CN106031008B - 数字式能力共享自动平衡系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及电源变换器，具体而言涉及共享负载的开关式电源变换器，在该电源变换器中，变换器被操作以共享它们之间的能力。本发明提供了控制器（108），在该控制器中，能力共享控制回路（108a，108b）被设置成确保相关变换器在平均能力下操作。该能力共享控制回路在其反馈路径中具有比例和积分器。该积分器可被启用或禁用。使用中，所述积分器在除了一个以外的所有控制器中被启用。

Description

数字式能力共享自动平衡系统
技术领域
本发明涉及电源变换器，具体而言涉及共享负载的开关式电源变换器。
背景技术
开关式电源变换器（SMPCs）在电子系统中是常见的。随着现代负载的操作电流需求的增加，使用单点负载（POL）开关式电源变换器（有时候简称为POL’s或POL变换器）越来越难以将电能传输给负载。出于这种原因和其他原因（包含功率处理部件的可用性、部件尺寸和可靠性），通常的做法是从多个POL提供电能给电路，所述多个POL将其输出并联连接以给公共负载供电。每一POL被认是一个供应回路。每一个供应回路可受公共控制器或单个控制器控制。
如果存在多个单个POL，重要的是，单个回路共享供应电流给负载的工作以将部件能力平均化，从而最大化系统可靠性。
为了实现此目标，单个POL的控制器通常通过额定能力共享总线以适当方式共享装置电流信息（或，更一般来说，能力共享信息）。出于诸多原因，现代POL控制器被实施为数字控制器，控制器以值离散和时间离散的方式共享能力信息。出于多种原因，数字能力共享（DSS）控制器的无主式组合优于主-从方式，因为无主式系统提供优越的系统可靠性。
图1示出了这种“无主式”能力共享系统1。为了清楚和简单地进行解释，所示系统仅由两个POL 2a，2b组成。但是请注意，所公开的系统并不局限于两个POL，而可支持任何合理数量的并联POL。
在图1中，POL1 2a和POL2 2b将负载电流iototal传输给被表示为RL的公共负载20。在所述表示中，操作切换元件以将电流传输给负载的变换器6a，6b和相关控制器8a，8b被示为一个。但是，实际上，通常为两个但并非总是分离的。通常希望负载电流以平衡方式被传输以使io1=io2（或实际可行地最接近），使得所述两个变换器之间共享能力。
因此，在一种已知的控制配置中，每个POL采用两个控制回路10，12。第一回路是高带宽内部控制回路（称为电压控制回路）10a，10b，其保证RL上的检测电压vosense紧密匹配宽频率范围内（从DC到该回路的带宽（通常为若干个10kHz））的所需电压设定值vset。
内部（嵌入式）电压控制回路进而被外部电流平衡回路12a，12b控制，所述外部电流平衡回路12a，12b使用输出电流io1，i02的测量结果。所述测量结果被低通滤波器14a，14b适当地过滤。外部电流平衡回路包含数字能力共享（DSS）控制器16a，l6b。一般来说，DSS控制器的控制目的是保证POL装置电流匹配系统中的POL电流的平均值或准平均值。为了实现此目标，系统包括可让不同POL的DSS控制器共享其能力信息的装置。
在所示的示例性配置中，控制器试图通过使用仲裁模块18a，18b来共享其能力信息，所述仲裁模块18a、18b进而可以是通用通讯模块（未示出）的部件，控制器通过所述通用通讯模块与其他控制器和其他装置通讯。能力信息通常是POL的输出电流，但也可以例如是温度或温度和电流的组合。同时，每个控制器监测能力共享总线以确定电流最大值和最小值，从而由此确定平均能力值。将意识到，这是准平均值，原因在于，存在两个以上控制器时，最大值和最小值的平均值将不一定直接等于平均值。文献EP2443731号和文献US20120163429-A1号中主要描述了执行这种能力共享的示例性方法，上述两篇文献被本申请的受让人拥有，其全部内容以引用方式组合在文中。
在所公开的方法中，每个控制器将其能力值提供给电流共享总线22，存在仲裁系统以让控制器之间共享最高能力值和最低能力值，从而可根据最高能力值和最低能力值估计每个控制器处的平均能力。因此在图1中，电流共享总线22和仲裁块18a，18b的组合用于实现DSS控制器之间的这种信息交换。存在可采用的其他方法，例如，每个装置可按次序共享其能力值（例如，输出电流），每一装置可根据所述能力值确定平均值。
更详细而言，在EP专利申请第10726942.5号中公开的方法中，POL通过数字能力共享单总线对其电流信息进行通讯。每当开始传输DSS信息包时，将开始判断，系统中只有一个装置将成功传输其电流作为最小电流值IOmin或最大电流值IOmax信息，并且将变为临时的“传输主设备”。这个信息包将同时被其自己的接收器和其他装置的所有接收器接收。平均值估计器估计系统中的平均电流，从而为电流共享回路提供电流基准。每一装置变为电流源，其中外部电流回路遵循总线电流基准点，同时使用更高BW的内部闭式电压控制回路保持控制电压源运行状况。
每个单独的DSS控制器考虑POL输出电流iodcv和平均系统POL电流iosys。因此，DSS控制器试图采取必须的控制动作，使得尽可能地消除装置电流与平均系统电流之间的差。这通常在较宽频率范围内（从DC至DSS控制的带宽（通常可为几kHz））执行。
图2中示出了示例性DSS控制器，其中，控制器是包括比例控制器和积分控制器的PI控制器，比例控制器和积分控制器分别具有相应的增益Kp和Ki。积分控制器包括积分器。比例和积分控制器的输出被相加在一起，以从DSS控制器产生控制信号Vadj。该控制信号可用来调节内部（电压）控制回路。
可使用多种方法来实现此控制目标。一种方便的方法是，使DSS控制器使用控制信号来调节内部电压控制回路的电压设定值。因此在所示的示例性配置中，提供控制输出Vadj，将该控制输出Vadj与额定输出电压设定目标vsp相加。内部电压控制回路的有效命令输出电压设定值变为Vset=vsp+vadj。将能意识到，通过适当地调节vadj，DSS控制器可实现电流平衡。将能意识到，Vadj可为正值或负值。
单点系统故障消除时，无主（又称为“公众”）式电流平衡通常是优选的。出于实际原因，主从式系统不被完全取代可仍被实施。
所属领域技术人员将意识到的一个原因是，在诸如涉及嵌入式控制回路和交互式POL的复杂系统中实现稳定控制系统性能极具挑战性。外部电流平衡控制器与内部电压回路控制器之间的不适宜振荡交互以及各POL之间的振荡交互需要被避免。现有技术方法通常通过牺牲静态控制系统性能来避免这些不稳定性。
但是，由于这种受牺牲的静态负载调节带来的直接结果是，输出电压设定值具有明显但不适宜的负载依赖性。然而，现今的数字负载（例如，用于处理器的存储器装置）期望与输出电流无关的被严格调节的输出电压。因此，现今的负载期望极佳的负载调节。
相比之下，主从式能力共享系统通常可通过防止外部电流共享控制与从POL内的嵌入式电压回路控制之间的交互来避免控制稳定性问题。因此，某些主从式系统可实现良好的静态性能，但是却以上述的不良系统稳定性为代价（如果主装置出现故障，那么存在单点故障）。
替换的无主式系统（其具有单个POL，该POL专用于起电压源作用（保证良好的静态输出电压调节性能），与起电流源装置作用的其他剩余POL交互）同样具有系统稳定性不良的问题。这源自于以下事实：电压源POL将其极低的输出阻抗呈现给电流源装置的输出。由于电流源POL被加载极小（且复杂的）的有效阻抗，因此电流源POL的稳定度会大幅受损。
发明内容
本发明涉及一种改进的配置。
与现有技术相比，本申请提供了性能和可靠性方面的优势。在本文提供的系统中，每个POL控制器包括数字能力共享（DSS）控制器，该数字能力共享（DSS）控制器起到用于内部控制回路和外部控制回路的作用；所述系统涉及这样一种配置：多个POL控制器控制相应的相以供电给公共负载。本申请提供了一种无主式配置，在该配置中，没有单个控制器控制其他控制器的操作。本申请详细描述了针对大多数而非少数控制器（如，除一个以外的所有被启动的控制器）启动DSS控制器的积分电路。这样做保留了无主式能力共享系统的全部优势（包含不存在单点故障），同时产生了优于现有技术的静态能力共享性能。还公开了DSS控制器的新颖且经济的实施方式。
附图说明
现在将参照附图更详细描述本申请，附图如下：
图1示出了以本领域公知的方式将平衡相电流传输给公共负载的POL配置；
图2示出了适用于图1的配置的数字能力共享控制器；
图3示出了本申请对图1中的通用配置做出的改进；
图4示出了适用于图3的配置的数字能力共享控制器；
图5示出了图4的示例性实施方式；
图6示出了与图5的操作相关的可能的死区误差；
图7示出了图4的改进型实施方式；
图8示出了通过采用图7的配置对死区误差带来的改善；和
图9示出了另一改进形式，其中，一个控制回路的输出被限制，以防止另一控制回路的设置点的过度变动。
具体实施方式
第一方面提供了用于负载点变换器的数字控制器，该数字控制器供电给负载。该数字控制器包括一个能力共享控制回路，所述控制回路其用于采用也供电给负载的其他变换器来均衡调节多路负载点变换器之间承受的能力平衡，该所述能力共享控制回路根据能力差值信号提供实现控制的控制信号，该所述误差值信号是基于所接收的至少一个变换器的能力共享信号和所述变换器的能力值之间的差值。能力共享控制回路包括响应于误差信号以提供控制信号的比例和积分项器。有利优选地，该所述积分项器可在启用和禁用状态之间切换。所述该数字控制器可确定所述积分项器可在调试或启动时是被启用还是禁用。是基于数字控制器处接收到的信号做出该所述确定。
所述控制器被配置为与供电给负载的其他控制器一起进入确定过程，以确定积分器是应该被启用还是被禁用。适当地，默认状态是积分器被启用。
所述能力共享信号通过总线传输接收。
所述数字控制器根据在数字控制器引脚处测量的电压或通过元件连接到数字控制器引脚上做出积分器是被启用还是被禁用的确定。
对于所述能力共享控制回路的积分器，所述接收的至少一个应力共享信号和所述变换器的应力值之间的差值信号有效与否取决于一个二进制码的赋值。
在一些配置中，所述接收的变换器的至少一个能力共享信号包括最大能力值和最小能力值，在这种情况下，差值信号是基于最大和最小能力值的平均值。最大和最小能力值之一可由该数字控制器提供。
该控制器还可包括用于与其他控制器一起传递和接收能力信息的通讯模块。该通讯模块可被配置为传递和接收公共总线上的能力共享信息。
该通讯模块还可包括判断器，所述判断器允许所述数字控制器传输所述最大或最小能力共享值到总线上。所述数字控制器还可包括输出控制回路，所述输出控制回路用于根据来自于多路变换器的多路测量输出和设定值之间的差值，提供输出控制信号给负载点变换器，所述设定值的调节取决于所述能力共享控制回路的反馈控制信号。反馈控制信号被限制器限制，用以限制对所述设定值的调节。
本申请扩展到包括多个上述POL变换器的供电系统，其中，每个POL变换器提供输出给公共负载，每个POL变换器具有前述任一所提供的相关数字控制器，其中积分器在大多数控制器中被启用，在少数控制器中被禁用。所述少数控制器可以是单个控制器。
在第二方面，提供了包括多个POL变换器的供电系统，每个POL变换器提供输出给公共负载，每个POL变换器都具有相关数字控制器。
每个数字控制器具有能力共享控制回路，其用于通过采用其他POL变换器来均衡相关负载点变换器所承受的能力，该能力共享控制回路根据差值信号提供控制信号，所述差值信号是基于所接收的至少一种能力共享信号和该变换器的能力值之间的差值，其中，能力共享控制回路包括比例和积分器，比例和积分器响应于该差值信号操作以提供控制信号；其中所述积分电路项在大多数控制器中被启用，在少数控制器中被禁用。
所述少数控制器可以为仅一个控制器。
在另一方面，提供了用于负载点变换器的数字控制器，其中，该数字控制器包括：
能力共享控制回路，所述控制回路用于采用其他变换器来调节多路负载变换器之间能力的平衡，所述能力共享控制回路根据差值信号提供控制信号，所述差值信号是基于所接收的至少一个能力共享信息和该变换器的能力值之间的差值，
所述能力共享控制回路包括比例和积分电路，所述比例和积分电路响应所述差值信号用以提供控制信号。其中，所述差值信号被限制用于所述积分器，而不被限制用于比例电路。
对于所述积分器所要求的差值信号是否有效是通过对一个二进制码的赋值来确定的。
在另一方面，提供了一种用于操作电源以供电给负载的方法。该方法包括以下步骤：
a）提供多个POL变换器，每个POL变换器提供输出给负载；
b）提供多个数字控制器，每个控制器控制相关的POL变换器，所述控制器包括能力共享控制回路，所述能力共享控制回路通过采用其他POL变换器来调节相关POL变换器之间的能力平衡，其中所述能力共享控制回路被配置成根据差值信号提供控制信号，所述差值信号是基于所接收的至少一个能力共享信息和该变换器的能力值之间的差值，其中，所述能力共享控制回路包括比例和积分器，所述比例和积分器响应于所述差值信号用以提供控制信号；和
c）提供控制相关POL变换器的另外的数字控制器，该另外的数字控制器包括能力共享控制回路，所述能力共享控制回路用于通过采用其他POL变换器来调节相关POL变换器之间能力的平衡；其中，能力共享控制回路被配置成根据差值信号提供控制信号，所述差值信号是基于所接收的至少一个能力共享信号和该变换器的能力值之间的差值；其中，能力共享控制回路仅包括比例项。
在另一方面，提供了一种用于负载点变换器的数字控制器。该另一方面的所述数字控制器包括：
一个能力共享控制回路，所述控制回路用于通过采用其他变换器来调节多路负载变换器之间能力的平衡，所述能力控制回路根据差值信号提供控制信号，所述差值信号是基于所接收的至少一个变换器的能力共享信号和该变换器的能力值之间的差值；所述能力共享控制回路包括自动调零（平衡）功能，该自动调零（平衡）功能可在启用和禁用状态之间切换。
本实施例提供了一种可使用在无主式能力共享系统中的DSS自动调零（整）（AZ）控制器。在这样的能力共享系统中有多个以平衡方式将负载电流传输给公共负载的POL。该改进型自动调零积分器系统形成了所提出的DSS自动调零（平衡）控制器的一部分，也可以用于主从式能力共享系统中，因而不应被理解为仅应用于无主式或准无主式配置中。
本发明降低了为获得稳定的无主式系统而牺牲静态系统性能的需要。这通过合适地组合DSS控制器来实现。
更具体而言，参照图3，本申请提供了用于负载点变换器102a，102b的数字控制器108a，108b。该数字控制器具有内部控制回路，该内部控制回路试图将负载点变换器的输出保持为所需的设定值。通常，以这种方式被控制的输出是电压。外部控制回路（其也将被称之为能力共享控制回路）试图均衡单个负载点变换器承受的能力与也向公共负载供电的负载点变换器承受的能力。
在操作中，能力共享控制回路提供控制信号给内部回路。该控制信号是从基于所接收的能力共享信号iosys和该变换器的测量能力值iodev1之间的差的误差值信号获得。例如通过使用低通滤波器来合适地过滤该测量的能力值以降低其较高的频率含量。该能力共享信号iosys可以是接收的最大能力值和最小能力值的组合。在这种配置中，该差值信号基于最大能力值和最小能力值的平均值。将意识到，例如通过使用前面所述的仲裁（判断）电路，如果控制器承受最大或最小能力，那么最大或最小值实际来自于控制器自身；例如在EP专利申请10726942.5号和美国专利申请13/378,636号中描述了上述仲裁电路，这两篇专利申请文献被本申请的受让人拥有，其全部内容以引用方式合并在本申请中。为了让控制器将其能力值与其他控制器通讯，为了提供其他信息给电路中或电路外部的其他控制器或其他装置，通讯模块（未示出）。能力共享时，通讯模块包括仲裁（判断）器；如果该能力值是连接到能力共享总线上的控制器承受的最大或最小能力共享值，那么上述仲裁器可让数字控制器传输该能力值。该总线可以是单总线。
同样将意识到，本申请不局限于这种特定的能力共享方法，可使用任何合适的方法。
如图4所示，用作能力共享控制回路108a，108b的示例性控制器108包括先前在图2的现有技术中笼统提供的比例和积分器。每个比例和积分器响应于差值信号，所述差值信号对应于所接收的能力共享信号（iosys）和变换器的测量能力值iodev1之间的差值。将比例和积分器的输出加在一起，从而为内部回路提供控制信号。与图2的配置相比，该积分器可在启用状态和禁用状态之间切换。例如可通过将开关布置在积分器的输出和加法器之间来实现，所述加法器将其输出与比例器的输出相加。同样地，当以数字形式实施时，例如通过用因子（因子1表示允许输出，因子0表示禁止输出）做乘法运算，可在软件中有效地设置开关。将意识到，积分项无需在禁用时完全被消除。例如，积分项的总增益在启用时可以是Kenabled，在禁用时可以是Kdisabled，其中，Kenabled=xKdisabled，其中，x是合适的因子，所述因子显著减小积分器的影响至一定程度，使得实际情况下完全消除积分器的影响。在该次优选的实施形式中，合适的x为10或更大，优选大于20。
图3中所示意的示例性配置解释图4中的这种控制器的使用，该示例性配置通常以与图1的元件相同的方式操作，使用相对应的参考数字标记，其中，操作模式通常如前面针对图1所进行的描述那样。
然而，本申请通过提供如上所述的改进型能力共享控制器106a，106b来提供改进的配置。如上所述，每个单独的DSS控制器的积分特性被配置成，使得其能根据需要静态地被启动或被禁用。这可在忙碌时、调试系统时或启动时执行。例如，系统设计师可预先选择其中一个控制器具有其积分功能，使DSS控制器禁用，默认所有其他控制器启用。这实际上可由对不同控制器之一进行编程的系统设计师来实施。类似地，这些控制器可被设置有输入引脚，其中，数字控制器可被配置成检测用于电压的输入引脚或者部件的存在（例如电阻值），根据这种检测来选择应启用还是禁用该功能。这类技术对于本领域的技术人员来说是众所周知的。可在启动时执行这种检测。
同样地，尽管各个控制器可被配置成以无主式配置运行，但也可存在与用于内务处理问题而非输出控制的每个控制器进行通讯的单独控制器。该单独控制器可确定哪个控制器的功能被启用或禁用。类似地，可通过使用共享总线或另一总线来采用仲裁过程，以选择出将电力输送给负载的其中一个控制器，使其积分功能禁用。将理解到，因为通常选择唯一的变换器使其积分功能禁用，因此，易使默认状态为启用状态并且禁用单个变换器，而不是使默认状态为禁用状态且启用所有剩余的变换器。
尽管一旦禁用时优选停止积分功能，但不一定被这样限定。
因此，优选的是，使参与POL的大多数DSS控制器的积分特性启用。在少数DSS控制器中，积分特性被禁用。通常，少数包括唯一的单个DSS控制器。
在图3中，POL1使其积分器禁用，而POL2使其积分器启用。如果将附加的POL增加到该系统（未示出）中，则它们会使得其积分器启用。
静态操作期间，具有禁用的积分器的POL（图3中的POL1）将有效地控制输出电压设定值，以确保可能最佳地进行电压调节，包括负载调节。到达稳定状态之前，该POL的DSS控制器向内部回路产生非零vadj校正输入的唯一原因将是，装置电流iodev和系统平均电流iosys之间存在失配。但是，如果存在这样的失配，那么另一POL（POL2）也会察觉到该失配，将以积分方式消除该失配（因为POL2使得其积分器启用）。最终结果是，所述系统在到达稳定状态之后，会既极佳地进行电压调节（由POL1确保），又可能最佳地进行电流平衡（由POL2的积分器特征确保）。基于POL的输出阻抗显著高于电压源的输出阻抗这一事实（由于控制系统的DSS控制器中存在比例元件），有效地防止了控制系统的不稳定性。
如上所述，至少而言，DSS控制器由比例元件和积分元件的并联组合组成。这种控制器的一个可能的实施方式在图5中示出。将输出电流误差值（ioerror=iosys-iodev）馈送到比例增益元件Kp中。此外，该误差也被馈送到一阶离散积分器。这种离散积分器例如可基于现有技术中的无限脉冲响应（IIR）结构，具有积分增益元件Ki。该积分器是通常称之为自动调零（平衡）积分器或简称为AZ的类型。对比例元件和积分器的输出求和以产生vadj。此外，可以合适方式启用或禁用该积分项（例如将积分器输出与图5中示出的求和元件断开）。
如图5中所示的离散IIR积分器的实施方式具有数字化方面的缺点。积分器常数Ki与算法执行频率fs相结合来设置等效连续时域积分器常数。在典型应用中，采样频率fs与DSS控制器的带宽相比相对较高，因此积分器常数Ki将是极小的数值（接近零）。接着，在固定点值离散的实际实施方式（例如，QO.15格式）中，对于小的ioerror值，将ioerror与Ki的乘积截断为零。因此，出现如图6所示的控制死区情形。x轴表示ioerror，y轴示出典型的实施方式中乘积在截断之后产生的离散-值，该离散值结果被馈送到离散积分器中。如图所示，如果输入信号足够小足以产生落入死区中的输出，那么不采取控制动作。这将导致不合需求的情形：由于DSS控制器的数字限制，系统中由于幅度低于特定值而出现的电流失衡将不会被消除。可通过增加由ioerror与Ki的乘积产生的结果的准确性来处理该情形。但是，这种解决方案会增加实施成本和时延。
图7中示出改进的AZ系统。在这种改进的系统中，基于所接收的至少一个能力共享信号与变换器的能力值之间的差值信号被限于一个二进制值（其用作积分项的输入），即，DSS自动调零（平衡）。
该改进的系统提供了几个优点。例如，由于消除了Ki乘法器，因此，实施成本降低。同时，消除了Ki引出的截断问题。所采用的AZ系统不使用乘法器，而是使用符号块，所述符号块只确定ioerror的符号且将其编码为用于指定的数字实施的最小离散量（+-1LSB）。图8中示出了从信号ioerror到积分器输入的修正映射。因此不存在死区。不管输入及其幅度如何，每当执行算法时DSS控制器AZ积分器就要移动。在稳定状态下，平均来说，修正的AZ积分器的输入将在零处稳定。仅由于电流信号lodcv和iosys的量化而使该修正系统的静态性能受限。
所公开的AZ控制器的另一益处是，由于其非线性特性而使稳定性提高。不管信号ioerror的幅度如何，积分器的输出将以一定速率移动。积分器的等效频域传递函数的低频增益与输入信号幅度成反比。这种特征显著地提高了稳定性，并且保证平滑地朝稳定操作点收敛，直到POL装置电流匹配平均系统装置电流为止。
就任何配置而言，其中一个控制器中可能出现故障，因此系统周期地重新确定哪个控制器应该使AZ功能禁用。
另外，为了防止系统在出现这种事件时进入危险操作状态，可强加限制功能。图9中示出了示例性配置，在该配置中，DSS控制器的输出被限制以限制其对电压设定值的影响。所强加的限制适当地允许内部控制器的电压设定值在有限范围内起作用，但保护系统以免输出电压偏差过度。所强加的这种限制可使得将设定电压的变化限制在100mV内，优选限制在小于30mV的范围内。但是将能理解到，这些变化也可根据输出电压和被放置有POL的电路中的负载要求而改变。
通过使用文中所述的系统执行的实验已经表明，与现有技术中的系统相比得到了显著改进，观察到的静态电流共享误差小于5%。
将理解到，文中所述的配置使系统表现为无主式，因为电流共享基准不受影响且不存在单点故障。但是，该系统通过适当修改也可与主-从式配置一起使用。
将理解到，尽管文中已描述了几个不同的实施例，但是每个实施例的特征可以多种方式有利地组合在一起以获得优点。因此，例如，尽管上面已经参照本受让人所使用的示例性控制器进行了描述，但是将理解到，该方法也可以应用于和\或并入其他自适性控制系统内。同样地，尽管已经针对开关电源概括地描述了上面的系统和方法，但是将理解到，该技术也可应用于非切换式（线性）电源。
类似地，启用\禁用积分功能、AZ功能的不同方面以及设定值调节的限制方面可一起或彼此分开使用。因此，所述方面的所有组合应被认为已在本申请中描述。
在前面的说明中，已经参照本发明的具体实施例描述了本发明。但是，很显然，在不违背所附的权利要求书中阐明的更宽的本发明实质和范围的情况下，可进行各种改进和改变。例如，连接可以是适于例如通过中间装置从各个节点、单元或设备传递信号或传递信号给各个节点、单元或设备的任何类型的连接。因此，除非暗指或另有说明，连接例如可以是直接连接或间接连接。文中所述的导体以供参考的方式被示出或描述为单个导体、多个导体、单向导体或双向导体。但是，不同实施例可以改变这些导体的实施形式。例如，可以使用分开的单向导体而不是双向导体，反之亦然。还有，多个导体可用以串行或时间多路方式传递多个信号的单个导体来替代。同样地，传递多个信号的单个导体可被分成传递这些信号的子集的各种不同导体。因此，对于传递信号存在多种选择。
因为在大多数情况下，实施本发明的设备由本领域的技术人员公知的电子部件和电路构成，所以，为了理解和领悟本发明的基本概念，并为了避免本发明的教导含混不清或让人困惑，不将以超过上面认为必须的程度来解释电路细节。
因此，应该理解到，文中所述的体系结构仅是示范性的，事实上可以实施许多能够实现相同功能的其他体系结构。从抽象但仍明确的意义上说，完成相同功能的任何部件的配置被有效地“关联”，使得实现期望的功能。因此，文中的任何两个部件如果被组合以实现特定功能，就可被视为彼此相互“关联”，使得不管体系结构或媒介部件如何，可实现期望的功能。同样地，如此相关联的任何两个部件也可以看作是相互“可操作地连接”或“可操作地耦合”以实现期望的功能。此外，本领域技术人员将意识到，上述操作功能之间的界限仅为说明性的。多个操作的功能可以组合成单个操作，和/或单个操作的功能可分散到另外的操作中。此外，替换实施例可以包括特定操作的多个阶段，在各个其它实施例中可以改变操作顺序。
另外，本发明不局限于在不可编程硬件中被执行的物理装置或单元，但还可应用于可编程装置或单元中，该可编程装置或单元可以通过根据合适程序代码运行而执行装置的期望功能。此外，设备可以物理分布在大量装置上，而在功能上作为单个设备工作。
但是，其它改进、变化或替换形式也是可行的。因此，说明书和附图应被认为是说明性而非限制性的。
在权利要求中，圆括号之间的任何参照符号不应解释为限制权利要求。词“包括”并不排除存在没有列在权利要求中的其他元素或步骤。此外，，本文使用的“一”或“一个”定义为一个或多于一个，而不是一个。此外，即使当同一权利要求中包括引导语“一个或多个”或者“至少一个”以及不定冠词诸如“一”或”一个“时，权利要求中使用的引导语如“至少一个”和“一个或多个”不应该被解释为意指，由不定冠词“一”或“一个”对另一权利要求元素的引导将包含所引导的权利要求元素的任何具体权利要求限制到只包含一个该元素的发明。这也适用于定冠词的使用。除非另有说明，诸如“第一”和“第二”的术语用于任意区分由这类术语描述的元素。因此，这些术语不一定旨在表示这些元素的时间或其他优先级。仅仅在相互不同的权利要求中引用某些测量这一事实并不表示这些测量的组合就不能用于获益。
应该理解的是，在下面的权利要求的情况下，在权利要求1至17中的任一权利要求中提出的特征可以容易地与其他权利要求组合，因此应当解释权利要求应该包括此种情况。

Claims (16)

1.一种包括多个负载点POL变换器(102a, 102b)的供电系统（1），每个POL均具有数字控制器，所述数字控制器包括：
一个能力共享控制回路（106），所述控制回路用于采用其他变换器来调节多路负载点变换器之间能力的平衡，所述能力共享控制回路根据能力差值信号实现控制，所述能力差值信号是基于所接收的至少一个变换器的能力共享信号和所述变换器的能力值之间的差值，其中，所述至少一个变换器的能力共享信号是能力信号，所述能力信号是POL的输出电流，或是温度或温度和电流的组合；
所述能力共享控制回路包括比例和积分器，所述比例和积分器响应所述差值信号用以提供控制信号；其特征在于，所述积分器能够在启用和禁用状态之间切换，并且所述积分器在大多数控制器中启用，在少数控制器中禁用。
2.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，每个数字控制器确定所述积分器在调试或启动时被启用还是被禁用。
3.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，所述确定是根据所述数字控制器接收的信号做出。
4.根据权利要求1所述的供电系统，其特征在于，每个控制器被配置为与其他控制器一起确定所述积分器应该被启用还是被禁用。
5.根据前述任一项权利要求所述的供电系统，其特征在于，所述积分器对每个控制器的默认状态是被启用。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述能力共享信号通过总线传输。
7.根据权利要求2所述的供电系统，其特征在于，每个数字控制器是根据引脚电压或者是通过元件将电压连接到各自的数字控制器引脚上做出所述确定。
8.根据权利要求1-4，或7中任一项所述的供电系统，其特征在于，对于所述能力共享控制回路的积分器，接收的至少一个变换器的能力共享信号和变换器的能力值之间的差值信号有效与否取决于一个二进制码的赋值。
9.根据权利要求1-4，或7中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述接收的至少一个变换器的能力共享信号包括最大能力值和最小能力值，其中，所述差值信号是基于所述最大和最小能力差值的平均值。
10.根据权利要求1-4，或7中任一项所述的供电系统，其特征在于，每个控制器包括用于与其他控制器一起传递和接收能力信息的通讯模块。
11.根据权利要求10所述的供电系统，其特征在于，所述通讯模块被配置成通过总线传递和接收能力共享信息。
12.根据权利要求11所述的供电系统，其特征在于，所述通讯模块包括判断器，所述判断器允许所述数字控制器传输最大或最小能力共享值到总线上。
13.根据权利要求1-4，7或11-12中任一项所述的供电系统，其特征在于，每个数字控制器还包括输出控制回路，所述输出控制回路用于根据多路所述变换器的多路测量输出和设定值之间的差值，向负载变换器提供输出控制信号，所述设定值的调节取决于所述能力共享控制回路的反馈控制信号。
14.根据权利要求13所述的供电系统，其特征在于，所述反馈控制信号被限制器限制，用以限制对所述设定值的调节。
15.根据权利要求1-4，7，11-12或14中任一项所述的供电系统，其特征在于，所述少数控制器是单个控制器。
16.一种操作电源向负载供电的方法，所述方法包括如下步骤：
a）提供多个负载点POL变换器，每个POL变换器均向所述负载提供输出；
b）提供多个数字控制器，每个控制器控制相关POL变换器，所述控制器包括用于采用其他POL变换器来调节所述相关POL变换器之间能力的平衡的能力共享控制回路，其中，所述能力共享控制回路被配置成根据差值信号提供控制信号，所述差值信号是基于所接收的至少一个变换器的能力共享信号和所述变换器的能力值之间的差值，其中，所述能力共享控制回路包括比例和积分器，所述比例和积分器响应于所述差值信号用以提供控制信号；其特征在于，所述方法还包括：
c）提供控制相关POL变换器的另外的数字控制器，所述另外的数字控制器包括用于采用其他POL变换器来调节所述相关POL变换器之间能力的平衡的能力共享控制回路，其中，所述能力共享控制回路被配置成根据差值信号提供控制信号，所述差值信号是基于所接收的至少一个变换器的能力共享信号和所述变换器的能力值之间的差值，其中，所述能力共享控制回路仅包括比例电路；所述至少一个变换器的能力共享信号是能力信号，所述能力信号是POL的输出电流，或是温度或温度和电流的组合。
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