JP2011109645A - Ｐｗｍコントローラーのフェーズ調節システム及びフェーズ調節方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】ＰＷＭコントローラーの使用寿命を延長できるＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム及びフェーズ調節方法を提供すること。
【解決手段】本発明に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システムは、マイクロコントローラー、多相ＰＷＭコントローラー及び前記多相ＰＷＭコントローラーによって前記マイクロコントローラーに接続される制御しようとする部品を備えてなる。前記マイクロコントローラーは、毎回システムが起動されて初期化プログラムを実行する際、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供したデフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きいか否かを計算し、且つ前記デフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きければ、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供するデフォルトフェーズを変更して、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供する各々フェーズの作動時間を大体に均衡させる。
【選択図】図２

Description

本発明は、ＰＷＭコントローラーのフェーズを調節するシステム及び方法に関するものである。
今、殆どの電子設備の部品は省エネルギー機能を具備する。通常、多相ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ−Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）コントローラーを介して電子設備の部品の電圧を調節する。例えば、コンピューターのメインボード上の中央演算処理装置（ＣＰＵ）は軽負荷（ｌｉｇｈｔ ｌｏａｄ）、正常及び重負荷（ｈｅａｖｙ ｌｏａｄ）などの作動状態を有する。軽負荷作動状態において、前記多相ＰＷＭコントローラーは四相のＰＷＭ信号を提供してＣＰＵの電圧を調節し、正常作動状態において、前記多相ＰＷＭコントローラーは十相のＰＷＭ信号を提供してＣＰＵの電圧を調節し、即ち、多相ＰＷＭコントローラーが提供する信号（即ち、フェーズ）は多ければ多いほど、ＣＰＵが受ける電圧は大きくなる。
しかし、従来のＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システムは以下の欠点がある。即ち、ＣＰＵが軽負荷作動状態になる際、前記ＰＷＭコントローラーが提供するデフォルトフェーズは固定し、即ちＣＰＵの軽負荷状態或いは正常状態にかかわらず、前記デフォルトフェーズは作動しなければならない。従って、他の非デフォルトフェーズに比べて、前記デフォルトフェーズの作動時間がもっと長くなり且つ劣化し易いので、前記ＰＷＭコントローラーの使用寿命を大幅に短縮する。その上、他の劣化しない非デフォルトフェーズは無駄になる。
本発明は、上記の問題点に鑑みてなされたものであって、ＰＷＭコントローラーの使用寿命を延長できるＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム及びフェーズ調節方法を提供することを目的とする。
前記問題を解決するために、本発明に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システムは、マイクロコントローラー、多相ＰＷＭコントローラー及び前記多相ＰＷＭコントローラーによって前記マイクロコントローラーに接続される制御しようとする部品を備えてなる。前記マイクロコントローラーは、前記部品の作動電圧状態を探知し且つ前記作動電圧状態に基づいて前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して前記部品に対応する数量のフェーズを提供することにより、前記部品に相応する電圧を受けさせると共に、毎回システムが起動されて初期化プログラムを実行する際、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供したデフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きいか否かを計算し、且つ前記デフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きければ、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供するデフォルトフェーズを変更して、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供する各々フェーズの作動時間を大体に均衡させる。
また、本発明に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節方法は、多相ＰＷＭコントローラーを制御して、制御しようとする部品に対応する数量のフェーズを提供することに用いられ、初期化プログラムを実行する第一ステップと、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供するデフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きいか否かを計算し、もし前記予定値より大きければ、第三ステップを実行し、もし前記予定値より小さいか或いは前記予定値に等しければ、第四ステップを実行する第二ステップと、予め設定された順序によってデフォルトフェーズを変更する第三ステップと、前記部品の負荷電圧値を探知する第四ステップと、前記部品の負荷電圧値が第一設定値より小さいか否か或いは第一設定値に等しいか否かかを判断し、もし前記第一設定値より小さいか或いは前記第一設定値に等しければ、第六ステップを実行し、もし前記第一設定値より大きければ、第七ステップを実行する第五ステップと、前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品に予め設定されたデフォルトフェーズを提供してから、再び第四ステップを実行する第六ステップと、前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品にデフォルトフェーズを含む対応する数量のフェーズを提供してから、再び第四ステップを実行する第七ステップと、を備える。
従来の技術と比べて、本発明に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム及びフェーズ調節方法は、マイクロコントローラーによって前記多相ＰＷＭコントローラーが提供する各フェーズの使用状況を統計し、且つ前記使用状況に基づいて各フェーズの使用時間を均衡させることにより、前記多相ＰＷＭコントローラーの使用寿命を大幅に延長し、且つ製造コストを下げる。
本発明の実施形態に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システムのブロック図である。 本発明の実施形態に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節方法のフローチャートである。
図１に示されたように、本発明の実施形態に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム１００は、マイクロコントローラー１０、多相ＰＷＭコントローラー２０及び制御しようとする部品であるＣＰＵ（中央演算処理装置）３０を備える。本実施形態において、前記マイクロコントローラー１０は、型番がＩＴ８０５２ＮＸであるシングル・チップ・コンピューターである。前記多相ＰＷＭコントローラー２０は、型番がそれぞれＩＲ３５０２及びＩＲ３５０７である２つのコントローラーから組み合せてなり、且つ十二相ＰＷＭ信号を提供する（即ち、１２個のフェーズを提供する）ことができる十二相ＰＷＭコントローラーである。前記ＰＷＭコントローラーが提供するデフォルトフェーズは、４つのフェーズである。他の実施形態では、必要に応じて他の型番のマイクロコントローラー及び多相ＰＷＭコントローラーを選択してもよい。
前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０を介して前記ＣＰＵ３０に接続される。前記マイクロコントローラー１０は、その上に設けられた１つの探知用ピンＭｏｎｉｔｏｒを介して前記ＣＰＵ３０上の探知用ピンＩＭｏｎｉｔｏｒの電圧感知信号を受信する。前記電圧感知信号は前記ＣＰＵ３０の動作電圧状態を示し、前記マイクロコントローラー１０は前記電圧感知信号に基づいて前記多相ＰＷＭコントローラー２０を制御して、前記ＣＰＵ３０に対応する数量のフェーズを提供して、前記ＰＷＭ信号によって調節された電圧で前記ＣＰＵ３０の作動電圧の要求を満たす。
前記多相ＰＷＭコントローラー２０が提供する各々のフェーズの作動時間を大体に均衡させるために、毎回システムが起動されて初期化プログラムを実行する際、前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０が提供したデフォルトフェーズの作動時間が予定値（例えば７日）より大きいか否かを計算する。もし、前記多相ＰＷＭコントローラー２０が提供したデフォルトフェーズの作動時間が７日より大きければ、前記マイクロコントローラー１０は前記多相ＰＷＭコントローラー２０を制御して、前記デフォルトフェーズを変更する（例えば、第一乃至第四のデフォルトフェーズを第五乃至第八のデフォルトフェーズに変更する）。もし、前記多相ＰＷＭコントローラー２０が提供したデフォルトフェーズの作動時間が７日より小さいか或いは７日と等しければ、前記デフォルトフェーズを変更しない。前記デフォルトフェーズの数量は実際の必要に応じて設定することができる（例えば２つ或いは３つであってもよい）。前記予定値も、必ずしも７日に限定されるものではなく、設計者の要求によって設定することができる。毎回システムが起動された後、前記マイクロコントローラー１０は前記多相ＰＷＭコントローラー２０が提供するあらゆるフェーズの作動時間を統計して、各フェーズの作動時間に基づいて各フェーズの作動状態を自在に調節して、各フェーズの作動時間を大体に均衡させて、できるだけ前記多相ＰＷＭコントローラー２０の使用寿命を延長する。
図２に示されたように、本発明のＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム１００の調節方法は以下のステップを備える。
ステップＳ１では、システムが起動されて、初期化プログラムを実行する。実際の設計において、制御しようとする部品がコンピューターのメインボード上のＣＰＵである場合、前記初期化プログラムをコンピューターのメインボードのＢＩＯＳチップに集積することができる。
ステップＳ２では、前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０が提供したデフォルトフェーズの作動時間が予定値（例えば７日）より大きいか否かを計算する。もし、７日より大きければ、ステップＳ３を実行する。もし、７日より小さいか或いは７日と等しければ、ステップＳ４を実行する。
ステップＳ３では、予め設定された順序によってデフォルトフェーズを変更する。例えば、初期にデフォルトフェーズは第一フェーズ乃至第四フェーズであり、第一回変更された後のデフォルトフェーズは第五フェーズ乃至第八フェーズであり、第二回変更された後のデフォルトフェーズは第九フェーズ乃至第十二フェーズであり、第三回変更された後のデフォルトフェーズは再び第一フェーズ乃至第四フェーズになる。このように循環して、各々のフェーズの作動時間を均衡させる。
ステップＳ４では、前記マイクロコントローラー１０は、前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値を探知する。
ステップＳ５では、前記マイクロコントローラー１０は、前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が第一設定値より小さいか否か或いは第一設定値に等しいか否かを判断する。本実施形態において、前記第一設定値は３８７.０ｍＶである。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が３８７.０ｍＶより小さいか或いは３８７.０ｍＶに等しければ、前記ＣＰＵ３０は第一作動状態になり、前記多相ＰＷＭコントローラー２０は４つのフェーズを提供しなければならない。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が第一設定値より小さいか或いは第一設定値に等しければ、ステップＳ６を実行する。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が第一設定値より大きければ、ステップＳ７を実行する。
ステップＳ６では、前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０を制御して前記ＣＰＵ３０に予め設定した４つのデフォルトフェーズを提供してから、再びステップＳ４を実行する。
ステップＳ７では、前記マイクロコントローラー１０は、前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が第一設定値及び第二設定値の間に介在するか否かを判断する。本実施形態おいて、前記第二設定値は５１８.３０ｍＶである。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が３８７.０ｍＶより大きく５１８.３０ｍＶより小さいか或いは５１８.３０ｍＶに等しければ、前記ＣＰＵ３０は第二作動状態になる。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が前記第一設定値及び前記第二設定値の間に介在すれば、ステップＳ８を実行する。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が前記第一設定値及び前記第二設定値の間に介在しなければ、ステップＳ９を実行する。
ステップＳ８では、前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０を制御して前記ＣＰＵ３０に６つのフェーズを提供する。即ち、予め設定した４つのデフォルトフェーズを提供した上で、さらに２つのフェーズを提供してから、再びステップＳ４を実行する。
ステップＳ９では、前記マイクロコントローラー１０は、前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が第二設定値及び第三設定値の間に介在するか否かを判断する。本実施形態おいて、前記第三設定値は６４５.８０ｍＶである。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が５１８.３０ｍＶより大きく且つ６４５.８０ｍＶより小さいか或いは６４５.８０ｍＶに等しければ、前記ＣＰＵ３０は第三作動状態になる。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が前記第二設定値及び前記第三設定値の間に介在すれば、ステップＳ１０を実行する。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が前記第二設定値及び前記第三設定値の間に介在しなければ、ステップＳ１１を実行する。
ステップＳ１０では、前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０を制御して前記ＣＰＵ３０に８つのフェーズを提供する。即ち、予め設定した４つのデフォルトフェーズを提供した上で、さらに４つのフェーズを提供してから、再びステップＳ４を実行する。
ステップＳ１１では、前記マイクロコントローラー１０は、前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が第三設定値及び第四設定値の間に介在するか否かを判断する。本実施形態おいて、前記第四設定値は７８０.２４ｍＶである。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が６４５.８０ｍＶより大きく且つ７８０.２４ｍＶより小さいか或いは７８０.２４ｍＶに等しければ、前記ＣＰＵ３０は第四作動状態になる。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が前記第三設定値及び前記第四設定値の間に介在すれば、ステップＳ１２を実行する。もし前記ＣＰＵ３０の負荷電圧値が前記第三設定値及び前記第四設定値の間に介在しなければ、ステップＳ１３を実行する。
ステップＳ１２では、前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０を制御して前記ＣＰＵ３０に１０個のフェーズを提供する。即ち、予め設定した４つのデフォルトフェーズを提供した上で、さらに６つのフェーズを提供してから、再びステップＳ４を実行する。
ステップＳ１３では、前記マイクロコントローラー１０は、前記多相ＰＷＭコントローラー２０を制御して前記ＣＰＵ３０に１２個のフェーズを提供する。即ち、予め設定した４つのデフォルトフェーズを提供した上で、さらに８つのフェーズを提供してから、再びステップＳ４を実行する。
本発明に係るＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム１００及びフェーズ調節方法は、前記マイクロコントローラー１０によって前記多相ＰＷＭコントローラー２０が提供する各々フェーズの使用状況を統計し、且つ前記使用状況に基づいて各フェーズの使用時間を均衡させることにより、前記多相ＰＷＭコントローラー２０の使用寿命を大幅に延長し、且つ製造コストを下げる。
以上、本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形又は改良が可能であり、該変形又は改良も、本発明の特許請求の範囲内に含まれるものであることはいうまでもない。
１０ マイクロコントローラー
２０ 多相ＰＷＭコントローラー
３０ ＣＰＵ
１００ ＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム

Claims (5)

  1. マイクロコントローラー、多相ＰＷＭコントローラー及び前記多相ＰＷＭコントローラーによって前記マイクロコントローラーに接続される制御しようとする部品を備えてなるＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システムであって、
    前記マイクロコントローラーは、前記部品の作動電圧状態を探知し且つ前記作動電圧状態に基づいて前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して前記部品に対応する数量のフェーズを提供することにより、前記部品に相応する電圧を受けさせると共に、毎回システムが起動されて初期化プログラムを実行する際、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供したデフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きいか否かを計算し、且つ前記デフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きければ、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供するデフォルトフェーズを変更して、前記多相ＰＷＭコントローラーが提供する各々フェーズの作動時間を均衡させることを特徴とするＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム。
  2. 前記多相ＰＷＭコントローラーは、十二相ＰＷＭコントローラーであり、そのデフォルトフェーズの数量は４つであることを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム。
  3. 前記マイクロコントローラーは、その上の探知用ピンによって前記部品の探知用ピン上の電圧感知信号を受信して、前記部品の作動電圧を探知することを特徴とする請求項１に記載のＰＷＭコントローラーのフェーズ調節システム。
  4. 多相ＰＷＭコントローラーを制御して、制御しようとする部品に対応する数量のフェーズを提供するために用いられるＰＷＭコントローラーのフェーズ調節方法であって、
    初期化プログラムを実行する第一ステップと、
    前記多相ＰＷＭコントローラーが提供するデフォルトフェーズの作動時間が予定値より大きいか否かを計算し、もし前記予定値より大きければ、第三ステップを実行し、もし前記予定値より小さいか否か或いは前記予定値に等しければ、第四ステップを実行する第二ステップと、
    予め設定された順序によってデフォルトフェーズを変更する第三ステップと、
    前記部品の負荷電圧値を探知する第四ステップと、
    前記部品の負荷電圧値が第一設定値より小さいか否か或いは第一設定値に等しいか否かかを判断し、もし前記第一設定値より小さいか或いは前記第一設定値に等しければ、第六ステップを実行し、もし前記第一設定値より大きければ、第七ステップを実行する第五ステップと、
    前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品に予め設定されたデフォルトフェーズを提供してから、再び第四ステップを実行する第六ステップと、
    前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品にデフォルトフェーズを含む対応する数量のフェーズを提供してから、再び第四ステップを実行する第七ステップと、
    を備えることを特徴とするＰＷＭコントローラーのフェーズ調節方法。
  5. 前記第七ステップは、
    前記部品の負荷電圧値が第一設定値及び第二設定値の間に介在するか否かかを判断し、もし前記第一設定値及び前記第二設定値の間に介在すれば、第二サブステップを実行し、もし前記第二設定値より大きければ、第三サブステップを実行する第一サブステップと、
    前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品に６つのフェーズを提供してから、再び前記第四ステップを実行する第二サブステップと、
    前記部品の負荷電圧値が第二設定値及び第三設定値の間に介在するか否かを判断し、もし前記第二設定値及び前記第三設定値の間に介在すれば、第四サブステップを実行し、もし前記第三設定値より大きければ、第五サブステップを実行する第三サブステップと、
    前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品に８つのフェーズを提供してから、再び前記第四ステップを実行する第四サブステップと、
    前記部品の負荷電圧値が第三設定値及び第四設定値の間に介在するか否かを判断し、もし前記第三設定値及び前記第四設定値の間に介在すれば、第六サブステップを実行し、もし前記第四設定値より大きければ、第七サブステップを実行する第五サブステップと、
    前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品に１０個のフェーズを提供してから、再び前記第四ステップを実行する第六サブステップと、
    前記多相ＰＷＭコントローラーを制御して、前記部品に１２個のフェーズを提供してから、再び前記第四ステップを実行する第七サブステップと、
    を備えることを特徴とする請求項４に記載のＰＷＭコントローラーのフェーズ調節方法。
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