TW201433069A - 電流停駐切換式穩壓器上游控制器 - Google Patents

電流停駐切換式穩壓器上游控制器 Download PDF

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Abstract

本發明提供用於在一負載上調節電壓的系統及方法。一電流源設置成提供電流給一電壓控制機構，並且該電壓控制機構設置成提供一部分電流給該負載。該電流係根據提供給該負載的該部分電流所產生。一系統包含該電流源、一上游控制器以及耦合至該負載的該電壓控制機構。該上游控制器耦合至該電流源，並且設置成根據提供給該負載的一部分該電流，控制該電流源所產生的一電流。

Description

電流停駐切換式穩壓器上游控制器
本發明係關於穩壓器電路。
例如運用在高效能數位系統內的微處理器以及圖形處理器這類傳統裝置可隨著處理工作負載，而有不同的電流需求。例如：一邏輯區塊在停滯之後重新啟動時，或一新要求起始一大型計算，例如產生新影像時，電流需求會急遽增加。相反地，一邏輯區塊變成閒置時，電流需求會急遽下降。當電流需求提高並且無法獲得足夠電源時，則提供給該裝置的供應電壓會掉落低於一關鍵電壓位準，可能導致該裝置無法正常運作。當電流需求降低並且提供給該裝置的供應電壓高於一關鍵電壓位準，則該裝置內的電路無法正常運作並且甚至遭摧毀。
一傳統多相位切換式穩壓器為介於一電源供應與一裝置之間的電力轉換裝置，提供電流給該裝置並且回應電流需求變化，以維持供應電壓位準。不過，傳統多相位切換式穩壓器依賴大型電感器來轉換電壓，並且該大型電感器限制傳統多相位切換式穩壓器迅速回應電流需求劇烈變化(即是瞬態電流)之能力。傳統多相位切換式穩壓器的典型30A相位可使用0.5μH電感器進行電壓轉換。該電流回應受限於di/dt=V/L，這用於V=11V(將12V輸入降低至1V供應電壓位準)並且L=0.5μH給予22A/μs。將提供給一裝置的電流增加10A需要至少500ns。此外，脈衝寬度調變切換操作的同步會將該傳統多相位切換式穩壓器的電流反應時間增加幾微秒。該裝置的時脈週期小於該電流反應時間時，則該裝置無法正常運作。500MHz時脈的週期為2ns，如此在500ns電流反應時間期間，可發生數百個時脈週期。
因此，對於改善先前技術所伴隨電壓位準穩壓及/或其他議題有所需求。
本發明提供用於在一負載上調節電壓的系統及方法。一電流源設置成提供電流給一電壓控制機構，並且該電壓控制機構設置成提供一部分電流給該負載。該電流係根據提供給該負載的該部分電流所產生。一系統包含該電流源、一上游控制器以及耦合至該負載的該電壓控制機構。該上游控制器耦合至該電流源，並且設置成根據提供給該負載的一部分該電流，控制該電流源所產生的一電流。
100‧‧‧電力轉換系統
105‧‧‧控制器
108‧‧‧電源
110‧‧‧負載
120‧‧‧電力轉換裝置
165‧‧‧控制器
170‧‧‧負載
180‧‧‧電力轉換系統
200‧‧‧流程圖
300‧‧‧電力轉換系統
302‧‧‧電流停駐切換式穩壓器
305‧‧‧上游控制器
310‧‧‧下游控制器
315‧‧‧波形
320‧‧‧工作係數測量單元
322‧‧‧類比數位轉換器
325‧‧‧工作係數測量單元
330‧‧‧觸發器
335‧‧‧工作係數計算器
405‧‧‧電流控制單元
415‧‧‧觸發器
420‧‧‧工作係數測量單元
422‧‧‧電流測量單元
425‧‧‧震盪器
440‧‧‧流程圖
500‧‧‧流程圖
510-A‧‧‧下游控制器
510-B‧‧‧下游控制器
550‧‧‧系統
560‧‧‧系統
570‧‧‧封裝
575‧‧‧晶粒
580‧‧‧電路
600‧‧‧波形
700‧‧‧示範系統
701‧‧‧中央處理器
702‧‧‧通訊匯流排
704‧‧‧主記憶體
706‧‧‧圖形處理器
708‧‧‧顯示器
710‧‧‧次要儲存裝置
712‧‧‧輸入裝置
715‧‧‧動態隨機存取記憶體裝置
第一A圖根據一個具體實施例，例示包含一電力轉換裝置實施當成具有單一電感器的一電流停駐切換式穩壓器之一電力轉換系統；第一B圖根據一個具體實施例，例示包含多個電力轉換裝置的多相位切換式穩壓器；第一C圖根據一個具體實施例，例示具有一分離式電感器的電流停駐切換式穩壓器；第二圖根據一個具體實施例，例示用於調節提供給一負載的該電壓位準之方法流程圖；第三A圖根據一個具體實施例，例示一電流停駐切換式穩壓器；第三B圖根據一個具體實施例，例示控制提供給第三A圖內所示該電流停駐切換式穩壓器負載的電流部分之波形；第三C圖根據一個具體實施例，例示一上游控制器的工作係數測量單元；第三D圖根據一個具體實施例，例示一上游控制器的另一個工作係數測量單元；第四A圖根據一個具體實施例，例示第三A圖內所示該電流停駐切換式穩壓器的一上游控制器；第四B圖根據一個具體實施例，例示第三A圖內所示該電流停駐切換式穩壓器的另一上游控制器；第四C圖根據一個具體實施例，例示用一上游控制器來控 制一電流控制機構所產生電流的方法流程圖；第五A圖根據一個具體實施例，例示用於調節提供給一負載的該電壓位準之另一個方法流程圖；第五B圖根據一個具體實施例，例示包含一電流停駐切換式穩壓器使用一共用電流源驅動兩負載之系統；第五C圖根據一個具體實施例，例示一系統內該電流停駐切換式穩壓器之圖式；第六A圖根據一個具體實施例，例示由一電流停駐切換式穩壓器所產生的波形；第六B圖根據一個具體實施例，例示第六A圖內所示該波形一部分的放大圖；第六C圖根據一個具體實施例，例示第六A圖內所示該波形一部分的另一放大圖；以及第七圖說明其中可實施許多先前具體實施例的許多架構和/或功能性之示範系統。
一電力轉換裝置提供所要的輸出電壓位準至一負載，例如一裝置。該電力轉換裝置將接收自電源(例如電池或主電源供應器)的電力轉換成提供給該負載之一供應電壓位準。一電感器用來將額外電流傳遞給該負載，並且使用切換機構調變流過該電感器的平均電流，來調節該輸出電壓位準。一電容器耦合在該負載與接地之間，用來儲存任何過多的電流(提供通過該電感器的電流與傳遞給該負載的電流間之差異)。
第一A圖根據一個具體實施例，例示包含一電力轉換裝置120實施當成具有單一電感器L1的一電流停駐切換式穩壓器之一電力轉換系統100。電力轉換裝置120可為多相位切換式穩壓器的一個相位，如第一B圖內所示。電力轉換裝置120設置成利用轉換接收自電源108的電力，在負載110上提供一所要的輸出電壓位準(VL)。電力轉換裝置120包含一電流控制機構以及一電壓控制機構。該電流控制機構耦合至電源108和控制器105，並且可操作來控制流過電感器L1的電流IL1之平均，並且確定提供 最小電流通過一多相位切換式穩壓器的多個相位。例如所例示，該電流控制機構可包含一或多個第一切換機構M1以及一或多個第二切換機構M2。該等切換機構M1和M2每一都可包含例如N型功率MOSFET(金屬氧化物半導體場效電晶體)及/或其他切換機構。雖然為了容易了解而例示單一切換機構M1和M2，不過吾人將了解，複數個切換機構M1和M2可並聯來提高電流容量，降低導通損失等等。
控制器105設置成供應一或多個控制信號給該等切換機構M1和M2，例如：控制器105可設置成產生脈衝寬度調變(PWM，pulse width modulation)信號或脈衝頻率調變(PFM，pulse frequency modulation)信號、脈衝寬度調變與脈衝頻率調變的組合及/或不同控制信號，以根據一工作係數選擇性啟動該等切換機構M1和M2。不管該特定組態，控制器105設置成提供控制信號，如此不會同時啟用(即是開啟)該等切換機構M1和M2。換言之，一次只啟動一個切換機構M1和M2。同時啟動切換機構M1和M2會在電源108的供應與接地之間提供一直接路徑，如此可能損壞電力轉換裝置120及/或負載110，並且/或導致非所要的高用電量。
相較於傳統電力轉換裝置，電力轉換裝置120包含該電壓控制機構加上該電流控制機構。該電壓控制機構耦合在該電流控制機構(在電感器L1的下游端)與負載110之間，並且可操作來控制該VL。該電流控制機構設置成產生電流IL1，其「停駐」在該電感器L1之內。該電壓控制機構可操作來控制傳遞給電容器C1的該電感器電流IL1之量。如此，該電壓控制機構包含一或多個切換機構M3以及一或多個切換機構M4。該等切換機構M3和M4每一都可包含例如N型平面MOSFET(金屬氧化物半導體場效電晶體)及/或其他切換機構。雖然為了容易了解而例示單一切換機構M3和M4，不過吾人將了解，複數個切換機構M3和M4可並聯來提高電流容量，降低導通損失等等。
一傳統電力轉換裝置並不包含該等切換機構M3和M4，如此電感器L1應直接耦合至電容器C1和負載110。流過電感器L1並且未由負載110消耗掉的任何過多電流都累積在電容器C1上，並且負載110所消耗超出電感器L1所提供電流的任何電流都源自於電容器C1。電感器L1抵 抗電流變化，藉此避免負載110的電流需求增加時，電感器L1內儲存的能量一次全部釋放至負載110。電感器的這項特性，搭配電容器C1的儲存容量，可讓VL在穩態操作期間足夠穩定(即是負載110的電流需求相對恆等時)。然而，除其他因素以外，根據電感器L1的大小、電容器C1的大小以及/或控制器105的切換頻率，在VL內會有些「突波」。一般來說，隨著電感器L1的大小增加，穩態操作期間(即是負載110上的大約恆等電流需求)的輸出突波等比例減少。因此，電感器L1的大小可調整成足夠大，以便提供不會變動超出負載110所要供應電壓範圍之外。不過，如先前所解釋，一傳統電力轉換裝置通常無法足夠迅速反應負載110對於電流需求的變化。降低VL上突波所需較大的L1感應係數會增加反應時間，在負載110的電流需求改變時產生將大偏壓。包含在該電力轉換裝置120內的該電壓控制機構可有更快的反應時間，來改變負載110的電流需求，不用縮小電感器L1的大小，而可能導致VL上該電壓突波增加。
相較於該等切換機構M1和M2，通過該等切換機構M3和M4的電壓大體上小於通過該電感器L1的壓降。例如：該電感器L1下游上供應的電壓大體上等於負載110上的輸出電壓。相較於該等切換機構M1和M2，因為該等切換機構M3和M4切換較低電壓，所以該等切換機構M3和M4可由較低電壓裝置建構，例如「平面」金屬氧化物半導體電晶體。相較於較高電壓裝置，例如功率金屬氧化物半導體場效電晶體，較低電壓裝置通常可用較高頻率切換。因此，相較於該等切換機構M1和M2，可降低該等切換機構M3和M4切換時的功率耗損。因此切換機構M3和M4可用大體上比切換機構M1和M2還要高的頻率切換。
切換機構M3和M4可併入積體電路內，相較於使用分散組件，藉此潛在減少佔用的空間及/或降低成本。例如：該等切換機構M3和M4可實現在與負載110相同的積體電路上、可與負載110一起整合在相同封裝的個別晶粒上或可整合在個別封裝上。該等切換機構M3和M4可在典型積體電路製程中實現為標準電壓「核心」電晶體，或者該等切換機構M3和M4可在典型積體電路製程中實現為較高電壓厚氧化物輸入輸出電晶體。在較佳具體實施例內，該切換機構M4為一P型平面金屬氧化物半導 體電晶體，並且該切換機構M3為一N型平面金屬氧化物半導體電晶體。不過任一位精通技術人士將了解，在不背離本發明領域之下，兩種金屬氧化物半導體電晶體都可用於具備適當閘道驅動電路的兩種切換機構。
控制器105可另設置成供應一或多個控制信號給該電壓控制機構，例如：控制器105可設置成提供控制信號給該等切換機構M3和M4。隨著該等控制信號提供給該等切換機構M1和M2，提供給該等切換機構M3和M4的該等控制信號可運用脈衝寬度調變、脈衝頻率調變、Bang-Bang控制及/或任何其他合適的控制標準，以便選擇性啟動該切換機構M3或該切換機構M4。在某些具體實施例內，耦合至該等切換機構M3和M4的該等控制信號可至少部分與耦合至該等切換機構M1和M2的該等控制信號同步。在另一個具體實施例內，耦合至該等切換機構M3和M4的該等控制信號可與耦合至該等切換機構M1和M2的該等控制信號不同步。進一步，可用和耦合至該等切換機構M1和M2的該等控制信號不同之頻率，提供耦合至該等切換機構M3和M4的該等控制信號。
不管耦合至該等切換機構M3和M4的該等控制信號之特定組態，控制器105可設置成選擇性啟用該切換機構M3並且停用該切換機構M4，停止電流IL1流向負載110。尤其是，利用啟用該切換機構M3並且停用該切換機構M4，流過電感器L1的瞬間感應電流IL1透過該切換機構M3引導至接地，而非傳遞至電容器C1。相反地，利用啟用該切換機構M4並且停用該切換機構M3，大體上流過電感器L1的所有瞬間感應電流IL1(較低的電晶體傳導損失、電感器繞組阻抗等等)都提供給電容器C1。
控制器105可使用脈衝寬度調變或脈衝頻率調變切換該電壓控制機構，或可使用一Bang-Bang技術。在這兩種情況下，該工作係數(DF，duty factor)決定平均供應給該電容器C1的該部分感應電流IL1。該工作係數的範圍從0-100%，其中0%對應至該切換機構M4已經停用(即是關閉)並且該切換機構M3已經啟用的狀態，而100%對應至該切換機構M4已經啟用並且該切換機構M3已經停用的狀態。改變該工作係數就會改變該電容器C1的充電/放電時機-較高工作係數增加流向該電容器C1和負載110的電流。
該電容器C1將透過該切換機構M4提供的該方波供應電流平順化，以產生提供給負載110的ILoad。該ILoad根據該工作係數以及該感應電流IL1提供給負載110，如下所示：ILoad=DF x IL1。使用該等切換機構M1和M2時，提供控制信號給該等切換機構M3和M4，如此不會同時啟用該等切換機構M3和M4，以避免在負載110與接地之間提供直接路徑(即是短路通過該電容器C1)。
在穩態操作期間，該切換機構M3已經停用並且該切換機構M4已經啟用，如此大體上將所有感應電流IL1都提供給負載110當成ILoad。該等切換機構M1和M2選擇性啟用(「已切換」)，以便控制感應電流IL1，藉此控制VL。在此方式中，若提供給負載110(VL)的電壓恆等，則透過該切換機構M4提供的該電流大體上等於感應電流IL1。
總結來說，該電流控制機構設置成產生電流IL1，其「停駐」在該電感器L1之內並且由該電壓控制機構計量輸出至負載110。因為供應至該等切換機構M3和M4的該電壓位準並不高(即是負載110的該供應電壓)，該等切換機構M3和M4可實施成為快速、低價的平面電晶體，並且可以非常高的頻率來操作(例如300MHz)，對於負載110上瞬間電流產生非常快速的反應。負載110上的電流需求改變時(即是非穩態操作)，該電壓控制機構的該等切換機構M3和M4可受控制，利用增加或減少計量輸出至負載110的電流IL1量，快速回應電流需求的改變。一般而言，由於使用不同種類的切換機構，所以該電流控制機構的該切換頻率要比該電壓控制機構的該切換頻率慢。
電力轉換裝置120內一集總元件CP代表電感器L1下游側上的寄生靜電容量。每次該等切換機構M3和M4切換後，該寄生靜電容量CP會充電至該負載電壓VL(切換機構M4已經啟用時)，然後放電至接地(該切換機構M3已經啟用時)。如此，該等切換機構M3和M4的每一切換循環時，的能量EP會因為該寄生靜電容量CP充電與放電而消耗殆盡。
在電力轉換裝置120的典型具體實施例中，電感器L1為一表面固定0.5uH 30A電感器、該等切換機構M3和M4位於該封裝上並且該 電容器C1為晶片上與封裝上旁通靜電容量。電容器CP包含電感器L1與該等切換機構M3和M4之間的穿孔、機板線路以及封裝線路之靜電容量。在典型應用當中，該靜電容量CP總共最多500pF。若CP=500pF並且VL=1V，則EP為500pJ。在300MHz的切換頻率上，充電與放電CP會消耗150mW。電力轉換裝置120的該電流控制機構與該電壓控制機構依照穩壓器的複數個相位之一者設置時，EP針對累加寄生靜電容量所消耗的總能量，由相位數縮放。
此切換功率隨著該等切換機構M3和M4的該切換頻率(f s )提高而增加。吾人應該想要以高頻率切換該切換機構M3和M4，將以下所賦予的C1所需大小降至最低：
其中DF為該切換機構M4的工作係數，並且V R 為VL的突波電壓。
例如具有30A的相位電流、300MHz的頻率以及20mV的突波電壓時，則所需靜電容量C1為每相位5uF。C1通常分散通過該封裝上許多較小電容器，賦予低串聯電感並且提供一平阻抗作為該切換頻率的函數。提高該切換頻率會降低C1的所需大小，但是要付出提高切換功率EP的代價。
例如電力轉換裝置120這類電流停駐切換式穩壓器的一項優點為C1是所需的唯一濾波靜電容量。相較之下，不含該等切換機構M3和M4的傳統電力轉換裝置依賴大型(數百μF)濾波靜電容量，來濾除該低頻(通常為300kHz)突波。
第一A圖內所示電源108、控制器105、該等切換裝置M1和M2以及電感器L1的組態通常稱為「降壓」轉換器。雖然電力轉換裝置120描述於此降壓轉換器的上下文之間，不過精通技術人士將了解，所描述用來調節提供給一負載110的電壓之該技術可套用至其他「切換模式」電力轉換電路，包含但不受限於一轉送轉換器、半橋接轉換器、全橋接轉換器、回掃轉換器及/或這些的變體。
第一B圖根據一個具體實施例，例示包含電力轉換裝置120 的多相位切換式穩壓器150。每一電力轉換裝置120都是一六相位切換式穩壓器的一個相位。每一電力轉換裝置120設置成利用轉換接收自電源108的電力，在負載110上提供一所要的輸出電壓位準(VL)給該等六相位當中一個相位。單一控制器可用來控制每一電力轉換裝置120，或每一電力轉換裝置120可包含一專屬控制器105(如第一B圖內所示)。不同電力轉換裝置120可共用單一濾波電容器C1，而不是在每一電力轉換裝置120內包含一濾波電容器C1。此外，一或多個電力轉換裝置120可用具有分離式電感器的一電流停駐切換式穩壓器或傳統電力轉換裝置取代。
第一C圖根據一個具體實施例，例示包含一電力轉換裝置180實施當成具有一分離式電感器的一電流停駐切換式穩壓器之一電力轉換系統160。相較於第一A圖內所示的電力轉換裝置120，電力轉換裝置180包含一第一電感器L11，其與一第二電感器L2串聯形成一分離式電感器。分離該電感器可降低第一電感器L11下游側上寄生靜電容量CPA造成的損失。
電力轉換裝置180可為多相位切換式穩壓器的一個相位。電力轉換裝置180設置成利用轉換接收自電源108的電力，在負載170上提供一所要的輸出電壓位準(VL)。電力轉換裝置180包含一電流控制機構以及一電壓控制機構。該電流控制機構耦合至電源108，並且控制器165可設置成用和控制器105相同的方式產生控制信號，並且可操作來控制流過電感器L11的電流IL11以及流過電感器L2的電流IL2之平均。例如例示，該等切換機構M11和M12經過設置，並且可分別用和前述切換機構M1和M2相同的方式來操作。類似地，該等切換機構M13和M14經過設置，並且可分別用和前述切換機構M3和M4相同的方式來操作。該電容器C11執行與電容器C1大體上相同的功能。
使用兩種不同的電感器L11和L2形成一分離式電感器來降低切換能量，如此該寄生靜電容量的降壓落在該電感器L11與L2之間，顯示為第一寄生靜電容量CPA。在一個具體實施例內，L11為印刷電路板上一0.5μH 30A第一電感器(例如一分散式組件)，並且該第二電感器L2為包圍負載170的該封裝內之1nH電感器。該第一寄生靜電容量CPA包含該第 一電感器L11與該第二電感器L2之間的穿孔、機板線路以及封裝線路之靜電容量。該第一寄生靜電容量CPA大約是490pF。該第二寄生靜電容量CPB主要由該等切換機構M13和M14的汲極靜電容量構成，並且大約是10pF。若CPB=10pF並且VL=1V，則EP為10pJ並且在500MHz的切換頻率上，充電與放電CPB會消耗5mW。
500MHz的切換頻率允許使用0.5μF電容器(在某些具體實施例內實施成較小電容器的分散式陣列)，用於該電容器C11。利用將鐵珠整合至攜帶電流IL2的線路或焊墊四周，或利用在距離該接地迴路適當距離之處簡單佈置一線路(讓該第二電感器L2成為一平面空氣核心電感器)，如此就可形成第二電感器L2的1nH電感係數。由L2以及該第一寄生靜電容量CPA形成的諧振電路之共振頻率為fr=230MHz。如此，當該等切換機構M13和M14的切換頻率比fr還要高時，該第一寄生靜電容量CPA的靜電容量可與該切換節點VL有效分隔。因為該第一寄生靜電容量CPA位於該第一電感器L11與該第二電感器L2之間，因此CPA受隔離並且無損失。任何過多電流都會儲存在該第一電感器L11與該第二電感器L2所形成的該分離式電感器內。
第二圖根據一個具體實施例，例示用於調節提供給負載110或170的該電壓位準之方法流程圖200。在步驟205上，一電流源設置成產生一電流IL1或IL11。在步驟210上，一電壓控制機構設置成提供一部分電流給該負載，以調節該負載上的電壓位準。在一個具體實施例內，若負載110或170上的該電壓位準大於一最大電壓位準，則該電壓控制機構切換成解除該電流源與負載110或170之耦合，並且將該電流源耦合至一散電器，以降低該負載上的電壓位準。在一個具體實施例內，該電流源為至少該電感器L1或L11，並且該散電器為接地。此外，若負載110或170上的該電壓位準小於一最小電壓位準，則該電壓控制機構切換成將該電流源耦合至負載110或170，並且解除該電流源與該散電器之耦合，以提高該負載上的電壓位準。在步驟215上，根據負載110或170所消耗的電流部分，控制一電源控制機構來產生電流IL1或IL11。
此時將公佈有關許多選擇架構和功能，如此可依照使用者意 願實施或不實施前述結構之更多說明資訊。吾人應該特別注意，下列資訊僅供說明，不應解釋為以任何方式進行限制。下列任何功能都可在排除或不排除所說明其他功能之下選擇性併入。
第三A圖根據一個具體實施例，例示在電力轉換系統300內的一電流停駐切換式穩壓器302。上游控制器305設置成產生信號耦合至該等切換機構M1和M2的閘極，用於啟用與停用該切換機構M1和M2。該切換機構M1已經啟用時，該電流源(即是電感器L1或L11)耦合至電源108，並且該切換機構M2已經停用時，則該電流源與該散電器解除耦合或隔離。該切換機構M2已經啟用時，該電流源耦合至散電器，並且該切換機構M1已經停用時，則該電流源與電源108解除耦合或隔離。上游控制器305啟用與停用該等切換機構M1和M2，來產生該電流IL1或IL11。
因為多個電壓控制機構設置成在不同相位上操作來調節VL時，如結合第一B圖所描述，上游控制器305調節該等相位電流的總和而非下游電壓位準，所以上游控制器305可設置成執行電流模式控制。而在某些具體實施例內，上游控制器305可設置成調節絕對感應電流IL1或IL11，在某些情況下，調節負載110或170所消耗的少量感應電流IL1或IL11是可行的。
上游控制器305接收來自下游控制器310的一信號D。該信號D控制該電壓控制機構的操作，並且對應至下游控制器310的該工作係數。尤其是，該信號D控制提供給負載110或170的電流部分，因此對應至負載110或170所消耗的少量電流IL1或IL11。
在一個具體實施例內，下游控制器310為一Bang-Bang控制電路，設置成將負載110上的電壓位準VL維持在最低電壓位準(Vmin)與最高電壓位準(Vmax)之間一指定電壓範圍內。例如：VL的標稱電壓位準指定為1伏特和20mV突波時，Vmin指定為0.99V並且Vmax指定為1.01V。
下游控制器310設置成產生信號耦合至該等切換機構M3和M4的閘極，用於啟用與停用該切換機構M3和M4。該切換機構M3已經啟用時，該電流源(即是電感器L1)耦合至該散電器(即是接地)，並且該切換機構M3已經停用時，則該電流源與該散電器解除耦合或隔離。該切換機構 M4已經啟用時，該電流源耦合至負載110，並且該切換機構M4已經停用時，則該電流源與負載110解除耦合或隔離。
如第三A圖內所示，在一個具體實施例內，該切換機構M3為一N型平面金屬氧化物半導體電晶體，並且該切換機構M4為一P型平面金屬氧化物半導體電晶體。下游控制器310產生的該等信號設置成避免該等切換機構M3和M4的汲極上有重疊電流以及過電壓。尤其是，一次只啟動該等切換機構M3和M4之一者。
該切換機構M3在該切換機構M4已經啟用之前已經停用，以確定兩切換機構M3和M4都已經停用時的一「死區時間」。該等切換機構M3和M4的汲極之寄生靜電容量會在該死區時間期間由該電流IL1充電，並且在該電壓通過該寄生靜電容量達到VL時該切換機構M4已經啟用，如此電流不會從負載110流到該電感器L1。該切換機構M3已經停用與該切換機構M4已經啟用時之間的該死區時間受控制，允許在該切換機構M4啟用之前，該電感器L1將該切換機構M4的汲極充電至VL。該死區時間也確定該切換機構M4已經啟用時該切換機構M3已經停用，以避免來自負載110的擊穿電流通過該等切換機構M3和M4至接地。
類似地，該切換機構M4已經停用與該切換機構M3已經啟用時之間的該死區時間受控制，避免在該切換機構M3啟用之前，IL1將該切換機構M4的汲極充電過高。該切換機構M4已經停用與該切換機構M3已經啟用時之間的該死區時間也確定，該切換機構M3已經啟用時該切換機構M4已經停用，以避免來自負載110的擊穿電流通過該等切換機構M4和M3至接地。
電力一開始供應至電力轉換系統300時，VL為零並且需要數奈秒讓該電容器C1充電至Vmin與Vmax之間的電壓。在上游控制器305開始產生該電流IL1之前，下游控制器310可設置成使用在開機時開啟的輔助供應電壓VST來操作。該電流源開機時，該切換機構M4已經啟用來對C1充電。在一個具體實施例內，該輔助供應電壓並未用於下游控制器310，並且下游控制器310設置成停用該切換機構M3並且啟用該切換機構M4，直到VL到達Vmax為止。
第三B圖根據一個具體實施例，例示該等第一和第二信號的波形，其控制提供給第三A圖內所示該電流停駐切換式穩壓器302的負載110之部分感應電流IL1。在一個具體實施例內，該非重疊啟用信號包含一第一信號與一第二信號。該第一信號控制(即是啟用與停用)該切換機構M4，並且該第二信號控制該切換機構M3。該切換機構M4為一P型金屬氧化物半導體電晶體時，則該第一信號的反轉版本耦合至該P型金屬氧化物半導體電晶體的該閘極。為了了解第三B圖內所示的波形315，顯示該反轉的第一信號。當該第一信號的反轉版本為高信號，則該切換機構M4已經啟用，並且當該第一信號的反轉版本為低信號，則該切換機構M4已經停用。類似地，當該第二信號為高信號，則該切換機構M3已經啟用，並且當該第二信號為低信號，則該切換機構M3已經停用。
個別延遲可用於一第一信號，其啟用該切換機構M3，以及一第二信號，其啟用該切換機構M4。更進一步，一差異延遲可用於該第一及/或該第二信號的一上升轉變，然後用於一下降轉變。該等延遲在兩切換機構M3和M4都已經停用(即是該反轉第一信號與該第二信號都為負)並且該電流源已經與該負載解除耦合並且與該散電器解除耦合時，控制該死區時間的週期。該切換機構M3已經停用與該切換機構M4已經啟用時之間一「啟用」死區時間的週期，會與該切換機構M4已經停用與該切換機構M3已經啟用時之間一「停用」死區時間的週期不同。
該「停用」死區時間發生在該第一信號停用該切換機構M4，並且該第二信號啟用該切換機構M3時之間。該「啟用」死區時間發生在該第二信號停用該切換機構M3，並且該第一信號啟用該切換機構M4時之間。在該停用與該啟用死區時間期間，該切換機構M3和M4已經停用(即是當該反轉第一信號與該第二信號都為負時)。因此，該電流源與該散電器和該負載解除耦合。該啟用死區時間會比該停用死區時間還要長，以便用電流IL1對該電流源與該電壓控制機構之間該等切換機構M3和M4的該等汲極上之該寄生靜電容量充電。該切換機構M4為一N型金屬氧化物半導體電晶體時，則該第一信號的反轉版本耦合至該切換機構M4的該閘極。
如同先前搭配第三A圖之解釋，上游控制器305可設置成 根據負載110所消耗的感應電流IL1數量，這對應至下游控制器310所產生該信號D的工作係數，以控制該電流控制機構。因此，提供該信號D當成輸入至上游控制器305。上游控制器305可包含一工作係數測量單元，其設置成使用該信號D測量該工作係數。在一個具體實施例內，下游控制器310設置成產生該工作係數給至上游控制器305的輸出。
第三C圖根據一個具體實施例，例示一工作係數測量單元320。工作係數測量單元320設置成利用低通濾波該D信號，來測量該工作係數。一單極低通濾波器包含一電阻器R以及一電容器C產生DA，就是該工作係數信號D的類比版本。下游工作係數(DDF，downstream duty factor)的數位版本係使用類比數位轉換器322將DA轉換成數位信號所產生。一般而言，下游控制器310以數百MHz的頻率來操作，並且上游控制器305以數百kHz的頻率來操作，因此在1MHz上具有一極的單極濾波器足以測量D的該工作係數。
第三D圖根據一個具體實施例，例示該上游控制器305的另一個工作係數測量單元325。工作係數測量單元325設置成利用讓該信號D通過一分接延遲線路，並且由D計時的觸發器330陣列設置成取樣每一延遲元件的輸出，來測量該工作係數。工作係數計算器335處理觸發器330的輸出，以決定分接至該信號D的最後下降邊緣之數量以及分接至該信號D的最後上升邊緣之數量。然後從這兩個測量值計算該工作係數，DDF=(R-F)/R，其中F為分接至該最後下降邊緣的數量，R為分接至該最後上升邊緣的數量。在非常高的工作係數上，D的週期可足夠大，讓工作係數計算器335無法識別該最後上升邊緣，在此情況下，工作係數計算器335可將下游工作係數設定為最大值。在非常低的載入電流上，下游控制器310的切換頻率夠低，讓工作係數計算器335無法識別D的該上升或下降邊緣，在此情況下，工作係數計算器335可將下游工作係數設定為最小值。
第四A圖根據一個具體實施例，例示第三A圖內所示電流停駐切換式穩壓器302的上游控制器305。上游控制器305可設置成提供電流IL1的保留量，其大於負載110所消耗的電流。例如：利用將IL1維持在10安培的目標電流上，假設負載110消耗的電流為8安培，則可提供20% 的保留。指定對應至該目標電流的一目標工作係數。下游工作係數(即是該信號D的已測量下游工作係數)提高以回應負載110較高的電流需求，並且當下游工作係數高於該目標工作係數，則在下游控制器310上使用較低工作係數(即是接近目標工作係數的工作係數)，提高IL1來提供電流至負載110。類似地，下游工作係數降低以回應負載110較低的電流需求，並且當下游工作係數低於該目標工作係數，則使用接近該目標工作係數的一工作係數，降低IL1來提供電流至負載110。
工作係數測量單元420測量該信號D的工作係數，並且可實施成為工作係數測量單元320或325。上游控制器305設置當成一脈衝寬度調變控制器，其設置成將下游工作係數維持在一工作係數指令(DFC，duty-factor command)所規定的該目標工作係數之上。工作係數指令應該夠低，讓下游工作係數在整個上游控制器305的週期內(即是脈衝寬度調變頻率的週期)都維持在目標範圍內。
在一個具體實施例內，該目標工作係數根據與負載110相關聯的一處理工作負載而變。例如：就在初始重工作負載之前，該目標工作係數降低以提高電流。當使用一目標電流來控制該電流產生時，該目標電流可就在初始重工作負載之前提高。
一震盪器425以該脈衝寬度調變頻率(通常為300kHz)設定一設定重設觸發器415，並且由比較器410重設，指出該下游工作係數何時低於工作係數指令。觸發器415的Q輸出驅動一電流控制單元405，產生啟用信號給該電流控制機構的該等切換機構M1和M2。在一個具體實施例內，電流控制單元405為半橋驅動器。當該R輸入為低位準並且震盪器425的輸出為高位準時，該Q輸出為高位準。直到該R輸出為高位準之前，該Q輸出都將維持在高位準。只要該R輸出為高位準(下游工作係數下降低於工作係數指令)，則該Q輸出會變成低位準。當Q為高位準時，電流控制單元405啟用該切換機構M1並且停用該切換機構M2，以提高該電流IL1。當Q為低位準時，電流控制單元405停用該切換機構M1並且啟用該切換機構M2，以降低該電流IL1。電流控制單元405所產生的該等啟用信號應該沒有重疊，如此電源108的輸出不會與接地短路。已經提供給該切換機 構M1的該啟用信號可設置成實施一Bootstrap電源供應器，以產生高於電源108上該電壓(例如12V)的閘極驅動。
第四B圖根據一個具體實施例，例示電流停駐切換式穩壓器302的上游控制器305之另一種版本。一電流測量單元422設置成將提供給負載110的該電流部分，就是電流ILoad，除以下游工作係數，來計算該電流IL1。一比較器412設置成將該計算電流與由一電流指令(CC，current command)指定的一目標電流做比較。該計算電流大於該目標電流時，重設為高位準，以降低產生的電流IL1。
在另一個具體實施例內，電流測量單元422可設置成直接測量IL1，並且省略工作係數測量單元420。比較器412應設置成將該計算的IL1與由一電流指令指定的一目標電流做比較。該測量的電流IL1大於該目標電流時，重設為高位準，以降低產生的電流IL1。
第四C圖根據一個具體實施例，例示用一上游控制器305來控制一電流控制機構所產生電流的方法流程圖440。在步驟205上，由上游控制器305設置一電流源，以產生一電流IL1。在步驟210上，由下游控制器310設置一電壓控制機構，以提供一部分電流給負載110，以調節負載110上的電壓位準。在步驟407上，工作係數測量單元420測量該信號D的該工作係數，其中該信號控制提供給負載110的電流部分。工作係數測量單元420產生該輸出下游工作係數。在步驟430上，上游控制器305決定該產生的電流IL1是否應減少，若否，則在步驟435上，上游控制器305設置該電流控制機構提高該電流IL1。否則在步驟422上，上游控制器305設置該電流控制機構減少該產生的電流IL1。
在一個具體實施例內，該測量的工作係數與一目標工作係數比較，以產生該等啟用信號給該電流控制機構。該測量的工作係數(DDF)對應至提供給負載110的該部分電流(ILoad)。在另一個具體實施例內，已經測量ILoad並且與該測量的工作係數結合，以產生一計算的電流，其與一目標電流比較，來該等啟用信號給該電流控制機構。在這些具體實施例的每一者之內，該電流IL1係根據提供給負載110的該部分電流所產生。仍舊在另一個具體實施例內，已經測量該電流IL1並且與一目標電流比較，以產生 該等啟用信號給該電流控制機構。
第五A圖根據一個具體實施例，例示用於使用下游控制器310或360(或包含一下游控制器的控制器105或165)，調節提供給負載110或170的該電壓位準之方法流程圖500。在步驟502上，該電壓控制機構內的該等切換機構已經初始化。尤其是，該切換機構M3已經停用並且該切換機構M4已經啟用。在另一個具體實施例內，該輔助供應電壓VST提供給該下游控制器，並且用在電源108提供一供應電壓給該電流源之前提供該輔助供電給該下游控制器之步驟，來取代步驟502。
在步驟505上，上游控制器305(或控制器105或165)設置該電流控制機構產生電流IL1通過該電感器L1。該電流控制機構可設置成提供比負載110或170所需平均電流還要大的電流。在步驟510上，該下游控制器設置該電壓控制機構提供一部分電流給負載110或170，以調節負載110上的電壓位準VL。在步驟515上，該下游控制器決定VL是否大於Vmax，並且若是，則在步驟525上，該電壓控制機構切換成解除該電流源與負載110或170之耦合，並且將該電流源(即是該電感器L1)耦合至一散電器(即是接地)，以將IL1的較少部分提供給負載110或170來降低VL。在步驟525之後，該下游控制器回到步驟515。
在步驟515上，若VL並未大於Vmax，則在步驟530上，該下游控制器決定VL是否小於Vmin。若VL小於Vmax，則在步驟535上，該下游控制器設置該電壓控制機構將該電流源耦合至負載110或170，並且解除該電流源與該散電器的耦合，以提供較大部分的IL1給負載110或170來提高VL。在步驟535之後，該下游控制器回到步驟515。否則，當VL並未大於Vmax並且不小於Vmin時(即是VL在Vmin與Vmax界定的範圍之內)，則該下游控制器回到步驟515。
利用由下游控制器310或360產生的該信號D，決定提供給負載110或170的該電流部分。該信號D交替啟用該第一切換機構M4，允許該電流的一部分流至負載110或170，同時停用一第二切換機構M3，然後啟用該第二切換機構將該電感器L1(或L2用於電力轉換裝置180)拉至接地，同時停用該第二切換機構，將負載110或1170與該電感器隔離。在回 應瞬間電流方面，下游控制器310或360迅速提高或降低提供給負載110或170的電流部分，並且將該電壓位準VL維持在Vmin與Vmax界定的一預定範圍之內。尤其是，VL大於Vmax時，D成為低位準，讓電流偏離負載170，並且VL小於Vmin時，D成為高位準，讓電源流向負載170。
第五B圖根據一個具體實施例，例示包含一電流停駐切換式穩壓器使用一共用電流源驅動兩負載，負載110-A和110-B，具有獨立控制器電壓VLA和VLB之系統550。如第五B圖內所示，該單一電感器L1提供該電流IL1，其中一部分提供給兩個負載110-A和110-B的每一者。在一個具體實施例內，該電流IL1的該部分並未同時提供給兩個負載110-A和110-B。一濾波電容器C1A耦合至負載110-A，並且一濾波電容器C1B耦合至負載110-B。每一負載都關聯於分開的下游控制器510-A和510-B以及個別切換機構M4A和M4B，不過下游控制器510-A和510-B可共享該切換機構M3。下游控制器510-A和510-B每一個都為下游控制器310或360之一者。
由下游控制器510-A和510-B產生的該等D輸出信號DA和DB已經結合，將操作優先順序賦予負載110-A。在一個具體實施例內，負載110-A為最關鍵或最高電流負載。當DA為高位準時，該切換機構M4A已經啟用、將該電流源耦合至負載110-A並且該切換機構M4B和M3都已經停用。該切換機構M4A已經啟用時，將該電流IL1提供給電容器C1A，並且VLA上升而VLB下降。當DA為低位準時，DB可為高位準、啟用該切換機構M4B並且停用該等切換機構M4A和M3。該切換機構M4B已經啟用時，將該電流IL1提供給電容器C1B，並且VLB上升而VLA下降。當DA和DB都為低位準時，該切換機構M3已經啟用並且兩切換機構M4A和M4B都已經停用，導致該電流IL1「停駐」在該電感器L1內，同時兩VLA和VLB都下降。系統550的該有效工作係數為由DA和DB的邏輯「OR」所形成信號之該工作係數，如第五B圖內所示的該信號D。
第五C圖根據一個具體實施例，例示包含一電流停駐切換式穩壓器的一系統560。系統560內的該電流停駐切換式穩壓器可分別為第一A圖和第一C圖內所示的電力轉換裝置120和180之一者，或第三A圖、 第三C圖和第四A圖內所示該等電流停駐切換式穩壓器之一者。
電源108耦合至含該電感器L1的該電流停駐切換式穩壓器之該電流控制機構和該電壓控制機構。在一替代具體實施例內，電源108耦合至含該電感器L11和L2的該電流停駐切換式穩壓器之該電流控制機構和該電壓控制機構。上游控制器305設置成產生一電流通過該電感器L1。下游控制器510可為下游控制器310或360之一者，並且設置成調節該負載，即是電路580上的該電壓位準。在一個具體實施例內，下游控制器510設置成將電路580內的該電壓位準維持在由Vmin與Vmax界定的預定範圍之內。
該電感器L1定位在包覆電路580的封裝570之外。一第二電感器L2(未顯示)可定位在封裝570之內，相較於該第一寄生靜電容量CPA，如結合第一C圖所描述，降低該第二寄生靜電容量CPB。該第二電感器L2、該等切換機構M3和M4(或M13和M14)以及該電容器C1(或C11)都可製造成為包含電路580的晶粒575之一部分。在一個具體實施例內，該第二電感器L2為一平面空氣核心電感器，並且該等切換機構M3和M4(或M13和M14)為平面金屬氧化物半導體電晶體。雖然第五B圖內顯示含一分離式電感器的該電流停駐切換式穩壓器之一單一相位，不過含一分離式電感器的該電流停駐切換式穩壓器之多個相位或一或多個電流停駐切換式穩壓器之組合(含或不含一分離式電感器)，可搭配一或多個傳統電力轉換裝置來提供電源給電路580。
第六A圖根據一個具體實施例，例示由電流停駐切換式穩壓器302所產生的波形600。該上游控制器為一脈衝寬度調變控制器，將該信號D的該工作係數維持低於一目標工作係數(如第四A圖內所示)，或將該電流維持在一目標電流之上(如第四B圖內所示)。該下游控制器可為一Bang-Bang控制器，其設置成將VL維持在由Vmin與Vmax界定的一範圍之內。
該頂端線路為該信號D的該工作係數(DF，duty factor)，隨著該電流IL1(第三線路)降低而提高，以提供恆等電流給該負載。該第二線路為上游控制器305，其耦合至該切換機構M1(M1閘極)，所產生的該啟 用控制信號之第一信號。當M1閘極為高位準，則隨著該電感器L1的上游側連接至該(12V)電源108，該電流IL1流過該電感器L1陡升。當M1閘極為低位準，則隨著該電感器L1的上游側透過該切換機構M2連接至接地，該電流IL1緩降。
在模擬產生波型600時，在該負載電流ILoad內有於5μs內從20A至23A的瞬間電流，以及在該目標工作係數內有於12μs內從0.7至0.77的階段變化。第六B圖根據一個具體實施例，例示第六A圖內所示該波形600一部分的放大圖。
如第六A圖以及第六B圖的該放大圖所示，該瞬間電流在該工作係數DF內導致一階段增加，以及下游控制器310(實施為一Bang-Bang控制器)的該操作頻率內一階段下降，但是該電壓VL仍舊維持在Vmin與Vmax界定的該範圍內。如第六B圖內所示，下游控制器310用提高工作係數DF，立即對該瞬間電流產生回應，如此VL維持在該目標電壓範圍之內。第六B圖也例示在該較高工作係數之下，下游控制器310的頻率如何因為VL的上升斜率降低而減少。
第六C圖根據一個具體實施例，例示第六A圖內所示該波形600一部分的另一個放大圖。第六C圖例示在該電流IL1長時間從6.67μs上升至7μs期間，工作係數以及下游控制器310的操作頻率如何變化。在該電流IL1的坡道開始處，該工作係數非常高，超過0.9，並且下游控制器310的操作頻率相對較低。隨著該電流IL1爬升，該工作係數下降並且下游控制器310的操作頻率提高。
第七圖說明其中可實施許多先前具體實施例的許多架構和/或功能性之示範系統700。如所示，提供的系統700包含至少一個中央處理器701，其連接至通訊匯流排702。通訊匯流排702可使用任何合適的通訊協定來實施，例如PCI(週邊組件互連)、PCI-Express、AGP(加速圖形連接埠)、HyperTransport或任何其他匯流排或點對點通訊協定。系統700也包含主記憶體704。控制邏輯(軟體)以及資料都儲存在主記憶體704內，此記憶體可採用隨機存取記憶體(RAM)。
系統700也包含輸入裝置712、一圖形處理器706以及一顯 示器708，即是一傳統CRT(陰極射線管)、LCD(液晶顯示器)、LED(發光二極體)、電漿顯示器等等。使用者輸入可從輸入裝置712接收，例如鍵盤、滑鼠、觸控板、麥克風等等。在一個具體實施例中，圖形處理器706可包含複數個著色(Shader)模組以及一個光柵化(Rasterization)模組等等。每一前述模組都適合在單一半導體平台上形成圖形處理單元(GPU，graphics processing unit)。
在本說明當中，單一半導體平台可稱為單體半導體式積體電路或晶片。吾人應該注意，單一半導體平台一詞也表示多晶片模組，其具備提高的連線性來模擬晶片上運算，並且運用傳統中央處理單元(CPU)和匯流排做大幅改善。當然，依照使用者的意願，許多模組也可分開或與半導體平台進行許多結合。第五A圖和第五B圖內顯示的一或多個系統550和500可併入系統700，以提供電力給一或多個晶片。
系統700也包含次要儲存裝置710。次要儲存裝置710包含例如：硬碟機以及/或可移除式儲存裝置，像是軟碟機、磁帶機、光碟機、數位多功能光碟(DVD)機、記錄裝置、萬用序列匯流排(USB)快閃記憶體。可移除式儲存裝置用已知的方式讀寫可移除式儲存單元。電腦程式(或電腦控制邏輯)可儲存在主記憶體704以及/或次要儲存裝置710內，這種電腦程式在執行時可讓系統700執行許多功能。主記憶體704、儲存裝置710及/或任何其他儲存裝置都可為電腦可讀取媒體的範例。
在一個具體實施例內，許多附圖的架構以及/或功能性都可在由中央處理器701、圖形處理器706、積體電路(未顯示，可具有至少部分中央處理器701和圖形處理器706的能力)、晶片組(即是設計來執行相關功能的積體電路群組)以及/或其他任何積體電路所構成結構內實施。
仍舊是，許多附圖的架構以及/或功能性都可在一般電腦系統、電路板系統、娛樂專用遊戲控制台系統、應用專屬系統以及/或其他任何所要系統的範圍內實施。例如：系統700可為桌上型電腦、膝上型電腦、伺服器、工作站、遊戲主機、嵌入式系統及/或其他任何邏輯形式。仍舊是，系統700可為許多其他裝置的形式，包含但不受限於個人數位助理(PDA)裝置、行動電話裝置、電視等等。
進一步，雖然未顯示，系統700可連結至網路(例如通訊網路、區域網路(LAN)、無線網路、廣域網路(WAN)，像是網際網路、點對點網路、有線電視網路等等)用來通訊。
當上面已經說明許多具體實施例時，必須了解到它們係僅藉由範例來呈現，並非構成限制。因此，較佳具體實施例之廣度及範疇並不侷限於上述任何示範性具體實施例，而應僅根據以下的申請專利範圍及其等效內容來定義。

Claims (23)

  1. 一種方法，包含：設置一電流源，以提供一電流給一電壓控制機構；設置該電壓控制機構，以提供一部分該電流給一負載；以及根據提供給該負載的該部分電流產生該電流。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中一第一信號耦合以及解除耦合該電流源至一電源，以控制所產生的該電流量。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中一第二信號耦合以及解除耦合該電流源至一散電器，以控制所產生的該電流量。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含：測量一信號的一工作係數，該係數控制提供給該負載的該部分電流；以及該工作係數小於一目標工作係數時，降低已經產生的該電流。
  5. 如申請專利範圍第4項之方法，其中根據一處理工作負載來設定該目標工作係數。
  6. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該測量包含過濾該信號，以產生該工作係數。
  7. 如申請專利範圍第4項之方法，其中該測量包含取樣一分接延遲線路，以產生該工作係數。
  8. 如申請專利範圍第4項之方法，另包含該工作係數大於該目標工作係數時，增加該電流。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含：測量提供給該負載的該部分電流，以產生一已測量電流；計算根據該已測量電流以及一信號的一工作係數所產生之該電流，其中該係數控制提供給該負載的該部分電流，以產生一已計算電流；以及該已計算電流大於一目標電流時，降低已經產生的該電流。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電流的產生包含根據提供給該 負載的該電流部分，交替啟用一第一切換機構，將該電流源耦合至一電源，同時停用一第二切換機構，解除該電流源與一散電器的耦合，然後根據提供給該負載的該電流部分，停用該第一切換機構，解除該電流源與該電源的耦合，同時啟用該第二切換機構，將該電流源耦合至該散電器。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電流大於調節該負載上一輸出電壓位準所需的一平均電流。
  12. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電壓控制機構以超過該電流源的較高頻率來運作。
  13. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電流源包含耦合在該電壓控制機構與一電流控制機構之間的一電感器。
  14. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電流的產生包含：該電流不大於一目標電流時，根據一固定頻率將該電流源耦合至一電源；以及該電流大於該目標電流時，解除該電流源與該電源的耦合。
  15. 如申請專利範圍第14項之方法，其中根據一處理工作負載來設定該目標電流。
  16. 一種方法，包含：設置一電流源，以提供一電流給一電壓控制機構；設置該電壓控制機構，以提供一部分該電流給一負載；測量該電流源的一輸出上之該電流，以產生一已測量電流；以及該已測量電流大於一目標電流時，降低該電流。
  17. 如申請專利範圍第17項之方法，另包含該已測量電流不大於該目標電流時，增加該電流。
  18. 一種電力轉換裝置，包含：一上游控制器，其耦合至一電流源，並且設置成根據提供給該負載的一部分該電流，控制由該電流源所產生的一電流；以及一電壓控制機構，其耦合在該電流源與該負載之間，並且設置成將該部分電流提供給該負載。
  19. 如申請專利範圍第18項之電力轉換裝置，其中該上游控制器另設置成：該電流不大於一目標電流時，根據一固定頻率將該電流源耦合至一電源；以及該電流大於該目標電流時，解除該電流源與該電源的耦合。
  20. 如申請專利範圍第19項之電力轉換裝置，其中根據一處理工作負載來設定該目標電流。
  21. 如申請專利範圍第18項之電力轉換裝置，其中該上游控制器另設置成根據提供給該負載的該電流部分，交替啟用一第一切換機構，將該電流源耦合至一電源，同時停用一第二切換機構，解除該電流源與一散電器的耦合，然後根據提供給該負載的該電流部分，停用該第一切換機構，解除該電流源與該電源的耦合，同時啟用該第二切換機構，將該電流源耦合至該散電器。
  22. 一種電力轉換裝置，包含：一上游控制器，其耦合至一電流源，並且設置成：根據一已測量電流，控制已經由該電流源產生的一電流；以及該已測量電流大於一目標電流時，降低該電流；一電壓控制機構，其耦合在該電流源與該負載之間，並且設置成將該電流的一部分提供給該負載。
  23. 如申請專利範圍第22項之電力轉換裝置，其中該上游控制器另設置成該已測量電流不大於該目標電流時，增加該電流。
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