CN1470098A - 采用组合变压器的多功率转换器系统 - Google Patents

Abstract

以各种实施例提供一种用于组合多相位功率转换器的输出的方法和电路，其提高了功率转换系统的瞬变响应。变压器(例如59－62)可用于实现该组合功能，并利用合适定相和连接的线圈，可以实现输出脉动电流的很大的减小并同时减少晶体管脉动电流，这给设计者提供了减少系统输出电感器(例如68)的值的自由，改善了瞬变响应。

Description

采用组合变压器的多功率转换器系统

技术领域

本发明涉及给例如在计算领域中存在的低电压、高电流电子设备供电的领域，并且下面将有详细说明。本发明广泛地适用于其中各种功率吸收负载可能突然改变它们的功率吸收特性(就是说，阻抗可能经受快速改变)的各种情况。如果这些负载物理地分开以至于在功率承载导体的动态阻抗两端的电压降占输送给这种负载的电压的相当大的一部分，本发明也适用。本发明还可以适用于其中设计择衷方案迫使操作电压稳定降低的应用。这种情况可能出现在电信、雷达系统、车辆电源系统等以及计算系统中。

背景技术

计算系统的体系结构近来经受了巨大改变，这主要是因为微型计算机从在几百千赫运行的原始四位芯片到在几百兆赫运行的最新32和64位微处理器的发展。随着芯片设计者向更高速度的推进，可能出现涉及热量方面的问题。即，随着电路速度的增加，各个内部逻辑开关可能对其周围的电容更快速放电。由于储存在电容中的能量可以被认为是固定的(在给定电压)，随着速度增加，可以被消耗在开关上的能量可能每秒更多次地转储给该开关。由于每秒的能量可以定义为功率，因此开关中的功率损失直接随着频率而增加。

另一方面，储存在电容中的能量可随着电压的平方增加，因此被充电到两伏的电容器只能储存可储存在被充电到三伏的相同电容器中的能量的44％。为此，在相同速度运行时，被设计成在两伏操作的微型计算机消耗的功率比在三伏操作的相同微处理器机小很多。因此，有降低微处理器的操作电压的趋势。

如果与较高操作电压相比在较低电压操作，则其它考虑因素可能使微处理器表现较低的最大速度。即，如果电路全速操作，并且简单降低电路上的电压，则该电路不可能正常工作，并且电路的速度(“时钟速度”)可能降低。为保持全速能力和仍然在较低电压操作，可将该电路重新设计成较小的物理尺寸。在过去的几年中，微处理器设计的一般过程已经考虑了这些步骤。为他们的产品寻求最大速度的微处理器设计者在评估以下各项上可能付出了相当大努力，包括：

·更高速芯片和潜在的芯片价值；

·更高速芯片和潜在的散热；

·对除去热量的潜在限制；

·较低电压和在给定速度产生的热量的潜在减少；和

·更小器件和在给定电压的潜在速度。

对于设计者来说在评估微处理器设计上有很多更重要的择衷考虑。

在评估微处理器上的考虑可能已经导致在越来越低的电压操作的设计产品。早先的设计可能在较高电压操作，如五伏，后来降低到在较低电压如2.0伏操作的目前设计。进一步的降低可能发生，并且将来的设计可能在1.8、1.5、1.3、1.0和甚至1伏以下操作，大概可以低到0.4伏。

同时，在散热方面的发展可允许处理器在越来越高的散热水平运行。早先的芯片可消耗大概一瓦；目前的设计可在50瓦水平操作，并且在不久的将来的散热设计可耗散由处理器产生的功率的150瓦。由于消耗的功率被认为与操作电压的平方成比例，即使提高了散热能力，仍然希望较低的工作电压。

所有这些问题将在具有较高金钱价值的更高速芯片的环境中考虑。因此，设计者可能倾向于提高速度、潜在地使芯片尺寸更小、降低电压以及提高功率。正如一般公知的，由于对于给定功率，电压下降则电流增加，因此功率被定义为电压乘以电流。如果同时散热性能的提高允许更高的功率，则电流可以进一步增加。这可能意味着电流非常快速地上升。以前的芯片操作需要的供应电流是很小的几分之一安培，而目前的设计可使用高达50安培，并且将来的设计可能使用150安培或更高。

随着处理器的速度增加，它们的电源需求的动态特性也增加。处理器可以抽取很小的电流，因为它此时是空载的，则将可能产生可能使处理器突然起动快速计算的事件(如来自存储元件的一个关键数据或来自外部事件的一个信号到达)。这可能产生由处理器抽取的电流的急剧变化，这可能潜在地具有严重的电气影响。还可能要求非常低的输出阻抗或电感。

如一般公知的，电感是在磁场中的能量存储的量度。电流承载导体具有与电流相关的磁场，它表示能量存储。正如一般公知的，存储在磁场中的能量是磁场的平方的体积积分的一半。由于磁场可以被认为线性地与导体中的电流相关，因此被电流承载导体存储的能量与电流的平方的一半成比例，比例常数可称为导体的“电感”。存储在该系统中的能量可以由电流源提供，并且对于给定的电源，可能有对输送能量的速度的限制，这意味着储存的能量必须随着时间而产生。因此能量存储机构的存在可能使电路变慢，因为可能在产生电流之前产生能量并且以某一速度计量到磁场中。

可得到的电压、电感和导体中的电流的改变速度的关系可由本领域技术人员公知的下列等式表示：

V＝L*I/t，其中L是导体的电感，I/t是导体中的电流改变率。

通过这个等式可以看出，在电源系统上的负载中产生给定电流所需要的电压随着时标的减少而增加，并且还随着到该负载的任何连接的电感增加而增加。在相应的方式中，由于微处理器的速度可能增加，因此时标可能减少，并且由于电压可能降低，该等式可能被看成是要求电感成比例地下降。

通常，在给半导体器件供电时，设计者不需要考虑到器件的连接的电感，但是对于现代高速电路，这些考虑可能迫使注意到要降低连接的电感。微处理器目前可在约2伏操作，并且可以容许在它们的电源线上的约7％或140毫伏的电压瞬变。这些相同的微处理器可能要求它们的输送电流以每纳秒约一安培或10⁹安培/秒的速度改变。上述等式可以看成是表示140皮亨(1.4*10^-10H)的电感可导致140毫伏的电压降。按比例来看该值，在自由空间中长度为一英寸的线的电感可能约为20000皮亨。虽然一个连接的电感可以通过并联冗余连接来减少，为了用长度约为1厘米的导体产生具有140皮亨电感的连接，可能需要近似100个并联导体。

前面的讨论可能提供物理地靠近微处理器的低电压源，并进而提供物理结构很小的低电压源。虽然建议电容器可用于在导体中产生电流所需要的延迟间隔期间提供能量，但是到电容器的连接的电感可能被认为限制了这个方案。设计者可能面临的问题是，非常靠近处理器地设置电源以便在抽取电流的快速改变下给处理器的电源提供足够的稳定性。这个需求随着电压下降和电流增加而日益普遍，因为前者可减少可允许的瞬变大小和后者可增加电流变化的潜在速度。这两个因素可能减少连接的可允许电感。

前面的评论不限于计算机中的实际中央微处理器。现代计算机的其它元件如存储器管理电路、图形显示器件、高速输入输出电路和其它这种辅助电路都可以与中央处理元件一样快速地增加速度，其中也适用相同的考虑。

包括计算机的所有现代电子电路可以通过开关模式功率转换系统供电。这种系统一般被认为将来自公用线的输入功率转换成电子电路所需要的电压和电流。在低功率商业和消费者电子设备中，如桌上型个人计算机，输入功率通常作为交变电压被输送，在美国一般为115伏，在世界其余大部分国家为220伏。交变的频率可以是50或60赫兹，这取决于位置。这种公用电源一般被转换为低电压稳定(直流)电流，或dc，并且可以调整到百分之几，以便可用做电子电路的电源。可进行这种转换的装置一般称为“电源装置”。虽然可以采用简单的变压器、整流器和线性调节器产生低电压调整dc电源，这种单元可能一般是很重的、体积很大和效率低的。在这些应用中，希望减少重量和尺寸，因此就这个原因而言这些方案是不适合的。此外，线性调节器的低效率也是不能接受的。效率可以定义为输出功率与输入功率的比，并且低效率可能暗示着在该单元中产生热量并传递到环境中以保持该单元冷却。一般情况下，效率越低，传递的热量越多，因此希望找到替换方案。

由于上述原因，实际上所有现代电子电路都由开关模式转换系统供电。这些系统通常如下操作。输入公用功率首先被整流器转换成未调整直流。然后被整流的dc被电子开关转换成更高的频率，通常为几百千赫。然后这个更高频率的功率被合适的变压器变换到合适的电压电平；这个变压器还提供与公用功率的隔离，这是由安全原因所需要的。然后再次整流得到的隔离的更高频率功率，并且过滤成由电子设备使用的稳定直流。输出电压的调整通常由控制电子开关的导通周期来实现。得到的功率转换单元比早先的功率转换单元小和重量轻，因为变压器和输出滤波器的尺寸和重量相对于在基本公用电源频率上的频率增加而成比例减小。所有这些在现有技术中是公知的。

在复杂电子系统中，可能需要各种电压。例如，在计算机系统中，外围设备(如磁盘驱动器)可能需要+12V，某些逻辑电路可能需要+5V，输入/输出电路可能附加地需要-5V，存储器接口和通用逻辑电路可能需要3.3伏，并且中央微处理器可能需要2.0伏。中心电源(直接连接到公用电源上的装置)标准可能需要输送+12、3.3和±5伏，并且任何所需的较低电压都可以由附加电路从+5伏或+12伏供给线导出，该附加电路一般公知为电压调整模件或VRM，并靠近需要低电压的电路设置。这些附加电路可能把更高电压电源再次转换成高频ac电源，通过控制ac电源的周期修正该电压，并再次重新整流到低电压dc。VRM可以采用很多种形式，但是通常使用的电路设计可以是所谓的“降压转换器(buckconverter)”，它可以将输入电压“斩断”为具有等于所需输出电压的平均电压的方波，然后可以过滤该方波形以除去交变分量，留下所希望的低电压dc。由于开关行为可能产生急剧过渡，并且因为其它原因，希望这种过渡平滑，因此希望具有相对高的输入阻抗或电感。当然，这会与先前提到的希望的低输出阻抗或电感发生冲突。

这个标准方案还可能有其它问题，并且这里特别相关的一个可能涉及调整系统的响应速度。负载阻抗的快速变化可能干扰输出电压，除非可以通过某些控制回路进行校正。这种干扰可能是由用于从方波输出中除去交变分量的滤波系统的响应引起的，控制回路的响应速度可能取决于滤波系统的特性和转换器的工作频率(“开关频率”)。

可以通过在滤波系统中存储较少的能量来提高响应速度。这种滤波系统可包括电感器和电容器的简单串联连接。存储较少能量可能需要减小电感值和电容值，但是可能在减少这些值的能力上受到潜在地需要充分除去一般在滤波器的输出端的ac分量(称为“脉动”)的限制。对于给定电感值和电容值，可通过增加开关频率减少脉动，但是这又受到在由dc输入产生方波时使用的电子开关的能力的限制。这种开关可能具有受限的工作频率，并且会表现出可能随着工作频率而增加的损失(公知为“开关损失”)。

因此，所需要的是可在相对低频工作以允许电子开关有效工作的VRM功率转换方案或电源装置，它们可能具有低输出脉动、低输出阻抗、高输入阻抗，它们可能在输出滤波器中对于给定频率存储较少能量，并且至少与现有技术的成本一样低。因而，如在前面由本领域技术人员所述的那些实质性尝试可能没有完全解决出现的考虑事项。可以认为本发明解决了很多前述考虑事项并在某些方面被认为是在现有技术基础上做了改进。

发明内容

相应地，本发明的目的是提供一种将中间电压dc功率转换成高电流的低电压dc功率的装置，允许在比采用现有技术实现的效率更高的效率工作。

本发明的另一目的是维持在负载条件的宽范围上的效率。

本发明的又一目的是提供一种高电流的低电压dc电源，即使存在提取电流的高速改变的情况下也能维持变化负载两端的电压。

本发明的再一目的是，甚至对于极端短的时间段，提供功率转换器的输出电压的精细控制(closer control)。就是说，该目的是提供具有对负载变化的更好瞬变响应的电源。

本发明的另一目的是提供一种储存的能量比现有技术所要求的能量少的功率转换系统。

本发明的附加目的是提供能以比具有相同特性的替换方案低的成本制造的功率转换系统。

因而，本发明涉及一种功率转换系统，其用于在功率消耗时以高效率和快速响应进行从中间电压dc向低电压、高电流dc的转换。

本发明利用了与耦合电感器组合的多个简单功率转换器，它们设置成使该组转换器一起作用以产生一个表现低电压、高电流和快速调整响应的组合输出。

附图说明

图1表示根据现有技术中已知的原理的降压转换器的一个实施例及其波形。

图2表示根据现有技术中已知的原理的四相位降压转换器的特殊实施例。

图3表示图2的四相位降压转换器电路实施例的波形。

图4表示使用与根据本发明的一个组合变压器组合的两个降压转换器的功率转换器的一个实施例及其波形。

图5表示根据本发明的四相位功率转换器实施例。

图6表示图5的功率转换器电路实施例的波形。

图7是表示采用根据本发明的并联输出结构的四个1∶1变压器的四相位转换器的本发明实施例。

图8表示图7中所示并联输出四相位转换器实施例的波形。

图9是表示采用根据本发明的三个1∶1变压器的并联输出结构的四相位转换器的本发明实施例。

图10是表示采用根据本发明的串联输出结构的四个1∶4变压器的四相位转换器的本发明实施例。

图11是表示采用三个1∶4变压器的根据本发明的串联输出结构的四相位转换器的本发明实施例。

图12是表示采用1∶1变压器的根据本发明的混合组合器电路中的三相位转换器的本发明实施例。

图13是表示采用1∶3变压器的根据本发明的混合组合器电路中的三相位转换器的本发明实施例。

图14是解释在急剧电流提取过渡期间的电流和电压事件的系列波形。

图15表示采用一个不等变压器的分层组合。

图16-18表示分层网络的其它拓扑结构。

图19表示隔离功率输入设计。

图20和21表示一个隔离功率输入设计的调整细节。

图22表示隔离单个AC输入源设计。

具体实施方式

很容易理解，本发明的基本概念可以以各种方式体现。这些概念包括处理或方法及其实施装置。此外，虽然公开了某些具体电路，但是应该理解这些电路不仅实现了某些方法，而且可以以多种方式改变。正如从图中所看到的，本发明的基本概念可以以很多不同的方式来体现。重要的是，应该理解所有这些方面都应该被本公开所包括。

在由较高电压源产生低调整dc电压时，通常使用所谓的“降压”转换器。如图1所示，这个转换器可以认为是一个具有一般四个基本元件的简单电路：两个电子开关，一个电感器和一个电容器。如果输出电压比二极管两端的电压降高，则下部电子开关可由二极管代替。

图1中的电路如下工作。开关2可周期性地和交替地被激励，以便在部分周期中在节点3的电压(一种功率输入)可以等于零，在部分周期中该电压可以等于电源电压1。这样，节点3的电压可以是脉冲波形，如图1的下部所示，其平均值一般小于输入电压1。在上部开关导通期间，电流可以在电感器4中增加，并在下部开关导通时，电感器4中的电流可以减小。一旦功率输入被接受，跨过负载5(例如示意地表示为电阻)、或可编程处理器或其部件或者给其供电的输出电压7可以等于在节点3的脉冲波形的平均值(并因此可以小于输入电压1)，并且可以是具有叠加脉动的dc，如图1的下部所示。输出电压7的调整或调节可通过改变上部开关相对于下部开关的闭合时间的百分比来实现。

如上所述，微处理器和专用半导体集成电路的方向可以使得：在电流增加时，供电电压和瞬变响应时间可以快速减少。瞬变响应的主要问题可能集中在电感器4。为实现快速瞬变响应，可以尽可能地将电感器4做得很小。忽略如调整回路响应和延迟等问题，降压转换器可具有增加其输出电流的最大能力，其输出电流等于输入电压1减去输出电压7再除以电感器4的值。转换器减小输出电流的能力可以是输出电压7除以电感器4的值，一般为不同的并且较小的值。因此，希望尽可能地将电感器4的值降低到最小值。

设计者减小电感器4的值的能力可能受到两个主要因素的限制：转换器的输出上的脉动电压9和电感器4中的脉动电流8。设计电感器4的主要因素可能是脉动电流8与在负载电阻5中流动的输出电流的平均值的比，因为它影响芯材料及其尺寸和价格。此外，大脉动电流8可能使开关2中的损耗增加，这就要求增大它们的尺寸和提高成本。大概更重要的是，大脉动电流的存在可能引起在各个部件的布线和封装中的寄生电感两端的电压降，并且布局变得更困难或不可能。实际上，可以减少电感器4的值，直到转换器的效率低到允许的最低程度，并且电容器6的值可以做得尽可能的大以便使输出脉动9降低到可接受的值和减少瞬变条件期间的电压过冲或下冲。应该注意到，与电容器的技术有关，在设计者增加电容器6的值时也有限制，并且值的增加可能与成本的增加相关。

当然，用于复杂电子系统如计算机工作站等的电源设备的设计可能涉及比这里讨论的更多的因素和择衷方案。

在尝试改善瞬变响应和降低输出脉动时，设计者已经构建了并联连线的N个降压转换器的系统，如图2所示的用于四个转换器的情形。开关对10、11、12和13可同时被驱动，或把每对开关的开关动作延迟一部分开关周期来按照相位顺序驱动。正如可理解的，可以有多个输入端如第一功率输入端14、第二功率输入端15、第三功率输入端16以及第四功率输入端17。

图3表示用于定相顺序开关设计的可能波形。通常，可使用这个“多相位”方案，因为对于相同的电容器6的值，与被同时驱动的并联输入(这里是降压转换器)相比可由此减小输出脉动21的大小。这个多相位驱动还可以降低输入脉动(从电源设备1提取的ac电流)，这可能是一个优点；在图2中显然存在的驱动电路或仅仅是顺序性和重复性有源元件控制元件可能变得更复杂，但是不会太昂贵，因为这些元件被认为是可组装到单个集成电路中的低级电路。在工作中，这种电源设备从有源元件的重复操作产生至少一个功率输入，该有源元件例如是用于降压转换器元件10(组合)所示的开关。第一有源元件10(上)操作以通过第一有源元件10(上)馈送功率，以便在第一输入时间期间建立功率输入14。顺序地，第二有源元件10(下)操作以通过第二有源元件10(下)馈送功率，以便在可以不同于第一输入时间的第二输入时间期间建立功率输入14。如上所述，这可以通过采用所示的两个开关元件来实现，或者它可以是一个开关元件和一个二极管元件(例如，通过用图中的二极管代替10(下))。还可以有一个各个有源元件依次响应的顺序性和重复性有源元件控制元件。

可以组合多个输入以产生可以后来被进一步调整的组合功率信号，或不产生例如输出电压7的功率输出。如后面由本发明解释的，这可以是代数均值或甚至是各个输入的代数平均值。整个组合可以通过组合器网络(如图3中所示的各种电感器19的组合)来实现。因此这个组合器网络可响应至少两个功率输入，并且如果被适当地配置，实际上可构成为一个代数均值组合器网络或一个代数平均值组合器网络。

如上所述，降压转换器或其它这种功率输入的瞬变响应可由图2中的输入电压1、输出电压7和串联电感器19的值确定。如果N个转换器被同时驱动(即，不是多相位的)，每个电感器19增大的倍数是系统中的转换器数量(图2中为四个)，因为输出的总响应可以是单独转换器的总和。在这种情况下，脉动电流21可以小N倍，并且dc电流可以小N倍，使比例与单个转换器的情况相同。单独转换器产生输出7的变化的能力可能小N倍，但是转换器的系统可以以与单个转换器情况相同的速度改变输出。由于每个转换器可处理电流的1/N并具有电流脉动的1/N，因此每个转换器可减小N倍。然而，输出脉动频率是基频并且在单个转换器情况的基础上没有改进，即不能减小电容器6的值。在将单个降压转换器分成更小转换器的系统时的显式增益是易于处理各种部件的布线和封装中的寄生电抗，代价是使部件数量增加了N个。

另一方面，如果转换器系统以多相位方式被驱动，如在图3的波形中所示，每个降压转换器可被它自己的能力管理以依次修正输出电流。在开关时，每个转换器可以将输出改变1/N倍(在这种情况下为1/4)，但是在总周期内所有N个转换器将被激励，因此转换器系统还可以以与图1的单个转换器情况相同的速度改变输出。

电感器19中的脉动电流21可由输入电压1和输出电压7之间的差除以电感来确定，并且可以与刚刚所述的同时驱动的情况相同：脉动电流小N倍，电感器19中的dc电流也小N倍，并且每个转换器的脉动电流21与输出电流18的比与图1的单个转换器的情况相同。还可以使输出脉动减小N倍，因为被电容器6吸收的电流脉冲的大小可以减小N倍(在这种情况下为4)，并且这些脉冲的频率增加相同倍数。这就允许在某些情况下可减小电容器6的尺寸。而且，由于相同的原因，还可以减小由转换器系统从输入源1提取的脉冲电流。峰值输入和输出脉动电流的这些减小可使得易于进行电路的布置以及对包括该系统的布线和封装电子部件的电抗允许有一定容差。

不管怎样，假设设计者已经用与单个降压转换器中相同的方式对于图2的多相位系统优化了电感器19的值，即对于脉动电流21与dc电流18的比值和在开关对10-13中的均方根电流损失选择了合理的最大值，对瞬变响应可能没有改进。

因此，不管现有技术的多降压转换系统是被同时驱动还是以多相位方式驱动，可能都对瞬变响应没有改进，并且这种系统的优点可能是边界性的并涉及布局的简易，反过来又大大增加了成本。

本发明的特别实施例采用组合变压器或其他组合网络以克服现有技术转换器系统的限制。值得注意的是，一个组合网络可服务两个输入。多个输入可采用相同的网络，如这里所述的，该网络可用做一个高有效输入电感和一个低有效输出电感。此外，甚至只利用无源元件(大概只是所示的电感器和电容器)就能实现这一点。这样，每个输入只受到无源电元件的实质影响(以能引起对可编程处理器的操作有重大冲击的方式被影响)。为理解本发明的特定实施例是如何实现的，最好是从如图4所示的两个转换器的实施例开始说明。在图4中，可看到开关22和24包括第一开关级33，开关23和25包括第二开关级34。这两个级以“多相位”方式被驱动，如从图4的波形图所看到的。这两个级的输出在被提供给由电感器31和电容器6构成的输出滤波器之前可以在组合变压器26中组合。

因此该设计可以用做具有用于可编程处理器5的高电流、低电压功率输出7的可编程处理器功率电源装置。利用这个基本设计方案，功率输出7可输送抽取电流，该电流可以由可编程处理器的要求急剧改变，同时在功率输出端基本上保持在恒定电压。这是有意义的，因为它能防止过电压峰值或电压不足，这些缺陷会损伤、破坏、或停止可编程处理器的正常工作。因此，功率输出7实际上可以是急剧可变的、基本上恒定的电压功率输出。

在图14中，可以看到当有急剧电流抽取过渡时，通常所述的第一和第二峰值。第一峰值通常被认为是旁路电容器的ESL和ESR的结果。第二峰值通常被认为是微处理器旁路电容器的电容值和电源输出电感的结果。等式ΔV＝LΔI²/CV表述了电流阶越(current step)的值和由于电源输出电感和微处理器旁路电容而得到的电压阶越(voltage step)之间的近似关系。对于给定的输出电容，电源的瞬变响应能力主要由输出电感确定。较小的输出电感给出较好的电压调整能力。在图14中，第二峰值是由于旁路电容和电源输出电感产生的。在本发明的目的中，输出电感可任意地小，以便能用合理量的旁路电容给下一代微处理器供电。在极限情况时，如果电源基本上以不中断定序导通(SUSC)模式(这里还称为sweet spot)工作，则可编程处理器电源输出电感可接近零。

通过这个延伸到特定应用的基本设计原理，现在可以利用先前不能实现的各种参数把功率输送给可编程处理器。这些参数包括以下参数的任意组合或排列：

-具有至少约为20安培的最大电流的功率输出，

-具有至少约为50安培的最大电流的功率输出，

-具有至少约为100安培的最大电流的功率输出，

-具有至少约为200安培的最大电流的功率输出，

-具有至少约为100％电流抽取(current draw)的电流变化的功率输出，

-具有至少约为100％最大电流抽取的电流变化的功率输出，

-输出小于约2伏的功率输出，

-输出小于约1.8伏的功率输出，

-输出小于约1.5伏的功率输出，

-输出小于约1.3伏的功率输出，

-输出小于约1.0伏的功率输出，

-输出小于约0.4伏的功率输出，

-防止小于所述低电压输出的约20％的电压变化的功率输出，

-防止小于所述低电压输出的约10％的电压变化的功率输出，

-防止小于所述低电压输出的约5％的电压变化的功率输出，

-防止小于所述低电压输出的约2％的电压变化的功率输出，

-电流改变输出的高速度，

-大于约0.1A/ns输出的典型电流变化，

-大于约1A/ns输出的典型电流变化，

-大于约5A/ns输出的典型电流变化，和甚至是

-大于约10A/ns输出的典型电流变化。

此外，可编程处理器可在需要这种能力的宽范围的新系统内配置，新系统例如是在至少几百兆赫、1GHz、2GHz、5GHz、或甚至10GHz运行的下一代微处理器、存储器管理电路、图形显示电路、输入-输出电路、中央处理元件、电信电路、雷达电路以及甚至是车辆电源电路。

为理解这些是如何可以实施的，理解图4中的波形是有帮助的。开关操作使得在某电压产生输入电流脉冲29。该脉冲被有效输入电感(改变开关输入的电感)影响。由于希望提供稳定的DC输出，因此希望具有被高有效输入电感影响的输入。这使降压相位脉冲上产生倾斜，如图所示。因此，高有效输入电感是多功率输入所响应的项目。这个高有效输入电感可以具有各种值，但是在初始期望设计中，它可具有大于约100、200、500、或甚至1000nH的有效值。对定序驱动进行配置以实现所示的电压脉冲，可以看到如何实现输出电压7等于输入电压1的四分之一。在这种情况下，开关22和24和开关23和25分别可产生具有25％占空因数的波形；即，开关22和23的导通周期可以是开关24和25的导通周期的三分之一。这样，节点27和28的电压的平均值可以是输入电压的四分之一。由于变压器26的线圈两端不存在稳定状态的dc电压，因此在节点30的平均DC电压也可以是输入电压的四分之一。在节点30的电压的交变分量可以是在节点27和28的电压的代数和的一半： $V_{30}=\frac{1}{2}(V_{27}+V_{28})$

并且如图4中所示，因此可以是单个开关级的开关频率的两倍和振幅的一半的方波。因此滤波电感器31中的脉动电流35可减少η倍： $\mathrm{\η}=\frac{\frac{1}{2}{V}_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}=\frac{1}{2}\frac{V_{\mathrm{in}}-{2V}_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}$

对于图4的情况(V_in＝4V_out)，对于电感、输入电压和输出电压的相同值，脉动电流35减少到图1的降压转换器中的脉动电流的幅度的三分之一。这样，与图1的电感器4相比，为保持脉动电流35与图4的电感器31中的平均输出电流32的相同比例，可以把电感器31的值减小3倍。

此外，在其导通周期期间开关晶体管22的平均电流26可以是由变压器26的作用产生的平均输出电流的一半，并且电流26的AC分量也可以是电感器31中的电流32的AC分量的一半。当然，由于与图1的两个开关相比，图4有四个开关，如果电感被减少上述三倍，则在两个图中的所有开关中的总损失可以相同。

上述电感器31中的这个减少与快速响应系统的目标一致，即，提供低有效输出电感(这引起或限制了允许快速电流改变的能力)。这允许响应于一个组合器网络的低有效输出电感功率输出，其中该组合器网络也呈现高有效输入电感。甚至更惊人的是，采用相同的网络也允许这一点。该值同样是相当大的-特别是在考虑上述输入电感时。它们可以包括小于所述输入电感的约1/10、1/100或1/1000的输出电感，甚至具有小于约50、20、10、或甚至2nH的电感的输出。输出电感器31的值和总有效输出电感的减小可以产生是图1的简单降压转换器或图2的多个降压转换器系统的瞬变响应的三倍或更高倍数的改进瞬变响应。

从前面的说明中注意到，如果V_out＝V_in/2并且因数h＝0，则脉动电流为零。在图形上来看，产生这种情况是因为在这种情况下在节点27和28的方波加在一起形成一个可以为“纯DC”的波形，即，没有任何变化或“间隙”的波形。在这种情况下，原则上说，电感器可被减小到非常接近于零。这种情况是在本应用中已经被定义为SUSC模式或“sweet spot”的例子。从这一点看出，如果可以自由地把输入电压准确地选择为所需输出电压的两倍，则在这种电路中可获得非常快速的瞬变响应。当然，设计者应该允许输入和输出电压的变化，但是通过接近于h＝0的点的工作，可大大改进瞬变响应。正如所看到的，具有N个转换器的系统具有一般(N-1)个“魔力比”(magic ratios)，其中通过减少滤波电感器的值可改进瞬变响应，而不增加输出脉动、电感器复杂性或开关损失。然而，即使本发明的系统在不同于这些特殊点的输入/输出比工作，滤波电感值的实质减小和伴随物在瞬变响应中增加。

通过采用变压器或磁性耦合作为组合网络的部件--甚至以1∶1的匝数比--可实现很大的利益。变压器电路可用于磁性耦合两个功率输入或作为其磁性耦合。当第一输入工作时，它用于在组合器网络中产生第一方向效应(磁场)。当第二输入工作时，它可用于在相同元件中产生第二方向响应。重要的是，通过正确构成该设计，这个第二方向效应可与第一效应相反。这样，感应元件或变压器绕组可在相反方向建立磁场。这样，组合器网络可包括反向极性元件或甚至反向极性变压器。在每种情况下，具有正极侧的第一线圈可连接到具有负极侧的第二线圈，并且这两个线圈可被磁性耦合。利用这种反向极性连接，第一无源方向效应元件和第二无源方向效应元件可互相相对。由于磁场元件相对，结果是得到高输入电感和低输出电感。

此外，如果使用的话，变压器元件可以是减小磁场储存能变压器，因为不需要包括大量的能量储存。甚至可以是非气隙变压器。在选择变压器设计时，可能希望提供其中绕组大部分重叠的变压器。这样，该变压器可以基本上是叠合变压器(coincident transformer)。这可用于提供更好的对抗，甚至可以允许变压器是基本上不饱和变压器，因为在使用范围内它不能饱和。最后，虽然讨论的是相等的、1∶1变压器(相等的匝数)的情况，实际上也一样存在要求不等变压器的设计。如图所示，变压器可连接到多功率输入以实现所希望的效果。

图5表示本发明的四-转换器实施例。这里，开关对36-39可以多相位方式被驱动，如图6的波形中所示。输出端40、41可与组合变压器44组合，输出端42和43可与组合变压器45组合，并且得到的信号47和48可在组合变压器46中组合以形成连接到由电感器50和电容器60构成的输出滤波器的单个输出。从数学上讲，这个单个输出是在节点40-43的电压的代数均值： $V_{49}=\frac{1}{4}\underset{n=40}{\overset{n=42}{\mathrm{\Σ}}}\left(V_n\right)$

图6的波形是为等于输入电压1的八分之一的输出电压7绘制的。在这种情况下，开关对36-39各产生具有12.5％占空因数的波形；即，每对的上部开关的导通周期是每对的下部开关的导通周期的七分之一。如前所述，开关对可以以多相位方式被驱动，如图6所示。这样，在每个节点40-43的电压的平均值是输入电压的八分之一。由于变压器44的绕组两端可能不存在稳定状态的DC电压，因此在节点47的平均DC电压也是输入电压的八分之一。在节点47的电压的交变分量可以是在节点40和41的电压的代数和的一半，并且如图6所示，可以是频率为单独开关级36和37的开关频率的两倍并且振幅为电压40或41的振幅的一半的方波。同样，变压器45的绕组两端可能不存在稳定状态的DC电压，因此在节点48的平均DC电压也是输入电压的八分之一，并且在节点48的电压的交变分量是在节点42和43的电压的代数和的一半。因此，如图6所示，在节点48的电压也可以是频率为单个开关级38和39的开关频率的两倍并且振幅是在节点42和43的电压的振幅的一半的方波。

在节点47和48的电压还可以在组合变压器46中进一步组合以形成在节点49的信号，由于与上述相同的原因，该信号也是具有在单个开关级36-39的频率的四倍的频率并具有输入电压的八分之一的平均值的方波，因此具有输入电压的四分之一的峰值振幅。

因此，滤波电感器50中的脉动电流53可以从图1的降压转换器的脉动电流5减少η倍： $\mathrm{\η}=\frac{\frac{1}{4}{V}_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}=\frac{1}{4}\frac{V_{\mathrm{in}}-{4V}_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}$

对于图5的情况(V_in＝8V_out)，脉动电流53减少到七分之一，这两种情况中电感、输入电压和输出电压的值相同。这样，为保持图5的电感器50中的脉动电流53与平均输出电流52的比与图1中的电感器4的比相同，可以使电感器50的值减少7倍。

通过在采用变压器电路之后利用一个串联电感元件影响输出，可最后调整功率输出以供使用。这个串联电感元件可用于使输出变平滑，用于所需的调整，因为不是所有的操作通常能在基本上集中的恒定导通定时或基本上不中断的定序导通点发生。此外，通过合适的设计，甚至可以采用固有的输出电感以便按照需要正面地影响输出。整个系统可以为固有电感而设计或可以采用分开提供的串联电感元件。如图所示，这是一个响应于变压器电路并串联设置的非耦合电感元件。

回到图5的具体实施例，还看到在导通期间开关晶体管36中的平均电流51由于变压器44、45和46的作用而可以是平均输出电流的四分之一，并且电流51的AC分量也可以是电感器50中的电流52的AC分量53的四分之一。当然，由于与图1的实施例中的两个开关相比，图5的实施例中有8个开关，如果电感器减小上述7倍，这两个图中的所有开关的总损失可以相同。

输出电感器50的值的这个减小可产生比图1的降压转换器或图2的多个降压转换器系统改善相同的7倍的瞬变响应。

如从图5的例子中可以理解的，多个输入(三个或更多个)可以层叠或者可以通过层叠耦合(tiered coupling)而连接，图中示出了一种类型。这些可以包括图15中所示的相等或不等变压器。如图5所示，该设计可以用于建立具有多个第一级输入83和84的第一级连接网络86(其利用不等变压器，如图所示)，其中第一级输出87用做功率输出。在层叠设计中，可以建立第二级输出84，其由具有第二级输入83的第二级连接网络85产生。

在理解如图5所示的层叠设计时，通过借助在第一中间串联连接点90连接的第一和第二电感器元件88和89将第一功率输入40连接到第二功率输入41，可以建立一个系统。这两个电感器元件88和89可磁性耦合并从第一中间串联连接点90建立第一中间输出91。同样，第三功率输入42和第四功率输入43可由在第二中间串联连接点98连接的第三和第四电感器元件96和97连接，并且还可以磁性耦合以产生第二中间输出99，如图所示。来自所述第二中间串联连接点98的第二中间输出99可以由在第三中间串联连接点94连接的第五和第六电感器元件92和93连接到第一中间输出91。这些又可以磁性耦合并可以产生最后功率输出95。当然，这个结构可以扩展到任何数量的层叠和其它拓扑结构。

在只作为另一例子在图7中显示的结构中，可以理解到，第一功率输入101连接到第一变压器59，第二功率输入102连接到第二变压器60，第三功率输入103连接到第三变压器61，并且第四功率输入104连接到第四变压器62。第一变压器59连接到所述第二变压器60，第二变压器60连接到第三变压器61，第三变压器61连接到第四变压器62，第四变压器62连接到第一变压器59。如上所述，这可以利用反向极性变压器连接来实现。每个变压器还连接到一个公共中间输出67，而公共中间输出67连接到从其提供功率的滤波元件68。而且，这个结构可以扩展到任何数量的层叠和其它拓扑结构。很多可能的例子中的一些例子示于图16、17和18中。

图6表示等于输入电压的八分之一的输出电压的情况的波形。如果输入与输出电压的比降低到四，则每个单个的开关对36-39可以以25％的占空因数开关，并且在节点47和48的波形可以在50％的占空因数。这意味着在节点49的波形可以是等于输入电压1的四分之一的稳定DC电压，因为在节点47和48的波形可以精确地无间隙地交叉。在这种情况下，原则上讲，电感器可以被减少到非常接近零。与图4的实施例中所示的以V_in/V_out＝2的比例工作的电路类比，如果可以自由地把输入电压选择为输出电压的四倍，对于图5中的电路，可以获得非常快的瞬变响应。象以前一样，设计者应该允许输入和输出电压的变化，但是通过在接近h＝0的点工作，设计者可以大大改善瞬变响应。

如果图5的电路的输入与输出电压比进一步被减小(对于给定输入电压，提高输出电压)到25％以下，则节点49的电压可以在输入电压的四分之一和二分之一之间切换，其占空因数可以取决于单个开关对36-39的占空因数。当单个开关对36-39的占空因数达到50％时，在节点49的电压可再次成为稳定的DC电压，在这种情况下为输入电压1的一半。而且，输出电感器50的值可以减少到接近零。这个效果可以在75％的单个开关对36-39的占空因数再次重复，其中在节点49的电压变为输入电压1的四分之三。这样，从图1的简单降压转换器的脉动电流5的脉动减少的等式一般变为： $\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{NV}}_{\mathrm{in}}-{\mathrm{MV}}_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}$

其中N是单独开关对的数量，M是采用离散值1，2，3，……(N-1)的整数，其产生减小的单个相位电流delta 54。当NV_in-MV_out接近于零时，可以使滤波电感器的值大大减小，并伴随着转换器的瞬变响应的改善。这对于图4的系统可以发生一次，对于图5的系统发生三次，并且一般对于N个转换器的系统发生(N-1)次。

图7表示作为本发明的另一实施例的组合变压器和开关对的不同结构。这里，来自四个开关对的节点55-58可以如图中所示那样连接以通过组合变压器59-61产生输出电压，每个组合变压器可具有1∶1的匝数比(即，初级绕组和次级绕组的匝数相同)。由于这个1∶1的匝数比，变压器59的两个绕组两端的电压可以相同，就是说：

V₆₇-V₆₆＝V₅₅-V₆₃，

其中V₆₇是在节点67的电压，V₆₆是在节点66的电压，等等。同样对于变压器60：

V₆₇-V₆₃＝V₅₆-V₆₄，

并且对于变压器61：

V₆₇-V₆₄＝V₅₇-V₆₅，

最后对于变压器62：

V₆₇-V₆₅＝V₅₈-V₆₆。

将这些等式加在一起得到一个等式：

4V₆₇＝V₅₅+V₅₆+V₅₇+V₅₈

或

V₆₇＝1/4(V₅₅+V₅₆+V₅₇+V₅₈)。

假设连接到节点55-58的开关对以多相位方式被驱动，与图5中的实施例的情况一样，得到的波形示于图8中，经过检查，它与图6的相同。因此，关于图5的实施例的所有评述也同样适用于图7的实施例。这样，图7的实施例可允许以相同的方式减少电感器68的值并使其减少到与图5的实施例相同的程度。

可以看到，虽然图7显示出某一满意的对称性，可以有比电路的等式中所要求的变量更多的自由变量。即，V₆₃、V₆₄和V₆₅都可以自由地被建立在任何AC电压，只要电压的平均值与连接到组合变压器的其它节点的电压平均值相同即可。因此，可以简单地将开关对之一直接连接到这些节点之一，并且输出电压直接连接到另一个上，并因此消除了变压器中的一个。这种结构示于图9中。

得到与图7的实施例相同的性能的图9实施例的概念可以通过以与前面相同的方式写出变压器节点的等式而看到。对于图9中的变压器59：

V₆₇-V₅₈＝V₅₅-V₆₃

其中与前面一样，V₆₇是节点67的电压，V₅₈是节点58的电压，等等。同样对于变压器60：

V₆₇-V₆₃＝V₅₆-V₆₄，

并且对于变压器61：

V₆₇-V₆₄＝V₅₇-V₆₇，

将这三个等式加在一起得到结果：

V₆₇＝1/4(V₅₅+V₅₆+V₅₇+V₅₈)。

这对于四个变压器的情况相同，并且对图5和7的实施例的评述同样适用于图9的实施例。

然而，采用1∶4比例的变压器的另一实施例可在图10中看到，其中组合了在节点69-72的输入。这里，变压器73-76的次级串联连接以形成要施加于输出滤波器的输出电压。与前面一样，可以为每个变压器写等式，以确定电路操作。或者，对于这种结构来说，可以注意到组合变压器在节点81的输出可以是与公共节点77的电压相加的次级电压的输出的简单总和。即，数学上讲：

V₈₁＝V₇₇+1/4(V₇₂-V₇₇)+1/4(V₇₁-V₇₇)+1/4(V₇₀-V₇₇)+1/4(V₆₉-V₇₇)，或 $V_{81}=\frac{1}{4}\underset{n=69}{\overset{n=72}{\mathrm{\Σ}}}\left(V_n\right)$

这是与图5、7和9的其他实施例相同的结果，因此对于采用1∶4变压器的本实施例的电路性能可以与采用1∶1变压器的实施例相同。与图7的情况类比，如果注意到节点77的电压不确定(即可以是具有等于输出电压的DC分量的任何AC电压)，并且可以等于开关节点之一，则可消除变压器之一。这示于图11中，其中可看到与前面一样，输出电压是次级电压加上公共节点的电压的总和，公共电极上的电压在这种情况下为V₇₂：

V₈₁＝V₇₇+1/4(V₇₁-V₇₂)+1/4(V₇₀-V₇₂)+1/4(V₆₉-V₇₂)，

这再次减少到 $V_{81}=\frac{1}{4}\underset{n=69}{\overset{n=72}{\mathrm{\Σ}}}\left(V_n\right)$

这样，施加于图11中的输出电感器82的电压的性能和波形的等式可以与根据本发明的四相位功率转换器的其它实施例即图5、7、9和10的相同。

一般情况下，可以将N个开关对与N-1个变压器组合，并且通过扩展可以看到可以实现以下倍数的输出电感器中的脉动电流的减小： $\mathrm{\η}=\frac{{\mathrm{NV}}_{\mathrm{in}}-{\mathrm{MV}}_{\mathrm{out}}}{V_{\mathrm{in}}-V_{\mathrm{out}}}$

其中N是单独开关对的数量和M是采用离散值1，2，3，…，(N-1)的整数。脉动电流的这个减小允许设计者把输出电感器的值减小相同量，以将脉动电流返回到其原始值。除了这个原理之外，当(NV_in-MV_out)接近于零时，滤波电感器的值的大大减小有可能伴随转换器的瞬变响应的很大改善。随着输出与输入电压的比改变，这对于N个转换器的系统来说一般发生(N-1)次。

应该注意到上面的说明和图4、6和8中的波形假设了在应用于输出滤波电感器的点(图4中的节点30，图5中的节点49，图7和9中的节点67，和图10和11中的节点81)的组合波形的源阻抗比转换器中的输出滤波器和负载的阻抗低。就是说，被反射到这些节点的从开关器件的漏极到源极的导通阻抗(R_ds(on))应该低于负载电阻5，并且组合变压器的漏电感必须小于输出电感。通常，前一个不等是近似有效的，因为太大比例的输入功率将损失在开关器件中。然而，这对于实现组合变压器来说是不便的、困难的或成本高的，因此它们的单独的漏电感比输出滤波电感的希望值小。在这种情况下，输出滤波电感器(图4中的31，图5中的52，图7和9中的68，以及图10和11中的82)的电感被减少的量是在组合节点(图4中的节点30，图5中的节点49，图7和9中的节点67，图10和11中的节点81)的漏电感的有效值。如果这样做了，则在组合节点的电压的波形不会如图中所示那样，这是由于组合变压器的漏电感的可能失真效应造成的，但是图4中的电感器31、图5中的52、图7和9中的68、或图10和11中的82的电路操作和电流将与理想变压器的电路和输出电感的合适值相同。通过这种方式，可以对组合变压器的非理想性质进行补偿。

当然，本发明的电路和方法可以具有隔离的输入。即，可以采用常规隔离功率转换电路作为到耦合输出部分的输入。例如，移相桥电路可以用在初级侧。这个电路可具有隔离初级侧与整流器侧的变压器。在这种情况下，馈送耦合电感器部分的电路可具有双极输入。

这种电路的一些实施例示于图19、20和21中。这些包括馈送四输入层叠组合器输出部分，虽然如图22中所示那样，但也可以采用单个AC输入源。输入可以是隔离源，可以是交叉切换电压源、双极源、交叉双极源或这些源的任何排列或组合。

当然，图19中的四个输入可以用SUSC模式工作。在这种模式中，输出可以只有短暂的瞬变，这是调整的人为现象，因此需要更限制性的滤波。如图20和21的波形所示，这些瞬变可能是由当调整破坏了理想SUSC时的短时间段造成的。输出滤波器现在只需要足够大以过滤调整增量(regulation delta)，并因此可以只有一个源，该源基本上只带有一个调整增量滤波元件。虽然可应用于本发明的实际的任何设计中，如图20和21的波形所示，通过基本上把操作集中在恒定导通将会发生更高百分比时间的点(例如，采用SUSC驱动)，只有在其定序被调整离开SUSC点的小脉冲必须被过滤。因此，可以实现更小的滤波器，更少的能量，和更快的响应。如前所述，当然，这可以通过固有电感或寄生元件来实现。这样，可以设计该系统以肯定地基本上只采用具有任何类型的可得到的源的寄生元件滤波器。这项技术作为给将来下一代处理器供电的方法是非常有价值的。

然而，应该指出，组合变压器的耦合系数必须是精确的；即，漏电感必须是远远小于磁化电感，变压器铁芯中的磁通量的抵消必须是充分的以防止磁材料的饱和，以使电路正常工作。

最后，上面的讨论主要涉及降压转换器的系统，应该理解本发明同样可应用于功率转换级的任何集合。一般，本发明可以体现为各种方式。此外，本发明和权利要求的各个元件的每个也可以以各种方式实现。本公开应该被理解为包含了每个这样的改型，可以是任何装置实施例、方法或工艺实施例的实施例的改变、或甚至只有这些实施例的任何元件的变化。特别是，应该理解，本公开涉及本发明的元件，每个元件的文字可由等效装置术语或方法术语表示-即使只有功能或结果是相同的。这种等效的、较宽的或甚至更普通的术语应该被认为是被包含于每个元件或动作的说明中了。这些术语可以按希望替换，以便确定本发明所具有的隐含的宽覆盖范围。作为一个例子，应该理解所有动作可以表示为实施该动作的手段或产生该动作的元件。同样，应该理解，公开的每个物理元件应包含该物理元件便于实施的动作的公开。关于这个最后方面，“开关”的公开应该理解为包含“开关”的动作的公开--不管明显描述与否--和，相反地，只公开了“开关”的动作，这种公开应该理解为包含“开关”元件的公开。这种变化和替换术语应理解为被明显包含于说明书中。

前面的讨论和后面的权利要求都说明了本发明的优选实施例。特别是关于权利要求，应该理解在不脱离它们的本质的情况下可以做出各种修改。在这种情况下，这些变化落入本发明的范围内。说明和要求保护可实现本发明的所有可能修改是不切实际的。利用了本发明的本质的修改自然落入由本专利实现的保护范围内。这特别对于本发明是真实的，因为其基本概念和理解基本上是性质上的并且可以以各种方式适用于各种领域。

在用于专利的本申请中所述的法律、条例、调整或规则的任何行为；或本申请中所列举的或所述的专利、公报、或其它参考文献在这里引证供参考，然而，对于每个文件，在这里结合供参考的这种信息或说明被认为是与这个/这些发明的专利不一致的情况下，这些说明不被认为是由本申请人所做的。此外，关于使用的每个术语，应该理解除非它在本申请中的使用与这个解释不一致，公用的字典定义应该被理解为用于每个术语和所有定义、替换术语和同义词，例如被包含于第二版的RandomHouse Webster’s Unabridged Dictionary中的定义，这里引证这些定义供参考。

另外，可以产生和提供所有元件或应用的各种组合和排列。每个从属权利要求可以表示为对每个独立权利要求的依赖性。关于这一点，应该理解，为了实际的原因和以便避免增加潜在的几百个权利要求，申请人已经提出只具有初始依赖性的权利要求。应该理解存在对在新实体法下所要求的程度的支持--包括但不限于欧洲专利条约123(2)和美国专利法35USC132或其他这种法律--以允许各种从属权利要求或其它要素的任何附加存在于一个独立权利要求之下，作为任何其它独立权利要求的从属权利要求或要素。所有这些都可以进行以便最佳化特定应用中的设计或性能。此外，除非上下文需要，否则“包括”一词及其变型应该理解为暗示着包含了所述元件或步骤，或元件或步骤的组，但是不排除任何其它元件或步骤，或元件或步骤的组。

参考文献

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Claims (243)

1、一种给电子电路供电的方法，包括以下步骤：

提供输入电压；

a、利用在某频率工作的至少两个电子开关切换所述输入电压，每个所述电子开关具有：导通时间，在该时间期间内所述电子开关两端的电压基本上为零；截止时间，在该截止时间期间通过所述电子开关的电流基本上为零；以及在所述导通时间和所述截止时间之间的过渡时间，其基本上小于所述导通时间和所述截止时间；

b、从所述至少两个电子开关产生切换波形；

c、在网络中组合所述切换波形以产生平均波形，其是所述切换波形的代数平均值；和

d、将所述平均波形施加于滤波器以产生基本上没有时间变化的输出电压。

2、一种给电子电路供电的方法，包括以下步骤：

a、提供输入电压；

b、利用分别包括在某频率工作的至少两个电子开关的至少两个功率转换级切换所述输入电压，每个所述电子开关具有：导通时间，在该时间期间内所述电子开关两端的电压基本上为零；截止时间，在该截止时间期间通过所述电子开关的电流基本上为零；以及在所述导通时间和所述截止时间之间的过渡时间，其基本上小于所述导通时间和所述截止时间；

c、从所述至少两个电子开关产生切换波形；

d、在网络中组合所述切换波形以产生组合电流输出，以便在所述功率转换级中流动的电流在所有时间上是均衡的；和

e、将所述组合电流输出施加于滤波器以产生基本上没有时间变化的输出电压。

3、一种多相位功率转换器，包括：

a、至少两个功率转换级，每个包括：在某频率工作的至少两个电子开关，每个所述电子开关具有：导通时间，在该时间期间内所述电子开关两端的电压基本上为零；截止时间，在该截止时间期间通过所述电子开关的电流基本上为零；以及在所述导通时间和所述截止时间之间的过渡时间，其基本上小于所述导通时间和所述截止时间，所述至少两个电子开关产生切换波形；

b、用于将所述切换波形组合成组合波形的组合元件网络，组合波形包括所述切换波形的代数平均值；和

c、用于将所述组合波形转换成基本上没有时间变化的输出电压的输出滤波器。

4、一种多相位功率转换器，包括：

a、至少两个功率转换级，每个包括：在某频率工作的至少两个电子开关，每个所述电子开关具有：导通时间，在该时间期间内所述电子开关两端的电压基本上为零；截止时间，在该截止时间期间通过所述电子开关的电流基本上为零；以及在所述导通时间和所述截止时间之间的过渡时间，其基本上小于所述导通时间和所述截止时间，所述至少两个电子开关产生切换波形；

b、用于组合所述切换波形的组合元件网络，以便在所述至少两个功率转换级中流动的电流在所有时间上是均衡的；和

c、用于将所述组合波形转换成基本上没有时间变化的输出电压的输出滤波器。

5、根据权利要求3或4所述的多相位功率转换器，其中所述至少两个功率转换级是降压转换器。

6、根据权利要求3或4所述的多相位功率转换器，其中所述组合元件网络是变压器。

7、根据权利要求3或4所述的多相位功率转换器，其中所述输出滤波器包括电感器和电容器的串联组合。

8、根据权利要求7所述的多相位功率转换器，其中在所述电感器两端的脉动电压与输入电压的比率变小的倍数等于所述至少两个功率转换级的数量。

9、根据权利要求3或4所述的多相位功率转换器，其中每个所述功率转换级中的脉动电流以小于所述导通时间和所述截止时间的总和的周期交变。

10、根据权利要求3或4所述的多相位功率转换器，其中每个所述功率转换级中的脉动电流具有小于所述输出滤波器中的脉动电流的振幅。

11、一种给可编程处理器供电的方法，包括以下步骤：

a、接受至少第一降压转换器功率输入；

b、利用至少一个高有效输入电感影响所述第一降压转换器功率输入；

c、由所述第一降压转换器输入在无源电元件中产生第一方向效应；

d、接受至少第二降压转换器功率输入；

e、利用至少一个高有效输入电感影响所述第二降压转换器功率输入；

f、由所述第二降压转换器功率输入在所述无源电元件中产生第二方向效应，其中所述第二方向效应与所述第一方向效应相反；

g、组合所述至少两个功率输入以产生组合功率信号；

h、由所述组合功率信号产生低有效输出电感功率输出；

i、从所述低有效输出电感功率输出建立高电流、低电压功率输出；

j、将所述高电流、低电压功率输出提供给可编程处理器；和

k、通过所述高电流、低电压功率输出至少部分地给所述可编程处理器供电。

12、根据权利要求11所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用至少一个高有效输入电感影响所述至少两个功率输入和从所述低有效输出电感功率输出建立高电流、低电压功率输出的步骤包括利用一个相同网络的步骤。

13、根据权利要求12所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用一个相同网络的步骤包括利用变压器电路的步骤。

14、根据权利要求12所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述将所述功率输出提供给所述可编程处理器的步骤包括从以下各项组成的组中选择的提供功率输出的步骤：

-提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压，

-提供大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-以任意组合提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-提供电流变化的高速度，

-提供大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化，和

-提供功率输出，其中输出导体的电压降相对于输送的电压是很显著的。

15、根据权利要求14所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述将所述功率输出提供给所述可编程处理器的步骤还包括提供一个表现出选自由下列各项构成的组中的一个输出电感的电路的步骤：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-小于约50nH的输出电感，

-小于约20nH的输出电感，

-小于约10nH的输出电感，

-小于约2nH的输出电感，

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

16、根据权利要求15所述的给可编程处理器供电的方法，还包括从选自由下列各项构成的组中的功率元件产生所述功率输入的至少一个的步骤：隔离源，交错切换电压源，双极源、交错双极源，上述各项的任何排列或组合，基本上只有调整增量滤波器元件的隔离源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错切换电压源，基本上只有调整增量滤波器元件的双极源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错双极源，基本上只有寄生元件滤波器的隔离源，基本上只有寄生元件滤波器的交错切换电压源，基本上只有寄生元件滤波器的双极源，和基本上只有寄生元件滤波器的交错双极源。

17、根据权利要求13所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用变压器电路的步骤包括利用非气隙变压器的步骤。

18、根据权利要求13所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用变压器电路的步骤包括利用基本上叠合的变压器的步骤。

19、根据权利要求12所述的给可编程处理器供电的方法，还包括接受至少三个降压转换器功率输入的步骤，其中所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用所述至少三个降压转换器功率输入的层叠耦合的步骤。

20、根据权利要求19所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个降压转换器功率输入的层叠耦合的步骤包括以下步骤：

a、建立具有多个第一级输入和第一级输出的第一级连接网络；和

b、建立具有多个第二级输入并输出所述第一级输入的第二级连接网络。

21、根据权利要求20所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个降压转换器功率输入的层叠耦合的步骤包括建立具有多个第三级输入并输出所述第二级输入的第三级连接网络的步骤。

22、根据权利要求21所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个降压转换器功率输入的层叠耦合的步骤还包括建立具有多个第四级输入并输出所述第三级输入的第四级连接网络的步骤。

23、根据权利要求19所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个降压转换器功率输入的层叠耦合的步骤还包括利用选自由下列各项组成的组中的部件的步骤：磁性耦合和串联电感器元件，磁性耦合电感器元件，变压器，部分连接到功率输入并且部分连接到另一个变压器的变压器，链接多个功率输入的磁性耦合和串联的电感器元件，不等变压器，相等变压器，以及链接多个功率输入的变压器。

24、根据权利要求19所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个降压转换器功率输入的层叠耦合的步骤包括以下步骤：

a、通过连接在第一中间串联接点的第一和第二电感器元件，将第一功率输入连接到第二功率输入；

b、磁性耦合所述第一和第二电感器元件；

c、从所述第一中间串联接点建立第一中间输出；

d、通过连接在第二中间串联接点的第三和第四电感器元件，将第三功率输入连接到第四功率输入；

e、磁性耦合所述第三和第四电感器元件；

f、从所述第二中间串联接点建立第二中间输出；

g、通过连接在第三中间串联接点的第五和第六电感器元件，将所述第一中间输出连接到所述第二中间输出；

h、磁性耦合所述第五和第六电感器元件；和

i、从所述第三中间串联接点建立所述功率输出。

25、根据权利要求19所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个降压转换器功率输入的层叠耦合的步骤包括以下步骤：

a、将第一功率输入连接到第一变压器；

b、将第二功率输入连接到第二变压器；

c、将第三功率输入连接到第三变压器；

d、将第四功率输入连接到第四变压器；

e、将所述第一变压器连接到所述第二变压器；

f、将所述第二变压器连接到所述第三变压器；

g、将所述第三变压器连接到所述第四变压器；

h、将所述第四变压器连接到所述第一变压器；

i、将所述第一变压器连接到公共中间输出；

j、将所述第二变压器连接到公共中间输出；

k、将所述第三变压器连接到公共中间输出；

l、将所述第四变压器连接到公共中间输出；

m、将所述中间输出连接到滤波器元件；和

n、从所述滤波器元件提供所述功率输出。

26、根据权利要求12或19所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述降压转换器功率输入的步骤。

27、根据权利要求26所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述降压转换器功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个降压转换器功率输入的步骤。

28、根据权利要求12或19所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个降压转换器功率输入的步骤。

29、根据权利要求26所述的给可编程处理器供电的方法，还包括在完成所述组合所述至少两个功率输入以产生组合功率信号的步骤之后，通过一串联电感元件影响所述功率输出的步骤。

30、根据权利要求12-15、17-19中任一项所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述将所述功率输出提供给所述可编程处理器的步骤包括给选自由下列各项组成的组中的元件提供所述功率输出的步骤：

-计算机系统的至少一部分，

-微处理器，

-计算机部件，

-在至少几百兆赫运行的微处理器，

-在至少1、2、5、或10千兆赫运行的微处理器，

-存储器管理电路，

-图形显示电路，

-输入-输出电路，

-中央处理元件，

-电信电路，

-雷达电路，和

-汽车电源电路。

31、根据权利要求27所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述将所述功率输出提供给所述可编程处理器的步骤包括给选自由下列各项组成的组中的元件提供所述功率输出的步骤：

-计算机系统的至少一部分，

-微处理器，

-计算机部件，

-在至少几百兆赫运行的微处理器，

-在至少1、2、5、或10千兆赫运行的微处理器，

-存储器管理电路，

-图形显示电路，

-输入-输出电路，

-中央处理元件，

-电信电路，

-雷达电路，和

-汽车电源电路。

32、一种可编程处理器电源，包括：

a、至少第一降压转换器元件；

b、至少一个高有效输入电感，所述第一降压转换器元件响应该高有效输入电感；

c、响应所述第一降压转换器元件的第一无源方向效应元件；

d、至少第二降压转换器元件；

e、至少一个高有效输入电感，所述第二降压转换器元件响应该高有效输入电感；

f、响应所述第二降压转换器元件的第二无源方向效应元件，其中所述第二无源方向效应与所述第一无源方向效应相反；

g、响应所述第一和所述第二降压转换器元件的组合器网络；

h、响应所述组合器网络的低有效输出电感功率输出；

i、来自所述低有效输出电感功率输出的高电流、低电压功率输出；和

j、响应所述高电流、低电压功率输出的可编程处理器。

33、根据权利要求32所述的可编程处理器电源，其中所述至少一个高有效输入电感和所述低有效输出电感功率输出各包括一个相同的网络。

34、根据权利要求33所述的可编程处理器电源，其中所述相同的网络包括变压器电路。

35、根据权利要求33所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的低电压输出，

-具有大于约20、50、100、或200安培的最大电流的输出，

-任意组合的具有小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流的输出，

-电流变化的高速度的输出，

-大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化的输出，和

-其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

36、根据权利要求35所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-具有小于约50nH的电感的输出，

-具有小于约20nH的电感的输出，

-具有小于约10nH的电感的输出，和

-具有小于约2nH的的电感的输出，

其中所述输入由选自由下列各项组成的组中的元件影响：

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

37、根据权利要求36所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括选自由下列各项组成的组中的元件：隔离源，交错切换电压源，双极源、交错双极源，上述各项的任何排列或组合，基本上只有调整增量滤波器元件的隔离源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错切换电压源，基本上只有调整增量滤波器元件的双极源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错双极源，基本上只有寄生元件滤波器的隔离源，基本上只有寄生元件滤波器的交错切换电压源，基本上只有寄生元件滤波器的双极源，和基本上只有寄生元件滤波器的交错双极源。

38、根据权利要求34所述的可编程处理器电源，其中所述变压器电路包括非气隙变压器。

39、根据权利要求34所述的可编程处理器电源，其中所述变压器电路包括基本上叠合的变压器。

40、根据权利要求33所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括至少三个功率输入，并还包括所述至少三个功率输入的层叠耦合。

41、根据权利要求40所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括：

a、具有多个第一级输入和一个第一级输出的第一级连接网络；和

b、具有多个第二级输入并输出所述第一级输入的第二级连接网络。

42、根据权利要求41所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合还包括具有多个第三级输入并输出所述第二级输入的第三级连接网络。

43、根据权利要求42所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合还包括具有多个第四级输入并输出所述第三级输入的第四级连接网络。

44、根据权利要求40所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括选自由下列各项组成的组中的部件：磁性耦合和串联电感器元件，磁性耦合电感器元件，变压器，部分连接到功率输入并部分连接到另一个变压器的变压器，链接多个功率输入的磁性耦合和串联的电感器元件，不等变压器，相等变压器，以及链接多个功率输入的变压器。

45、根据权利要求40所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括：

a、第一功率输入；

b、通过连接在第一中间串联接点的第一和第二电感器元件连接到所述第一功率输入的第二功率输入；

c、所述第一和第二电感器元件之间的磁性耦合；

d、来自所述第一中间串联接点的第一中间输出；

e、第三功率输入；

f、通过连接在第二中间串联接点的第三和第四电感器元件连接到所述第三功率输入的第四功率输入；

g、所述第三和第四电感器元件之间的磁性耦合；

h、来自所述第二中间串联接点的第二中间输出；

i、连接所述第一中间输出和所述第二中间输出并连接在第三中间串联接点的第五和第六电感器元件；

j、所述第五和第六电感器元件之间的磁性耦合；和

k、来自所述第三中间串联接点的功率输出。

46、根据权利要求40所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括：

a、连接到第一变压器的第一功率输入；

b、连接到第二变压器的第二功率输入；

c、连接到第三变压器的第三功率输入；

d、连接到第四变压器的第四功率输入；

e、所述第一变压器和所述第二变压器之间的接点；

f、所述第二变压器和所述第三变压器之间的接点；

g、所述第三变压器和所述第四变压器之间的接点；

h、所述第四变压器和所述第一变压器之间的接点；

i、所述第一变压器和公共中间输出之间的接点；

j、所述第二变压器和所述公共中间输出之间的接点；

k、所述第三变压器和所述公共中间输出之间的接点；

l、所述第四变压器和所述公共中间输出之间的接点；

m、所述中间输出到滤波器元件之间的接点；和

n、连接到所述滤波器元件的功率输出。

47、根据权利要求33或40所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

48、根据权利要求47所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

49、根据权利要求33或40所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

50、根据权利要求47所述的可编程处理器电源，其中还包括响应所述变压器电路并且所述可编程处理器所响应的串联电感元件。

51、根据权利要求33-36、38-40中任一项所述的可编程处理器电源，其中所述可编程处理器包括选自由下列各项组成的组中的可编程处理器：

-计算机系统的至少一部分，

-微处理器，

-计算机部件，

-在至少几百兆赫运行的微处理器，

-在至少1、2、5、或10千兆赫运行的微处理器，

-存储器管理电路，

-图形显示电路，

-输入-输出电路，

-中央处理元件，

-电信电路，

-雷达电路，和

-汽车电源电路。

52、根据权利要求48所述的可编程处理器电源，其中所述可编程处理器包括选自由下列各项组成的组中的可编程处理器：

-计算机系统的至少一部分，

-微处理器，

-计算机部件，

-在至少几百兆赫运行的微处理器，

-在至少1、2、5、或10千兆赫运行的微处理器，

-存储器管理电路，

-图形显示电路，

-输入-输出电路，

-中央处理元件，

-电信电路，

-雷达电路，和

-汽车电源电路。

53、一种给可编程处理器供电的方法，包括以下步骤：

a、接受至少两个功率输入；

b、利用至少一个高有效输入电感影响所述至少两个功率输入；

c、组合所述至少两个功率输入以产生组合功率信号；

d、产生影响所述组合功率信号的低有效输出电感功率输出；

e、建立影响所述低有效输出电感功率输出的高电流、低电压功率输出；

f、向所述可编程处理器提供所述高电流、低电压功率输出；和

g、由所述高电流、低电压功率输出向所述可编程处理器至少部分地供电。

54、根据权利要求53所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由所述低有效输出电感功率输出建立高电流、低电压功率输出的步骤包括只利用无源元件的步骤。

55、根据权利要求53所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用至少一个高有效输入电感影响所述至少两个功率输入和从所述低有效输出电感功率输出建立高电流、低电压功率输出的步骤包括利用一个相同的网络的步骤。

56、根据权利要求55所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用相同网络的步骤包括利用变压器电路的步骤。

57、根据权利要求56所述的给可编程处理器供电的方法，还包括在完成所述利用变压器电路的步骤之后利用串联电感元件影响所述功率输出的步骤。

58、根据权利要求57所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述在完成所述利用变压器电路的步骤之后利用串联电感元件影响所述功率输出的步骤包括利用固有输出电感肯定地影响所述功率输出的步骤。

59、一种给可编程处理器供电的方法，包括以下步骤：

a、接受至少第一功率输入；

b、由所述第一功率输入在无源电元件中产生第一方向效应；

c、接受至少第二功率输入；

d、由所述第二功率输入在所述无源电元件中产生第二方向效应，其中所述第二方向效应与所述第一方向效应相反；

e、组合所述至少两个功率输入以产生高电流、低电压功率输出；

f、向所述可编程处理器提供所述高电流、低电压功率输出；和

g、由所述高电流、低电压功率输出向所述可编程处理器至少部分地供电。

60、根据权利要求59所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述组合所述至少两个功率输入以产生高电流、低电压功率输出的步骤包括只利用无源元件的步骤。

61、根据权利要求60所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述只利用无源元件的步骤包括利用感应元件的步骤。

62、根据权利要求59所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由所述第一功率输入在无源电元件中产生第一方向效应和由所述第二功率输入在所述无源电元件中产生第二方向效应的步骤都包括建立磁场的步骤，其中所述第二方向效应与所述第一方向效应相反。

63、根据权利要求62所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由所述第二功率输入在所述无源电元件中产生第二方向效应的步骤包括建立磁场的步骤，该磁场的方向与所述由所述第一功率输入在无源电元件中产生第一方向效应的步骤建立的磁场方向相反，其中所述第二方向效应与所述第一方向效应相反。

64、根据权利要求59所述的给可编程处理器供电的方法，还包括以下步骤：

a、利用至少一个高有效输入电感影响所述至少两个功率输入；和

b、响应所述第一和第二功率输入产生低有效输出电感功率输出。

65、根据权利要求61所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用感应元件的步骤包括利用变压器电路的步骤。

66、根据权利要求65所述的给可编程处理器供电的方法，还包括在所述变压器电路之后利用串联电感器元件的步骤。

67、根据权利要求66所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用串联电感器元件的步骤包括肯定地利用固有电感的步骤。

68、一种给可编程处理器供电的方法，包括以下步骤：

a、接受至少两个功率输入；

b、组合所述至少两个功率输入以产生高电流、低电压功率输出；

c、向具有电流抽取的可编程处理器提供所述高电流、低电压功率输出；

d、由所述高电流、低电压功率输出向所述可编程处理器至少部分地供电；

e、急剧改变所述可编程处理器的所述电流抽取，同时维持所述功率输出上的基本上恒定电压。

69、根据权利要求68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述急剧改变所述可编程处理器的所述电流抽取同时维持所述功率输出上的基本上恒定电压的步骤包括将所述可编程处理器的所述电流抽取急剧改变到选自由下列各项组成的组中的电流：大于约20安培；大于约50安培；大于约100安培；大于约200安培；以所述电流抽取的至少约100％的量改变电流，和以最大电流抽取的至少约100％的量改变电流。

70、根据权利要求69所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供选自由下列各项组成的组中的功率输出的步骤：提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压。

71、根据权利要求68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述从所述高电流、低电压功率输出急剧改变电流抽取同时基本上不改变所述高电流、低电压功率输出的所述低电压的步骤包括基本上不把所述高电流、低电压功率输出的所述低电压改变多于选自由下列各项组成的组中的电压变化的步骤：小于约所述低电压功率输出的20％，小于约所述低电压功率输出的10％，小于约所述低电压功率输出的5％，和小于约所述低电压功率输出的2％。

72、根据权利要求70所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述从所述高电流、低电压功率输出急剧改变电流抽取同时基本上不改变所述高电流、低电压功率输出的所述低电压的步骤包括基本上不把所述高电流、低电压功率输出的所述低电压改变多于选自由下列各项组成的组中的电压变化的步骤：小于约所述低电压功率输出的20％，小于约所述低电压功率输出的10％，小于约所述低电压功率输出的5％，和小于约所述低电压功率输出的2％。

73、根据权利要求71所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述从所述高电流、低电压功率输出急剧改变电流抽取同时基本上不改变所述高电流、低电压功率输出的所述低电压的步骤包括急剧改变选自由下列各项组成的组中的所述电流抽取的步骤：大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化。

74、根据权利要求72所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述从所述高电流、低电压功率输出急剧改变电流抽取同时基本上不改变所述高电流、低电压功率输出的所述低电压的步骤包括急剧改变选自由下列各项组成的组中的所述电流抽取的步骤：大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化。

75、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供选自由下列各项组成的组中的功率输出的步骤：

-提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的低电压，

-提供大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-任意组合地提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-提供高速电流变化，

-提供大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化，和

-提供其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

76、根据权利要求53、64或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供表现出选自由下列各项组成的组中的输出电感的电路的步骤：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-小于约50nH的输出电感，

-小于约20nH的输出电感，

-小于约10nH的输出电感，

-小于约2nH的输出电感，

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

77、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，还包括由降压转换器元件产生至少一个所述功率输入的步骤。

78、根据权利要求77所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由降压转换器元件产生至少一个所述功率输入的步骤包括以下步骤：

a、重复操作第一有源元件；

b、在第一输入时间期间，通过所述第一有源元件向所述功率输入馈送功率；

c、依次和重复操作第二有源元件；和

d、在不同于所述第一输入时间的第二输入时间期间，通过所述第二有源元件向所述功率输入馈送功率。

79、根据权利要求77所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由降压转换器元件产生至少一个所述功率输入的步骤包括重复操作选自由下列各项组成的组中的有源元件的步骤：开关元件，二极管元件、具有两个开关元件的降压转换器元件，和具有开关元件和二极管元件的降压转换器元件。

80、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，还包括由选自由下列各项组成的组中的功率元件产生至少一个所述功率输入的步骤：隔离源，交错切换电压源，双极源、至少两个双极源、交错双极源，上述各项的任何排列或组合，基本上只有调整增量滤波器元件的隔离源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错切换电压源，基本上只有调整增量滤波器元件的双极源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错双极源，基本上只有寄生元件滤波器的隔离源，基本上只有寄生元件滤波器的交错切换电压源，基本上只有寄生元件滤波器的双极源，和基本上只有寄生元件滤波器的交错双极源。

81、根据权利要求77所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供选自由下列各项组成的组中的功率输出的步骤：

-提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压，

-提供大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-任意组合地提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-提供高速电流变化，

-提供大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化，和

-提供其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

82、根据权利要求81所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供表现出选自由下列各项组成的组中的输出电感的电路的步骤：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-小于约50nH的输出电感，

-小于约20nH的输出电感，

-小于约10nH的输出电感，

-小于约2nH的输出电感，

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

83、根据权利要求82所述的给可编程处理器供电的方法，还包括由选自由下列各项组成的组中的功率元件产生至少一个所述功率输入的步骤：隔离源，交错切换电压源，双极源、交错双极源，上述各项的任何排列或组合，基本上只有调整增量滤波器元件的隔离源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错切换电压源，基本上只有调整增量滤波器元件的双极源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错双极源，基本上只有寄生元件滤波器的隔离源，基本上只有寄生元件滤波器的交错切换电压源，基本上只有寄生元件滤波器的双极源，和基本上只有寄生元件滤波器的交错双极源。

84、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括磁性耦合所述至少两个功率输入的步骤。

85、根据权利要求84所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述磁性耦合所述至少两个功率输入的步骤包括由变压器电路影响所述至少两个功率输入的步骤。

86、根据权利要求85所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由变压器电路影响所述至少两个功率输入的步骤包括由减少磁场存储能量变压器影响所述至少两个功率输入的步骤。

87、根据权利要求85所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由变压器电路影响所述至少两个功率输入的步骤包括由非气隙变压器影响所述至少两个功率输入的步骤。

88、根据权利要求85所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由变压器电路影响至少两个功率输入的步骤包括利用基本上叠合的变压器影响所述至少两个功率输入的步骤。

89、根据权利要求85所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述由变压器电路影响至少两个功率输入的步骤包括利用基本上不饱和变压器影响所述至少两个功率输入的步骤。

90、根据权利要求87所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供选自由下列各项组成的组中的功率输出的步骤：

-提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压，

-提供大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-任意组合地提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-提供高速电流变化，

-提供大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化，和

-提供其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

91、根据权利要求90所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供表现出选自由下列各项组成的组中的输出电感的电路的步骤：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-小于约50nH的输出电感，

-小于约20nH的输出电感，

-小于约10nH的输出电感，

-小于约2nH的输出电感，

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

92、根据权利要求91所述的给可编程处理器供电的方法，还包括由降压转换器元件产生至少一个所述功率输入的步骤。

93、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用反向极性元件的步骤。

94、根据权利要求93所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用反向极性元件的步骤包括利用反向极性变压器的步骤。

95、根据权利要求94所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用反向极性变压器的步骤包括以下步骤：

a、建立具有正极侧的第一线圈；

b、建立具有负极侧的第二线圈；

c、将所述第一线圈的所述正极侧连接到所述第二线圈的所述负极侧；和

d、磁性耦合所述第一和第二线圈。

96、根据权利要求87所述的给可编程处理器供电的方法，还包括利用反向极性变压器的步骤。

97、根据权利要求88所述的给可编程处理器供电的方法，还包括利用反向极性变压器的步骤。

98、根据权利要求94所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括提供选自由下列各项组成的组中的功率输出的步骤：

-提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压，

-提供大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-任意组合地提供小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流，

-提供高速电流变化，

-提供大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化，和

-提供其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

99、根据权利要求98所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤还包括提供表现出选自由下列各项组成的组中的输出电感的电路的步骤：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-小于约50nH的输出电感，

-小于约20nH的输出电感，

-小于约10nH的输出电感，

-小于约2nH的输出电感，

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

100、根据权利要求99所述的给可编程处理器供电的方法，还包括由降压转换器元件产生至少一个所述功率输入的步骤。

101、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述接受所述功率输入的步骤包括接受至少三个功率输入的步骤，并且所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤。

102、根据权利要求101所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤包括以下步骤：

a、建立具有多个第一级输入和一个第一级输出的第一级连接网络；

b、建立具有多个第二级输入和并输出所述第一级输入的第二级连接网络。

103、根据权利要求102所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用至少三个功率输入的层叠耦合的步骤还包括建立具有多个第三级输入并输出所述第二级输入的第三级连接网络的步骤。

104、根据权利要求103所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用至少三个功率输入的层叠耦合的步骤还包括建立具有多个第四级输入并输出所述第三级输入的第四级连接网络的步骤。

105、根据权利要求101所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用至少三个功率输入的层叠耦合的步骤包括利用选自由下列各项组成的组中的部件的步骤：

磁性耦合和串联电感器元件，磁性耦合电感器元件，变压器，部分连接到功率输入并且部分连接到另一个变压器的变压器，链接多个功率输入的磁性耦合和串联电感器元件，不等变压器，相等变压器，和链接多个功率输入的变压器。

106、根据权利要求101所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤包括以下步骤：

a、通过连接在第一中间串联接点的第一和第二电感器元件，将第一功率输入连接到第二功率输入；

b、磁性耦合所述第一和第二电感器元件；

c、从所述第一中间串联接点建立第一中间输出；

d、通过连接在第二中间串联接点的第三和第四电感器元件，将第三功率输入连接到第四功率输入；

e、磁性耦合所述第三和第四电感器元件；

f、从所述第二中间串联接点建立第二中间输出；

g、通过连接在第三中间串联接点的第五和第六电感器元件，将所述第一中间输出连接到所述第二中间输出；

h、磁性耦合所述第五和第六电感器元件；和

i、从所述第三中间串联接点建立所述功率输出。

107、根据权利要求101所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤包括以下步骤：

a、将第一功率输入连接到第一变压器；

b、将第二功率输入连接到第二变压器；

c、将第三功率输入连接到第三变压器；

d、将第四功率输入连接到第四变压器；

e、将所述第一变压器连接到所述第二变压器；

f、将所述第二变压器连接到所述第三变压器；

g、将所述第三变压器连接到所述第四变压器；

h、将所述第四变压器连接到所述第一变压器；

i、将所述第一变压器连接到公共中间输出；

j、将所述第二变压器连接到所述公共中间输出；

k、将所述第三变压器连接到所述公共中间输出；

l、将所述第四变压器连接到所述公共中间输出；

m、将所述中间输出连接到滤波器元件；和

n、从所述滤波器元件提供所述功率输出。

108、根据权利要求107所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述步骤：

-将所述第一变压器连接到所述第二变压器，

-将所述第二变压器连接到所述第三变压器，

-将所述第三变压器连接到所述第四变压器，和

-将所述第四变压器连接到所述第一变压器，

每个都具有到相应变压器的输入侧，并且所述步骤：

-将所述第一变压器连接到所述第二变压器，

-将所述第二变压器连接到所述第三变压器，

-将所述第三变压器连接到所述第四变压器，和

-将所述第四变压器连接到所述第一变压器，

每个都包括利用所述输入侧以连接到相应相邻变压器的步骤，并且所述步骤：

-将所述第一变压器连接到所述第二变压器，

-将所述第二变压器连接到所述第三变压器，

-将所述第三变压器连接到所述第四变压器，和

-将所述第四变压器连接到所述第一变压器，

每个都包括利用反向极性变压器连接的步骤。

109、根据权利要求75所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述接受所述功率输入的步骤包括接受至少三个功率输入的步骤，并且所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤。

110、根据权利要求77所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述接受所述功率输入的步骤包括接受至少三个功率输入的步骤，并且所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤。

111、根据权利要求80所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述接受所述功率输入的步骤包括接受至少三个功率输入的步骤，并且所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤。

112、根据权利要求81所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述接受所述功率输入的步骤包括接受至少三个功率输入的步骤，并且所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤。

113、根据权利要求87所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述接受所述功率输入的步骤包括接受至少三个功率输入的步骤，并且所述组合所述至少两个功率输入的步骤包括利用所述至少三个功率输入的层叠耦合的步骤。

114、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

115、根据权利要求114所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

116、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

117、根据权利要求75所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

118、根据权利要求117所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

119、根据权利要求75所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

120、根据权利要求76所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

121、根据权利要求120所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

122、根据权利要求76所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

123、根据权利要求77所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

124、根据权利要求123所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

125、根据权利要求77所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

126、根据权利要求81所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

127、根据权利要求126所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

128、根据权利要求81所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

129、根据权利要求87所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

130、根据权利要求129所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的所述步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

131、根据权利要求87所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

132、根据权利要求93所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

133、根据权利要求132所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

134、根据权利要求93所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

135、根据权利要求101所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

136、根据权利要求135所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

137、根据权利要求131所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

138、根据权利要求80所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过基本上不中断定序导通驱动元件驱动至少两个所述功率输入的步骤。

139、根据权利要求138所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过基本上不中断定序导通元件驱动至少两个所述功率输入的步骤包括基本上集中在恒定导通定时驱动所述至少两个功率输入的步骤。

140、根据权利要求80所述的给可编程处理器供电的方法，还包括通过多相位驱动元件驱动所述至少两个功率输入的步骤。

141、根据权利要求85所述的给可编程处理器供电的方法，还包括在完成所述由变压器电路影响所述至少两个功率输入的步骤之后通过串联感应元件影响所述功率输出的步骤。

142、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，还包括在完成所述组合至少两个功率输入的步骤之后通过串联感应元件影响所述功率输出的步骤。

143、根据权利要求142所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过串联感应元件影响所述功率输出的步骤包括通过非耦合感应元件影响所述功率输出的步骤。

144、根据权利要求143所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述通过非耦合感应元件影响所述功率输出的步骤包括通过固有输出电感肯定地影响所述功率输出的步骤。

145、根据权利要求80所述的给可编程处理器供电的方法，还包括在完成所述由变压器电路影响所述至少两个功率输入的步骤之后通过固有输出电感肯定地影响所述功率输出的步骤。

146、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述功率输出包括作为所述至少两个功率输入的代数均值的功率输出。

147、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述功率输出包括作为所述至少两个功率输入的代数均值的功率输出。

148、根据权利要求53、59或68所述的给可编程处理器供电的方法，其中所述向所述可编程处理器提供所述功率输出的步骤包括向选自由下列各项组成的组中的元件提供所述功率输出的步骤：

-计算机系统的至少一部分，

-微处理器，

-计算机部件，

-在至少几百兆赫运行的微处理器，

-在至少1、2、5、或10千兆赫运行的微处理器，

-存储器管理电路，

-图形显示电路，

-输入-输出电路，

-中央处理元件，

-电信电路，

-雷达电路，和

-汽车电源电路。

149、一种可编程处理器电源，包括：

a、至少两个功率输入；

b、所述至少两个功率输入所响应的至少一个高有效输入电感；

c、响应所述至少两个功率输入的组合器网络；

d、响应所述组合器网络的低有效输出电感功率输出；

e、响应所述低有效输出电感功率输出的高电流、低电压功率输出；和

f、响应所述高电流、低电压功率输出的可编程处理器功率接线。

150、根据权利要求149所述的可编程处理器电源，其中所述至少一个高有效输入电感和所述低有效输出电感功率输出都基本上只受无源元件影响。

151、根据权利要求149所述的可编程处理器电源，其中所述至少一个高有效输入电感和所述低有效输出电感功率输出都包括一个相同的网络。

152、根据权利要求151所述的可编程处理器电源，其中所述相同网络包括变压器电路。

153、根据权利要求152所述的可编程处理器电源，还包括响应所述变压器电路的串联感应元件，并且所述可编程处理器功率接线响应该串联感应元件。

154、根据权利要求153所述的可编程处理器电源，其中响应所述变压器电路的所述串联感应元件包括肯定地利用的固有输出电感。

155、一种可编程处理器电源，包括：

a、至少第一功率输入；

b、响应所述第一功率输入的第一无源方向效应元件；

c、至少第二功率输入；

d、响应所述第二功率输入的第二无源方向效应元件，其中所述第二无源方向效应与所述第一方向效应相反；

e、响应所述第一和第二功率输入的组合器网络；

f、高电流、低电压功率输出；

g、响应所述高电流、低电压功率输出的可编程处理器功率接线。

156、根据权利要求155所述的可编程处理器电源，其中所述第一无源方向效应元件和所述第二无源方向效应元件都基本上只受到无源元件的影响。

157、根据权利要求156所述的可编程处理器电源，其中所述第一无源方向效应元件和所述第二无源方向效应元件包括感应元件。

158、根据权利要求155所述的可编程处理器电源，其中所述第一无源方向效应元件和所述第二无源方向效应元件包括磁场元件。

159、根据权利要求155所述的可编程处理器电源，还包括：

a、所述第一和第二功率输入所响应的至少一个高有效输入电感；

b、响应所述第一和第二功率输入的至少一个低有效输出电感功率输出。

160、根据权利要求157所述的可编程处理器电源，其中所述感应元件包括变压器电路。

161、根据权利要求160所述的可编程处理器电源，还包括响应所述变压器电路的串联感应元件，并且所述可编程处理器功率接线响应该串联感应元件。

162、根据权利要求161所述的可编程处理器电源，其中响应所述变压器电路的所述串联感应元件包括肯定地利用的固有输出电感。

163、一种可编程处理器电源，包括：

a、至少两个功率输入；

b、响应所述至少两个功率输入的组合器网络；

c、响应所述组合器网络的高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出；和

d、响应所述高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出的可编程处理器。

164、根据权利要求163所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的功率输出：具有至少约为20安培最大电流的功率输出，具有至少约为50安培最大电流的功率输出，具有至少约为100安培最大电流的功率输出，具有至少约为200安培最大电流的功率输出，具有至少约为电流抽取的100％的电流变化的功率输出，和具有至少约为最大电流抽取的100％的电流变化的功率输出。

165、根据权利要求164所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的功率输出：输出小于约2V的功率输出，输出小于约1.8V的功率输出，输出小于约1.5V的功率输出，输出小于约1.3V的功率输出，输出小于约1.0V的功率输出，和输出小于约0.4V的功率输出。

166、根据权利要求163所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的功率输出：防止小于所述低电压输出的约20％的电压变化的功率输出，防止小于所述低电压输出的约10％的电压变化的功率输出，防止小于所述低电压输出的约5％的电压变化的功率输出，防止小于所述低电压输出的约2％的电压变化的功率输出。

167、根据权利要求165所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的功率输出：防止小于所述低电压输出的约20％的电压变化的功率输出，防止小于所述低电压输出的约10％的电压变化的功率输出，防止小于所述低电压输出的约5％的电压变化的功率输出，防止小于所述低电压输出的约2％的电压变化的功率输出。

168、根据权利要求166所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的功率输出：适于提供大于约0.1、1、5或10A/ns的电流变化的功率输出。

169、根据权利要求167所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压、可急剧改变的、基本上恒定电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的功率输出：适于提供大于约0.1、1、5或10A/ns的电流变化的功率输出。

170、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的低电压输出，

-具有大于约20、50、100、或200安培的最大电流的输出，

-具有小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流的任意组合的输出，

-高速电流变化输出，

-大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化的输出，和

-其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

171、根据权利要求149、159或163所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-具有小于约50nH的电感的输出，

-具有小于约20nH的电感的输出，

-具有小于约10nH的电感的输出，

-具有小于约2nH的电感的输出，

并且其中所述输入由选自由下列各项组成的组中的元件作用：

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

172、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括降压转换器元件。

173、根据权利要求172所述的可编程处理器电源，其中所述降压转换器元件包括：

a、第一有源元件；

b、第二有源元件；和

c、所述第一有源元件和所述第二有源元件所依次响应的顺序性和重复性有源元件控制元件。

174、根据权利要求172所述的可编程处理器电源，其中所述降压转换器元件包括选自由下列各项组成的组中的元件：开关元件，二极管元件，具有两个开关元件的降压转换器元件，和具有开关元件和二极管元件的降压转换器元件。

175、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括选自由下列各项组成的组中的元件：隔离源，交错切换电压源，双极源，交错双极源，上述各项的任何排列或组合，基本上只有调整增量滤波器元件的隔离源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错切换电压源，基本上只有调整增量滤波器元件的双极源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错双极源，基本上只有寄生元件滤波器的隔离源，基本上只有寄生元件滤波器的交错切换电压源，基本上只有寄生元件滤波器的双极源，和基本上只有寄生元件滤波器的交错双极源。

176、根据权利要求172所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的低电压输出，

-具有大于约20、50、100、或200安培的最大电流的输出，

-具有小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流的任意组合的输出，

-高速电流变化输出，

-大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化的输出，和

-其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

177、根据权利要求176所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-具有小于约50nH的电感的输出，

-具有小于约20nH的电感的输出，

-具有小于约10nH的电感的输出，

-具有小于约2nH的电感的输出，

并且其中所述输入由选自由下列各项组成的组中的元件作用：

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

178、根据权利要求177所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括选自由下列各项组成的组中的元件：隔离源，交错切换电压源，双极源，交错双极源，上述各项的任何排列或组合，基本上只有调整增量滤波器元件的隔离源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错切换电压源，基本上只有调整增量滤波器元件的双极源，基本上只有调整增量滤波器元件的交错双极源，基本上只有寄生元件滤波器的隔离源，基本上只有寄生元件滤波器的交错切换电压源，基本上只有寄生元件滤波器的双极源，和基本上只有寄生元件滤波器的交错双极源。

179、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述组合器网络包括磁性耦合。

180、根据权利要求179所述的可编程处理器电源，其中所述组合器网络包括变压器电路。

181、根据权利要求180所述的可编程处理器电源，其中所述变压器电路包括减少磁场存储能量变压器。

182、根据权利要求180所述的可编程处理器电源，其中所述变压器电路包括非气隙变压器。

183、根据权利要求180所述的可编程处理器电源，其中所述变压器电路包括基本上叠合的变压器。

184、根据权利要求180所述的可编程处理器电源，其中所述变压器电路包括基本上不饱和变压器。

185、根据权利要求182所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的低电压输出，

-具有大于约20、50、100、或200安培的最大电流的输出，

-具有小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流的任意组合的输出，

-高速电流变化输出，

-大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化的输出，和

-其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

186、根据权利要求185所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-具有小于约50nH的电感的输出，

-具有小于约20nH的电感的输出，

-具有小于约10nH的电感的输出，

-具有小于约2nH的电感的输出，

并且其中所述输入由选自由下列各项组成的组中的元件作用：

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

187、根据权利要求186所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括降压转换器元件。

188、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述组合器网络包括反向极性元件。

189、根据权利要求188所述的可编程处理器电源，其中所述反向极性元件包括反向极性变压器。

190、根据权利要求189所述的可编程处理器电源，其中所述反向极性变压器包括：

a、具有正极侧的第一线圈；

b、具有负极侧的第二线圈；

c、在所述第一线圈的所述正极侧和所述第二线圈的所述负极侧之间的接点；和

d、在所述第一和第二线圈之间的磁性耦合。

191、根据权利要求182所述的可编程处理器电源，其中所述组合器网络包括反向极性变压器。

192、根据权利要求183所述的可编程处理器电源，其中所述组合器网络包括反向极性变压器。

193、根据权利要求189所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的低电压输出，

-具有大于约20、50、100、或200安培的最大电流的输出，

-具有小于约2、1.8、1.5、1.3、1.0或0.4V的电压和大于约20、50、100、或200安培的最大电流的任意组合的输出，

-高速电流变化输出，

-大于约0.1、1、5、或10A/ns的典型电流变化的输出，和

-其中输出导体的电压降相对于输送电压很显著的功率输出。

194、根据权利要求193所述的可编程处理器电源，其中所述高电流、低电压功率输出包括选自由下列各项组成的组中的高电流、低电压功率输出：

-小于所述输入电感的约1/10、1/100、或1/1000的输出电感，

-具有小于约50nH的电感的输出，

-具有小于约20nH的电感的输出，

-具有小于约10nH的电感的输出，

-具有小于约2nH的电感的输出，

并且其中所述输入由选自由下列各项组成的组中的元件作用：

-大于约100nH的有效输入电感，

-大于约200nH的有效输入电感，

-大于约500nH的有效输入电感，和

-大于约1000nH的有效输入电感。

195、根据权利要求194所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括降压转换器元件。

196、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括至少三个功率输入，并还包括所述至少三个功率输入的层叠耦合。

197、根据权利要求196所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括：

a、具有多个第一级输入和一个第一级输出的第一级连接网络；

b、具有多个第二级输入并输出所述第一级输入的第二级连接网络。

198、根据权利要求197所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合还包括具有多个第三级输入并输出所述第二级输入的第三级连接网络。

199、根据权利要求198所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合还包括具有多个第四级输入并输出所述第三级输入的第四级连接网络。

200、根据权利要求196所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括选自由下列各项组成的组中的部件：磁性耦合和串联电感器元件，磁性耦合电感器元件，变压器，部分连接到功率输入并且部分连接到另一个变压器的变压器，链接多个功率输入的磁性耦合和串联电感器元件，不等变压器，相等变压器，以及链接多个功率输入的变压器。

201、根据权利要求196所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括：

a、第一功率输入；

b、通过连接在第一中间串联接点的第一和第二电感器元件连接到连接到所述第一功率输入的第二功率输入；

c、所述第一和第二电感器元件之间的磁性耦合；

d、来自所述第一中间串联接点的第一中间输出；

e、第三功率输入；

f、通过连接在第二中间串联接点的第三和第四电感器元件连接到所述第三功率输入的第四功率输入；

g、所述第三和第四电感器元件之间的磁性耦合；

h、来自所述第二中间串联接点的第二中间输出；

i、连接所述第一中间输出和所述第二中间输出并连接在第三中间串联接点的第五和第六电感器元件；

j、所述第五和第六电感器元件之间的磁性耦合；和

k、来自所述第三中间串联接点的功率输出。

202、根据权利要求196所述的可编程处理器电源，其中所述层叠耦合包括：

a、连接到第一变压器的第一功率输入；

b、连接到第二变压器的第二功率输入；

c、连接到第三变压器的第三功率输入；

d、连接到第四变压器的第四功率输入；

e、所述第一变压器和所述第二变压器之间的接点；

f、所述第二变压器和所述第三变压器之间的接点；

g、所述第三变压器和所述第四变压器之间的接点；

h、所述第四变压器和所述第一变压器之间的接点；

i、所述第一变压器和公共中间输出之间的接点；

j、所述第二变压器和所述公共中间输出之间的接点；

k、所述第三变压器和所述公共中间输出之间的接点；

l、所述第四变压器和所述公共中间输出之间的接点；

m、所述中间输出到滤波器元件之间的接点；和

n、连接到所述滤波器元件的功率输出。

203、根据权利要求202所述的可编程处理器电源，其中所述的

-所述第一变压器和所述第二变压器之间的接点；

-所述第二变压器和所述第三变压器之间的接点；

-所述第三变压器和所述第四变压器之间的接点；和

-所述第四变压器和所述第一变压器之间的接点

每个都具有到它们的相应变压器的输入侧，并且所述的

-所述第一变压器和所述第二变压器之间的接点

-所述第二变压器和所述第三变压器之间的接点；

-所述第三变压器和所述第四变压器之间的接点；

-所述第四变压器和所述第一变压器之间的接点

每个都包括所述输入侧到一个相邻变压器之间的接点，并且所述的

-所述第一变压器和所述第二变压器之间的接点

-所述第二变压器和所述第三变压器之间的接点；

-所述第三变压器和所述第四变压器之间的接点；和

-所述第四变压器和所述第一变压器之间的接点

每个都包括反向极性变压器连接。

204、根据权利要求170所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括至少三个功率输入，并还包括所述至少三个功率输入的层叠耦合。

205、根据权利要求172所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括至少三个功率输入，并还包括所述至少三个功率输入的层叠耦合。

206、根据权利要求175所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括至少三个功率输入，并还包括所述至少三个功率输入的层叠耦合。

207、根据权利要求176所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括至少三个功率输入，并还包括所述至少三个功率输入的层叠耦合。

208、根据权利要求182所述的可编程处理器电源，其中所述功率输入包括至少三个功率输入，并还包括所述至少三个功率输入的层叠耦合。

209、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

210、根据权利要求209所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

211、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

212、根据权利要求170所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

213、根据权利要求212所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

214、根据权利要求170所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

215、根据权利要求171所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

216、根据权利要求215所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

217、根据权利要求171所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

218、根据权利要求172所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

219、根据权利要求218所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

220、根据权利要求172所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

221、根据权利要求176所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

222、根据权利要求221所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

223、根据权利要求176所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

224、根据权利要求182所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

225、根据权利要求224所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

226、根据权利要求182所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

227、根据权利要求188所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

228、根据权利要求227所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

229、根据权利要求188所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

230、根据权利要求196所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

231、根据权利要求230所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

232、根据权利要求196所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

233、根据权利要求175所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的基本上不中断定序导通驱动元件。

234、根据权利要求233所述的可编程处理器电源，其中所述基本上不中断定序导通驱动元件基本上集中在恒定导通定时。

235、根据权利要求175所述的可编程处理器电源，还包括所述功率输入所响应的多相位驱动元件。

236、根据权利要求180所述的可编程处理器电源，还包括响应所述变压器电路的串联感应元件，并且所述可编程处理器响应该串联感应元件。

237、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，还包括响应所述组合器网络的串联感应元件，并且所述可编程处理器响应该串联感应元件。

238、根据权利要求237所述的可编程处理器电源，其中所述串联感应元件包括非耦合感应元件。

239、根据权利要求238所述的可编程处理器电源，其中所述非耦合感应元件包括肯定地利用的固有输出电感。

240、根据权利要求175所述的可编程处理器电源，还包括响应所述变压器电路的肯定地利用的固有输出电感，并且所述可编程处理器响应该固有输出电感。

241、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述组合器网络包括代数均值组合器网络。

242、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述组合器网络包括代数平均值组合器网络。

243、根据权利要求149、155或163所述的可编程处理器电源，其中所述可编程处理器包括选自由下列各项组成的组中的可编程处理器：

-计算机系统的至少一部分，

-微处理器，

-计算机部件，

-在至少几百兆赫运行的微处理器，

-在至少1、2、5、或10千兆赫运行的微处理器，

-存储器管理电路，

-图形显示电路，

-输入-输出电路，

-中央处理元件，

-电信电路，

-雷达电路，和

-汽车电源电路。

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