREF1开始斜坡上升,在补偿后的参考电压V′ref达到参考电压Vref与幅值信号VMAX的和值后被保持在参考电压Vref与幅值信号VMAX的和值。此后,参考补偿电路204持续等待,直至对输出电压Vout的调节结束(Vout进入目标值VREF2的预设范围),方将补偿后的参考电压V′ref斜坡下降至目标值VREF2。在一个实施例中,补偿后的参考电压V′ref的上升速率大于参考电压Vref的上升速率。
根据本发明的实施例,在参考电压Vref上升过程中,参考补偿电路204引入了基于补偿参数计算的幅值信号VMAX,基于该幅值信号VMAX对额外增大的电感电流进行补偿,使得输出电压Vout快速上升至目标值,缩短了输出电压Vout的安定时间,提高了处理器203的工作性能。
在一个实施例中,输出电压Vout被用作与阈值电压Vth1比较。若输出电压Vout小于阈值电压Vth1,则输出电压Vout被视为进入目标值VREF2的预设范围。在另一个实施例中,输出电压Vout被用作与阈值电压Vth1和Vth2比较,若输出电压大于Vth2且小于Vth1,则输出电压Vout被视为进入目标值VREF2的预设范围,其中Vth1大于Vth2。在一个实施例中,阈值电压Vth1等于目标值VREF2与安定值Vsettle(例如10mV)之和,而阈值电压Vth2等于目标值VREF2与安定值Vsettle之差。
在一个实施例中,采样输出电压Vout并产生输出采样信号。该输出采样信号被反馈以调节控制信号CTRL,并被用作与阈值电压Vth1和Vth2比较,以判断输出电压Vout是否进入目标值VREF2的预设范围。
图4为根据本发明一实施例的处理器供电电源300的电路原理图。供电电源300包括参考调节电路301、电压调节器302和参考补偿电路304。在图4所示的实施例中,电压调节器302包括控制电路306和开关变换电路307。开关变换电路307包括第一开关管S1、第二开关管S2、电感器L和输出电容器Cout,通过该第一开关管S1和第二开关管S2的导通与关断将输入电压Vin转换为输出电压Vout。第一开关管S1具有第一端、第二端和控制端,其中第一端接收输入电压Vin,控制端耦接至控制单元306以接收控制信号CTRL。第二开关管S2具有第一端、第二端和控制端,其中第一端耦接至第一开关管S1的第二端,第二端接地,控制端耦接至控制单元306以接收控制信号CTRL。电感器L具有第一端和第二端,其中第一端耦接至第一开关管S1的第二端和第二开关管S2的第一端。输出电容器Cout耦接在电感器的第二端和地之间。
控制电路306耦接至参考补偿电路304以接收补偿后的参考电压V′ref,并根据补偿后的参考电压V′ref产生控制信号CTRL以控制开关变换电路307中至少一个开关管的导通与关断。在一个实施例中,控制电路包括加法器308、比较器COM和逻辑控制电路309。加法器308具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收电感电流iL经电阻转换(A环节)后得到的有源下调电压Vdroop,第二输入端接收输出电压Vout,在其输出端产生有源下调电压Vdroop与输出电压Vout的和值。比较器COM的同相输入端接收补偿后的参考电压V′ref,反相输入端接收有源下调电压Vdroop与输出电压Vout的和值,在其输出端产生置位信号SET。逻辑控制电路309接收置位信号SET,产生控制信号CTRL以控制开关变换电路307中至少一个开关管的导通与关断。
在另一个实施例中,当开关变换电路307中输出电容器的等效串联阻抗值较小时,输出电压Vout可能会产生次谐波振荡,造成电压调节器307工作不稳定。为了防止该次谐波振荡的产生,控制电路306通常还包括斜坡补偿单元310。斜坡补偿单元310产生斜坡补偿信号VSLOPE并将其提供至比较器COM。比较器COM的同相输入端接收补偿后的参考电压V′ref与斜坡补偿信号VSLOPE的和值,反相输入端接收有源下调电压Vdroop与输出电压Vout的和值,在其输出端产生置位信号SET。
在一个实施例中,参考调节电路301、参考补偿电路304和控制电路306被集成在同一芯片中。
在如下图5与图6所示的实施例中,参考补偿电路304产生参考补偿信号VCMP并叠加至参考电压Vref,以产生补偿后的参考电压V′ref。但本领域技术人员可以理解,具有其他产生形式的补偿后的参考电压V′ref也同样适用于本发明,例如参考补偿电路304直接基于幅值信号VMAX和参考电压Vref产生的补偿后的参考电压V′ref
图5为根据本发明一实施例的图4所示处理器供电电源300的波形图。如图5所示,在t0时刻,参考电压Vref为对应VID1的初始值VREF1,参考补偿信号VCMP为零,因此补偿后的参考电压V′ref与输出电压Vout均等于初始值VREF1
在t1时刻,处理器303将速率指令和VID2传递至参考调节电路301,其中VID2>VID1,参考电压Vref以受控速率逐步增大。在t3时刻,参考电压Vref增大至与VID2对应的目标值VREF2
参考补偿信号VCMP从t1时刻开始斜坡上升。在t2时刻,参考补偿信号VCMP斜坡上升至幅值信号VMAX,之后参考补偿信号VCMP被保持在幅值信号VMAX。在t4时刻,输出电压Vout进入目标值VREF2的预设范围,方将参考补偿信号VCMP移除。参考补偿信号VCMP还可具有其他的表现形式,例如参考补偿信号VCMP被保持在幅值信号VMAX直到对输出电压Vout的调节结束并再经过一段延时后,方将参考补偿信号VCMP移除。
与图2相比,图5提供的补偿后的电压V′ref可以补偿额外增大的电感电流,提高输出电压Vout的上升速率,使得输出电压Vout快速上升到目标值VREF2,缩短了输出电压Vout的安定时间Tsettle
尽管图5中给出了以固定速率上升的参考补偿信号VCMP,实际上它的上升速率可能是不固定的。在一个实施例中,参考补偿信号VCMP的形状可能与图5所示的有所不同。例如,参考补偿信号VCMP的上升斜坡或下降斜坡可以是分段线性的。
在另一个实施例中,参考电压Vref与参考补偿信号VCMP可以数字方式产生,也可以通过数字与模拟结合的方式产生。参考补偿信号VCMP的幅值由幅值信号VMAX决定,其上升速率和下降速率可基于参考分辨率进行调整。
在一个实施例中,控制电路306采用数字控制方式,图4所示的参考调节电路301、参考补偿电路304和控制电路306可由数字控制器来实现。
图6为根据本发明另一实施例的图4所示处理器供电电源300的波形图。在图6所示的实施例中,参考调节电路301以数字方式提供参考电压的数字信号Vref(D),参考补偿电路304以数字方式提供参考补偿信号的数字信号VCMP(D)。如图6所示,在t0时刻,参考电压的数字信号Vref(D)等于初始值VREF1,参考补偿信号的数字信号VCMP(D)为零。在t1时刻,处理器303将速率指令和VID2传递至参考调节电路301。在t1~t3期间,参考电压的数字信号Vref(D)以受控速率逐步增大至目标值VREF2,例如通过N个步骤,N为大于等于2的整数。在每个步骤中,将参考电压的数字信号Vref(D)增加一参考预设值Vpre。每个步骤持续的时间与参考分辨率有关。在一个实施例中,每个步骤对应的参考预设值Vpre_1,Vpre_2,……,Vpre_N并不相等。在另一个实施例中,这些参考预设值都等于Vpre
在t1~t2期间,参考补偿电路304通过多个步骤逐步增大参考补偿信号的数字信号VCMP(D)直到其达到幅值信号VMAX。在每个上升步骤中,将参考补偿信号的数字信号VCMP(D)增加一补偿预设值VpRE。在t2~t4期间,参考补偿信号的数字信号VCMP(D)被保持在幅值信号VMAX。在t4~t6期间,参考补偿电路304通过多个步骤逐步减小参考补偿信号的数字信号VCMP(D)到零。在每个下降步骤中,将参考补偿信号的数字信号VCMP(D)减小一补偿预设值VpRE。每个上升或下降步骤持续的时间与参考分辨率有关。
在一个实施例中,根据上升脉冲Inc_pulse和下降脉冲Dec_pulse来设定参考补偿信号的数字信号VCMP(D)的上升步骤和下降步骤。上升脉冲Inc_pulse和下降脉冲Dec_pulse可通过GUI调节。
在一个实施例中,参考电压的数字信号Vref(D)每增大2次参考预设值Vpre,上升脉冲Inc_pulse产生一个脉冲信号,将参考补偿信号的数字信号VCMP(D)增大一补偿预设值VpRE,然后在上升脉冲Inc_pulse的下一个脉冲信号来临时进入下一步骤。下降脉冲Dec_pulse与参考分辨率有关,当其脉冲信号来临时,将参考补偿信号的数字信号VCMP(D)减小一补偿预设值VpRE,然后在下降脉冲Dec_pulse的下一个脉冲信号来临时进入下一步骤。
图7为根据本发明一实施例的产生补偿后的参考电压的电路原理图。参考调节电路601产生参考电压的数字信号Vref(D)。参考补偿电路604包括补偿产生电路640、数字加法单元641和数模转换电路642。补偿产生电路640接收幅值信号VMAX,基于幅值信号VMAX产生参考补偿信号的数字信号VCMP(D)。参考补偿电路604通过数字运算单元641,将参考补偿信号的数字信号VCMP(D)叠加至参考电压的数字信号VCMP(D),并将两者之和传输至数模转换电路642。数模转换电路642输出的模拟信号为补偿后的参考电压V′ref
图8为根据本发明又一实施例的产生补偿后的参考电压的电路原理图。参考调节电路601产生参考电压的数字信号Vref(D)。参考补偿电路604包括补偿产生电路640、数模转换电路644和645以及模拟加法电路646。补偿产生电路640用于产生参考补偿信号的数字信号VCMP(D)。数模转换电路644接收参考电压的数字信号Vref(D),输出参考电压Vref。数模转换电路645接收参考补偿信号的数字信号VCMP(D),输出参考补偿信号VCMP。参考补偿电路604通过模拟加法电路646将参考补偿信号VCMP叠加至参考电压Vref,并将两者之和作为补偿后的参考电压V′ref在输出端提供至控制电路。
图9为根据本发明一实施例的处理器供电电源控制方法的流程图。该供电电源包括根据补偿后的参考电压将输入电压转换为输出电压的电压调节器。该控制方法包括包括步骤721~725。
在步骤721,电压调节器正常运行;
从处理器接收代表所需输出电压的VID编码。
在步骤722,产生从初始值增大至目标值的参考电压。
在步骤723,基于补偿参数计算一幅值信号,该补偿参数用于补偿参考电压上升过程中额外增大的电感电流。
在步骤724,基于幅值信号产生参考补偿信号。参考补偿信号可直接被设置为幅值信号,亦或被设置为以一定斜率增大至幅值信号。
在步骤725,将参考补偿信号叠加至参考电压,产生补偿后的参考电压。
在一个实施例中,步骤723包括将负载调整率、输出电容器的容值以及输出电压的上升速率相乘,产生幅值信号。
在另一个实施例中,基于幅值信号和参考电压产生补偿后的参考电压,补偿后的参考电压被设置为在接收到VID编码时从初始值开始斜坡上升,在达到参考电压与幅值信号的和值时保持在参考电压与幅值信号的和值,其中补偿后的参考电压的上升速率大于参考电压的上升速率。此后,检测输出电压是否进入目标值的预设范围。若是,补偿后的参考电压开始斜坡下降至目标值。否则继续检测。在一个实施例中,输出电压被用作与第一阈值电压和第二阈值电压比较,若输出电压大于第二阈值电压且小于第一阈值电压,则视为输出电压进入目标值的预设范围。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明,但应当理解,所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质,所以应当理解,上述实施例不限于任何前述的细节,而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释,因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。

Claims (15)

1.一种供电电源,包括:
参考调节电路,接收电压识别编码,将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值;
参考补偿电路,接收基于负载调整率、输出电容器的容值以及输出电压的上升速率计算产生的幅值信号,基于该幅值信号对参考电压进行补偿,产生补偿后的参考电压,该负载调整率、输出电容器的容值以及输出电压的上升速率用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿;以及
电压调节器,包括:
开关变换电路,包括至少一个开关管,通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压;
控制电路,耦接至参考补偿电路以接收补偿后的参考电压,并根据补偿后的参考电压产生控制信号以控制开关变换电路中至少一个开关管的导通与关断。
2.如权利要求1所述的供电电源,其中参考补偿电路基于幅值信号产生参考补偿信号并叠加至参考电压以产生补偿后的参考电压,该参考补偿信号被设置为幅值信号。
3.如权利要求1所述的供电电源,其中参考补偿电路基于幅值信号产生参考补偿信号并叠加至参考电压以产生补偿后的参考电压,该参考补偿信号被设置为以一定斜率增大至幅值信号。
4.如权利要求1所述的供电电源,其中补偿后的参考电压被设置为在接收到电压识别编码时从初始值开始斜坡上升,在达到参考电压与幅值信号的和值时保持在参考电压与幅值信号的和值,其中补偿后的参考电压的上升速率大于参考电压的上升速率。
5.如权利要求4所述的供电电源,其中补偿后的参考电压在输出电压进入目标值的预设范围后被减小至目标值。
6.如权利要求5所述的供电电源,其中输出电压被用作与第一阈值电压和第二阈值电压比较,若输出电压大于第二阈值电压且小于第一阈值电压,则视为输出电压进入目标值的预设范围。
7.如权利要求1所述的供电电源,其中
参考调节电路以数字方式产生参考电压的数字信号;
参考补偿电路包括:
补偿产生电路,基于该幅值信号以数字方式产生参考补偿信号的数字信号;
数字加法单元,用于将参考补偿信号的数字信号与参考电压的数字信号相加,产生补偿后的参考电压的数字信号;以及
第一数模转换电路,将补偿后的参考电压的数字信号转换为补偿后的参考电压提供至控制电路。
8.如权利要求1所述的供电电源,其中
参考调节电路以数字方式产生参考电压的数字信号;
参考补偿电路包括:
第二数模转换电路,将参考电压的数字信号转换为参考电压;
补偿产生电路,基于该幅值信号以数字方式产生参考补偿信号的数字信号;
第三数模转换电路,将参考补偿信号的数字信号转换为参考补偿信号;以及
模拟加法电路,将参考补偿信号与参考电压的和值作为补偿后的参考电压提供给控制电路。
9.如权利要求1所述的供电电源,其中该开关变换电路包括:
第一开关管,具有第一端、第二端和控制端,其中第一端接收输入电压,控制端耦接至控制单元以接收控制信号;
第二开关管,具有第一端、第二端和控制端,其中第一端耦接至第一开关管的第二端,第二端接地,控制端耦接至控制单元以接收控制信号;
电感器,具有第一端和第二端,其中第一端耦接至第一开关管的第二端和第二开关管的第一端;以及
输出电容器,耦接在电感器的第二端和地之间。
10.如权利要求1所述的供电电源,其中该控制电路包括:
加法器,具有第一输入端、第二输入端和输出端,其中第一输入端接收电感电流经电阻转换后得到的有源下调电压,第二输入端接收输出电压,在其输出端产生有源下调电压与输出电压的和值;
比较器,具有同相输入端、反相输入端和输出端,其中同相输入端接收补偿后的参考电压,反相输入端接收有源下调电压与输出电压的和值,在其输出端产生置位信号;以及
逻辑控制电路,接收置位信号,产生控制信号以控制开关变换电路中至少一个开关管的导通与关断。
11.一种供电电源的控制方法,其中该供电电源包括根据补偿后的参考电压将输入电压转换为输出电压的电压调节器,该控制方法包括:
从处理器接收电压识别编码;
将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值;
基于负载调整率、输出电容器的容值以及输出电压的上升速率计算一幅值信号,该负载调整率、输出电容器的容值以及输出电压的上升速率用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿;以及
基于该幅值信号对参考电压进行补偿,产生补偿后的参考电压。
12.如权利要求11所述的控制方法,其中产生补偿后的参考电压的步骤包括:
基于幅值信号产生参考补偿信号,该参考补偿信号被设置为幅值信号或者以一定斜率增大至幅值信号;以及
将参考补偿信号叠加至参考电压。
13.如权利要求11所述的控制方法,其中补偿后的参考电压被设置为在接收到电压识别编码时从初始值开始斜坡上升,在达到参考电压与幅值信号的和值时保持在参考电压与幅值信号的和值,其中补偿后的参考电压的上升速率大于参考电压的上升速率。
14.如权利要求13所述的控制方法,其中补偿后的参考电压在输出电压进入目标值的预设范围后被减小至目标值。
15.如权利要求14所述的控制方法,其中输出电压被用作与第一阈值电压和第二阈值电压比较,若输出电压大于第二阈值电压且小于第一阈值电压,则视为输出电压进入参考电压的预设范围。
CN201610431676.5A 2016-06-16 2016-06-16 供电电源及其控制方法 Active CN105978315B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610431676.5A CN105978315B (zh) 2016-06-16 2016-06-16 供电电源及其控制方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610431676.5A CN105978315B (zh) 2016-06-16 2016-06-16 供电电源及其控制方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN105978315A CN105978315A (zh) 2016-09-28
CN105978315B true CN105978315B (zh) 2019-03-22

Family

ID=57021356

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610431676.5A Active CN105978315B (zh) 2016-06-16 2016-06-16 供电电源及其控制方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105978315B (zh)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108983202A (zh) * 2017-10-31 2018-12-11 西北工业大学 一种基于水声环境背景信号幅度特性的阈值设定方法
CN108549447B (zh) * 2018-03-23 2020-01-21 成都芯源系统有限公司 一种供电电源及其控制方法
CN110389612B (zh) * 2018-04-17 2020-12-22 立锜科技股份有限公司 正负压驱动电路与其控制电路与控制方法

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101344815A (zh) * 2008-08-22 2009-01-14 华硕电脑股份有限公司 调整中央处理器电压与频率的计算机系统
CN102299628A (zh) * 2010-06-25 2011-12-28 立锜科技股份有限公司 电源供应电路、及其控制电路与方法
CN102609021A (zh) * 2011-01-24 2012-07-25 立锜科技股份有限公司 改善电压识别瞬变响应的方法以及电压调节器
CN102969896A (zh) * 2011-09-30 2013-03-13 成都芯源系统有限公司 供电电源及其控制方法

Family Cites Families (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3571012B2 (ja) * 2001-08-17 2004-09-29 Tdk株式会社 スイッチング電源装置
TWI314680B (en) * 2006-06-26 2009-09-11 Asustek Comp Inc Power supply system for cpu
US7844846B2 (en) * 2007-05-23 2010-11-30 International Business Machines Corporation System and method for analyzing dynamic CPU voltage
JP2009044831A (ja) * 2007-08-08 2009-02-26 Renesas Technology Corp 電源装置
US8183841B2 (en) * 2008-01-07 2012-05-22 Semiconductor Components Industries, Llc Multi-phase power supply controller and method therefor

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101344815A (zh) * 2008-08-22 2009-01-14 华硕电脑股份有限公司 调整中央处理器电压与频率的计算机系统
CN102299628A (zh) * 2010-06-25 2011-12-28 立锜科技股份有限公司 电源供应电路、及其控制电路与方法
CN102609021A (zh) * 2011-01-24 2012-07-25 立锜科技股份有限公司 改善电压识别瞬变响应的方法以及电压调节器
CN102969896A (zh) * 2011-09-30 2013-03-13 成都芯源系统有限公司 供电电源及其控制方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN105978315A (zh) 2016-09-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104868737B (zh) 用于开关电源的系统和方法
US10013003B2 (en) Feed forward current mode switching regulator with improved transient response
TWI433437B (zh) 用於切換式電源供應器的抖頻控制電路
US9190909B2 (en) Control device for multiphase interleaved DC-DC converter and control method thereof
US7902800B2 (en) Adaptive power supply and related circuitry
US7202644B2 (en) DC—DC converting method and apparatus
US8169207B2 (en) Power supply device including a clamping portion to limit and error voltage and electronic appliance provided therewith
JP4056780B2 (ja) 不定周波数の切換調整器を位相ロックループと同期させるための回路および方法
US7045992B1 (en) Apparatus and method for start-up for a synchronous switching regulator
CN105978315B (zh) 供电电源及其控制方法
TWI581547B (zh) 用於限制轉換器之電流的裝置、調變器和方法
CN102810984B (zh) 一种开关电源电路
JP2014180199A (ja) パワーコンバータで用いるためのコントローラ、およびパワーコンバータ
TW200934074A (en) Enhancement of power conversion efficiency using dynamic load detecting and tracking
CN104038048A (zh) 升压转换器
US9166477B2 (en) Control circuit for power converter and related control method
CN109983686B (zh) 具有稳定性补偿的功率转换器控制器
US9735661B2 (en) Mixed-mode power factor correction
WO2010083753A1 (zh) 一种为无线网卡提供电源电压的电路及方法
TW201218601A (en) Current mode switching regulator and control circuit and control method thereof
US9825517B2 (en) Controlling module, switch-mode power supply apparatus, and peak current mode controlling method of a switch-mode power supply apparatus
US9841779B2 (en) Variable reference signal generator used with switching mode power supply and the method thereof
TWI591949B (zh) 具有漣波調變定導通時間之切換式電源供應器及其控制電路與控制方法
CN103633831A (zh) 控制电路、时间计算单元及控制电路操作方法
US9673691B2 (en) Energy balance controller of electronic power converter and energy balance control method

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
C06 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C10 Entry into substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant