CN107251355B - 电力组合器及平衡器 - Google Patents

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Abstract

在所描述的实例中，一种电力组合技术包含：在第一输入处接收第一电压(240)及在第二输入处接收第二电压(242)。所述技术进一步包含：使用至少两个电力转换器将从所述第一及第二输入接收到的电力组合为单个电力轨(244)。所述技术进一步包含：控制所述至少两个电力转换器，使得所述电力转换器中的第一者将与由所述电力转换器中的另一者输出的电流量成比例及/或等于所述电流量的电流量输出到所述单个电力轨(246)。

Description

电力组合器及平衡器
技术领域
本发明涉及电气电路，且更特定来说，涉及电力处理电路。
背景技术
在存储应用中，服务器在传统上使用硬盘驱动器(HDD)来存储数据。然而，最近，已对固态驱动器(SSD)产生了兴趣，这归因于其低电力消耗、快速操作及高可靠性。HDD系统及SSD系统可具有不同的电力供应器要求。
发明内容
在所描述的实例中，一种集成电路包含第一输入、第二输入及输出。所述集成电路进一步包含第一电力转换器，其具有：耦合到所述集成电路的所述第一输入的电压输入、控制输入、及耦合到所述集成电路的所述输出的输出。所述集成电路进一步包含第二电力转换器，其具有：耦合到所述集成电路的所述第二输入的电压输入、控制输入、及耦合到所述第一电力转换器的所述输出且耦合到所述集成电路的所述输出的输出。所述第二电力转换器的所述电压输入未连接到所述第一电力转换器的所述电压输入。所述集成电路进一步包含第一电力转换器控制电路，其具有：耦合到参考电压引线的第一输入、耦合到所述第一电力转换器的所述输出的第二输入、及耦合到所述第一电力转换器的所述控制输入的输出。所述集成电路进一步包含第二电力转换器控制电路，其具有：第一输入、第二输入、及耦合到所述第二电力转换器的所述控制输入的输出。所述集成电路进一步包含第一电流感测电路，其具有：耦合到所述第一电力转换器的所述输出的输入、及耦合到所述第二电力转换器控制电路的所述第一输入的输出。所述集成电路进一步包含第二电流感测电路，其具有：耦合到所述第二电力转换器的所述输出的输入、及耦合到所述第二电力转换器控制电路的所述第二输入的输出。所述第二电力转换器控制电路未与所述参考电压线连接。
在所描述的另外实例中，一种装置包含第一电力转换器，其具有输入及输出。所述装置进一步包含第二电力转换器，其具有输入及输出。所述第二电力转换器的所述输入未连接到所述第一电力转换器的所述输入。所述装置进一步包含电力管理集成电路(PMIC)，其具有耦合到所述第一及第二电力转换器的所述输出的输入。所述装置进一步包含一或多个数据存储装置组件，其耦合到所述电力管理PMIC。
在所描述的更多实例中，一种装置包含第一电力转换器，其具有输入及输出。所述装置进一步包含第二电力转换器，其具有输入及输出。所述第二电力转换器的所述输入未连接到所述第一电力转换器的所述输入。所述第二电力转换器的所述输出耦合到所述第一电力转换器的所述输出。所述装置进一步包含第一控制电路，其经配置以基于指示所述第一电力转换器的所述输出处的所述电压的信号及参考电压控制所述第一电力转换器。所述装置进一步包含第二控制电路，其经配置以基于指示所述第一电力转换器的所述输出处的电流的信号及指示所述第二电力转换器的所述输出处的电流的信号控制所述第二电力转换器。
在所描述的其它实例中，一种方法包含接收第一输入处的第一电压及接收第二输入处的第二电压。所述第一电压的电压电平不同于所述第二电压的电压电平。所述方法进一步包含使用第一电力转换器及第二电力转换器将从所述第一及第二输入接收到的电力组合到单个电力轨中。所述方法进一步包含控制所述第二电力转换器，使得所述第二电力转换器将与由所述第一电力转换器输出到所述单个电力轨的电流量成比例的电流量输出到所述单个电力轨。
附图说明
图1是根据本发明的实例受电系统的框图。
图2是可用于实施图1的受电系统的实例受电系统的框图。
图3是可用于图1及2的受电系统中的实例电力平衡器的框图。
图4是根据本发明的另一实例电力平衡器的框图。
图5及6是根据本发明的额外实例电力平衡器的示意图。
图7是根据本发明的用于组合及平衡电力的实例技术的流程图。
具体实施方式
本发明描述用于将由至少两个不同电力供应轨供应的电力组合到单个输出电力轨中的技术。本发明中描述的所述电力轨组合技术可使用至少两个不同电力转换器，其中电力转换器的输出耦合在一起，且其中电力转换器的输入耦合到不同电力供应轨以将两种电压组合为可用于将电力供应到一或多个装置的单个经调节输出电压。
将不同电力轨组合为单个输出电力轨可允许经配置以经由单个电力供应轨接收电力的装置用于包含两个不同电力供应轨的传统系统中，同时仍允许此类装置从传统电力供应轨中的每一者汲取电力。以此方式，可以相对电力有效方式且无需取代此类系统中的现存电力供应器基础设施，将使用单个电力供应器的受电装置改装成传统系统。
本发明还描述用于在将来自至少两个不同电力供应轨的电力组合到单个输出电力轨中时使由此类轨供应的电力平衡的技术。所述电力平衡技术可包含：控制用于组合至少两个不同电力供应轨的至少两个电力转换器，使得电力转换器中的第一者将与由电力转换器中的另一者输出的电流量成比例及/或等于由电力转换器中的另一者输出的电流量输出到单个电力轨。
以此方式控制由电力转换器输出的电流可允许控制从电力供应轨中的每一者汲取的电力量。以此方式，可使从多个不同供应轨汲取的相对电力量按目标平衡比动态地平衡。
在存储应用中，服务器在传统上使用硬盘驱动器(HDD)来存储数据。然而，最近，归因于固态驱动器(SSD)的低电力消耗、快速操作及高可靠性已产生对其的兴趣。HDD系统及SSD系统可具有不同的电力供应器要求。举例来说，旋转型硬盘驱动器可使用具有两个单独电压(例如，12伏特(V)及5V)的两个单独电力轨，可能需要所述两个单独电力轨来操作旋转型硬盘驱动器。另一方面，SSD驱动可包含从单个输入电压生成多个低电压的电力管理集成电路(PMIC)。对于HDD及SSD系统，不同数目个电力供应电压及轨可在使用SSD改装HDD类型系统时带来关于电力处理的重大挑战。
在一些实例中，本发明的技术可使用两个电力转换器将HDD类型系统中的两个单独电力供应轨组合为适合由一或多个SSD组件使用及/或适于将电力供应到一或多个SSD组件的电力管理集成电路(PMIC)的单个经调节输出电压轨。举例来说，两个电力转换器中的每一者可具有耦合到相应电力供应轨(例如，12V或5V)的输入，且电力转换器的输出可耦合在一起以为一或多个SSD组件及/或PMIC生成单个输出电力轨。
以此方式组合HDD电力供应轨可允许使用传统HDD电力分配系统对SSD数据存储装置供电，同时允许SSD数据存储装置从传统HDD电力供应轨中的每一者汲取电力。以此方式，可以相对电力有效方式且在无需取代现存HDD电力分配基础设施的情况下将SSD改装成传统HDD系统。
用于使用SSD改装HDD类型系统的一种技术是使用两个单独PMIC(即，对于每一电力轨，使用一个PMIC)及静态地分配大约一半负载到5V轨且分配大约一半负载到12V轨。这样做可在电力包络要求下保持总电力。然而，此技术可能是不理想的，这是因为从所述轨中的每一者汲取的电力可能不能完美地在12V轨与5V轨之间平衡，这归因于转换器中的非理想性及/或各种负载中的动态。
本发明中的技术可用于有源地使组合为单个输出电压轨的两个HDD电力供应器输入之间的电力平衡。举例来说，当两个电力转换器用于将两个HDD电力供应器输入组合为单个输出时，电力转换器中的第一者可经配置以以适于将电力供应到SSD组件及/或对SSD组件供电的PMIC的电压调节第一电力转换器的输出电压。第二电力转换器可经配置以以与由第一电力转换器输出的电流的电平成比例及/或基本上匹配由第一电力转换器输出的电流的电平的电平调节第二电力转换器的输出电流。
以此方式操作两个电力转换器可允许在SSD的操作期间使从电力供应轨中的每一者汲取的电力以特定平衡比动态地平衡及/或均衡。以此方式，与基于最差情况电力消耗估计静态地分配SSD组件到个别HDD电力轨的系统相比，经改装SSD驱动器的电力效率可得以改进。此外，本发明的技术可通过做出在一些情况中可馈入所有下游供应器的统一输出简化整个平台的电力设计。
图1是根据本发明的实例受电系统10的框图。受电系统10包含电力供应器12、电力平衡器14、受电装置16、电压轨A、B、及经组合电压轨C。
电力供应器12包含输出26、28。电力平衡器14包含输入30、32及输出34。受电装置16包含输入36。
电力供应器12的输出26、28经由电压轨A、B分别耦合到电力平衡器14的输入30、32。电力平衡器14的输出34经由经组合电压轨C耦合到受电装置16的输入36。
现将描述受电系统10的实例操作。电力供应器12在相应直流(DC)电压电平下调节电压轨A、B中的每一者。在一些实例中，电压轨B的DC电压电平可不同于电压轨A的DC电压电平。电力平衡器14分别在输入30、32处接收电压轨A、B上的电压，且组合所述电压以在输出34处产生经组合电压轨C上的电压。在一些实例中，电力平衡器14可动态地使从电压轨A、B汲取的电力平衡，使得从电压轨A汲取的电力基本上等于从电压轨B汲取的电力及/或与从电压轨B汲取的电力成比例。电力平衡器14可经由经组合电压轨C将电力提供到受电装置16。受电装置16可执行一或多个装置操作及/或基于从经组合电压轨C接收到的电力对一或多个装置组件供电。
如上文论述，电力供应器12可在直流(DC)电压电平下调节电压轨A、B中的每一者。在DC电压电平下调节电压轨A、B中的每一者可指代在电压轨A、B中的每一者上输出相应电压电平，其中相应电压电平在负载阻抗范围内保持基本上恒定。因此，电力供应器12可用作一组独立电压源，例如：第一独立电源源，其在电压轨A上产生基本上恒定电压；及第二独立电压源，其在电压轨B上产生基本上恒定电压。
在一些实例中，电力供应器12可为硬盘驱动器(HDD)电力供应器，其经配置以输出适用于对HDD组件供电的经调节电压。举例来说，可在12伏特(V)下调节电压轨A，且可在5V下调节电压轨B。或者，可在12V下调节电压轨A，且可在3.3V下调节电压轨B。
如上文论述，电力平衡器14接收电压轨A、B上的电压且组合所述电压以在经组合电压轨C上生成单个输出电压。具体来说，电力平衡器14在输入30处接收第一电压，及在输入32处接收第二电压，且组合所述第一与第二电压以在经组合电压轨C上生成输出电压。组合所述第一与第二电压可指代组合与所述第一及第二电压相关联的电力以生成经组合电压。因此，电力平衡器14可通过将在输入30、32处接收到的电力组合到单个输出电力轨(即，经组合电源轨C)中将电力从输入30转移到输出34，且将电力从输入32转移到输出34。
如上文进一步论述，电力平衡器14可动态地使从电压轨A、B汲取的电力平衡，使得从电压轨A汲取的电力基本上等于从电压轨B汲取的电力及/或与从电压轨B汲取的电力成比例。动态地使从电压轨A、B汲取的电力平衡可包含动态地使从电压轨A、B中的每一者汲取的电流平衡，使得从电压轨B汲取的电流量乘以电压轨B的电压基本上等于从电压轨A汲取的电流量乘以电压轨A的电压及/或与从电压轨A汲取的电流量乘以电压轨A的电压成比例。
电力平衡器14可包含经配置以将输入30、32组合到输出34中及/或使从电压轨A、B汲取的电力平衡的任何电路。在一些实例中，电力平衡器14可包含具有耦合在一起的输出及耦合到输入30、32中的相应者的输入的两个单独电力转换器。在一些实例中，电力转换器可为DC到DC电力转换器，例如(例如)降压转换器、升压转换器、隔离型转换器及低压差调节器(LDO)。
受电装置16可为由经组合电压轨C供电的一或多个装置的任何组合。在一些实例中，受电装置16可为包含电力管理集成电路(PMIC)及一或多个SSD组件的固态驱动器(SSD)。在另外实例中，受电装置16可为PMIC。
根据本发明，电力平衡器14可将由至少两个不同电力供应轨(例如，电压轨A、B)供应的电力组合到单个输出电力轨(即，经组合电压轨C)中。将不同电力轨组合为单个输出电力轨可允许在包含两个不同电力供应轨的传统系统中使用经配置以经由单个电力供应轨接收电力的装置，同时仍允许此类装置从传统电力供应轨中的每一者汲取电力。以此方式，可以相对电力有效方式且在无需取代此类系统中的现存电力供应器基础设施的情况下，将使用单个电力供应器的受电装置改装成传统系统。
根据本发明，电力平衡器14可在将电力组合到单个电力轨中时控制由至少两个不同电力供应轨(例如，电压轨A、B)供应的相对电力量。以此方式，电力平衡器14可将从电力供应轨中的每一者汲取的电力量平衡到目标平衡比，借此增加系统的电力效率。
图2是可用于实施图1中说明的受电系统10的实例受电系统40的框图。受电系统40包含类似于图1中说明的组件的组件，除了受电装置16已由固态驱动器42取代之外。在一些实例中，固态驱动器42可对应于(且用于)实施图1中说明的受电装置16。
固态驱动器42包含电力管理集成电路(PMIC)44、SSD组件46A、46B、46C(统称为“SSD组件46”)及输入48。输入48经由经组合电压轨C耦合到电力平衡器14的输出34。
PMIC 44包含经由经组合电压轨C耦合到电力平衡器14的输出34的输入50。输入50可对应于固态驱动器42的输入48。PMIC 44还包含输出52A、52B、52C(统称为“输出52”)。输出52中的每一者耦合到SSD组件46中的相应一者。
固态驱动器42可存储及检索客户端系统的数据。固态驱动器42可完全或至少部分由经组合电压轨C供电。因为电力平衡器14将电力从电力供应器12转移到经组合电压轨C，所以也可认为固态驱动器42完全或部分由电力供应器12的电压轨A及电压轨B供电。
PMIC 44可经由输入50接收电力，且管理接收到的电力经由输出52到SSD组件46的分配。管理接收到的电力到SSD组件46的分配可涉及在输出52中的每一者上输出经调节电压。输出52中的每一者上输出的经调节电压可相同或不同。在一些实例中，PMIC 44可执行以下功能中的一或多者：电力管理、电压调节、DC到DC转换、电压按比例缩放、动态电压按比例缩放、动态频率按比例缩放及电力排序。
在一些实例中，固态驱动器42可无需使用电动机或机械旋转型磁盘存储数据。举例来说，固态驱动器42可使用存储器阵列及/或经由电子接口进行存取的集成电路阵列存储数据。
SSD组件46中的每一者可经由耦合到输出52的电力线中的相应一者从PMIC 44接收电力。SSD组件46可为协助固态驱动器42的操作的任何组件。在一些实例中，SSD组件46可包含控制器、存储器阵列、集成电路存储阵列及由SSD使用的其它组件中的一或多者。
在一些实例中，电力供应器12可为经配置以输出适合于对HDD供电的电压的HDD电力供应器。举例来说，电力供应器12可在电压轨A上输出12V的电压且在电压轨B上输出5V或3.3V的电压。其它组合也是可能的。在此类实例中，电压轨A、B可称为HDD电力供应轨。
在电压轨A、B是HDD电力供应轨的实例中，电力平衡器14可使用两个电力转换器将受电系统40的两个单独HDD电力供应轨(例如，电压轨A、B)组合为适合由PMIC 44及/或SSD组件46使用的单个经调节输出电压轨(例如，经组合电压轨C)。举例来说，两个电力转换器中的每一者可具有耦合到相应电力供应轨(例如，电压轨A、B)的输入，且电力转换器的输出可耦合在一起以为PMIC 44及/或SSD组件46产生单个输出电压轨。
以此方式组合HDD电力供应轨可允许使用传统HDD电力分配系统(例如，电压轨A、B)对固态驱动器42供电，同时允许固态驱动器42从传统HDD电力供应轨中的每一者汲取电力。以此方式，可以相对电力有效方式且在无需取代现存HDD电力供应器基础设施的情况下，将固态驱动器42改装成传统HDD系统。
本发明中的技术可用于有源地使组合为单个输出电压轨的两个HDD电力供应器输入之间的电力平衡。以此方式操作两个电力转换器可允许从HDD电力供应轨中的每一者汲取的电力在固态驱动器42的操作期间按特定比动态地平衡及/或均衡。以此方式，与基于最差情况电力消耗估计静态地将SSD组件分配到个别HDD电力轨的系统相比，经改装SSD驱动的电力效率可得以改进。此外，在一些实例中，本发明的技术可通过做出可馈入所有下游供应器的统一输出简化整个平台的电力设计。
图3是可用于图1及2的受电系统中的实例电力平衡器14的框图。尽管可用于图1及2的系统中的任一者中，但出于解释目的，将如图2的受电系统40中所使用那样说明及描述图3的电力平衡器14。
电力平衡器14包含电力转换器54、56。电力转换器54包含输入58及输出60。电力转换器56包含输入62及输出64。输入58耦合到电压轨A，且输入62耦合到电压轨B。输出60耦合到输出64，输出60、64中的两者耦合到PMIC 44的输入50。
电力转换器54可在输入58处接收电力，且将接收到的部分或全部电力转移到输出60以供PMIC 44使用。电力转换器56可在输入62处接收电力，且将接收到的部分或全部电力转移到输出64以供PMIC 44使用。
在一些实例中，电力转换器54、56中的每一者可将在其相应输入58、62处接收到的电压转换成其它相应电压，且在输出60、64处输出相应电压。类似地，电力转换器54、56中的每一者可将在其相应输入58、62处接收到的电流转换成其它相应电流，且在输出60、64处输出相应电流。因此，电力转换器54、56可将在输入58、62处接收到的电力形式转换成输出60、64处的另一电力形式。
在一些实例中，电力转换器54可调节在输出60处产生的电压，使得所述电压基本上等于参考电压及/或与参考电压成比例。所述参考电压可对应于PMIC 44的指定电力轨电压及/或与PMIC 44的指定电力轨电压成比例。在此类实例中，电力转换器56可调节在输出64处产生的电流，使得由电力转换器56在输出64处产生的电流量基本上等于由电力转换器54在输出60处产生的电流量及/或与由电力转换器54在输出60处产生的电流量成比例。
在一些实例中，电力转换器54、56中的每一者可为DC到DC转换器。在另外实例中，电力转换器54、56可为降压转换器(例如，同步降压转换器)、升压转换器、隔离型转换器、低压差(LDO)调节器、线性电力转换器(例如，线性电压调节器)、开关电力转换器(例如，开关电压调节器)或其它DC到DC转换器的任何组合。
在一些实例中，电力平衡器14可用于组合与HDD类型系统中的电力供应器相关联的电力轨。使用两个电力转换器54、56以由图3展示的方式组合HDD电力供应轨可允许使用传统HDD电力分配系统对PMIC 44(及对应SSD数据存储装置)供电，同时允许SSD数据存储装置从传统HDD电力供应轨中的每一者汲取电力。以此方式，可以相对电力有效方式且在无需取代现存HDD电力供应器及分配基础设施的情况下，将SSD改装成传统HDD系统。此外，以此方式组合电力轨可通过做出在一些情况中可馈入所有下游供应器的统一输出简化整个平台的电力设计。
使用SSD改装HDD类型系统的另一技术涉及使用具有两个单独电力转换器及两个单独PMIC(即，对于每一电力轨，一个电力转换器及PMIC)的两个单独电力链。系统设计者可静态地分配大约一半负载到5V轨且分配大约一半负载到12V轨。这样做可在电力包络要求下保持总电力。然而，此技术可能是不理想的，这是因为从所述轨中的每一者汲取的电力可能不能完美地在12V轨与5V轨之间平衡，这归因于转换器中的非理想性及/或各种负载中的动态。
致使电力转换器56调节输出64处的电流，使得其基本上与由电力转换器54在输出60处输出的电流量相同及/或与由电力转换器54在输出60处输出的电流量成比例，可允许电力平衡器14有源且动态地平衡组合到单个输出电压轨中的两个HDD电力供应器输入之间的电力。以此方式操作两个电力转换器54、56可允许从电力供应轨中的每一者汲取的电力在SSD的操作期间以特定比动态地平衡及/或均衡。以此方式，与基于最差情况电力消耗估计动态地分配SSD组件到个别HDD电力轨的系统相比，经改装SSD驱动的电力效率可得以改进。
图4是根据本发明的另一实例电力平衡器80的框图。电力平衡器80可用于实施图1到3中说明的电力平衡器14中的任何者。
电力平衡器80包含电力转换器82、84、电力转换器控制电路86、88及电流感测电路90、92。电力转换器82包含电压输入94、控制输入96及输出98。电力转换器84还包含电压输入100、控制输入102及输出104。电力转换器控制电路86包含参考输入106、反馈输入108及输出110。电力转换器控制电路88还包含参考输入112、反馈输入114及输出116。电流感测电路90包含输入118及输出120。电流感测电路92还包含输入122及输出124。
电力转换器82的电压输入94耦合到输入电压A。电力转换器84的电压输入100耦合到输入电压B。电力转换器82的输出98耦合到电力转换器84的输出104。电力转换器82、84的输出98、104可形成电力平衡器80的输出电压。输入电压A、输入电压B及输出电压可分别对应于图1及2中的电压轨A、电压轨B及经组合电压轨C。在一些情况中，输入电压A可形成图1到3的任何者中展示的电力平衡器14的输入30，输入电压B可形成电力平衡器14的输入32，且输出电压可形成图1到3中的任何者中展示的电力平衡器14的输出34。
电力转换器控制电路86的参考输入106耦合到输入电压A。电力转换器控制电路86的反馈输入108耦合到电力转换器82的输出98。电力转换器控制电路86的输出110耦合到电力转换器82的控制输入96。
电力转换器82的输出98耦合到电流感测电路90的输入118。电流感测电路90的输出120耦合到电力转换器控制电路88的参考输入112。电力转换器84的输出104耦合到电流感测电路92的输入122。电流感测电路92的输出124耦合到电力转换器控制电路88的反馈输入114。电力转换器控制电路88的输出116耦合到电力转换器84的控制输入102。
现将描述电力平衡器80的实例操作。电力转换器82可在电压输入94处接收电力且将接收到的部分或全部电力转移到输出98。电力转换器84可在电压输入100处接收电力且将接收到的部分或全部电力转移到输出104。电力转换器82、84可共同将在电压输入94、100处接收到的电力组合到为电力平衡器80供应输出电压的单个电力轨中。
电力转换器控制电路86经由反馈输入108接收指示电力转换器82的输出98处的电压的信号。电力转换器控制电路86还经由参考输入106接收参考电压信号。电力转换器控制电路86基于指示电力转换器82的输出98处的电压的信号及参考电压信号产生控制信号。电力转换器控制电路86可产生控制信号，使得所述控制信号致使电力转换器82以等于经由参考输入106接收到的参考电压及/或与经由参考输入106接收到的参考电压成比例的电压电平调节电力转换器82的输出98。电力转换器控制电路86在输出110处输出控制信号，其由电力转换器82在控制输入96处接收。
电流感测电路90生成指示由电力转换器82在输出98处产生的电流量的信号，且经由输出120输出指示所述电流量的信号。类似地，电流感测电路92生成指示由电力转换器84在输出104处产生的电流量的信号，且经由输出124输出指示所述电流量的信号。
电力转换器控制电路88经由参考输入112接收指示由电力转换器82产生的电流量的信号。电力转换器控制电路88经由反馈输入114接收指示由电力转换器84产生的电流量的信号。电力转换器控制电路88基于指示由电力转换器82产生的电流的信号及指示由电力转换器84产生的电流的信号生成控制信号。电力转换器控制电路88可生成控制信号，使得所述控制信号致使电力转换器84以基本上等于在电力转换器82的输出98处产生的电流量及/或与电力转换器82的输出98处产生的电流量成比例的电平调节在输出104处产生的电流量。电力转换器控制电路88在输出116处输出控制信号，其由电力转换器84在控制输入102处接收。
电力转换器控制电路86及电力转换器82可以等于参考电压或与参考电压成比例的电压电平一起调节电力转换器82的输出电压的电压电平。电力转换器控制电路88及电力转换器84可一起平衡由电力转换器82、84中的每一者输出的电流，使得由电力转换器84输出的电流量基本上等于由电力转换器82输出的电流量及/或与由电力转换器82输出的电流量成比例。
参考电压可由电力平衡器80内部供应或可为电力平衡器80外部的输入。参考电压可指示待以其调节电力转换器82的输出98的电压。在一些实例中，以其调节输出98的电压可对应于电力供应器电压要求或PMIC或由电力平衡器80对其供电的其它受电装置的规格及/或与所述要求或规格成比例。
在一些实例中，指示电力转换器82的输出98处的电压的信号可为输出98处的实际电压。举例来说，输出98可直接耦合或电耦合到反馈输入108。
在一些实例中，电流感测电路90、92的输入118、112可分别磁耦合到电力转换器82、84的输出98、104。在另外实例中，电流感测电路90、92的输入118、122可分别直接耦合到电力转换器82、84的输出98、104。
在一些实例中，电流感测电路90、92可各自包含一或多个感测元件(例如，电阻器)，其沿着电力转换器82、84的输出98、104与电力平衡器80的输出之间的电流路径定位。在此类实例中，当认为电力转换器82的输出98耦合到电力转换器84的输出104时，输出98可通过沿着输出98、104与电力平衡器80的输出之间的电流路径串联放置的一或多个感测元件耦合到输出104。
如上文论述，电力转换器控制电路86可生成控制信号，使得所述控制信号致使电力转换器82以等于经由参考输入106接收到的参考电压及/或与经由参考输入106接收到的参考电压成比例的电平调节电力转换器82的输出98。在一些实例中，控制信号可为在反馈输入108处接收到的信号与在参考输入106处接收到的参考电压之间的差值的函数及/或指示在反馈输入108处接收到的信号与在参考输入106处接收到的参考电压之间的差值。举例来说，控制信号可等于在反馈输入108处接收到的信号与在参考输入106处接收到的参考电压之间的差值。在额外实例中，控制信号可为在反馈输入108处接收到的信号与在参考输入106处接收到的参考电压之间的差值的经滤波版本(例如，在反馈输入108处接收到的信号与在参考输入106处接收到的参考电压之间的差值的经比例积分(PI)滤波版本)。
还如上文所论述，电力转换器控制电路88可生成控制信号，使得所述控制信号致使电力转换器84以基本上等于在电力转换器82的输出98处产生的电流量及/或与电力转换器82的输出98处产生的电流量成比例的电平调节在输出104处产生的电流量。在一些实例中，控制信号可为在参考输入112及反馈输入114处接收到的信号之间的差值的函数及/或指示在参考输入112及反馈输入114处接收到的信号之间的差值。举例来说，控制信号可等于在参考输入112及反馈输入114处接收到的信号之间的差值。在额外实例中，控制信号可为在参考输入112及反馈输入114处接收到的信号之间的差值的经滤波版本(例如，在参考输入112及反馈输入114处接收到的信号之间的差值的经PI滤波版本)。
在一些实例中，电力转换器54、56中的每一者可为DC到DC转换器。在另外实例中，电力转换器54、56可为降压转换器(例如，同步降压转换器)、升压转换器、隔离型转换器、低压差(LDO)调节器、线性电力转换器(例如，线性电压调节器)、开关电力转换器(例如，开关电压调节器)或其它DC到DC转换器的任何组合。电力转换器54、56无需是相同类型的电力转换器。
在其中电力转换器54、56是包含传输元件(例如，降压转换器、升压转换器或LDO中的传输晶体管)的DC到DC转换器的实例中，由电力转换器控制电路86、88输出的控制信号可控制由传输元件传输的电力及/或电流量。举例来说，控制信号可控制晶体管的栅极。
在其中电力转换器54、56是线性电压电力转换器(例如，LDO)的实例中，由电力转换器控制电路86输出的控制信号的振幅可基于在电力转换器82的输出98处的电压与参考电压之间的差值改变。类似地，在一些实例中，由电力转换器控制电路88输出的控制信号的振幅可基于在电力转换器82的输出98处产生的电流量与在电力转换器84的输出104处产生的电流量之间的差值改变。在此类实例中，由电力转换器控制电路86、88输出的控制信号可用于调节电力转换器82、84中的每一者中的相应传输晶体管的接通电阻。
在其中电力转换器54、56是开关电压电力转换器(例如，降压转换器、升压转换器)的实例中，由电力转换器控制电路86输出的控制信号的工作循环可基于在电力转换器82的输出98处的电压与参考电压之间的差值改变。类似地，在一些实例中，由电力转换器控制电路88输出的控制信号的工作循环可基于在电力转换器82的输出98处产生的电流量与在电力转换器84的输出104处产生的电流量之间的差值改变。在此类实例中，由电力转换器控制电路86、88输出的控制信号可用于调节耦合到电力转换器82、84中的每一者中的相应传输晶体管的相对高频率信号的工作循环。
图5是根据本发明的可用于实施图4中说明的电力平衡器80的实例电力平衡器130的示意图。已使用相同参考数字对图4与5之间的相同或类似组件编号。
电力转换器82包含高侧晶体管132、低侧晶体管134、电感器136、栅极驱动器138、140及反相器142。高侧晶体管132包含：(a)耦合到电压输入94的漏极端子、(b)耦合到栅极驱动器138的输出的栅极端子及(c)耦合到低侧晶体管134的漏极端子及电感器79的第一端子的源极端子。低侧晶体管134包含：(a)耦合到高侧晶体管132的源极端子及电感器136的第一端子的漏极端子、(b)耦合到栅极驱动器140的输出的栅极端子及(c)耦合到接地参考电压的源极端子。
栅极驱动器138包含耦合到控制输入96的输入及耦合到高侧晶体管132的栅极的输出。反相器142包含耦合到控制输入96的输入及耦合到栅极驱动器140的输入的输出。栅极驱动器140包含耦合到反相器142的输出的输入及耦合到低侧晶体管134的栅极的输出。
电感器136包含耦合到高侧晶体管132的源极及低侧晶体管134的漏极的第一端子。电感器136进一步包含耦合到输出98的第二端子。
电力转换器84包含晶体管144、146、电感器148、栅极驱动器150、152及反相器154。电力转换器84中的组件与电力转换器82中的组件相同且以类似配置布置。因此，将不再进一步详细描述这些组件的布置。
电力平衡器130进一步包含电容器156。电容器156包含：(a)耦合到电力转换器82的输出98及电力转换器84的输出104的第一端子及(b)耦合到接地参考电压的第二端子。尽管将电容器156说明为在电力转换器82、84之外，但在其它实例中，电容器156可形成电力转换器82、84中的一或两者的部分。电力平衡器130中的电力转换器82、84中的每一者可为同步降压转换器。
电力转换器控制电路86包含运算放大器158、160、电容器162、164及电阻器166。运算放大器158包含：(a)耦合到参考输入106的非反相输入、(b)耦合到反馈输入108、电容器162的第一端子及电容器164的第一端子的反相输入及(c)耦合到运算放大器160的非反相输入、电容器162的第二端子及电阻器166的第一端子的输出。运算放大器160包含：(a)耦合到锯齿波形信号的反相输入、(b)耦合到运算放大器158的输出的非反相输入及(c)耦合到输出110的输出。电容器164的第二端子耦合到电阻器166的第二端子。在一些实例中，另一类型的放大器或差分放大器可代替运算放大器158、160中的一或两者及/或本发明中描述的其它运算放大器中的任何者中的一或多者。
运算放大器158、电容器162、164及电阻器166可形成生成参考输入106与反馈输入108之间的经滤波差值的比例积分(PI)滤波器。运算放大器160可形成基于参考输入106与反馈输入108之间的经滤波差值为电力转换器82生成控制信号的信号产生器。
电力转换器控制电路88包含运算放大器168、170、电容器172、174及电阻器176。电力转换器控制电路88中的组件与电力转换器控制电路86中的组件相同，且以类似配置布置。因此，将不再进一步详细描述这些组件的布置。
现将描述电力平衡器130的操作。电力转换器82基于在控制输入96处接收到的控制信号将电力从输入电压A转移到输出98。输出98处的电压可至少部分基于控制输入96的工作循环确定。控制信号替代地以类似同步降压转换器的方式将晶体管132、134切换成接通及断开以将电力从电压输入94转移到输出98。
电力转换器控制电路86生成控制信号以以由参考电压确定的电压电平调节电力转换器82的输出98处的电压。为了生成控制信号，由运算放大器158、电容器162、164及电阻器166形成的PI滤波器比较电力转换器82的输出98处的输出电压与参考电压，且生成指示电力转换器82的输出98处的输出电压与参考电压之间的经滤波差值的信号。
电力转换器控制电路86基于指示电力转换器82的输出电压(即，输出98处的输出电压)与参考电压之间的经滤波差值的信号生成控制信号。为了生成控制信号，运算放大器160比较指示电力转换器82的输出电压与参考电压之间的经滤波差值的信号与锯齿波形，且生成指示指示电力转换器82的输出电压与参考电压之间的经滤波差值的信号是大于还是小于任何给定时刻的锯齿波形的信号。这致使所得信号的工作循环反映电力转换器82的输出电压与参考电压之间的经滤波差值。
由电力转换器控制电路86形成的控制环路致使电力转换器82以基本上等于参考电压的恒定输出电压调节输出98。如果输出98处的输出电压变成大于参考电压，那么由运算放大器158、电容器162、164及电阻器166形成的PI滤波器的输出将增加，借此致使控制信号的工作循环减小，这又将致使电力转换器82减小输出98处的电压。类似地，如果输出98处的输出电压变成小于参考电压，那么由运算放大器158、电容器162、164及电阻器166形成的比例积分滤波器的输出将减小，借此致使控制信号的工作循环增加，这又将致使电力转换器82增加输出98处的电压。以此方式，电力转换器82及电力转换器控制电路86一起操作以调节输出98处的电压电平，使得电压电平基本上等于参考电压。
电力转换器84基于在控制输入102处接收到的控制信号将电力从输入电压B转移到输出104。由电力转换器84在输出104处产生的电流可至少部分基于控制输入102的工作循环确定。控制信号替代地以类似同步降压转换器的方式将晶体管144、146切换为接通及断开以将电力从电压输入100转移到输出104。
电流感测电路90生成指示在电力转换器82的输出98处产生的电流的信号。电流感测电路92生成指示在电力转换器84的输出104处产生的电流的信号。
电力转换器控制电路88生成控制信号以调节在电力转换器84的输出104处产生的电流，使得在电力转换器84的输出104处产生的电流量基本上等于在电力转换器82的输出98处产生的电流量。为了生成控制信号，由运算放大器168、电容器172、174及电阻器176形成的PI滤波器比较指示在电力转换器84的输出104处产生的电流的信号与指示在电力转换器82的输出98处产生的电流的信号，且生成指示电流之间的经滤波差值的信号。
电力转换器控制电路88基于指示电流之间的经滤波差值的信号生成控制信号。为了生成控制信号，运算放大器170比较指示电流之间的经滤波差值的信号与锯齿波形，且生成指示指示电流之间的经滤波差值的信号是大于还是小于任何给定时刻的锯齿波形的信号。这致使所得信号的工作循环反映由电力转换器82、84产生的输出电流之间的经滤波差值。
由电力转换器控制电路88形成的控制环路致使电力转换器控制电路88以大约等于在电力转换器82的输出98处产生的电流量的电流量调节在输出104处产生的电流量。如果在输出104处产生的输出电流变成大于在输出98处产生的输出电流，那么由运算放大器168、电容器172、174及电阻器176形成的PI滤波器的输出将增加，借此致使控制信号的工作循环减小，这又将致使电力转换器84减小在输出104处产生的电流量。类似地，如果在输出104处产生的输出电流变成小于在输出98处产生的输出电流，那么由运算放大器168、电容器172、174及电阻器176形成的比例积分滤波器的输出将减小，借此致使控制信号的工作循环增加，这又将致使电力转换器84增加在输出104处产生的电流量。以此方式，电力转换器84及电力转换器控制电路88一起操作以调节由电力转换器82在输出104处产生的电流量以基本上匹配由电力转换器84在输出98处产生的电流量。
因此，电力平衡器130可将由两个电力供应轨提供的两个输入电压组合为单个经调节输出电压供应轨。电力平衡器130可以参考电压调节输出电压供应轨，且可控制电力转换器82、84，使得从电力转换器82、84中的每一者汲取的电流量近似相等。以此方式，电力转换器控制电路86可使从两个电力供应轨中的每一者汲取的电力平衡。
图6是根据本发明的实例电力平衡器180的示意图。在一些实例中，电力平衡器180可用于实施图1或2中说明的电力平衡器。图6中的电力平衡器180类似于图5中展示的电力平衡器130，除了已添加额外电力转换器182、电力转换器控制电路184及电流感测电路186之外。已使用相同参考数字对图5与6之间的相同或类似组件编号。
电力转换器182包含高侧晶体管188、低侧晶体管190、电感器192、栅极驱动器194、196及反相器198。电力转换器控制电路184包含运算放大器200、202、电容器204、206及电阻器208。电力转换器182进一步包含电压输入210、控制输入212及输出214。电力转换器控制电路184进一步包含参考输入216、反馈输入218及输出220。
电力转换器182的电压输入210耦合到输入电压C。电力转换器182的控制输入212耦合到电力转换器控制电路184的输出220。电力转换器182的输出214耦合到电力转换器82的输出98及电力转换器84的输出104。输出214、输出98与输出104可形成电力平衡器180的输出电压供应轨。
电流感测电路186包含耦合到电力转换器182的输出214的输入及耦合到电力转换器控制电路184的反馈输入218的输出。电流感测电路186生成指示在电力转换器182的输出214处产生的电流的信号。参考输入216耦合到电流感测电路92的输出，且反馈输入218耦合到电流感测电路186的输出。
在操作期间，电力转换器控制电路86及电力转换器82调整输出98处的电压，使得所述电压基本上等于参考电压。电力转换器控制电路88及电力转换器84调节在输出104处产生的电流量，使得在电力转换器84的输出104处产生的电流量的量基本上等于在电力转换器82的输出98处产生的电流量。电力转换器控制电路184及电力转换器182调节在输出214处产生的电流量，使得在电力转换器182的输出214处产生的电流量的量基本上等于在电力转换器84的输出104处产生的电流量。以此方式，电力平衡器180可组合三个不同输入电力轨，同时使从电力轨中的每一者汲取的电力平衡。
图7是根据本发明的用于组合及平衡电力的实例技术的流程图。图7中说明的技术可用于本发明中描述的系统或电力转换器中的任何者中。
电力平衡器14在第一输入处接收第一电压(240)。电力平衡器14在第二输入处接收第二电压(242)。在一些实例中，第一电压的电压电平不同于第二电压的电压电平。电力平衡器14使用电力转换器82、84将从第一及第二输入接收到的(即，从第一及第二输入电压接收到的)电力组合到单个电力轨中(244)。电力平衡器14控制电力转换器84，使得电力转换器84将与由电力转换器82输出到单个单利轨的电流量成比例的电流量输出电流量到单个电力轨(246)。在一些实例中，电力平衡器14可控制电力转换器82、84，使得电力转换器82、84中的每一者输出相同的电流量到单个电力轨。
在一些实例中，如图1到4中展示，本发明描述一种集成电路(例如，电力平衡器14、80)，其包含第一输入30、第二输入32及输出34。所述集成电路包含电力转换器82，其具有：(a)耦合到集成电路的输入30的电压输入94、(b)控制输入96及(c)耦合到集成电路的输出34的输出98。所述集成电路进一步包含电力转换器84，其具有：(a)耦合到集成电路的输入32的电压输入100、(b)控制输入102及(c)耦合到电力转换器82的输出98及集成电路的输出34的输出104。
所述集成电路进一步包含电力转换器控制电路86，其具有：(a)耦合到参考电压引线的参考输入106、(b)耦合到电力转换器82的输出98的反馈输入108及(c)耦合到电力转换器82的控制输入96的输出110。所述集成电路进一步包含电力转换器控制电路88，其具有：(a)参考输入112、(b)反馈输入114及(c)耦合到电力转换器84的控制输入102的输出116。
所述集成电路进一步包含电流感测电路90，其具有：(a)耦合到电力转换器82的输出98的输入118及(b)耦合到电力转换器控制电路88的参考输入112的输出120。所述集成电路进一步包含电流感测电路92，其具有：(a)耦合到电力转换器84的输出104的输入122及(b)耦合到电力转换器控制电路88的反馈输入114的输出124。在一些实例中，电力转换器82的电压输入94未连接到电力转换器84的电压输入100。在另外实例中，电力转换器控制电路88未连接到参考电压引线及/或参考电压。
在一些实例中，电力转换器82、84是降压转换器。在另外实例中，电力转换器82、84是低压差调节器(LDO)。
在额外实例中，电力转换器82是第一类型电力转换器，且电力转换器84是第二类型电力转换器。举例来说，电力转换器82可为降压转换器，且电力转换器84可为LDO。举另一实例，电力转换器82可为LDO，且电力转换器84可为降压转换器。其它类型电力转换器包含降压转换器(例如，同步降压转换器、非同步降压转换器)、升压转换器、隔离型转换器、低压差(LDO)调节器、线性电力转换器(例如，线性电压调节器)、开关电力转换器(例如，开关电压调节器)或其它DC到DC转换器。
在一些实例中，电流感测电路90的输入118磁耦合到电力转换器82的输出98，且电流感测电路92的输入122磁耦合到电力转换器84的输出104。在额外实例中，电流感测电路90的输入118电耦合到电力转换器82的输出98，且电流感测电路92的输入122电耦合到电力转换器84的输出104。
在一些实例中，电力转换器82及电力转换器控制电路86调节在电力转换器82的输出98处产生的电压，使得电压的量值与参考电压的量值成比例。在此类实例中，电力转换器84及电力转换器控制电路88调节在电力转换器84的输出104处产生的电流，使得电流的量值与在电力转换器82的输出98处产生的电流的量值成比例。
在一些实例中，电路转换器82及电力转换器控制电路86调节在电力转换器82的输出98处产生的电压，使得电压的量值等于参考电压的量值。在额外实例中，电力转换器84及电力转换器控制电路88调节在电力转换器84的输出104处产生的电流，使得电流的量值等于在电力转换器82的输出98处产生的电流的量值。
在一些实例中，所述集成电路可为受电系统的部分，所述受电系统进一步包含具有耦合到电力转换器82、84的输出98、104中的每一者的输入36的受电装置16(例如，图1及2)。在一些实例中，受电装置16是PMIC 44。在此类实例中，受电装置可为固态驱动器，且PMIC 44耦合到SSD组件46中的一或多者。
在一些实例中，受电系统可包含电力供应器12(例如，图1及2)，其具有耦合到电力转换器82的电压输入94的输出26及耦合到电力转换器84的输出98的输出28。在一些实例中，电力供应器12可经配置以在电力供应器12的输出26处输出第一电压，且在电力供应器12的输出28处输出第二电压，且所述第一电压的量值可不同于所述第二电压的量值。
在一些实例中，例如如图2及3中所展示，本发明描述一种装置，其包含具有输入58及输出60的电力转换器54。所述装置进一步包含具有输入62及输出64的电力转换器56。所述装置进一步包含具有耦合到电力转换器54、56的输出60、64的输入50的PMIC 44。所述装置进一步包含耦合到PMIC 44的一或多个数据存储装置组件(例如，SSD组件46)。在一些实例中，电力转换器56的输入62未连接到电力转换器54的输入58。
在一些实例中，电力转换器54、56是降压转换器。在另外实例中，电力转换器54、56是低压差调节器(LDO)。在额外实例中，电力转换器54是第一类型电力转换器，且电力转换器56是第二类型电力转换器。
在一些实例中，电力转换器54经配置以调节在电力转换器54的输出60处产生的电压，使得电压的量值与参考电压的量值成比例。在此类实例中，电力转换器56经配置以调节在电力转换器56的输出64处产生的电流，使得电流的量值对应于在电力转换器54的输出60处产生的电流的量值。在一些实例中，电力转换器56经配置以在无需使用指示电力转换器56的输出64处的电压的信号的情况下调节在电力转换器56的输出64处产生的电流。
在一些实例中，本发明描述一种装置，其包含具有电压输入94及输出98的电力转换器82。所述装置进一步包含具有电压输入100及输出104的电力转换器84。电力转换器84的输出104耦合到电力转换器82的输出98。所述装置进一步包含第一控制电路(例如，电力转换器控制电路86)，其经配置以基于指示第一电力转换器的输出处的电压的信号及参考电压控制电力转换器82。所述装置进一步包含第二控制电路(例如，电力转换器控制电路88)，其经配置以基于指示电力转换器82的输出98处的电流的信号及指示电力转换器84的输出104处的电流的信号控制第二电力转换器。在一些实例中，电力转换器84的电压输入100未连接到电力转换器82的电压输入94。
在一些实例中，第二控制电路在无需使用指示电力转换器84的输出104处的电压的信号的情况下控制输出104。在另外实例中，第二控制电路在无需使用指示参考电压的信号的情况下控制电力转换器84。
在一些实例中，本发明中描述的电力平衡器电路中的每一者(例如，电力平衡器14、80、130、180)可实施于单个集成电路上，其中相应电力平衡器电路的输入耦合到集成电路的相应输入引脚，且相应电力平衡器电路的输出耦合到集成电路的输出引脚。
本发明描述在控制从每一电压输入供应的电流量的情况下将两个电压输入组合为一个电压输出的控制技术。在一些实例中，所述技术可包含将两个独立输入电压组合为单个经调节输出电压。
在存储应用中，旋转型硬盘驱动器通常使用两个单独电压：12V及5V。这两个电压对操作旋转型硬盘驱动器来说可能是必要的。最近，已归因于固态驱动器(SSD)的低电力消耗、快速操作及高可靠性对其产生兴趣。SSD可包含从单个输入电压生成多个低电压的电力管理集成电路(PMIC)。这使使用SSD改装较旧的硬盘驱动器(HDD)类型的系统更困难，这是因为HDD可具有两个单独输入电压。
用于处理使用SSD改装HDD类型系统的一种技术是大致分配一半负载到5V轨且分配一半负载到12V轨。这样做可通过在必要电力包络下保持总电力而最大化可用电力消耗。然而，此技术可能是不理想的，这是因为电力归因于转换器中的非理想性及各种负载中的动态而不能完美地在12V轨与5V轨之间平衡。
本发明描述用于有源地使两个输入之间的电力平衡且用于将所述输入组合到适于SSD PMIC的单个输出中的技术。在一些实例中，本发明的技术可使用两个电力转换器，一者用于12V轨，且一者用于5V轨，每一转换器的输出可组合为单个经调节输出。12V轨转换器将其输出电压调节到参考电压。5V轨转换器调节其输出电流以匹配12V转换器输出电流或将其输出电流调节成12V转换器输出电流的百分比。以此方式，可使用从由5V电力转换器控制的每一轨汲取的电力将两个输入电压组合到单个经调节输出上。
本发明中描述的技术可能能够有源地使电流在两个单独输入之间保持平衡且将所述电流组合到单个轨中。其它技术可包含单独地使用两个轨，其中仅存在十分粗略(非有源)的电流平衡。
用于使用SSD改装HDD类型系统的一种技术是使用两个分离PMIC(即，对于每一电力轨，使用一个PMIC)且以统计方式分配大约一半负载到5V轨且分配大约一半负载到12V轨。因此，所述技术可维持个别地进行调节的两个单独轨，而非将两个输入组合到单个轨上。此技术可具有一或多个缺点。第一，可能需要从两个输入平分电力量。为此，工程师可能需要大致分割最差情况负载，使得一半在一个轨上，另一半在第二轨上。此分割可为显著设计挑战，且可导致不准确性。第二，基于最差情况电力估计执行静态分配可减小将此设计移植到其它产品或产品族的能力灵活性。因为可能需要在两个输入电压之中使负载大致均衡地平衡，所以每下一代都需对系统重新设计。
本发明中描述的技术可允许用户增加其电力包络。不同于由使电力平衡的能力限制(如同一些其它技术)，本发明的技术可保证从每一源递送的电力相同，使得可更接近总电力包络。此外，本发明的技术可通过做出在一些情况中可馈入所有下游供统一输出简化整个平台的电力设计。
如图3中所展示，电力平衡器14可使用两个电力转换器54、56来将两个分离输入组合为单个电压经调节输出。举例来说，在其中电力转换器54、56是降压转换器的情况中，电力平衡器14可控制一个降压转换器调节其输出电压。电力平衡器14可调节另一降压转换器使得输出电流匹配另一降压转换器的输出电流。图3中的电力转换器54、56可为任何类型转换器，其包含升压转换器、LDO、隔离型转换器及其它转换器。
在一些实例中，本发明的技术可将两个输入电压源组合为一个经调节输出电压源，同时维持第一电力转换器的输出电流等于第二电力转换器的输出电流。
如图5中所展示，电力转换器82可由第一输入电压VIN1供应。电力转换器82的输出电压可通过首先测量输出电压且将其与参考VREF进行比较来调节。电力转换器控制电路86可使用补偿网络(例如，如图5中所展示的如由运算放大器158、电容器162、164及电阻器166形成的比例积分(PI)补偿网络)以生成经补偿误差信号(例如，运算放大器158的输出)，其被馈送到比较器(例如，运算放大器162)。所述比较器比较所述经补偿误差与锯齿以生成具有工作循环的方波。所述工作循环控制输出电压以通过调整所述经补偿误差信号来将VOUT调节到VREF。
电力转换器控制电路88可测量由电力转换器82产生的电流及由电力转换器84产生的电流。电力转换器82的输出电流变成用于控制电力转换器84的参考。以类似方式，(例如，由电力转换器控制电路88形成的)控制环路调整控制信号电力转换器84的工作循环，使得其输出电流等于电力转换器82的输出电流。
在一些实例中，由电流感测电路90、92及电流感测电路186执行的电流感测可使用多种技术中的任何者同时在芯片内及芯片外执行。尽管在图5中将电力转换器82、84描绘为降压转换器，但可使用用于处理电力的其它电力转换器，其包含例如开关调节器或LDO。电力开关可在芯片内或在芯片外。
尽管图3到5将本发明的技术说明为使用两个电力转换器来实施，但本发明的技术也可使用两个以上电力转换器来实施，如例如图6中所展示。在图6中，第三电力转换器(例如，电路转换器182)电流参考变成第二电力转换器的输出电流。以此方式，本发明的电力组合及平衡技术可按比例缩放到更高及/或更低数目个电力转换器。
在一些实例中，本发明描述的技术及电路可实施于一或多个集成电路的任何组合上。
在权利要求书的范围内可对所描述的实施例进行修改，且可能存在其它实施例。

Claims (23)

1.一种集成电路，其包括：
第一输入；
第二输入；
输出；
第一电力转换器，其具有：耦合到所述集成电路的所述第一输入的电压输入、控制输入、及耦合到所述集成电路的所述输出的输出；
第二电力转换器，其具有：耦合到所述集成电路的所述第二输入的电压输入、未连接到所述第一电力转换器的所述电压输入的所述第二电力转换器的所述电压输入、控制输入、及耦合到所述第一电力转换器的所述输出且耦合到所述集成电路的所述输出的输出；
第一电力转换器控制电路，其具有：耦合到参考电压引线的第一输入、耦合到所述第一电力转换器的所述输出的第二输入、及耦合到所述第一电力转换器的所述控制输入的输出；
第二电力转换器控制电路，其具有：第一输入、第二输入、及耦合到所述第二电力转换器的所述控制输入的输出；
第一电流感测电路，其具有：耦合到所述第一电力转换器的所述输出的输入、及耦合到所述第二电力转换器控制电路的所述第一输入的输出；及
第二电流感测电路，其具有：耦合到所述第二电力转换器的所述输出的输入、及耦合到所述第二电力转换器控制电路的所述第二输入的输出，所述第二电力转换器控制电路未与所述参考电压引线连接；
其中所述第一电力转换器及所述第一电力转换器控制电路调节在所述第一电力转换器的所述输出处产生的电压，使得所述电压的量值与参考电压的量值成比例，且其中所述第二电力转换器及所述第二电力转换器控制电路调节在所述第二电力转换器的所述输出处产生的电流，使得所述电流的量值与在所述第一电力转换器的所述输出处产生的电流的量值成比例。
2.根据权利要求1所述的集成电路，其中第一及第二电力转换器是降压转换器。
3.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一及第二电力转换器是低压差调节器。
4.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一电力转换器是第一类型的电力转换器，且所述第二电力转换器是第二类型的电力转换器。
5.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一电流感测电路的所述输入磁耦合到所述第一电力转换器的所述输出，且其中所述第二电流感测电路的所述输入磁耦合到所述第二电力转换器的所述输出。
6.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第一电流感测电路的所述输入电耦合到所述第一电力转换器的所述输出，且其中所述第二电流感测电路的所述输入电耦合到所述第二电力转换器的所述输出。
7.根据权利要求1所述的集成电路，其中所述第二电力转换器及所述第二电力转换器控制电路调节在所述第二电力转换器的所述输出处产生的所述电流，使得在所述第二电力转换器的所述输出处产生的所述电流的所述量值等于在所述第一电力转换器的所述输出处产生的所述电流的所述量值。
8.一种电力装置，其包括：
电力转换器控制电路，其具有第一输入、第二输入以及输出，所述第一输入经配置以接收参考电压；
第一电力转换器，其具有第一输入、第二输入及输出，所述第二输入耦合到所述电力转换器控制电路的所述输出，所述输出耦合到所述电力转换器控制电路的所述第二输入；
电流感测电路，其具有输入以及输出，所述输入耦合到所述第一电力转换器的所述输出；
第二电力转换器，其具有第一输入、第二输入及输出，所述第一输入耦合到所述电流感测电路的所述输出；
电力管理集成电路PMIC，其具有耦合到所述第一及第二电力转换器的所述输出的输入；及
一或多个数据存储装置组件，其耦合到所述PMIC；
其中所述第一电力转换器经配置以调节在所述第一电力转换器的所述输出处产生的电压，使得所述电压的量值与参考电压的量值成比例，且其中所述第二电力转换器经配置以调节在所述第二电力转换器的所述输出处产生的电流，使得所述电流的量值与在所述第一电力转换器的所述输出处产生的电流的量值成比例。
9.根据权利要求8所述的电力装置，其中第一及第二电力转换器是降压转换器。
10.根据权利要求8所述的电力装置，其中所述第一及第二电力转换器是低压差调节器。
11.根据权利要求8所述的电力装置，其中所述第一电力转换器是第一类型的电力转换器，且所述第二电力转换器是第二类型的电力转换器。
12.根据权利要求8所述的电力装置，其中所述数据存储装置组件是固态驱动器组件。
13.根据权利要求8所述的电力装置，其中所述第二电力转换器及第二电力转换器控制电路调节在所述第二电力转换器的所述输出处产生的所述电流，使得在所述第二电力转换器的所述输出处产生的所述电流的所述量值等于在所述第一电力转换器的所述输出处产生的所述电流的所述量值。
14.根据权利要求8所述的电力装置，其中所述第二电力转换器经配置以在无需使用指示所述第二电力转换器的所述输出处的电压的信号的情况下调节在所述第二电力转换器的所述输出处产生的所述电流。
15.一种电力装置，其包括：
第一电力转换器，其具有输入及输出，所述输出耦合到装置输出；
第二电力转换器，其具有输入及输出，所述第二电力转换器的所述输出耦合到所述装置输出；
第一控制电路，其具有耦合到所述第一电力转换器的所述输出的输入，所述第一控制电路经配置以基于指示所述第一电力转换器的所述输出处的电压的信号及基于参考电压控制所述第一电力转换器；及
第二控制电路，其经配置以基于指示所述第一电力转换器的所述输出处的电流的信号及指示所述第二电力转换器的所述输出处的电流的信号控制所述第二电力转换器；
其中所述第一电力转换器经配置以调节在所述第一电力转换器的所述输出处产生的电压，使得所述电压的量值与所述参考电压的量值成比例，且其中所述第二电力转换器经配置以调节在所述第二电力转换器的所述输出处产生的电流，使得所述电流的量值与在所述第一电力转换器的所述输出处产生的电流的量值成比例。
16.根据权利要求15所述的电力装置，其进一步包括受电装置，所述受电装置具有耦合到所述第一及第二电力转换器的所述输出中的每一者的输入。
17.根据权利要求16所述的电力装置，其中所述受电装置是电力管理集成电路PMIC。
18.根据权利要求17所述的电力装置，其中所述受电装置是固态驱动器，且其中所述PMIC耦合到一或多个固态驱动器组件。
19.根据权利要求15所述的电力装置，其进一步包括电源，所述电源具有：耦合到所述第一电力转换器的所述输入的第一输出；及耦合到所述第二电力转换器的所述输入的第二输出。
20.根据权利要求19所述的电力装置，其中所述电源经配置以在所述电源的所述第一输出处输出第一电压，且在所述电源的所述第二输出处输出第二电压，且其中所述第一电压的量值不同于所述第二电压的量值。
21.根据权利要求15所述的电力装置，其中所述第二控制电路在无需使用指示所述第二电力转换器的所述输出处的电压的信号的情况下控制所述第二电力转换器。
22.根据权利要求15所述的电力装置，其中所述第二控制电路在无需使用指示所述参考电压的信号的情况下控制所述第二电力转换器。
23.一种使用集成电路的方法，其包括：
在第一输入处接收第一电压及在第二输入处接收第二电压，所述第一电压的电压电平不同于所述第二电压的电压电平；
使用第一电力转换器及第二电力转换器将从所述第一及第二输入接收到的电力组合为单个电力轨；
基于参考电压以及基于所述第一电力转换器的输出控制所述第一电力转换器；
通过第一电流感测电路感测由所述第一电力转换器输出的第一电流；
通过第二电流感测电路感测由所述第二电力转换器输出的第二电流；以及
通过第二电力转换器控制电路基于所述第一电流和所述第二电流控制所述第二电力转换器；
其中控制所述第二电力转换器包含：
控制所述第二电力转换器，使得所述第二电力转换器将与由所述第一电力转换器输出到所述单个电力轨的电流量成比例的电流量输出到所述单个电力轨或将基本上等于由所述第一电力转换器输出到所述单个电力轨的电流量的电流量输出到所述单个电力轨。
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