TWI396957B - 變頻多相位電壓調節器及其控制方法 - Google Patents

變頻多相位電壓調節器及其控制方法 Download PDF

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Description

變頻多相位電壓調節器及其控制方法
本案係為一種多相電壓調節器及其控制方法，尤指一種在輕載下具變頻機制之多相電壓調節器及其控制方法。
一般來說，電腦系統內中央處理器(CPU)的電源並不是直接由電源供應器(Power Supply，PSU)所提供，主要原因為中央處理器(CPU)所需的核心電壓(Vcore)是按照其負載的大小而不斷改變，因此，中央處理器(CPU)所需的核心電壓(Vcore)可能瞬間內增強或減弱，而電源供應器是無法直接對如此突如其來的改變作出反應。為了解決此一問題，主機板上設有專為中央處理器(CPU)供電的電壓調節器(Voltage Regulator Module，VRM)，其主要由脈波寬度調變控制單元(Pulse Width Modulation Controller，PWM控制單元)、電晶體(MOSFET)、電感(Choke)及電容(Capacitor)所組成。它能感應來自中央處理器(CPU)所發出的電壓準位需求，原理是偵測中央處理器(CPU)的VID信號，並按信號將電壓進行調整，不會因電流突如其來的改變，令電壓突然驟變，影響中央處理器(CPU)的運作。簡單的來說，PWM控制單元能把輸入的電壓的變化轉換成脈衝信號，監控功率電路的輸出 狀態，並作出適時修正，並控制電晶體(MOSFET)所形成的開關，進而掌控電流進出；電感(Choke)則用為儲能整流的元件，在電流通過時將過多的能量暫存起來，或在電流不足時再釋放能量，以達到穩定電流的作用；電容(Capacitor)則具備蓄電濾波的功能，不單可去除低頻雜波，還負責儲備電流，確保穩定供電給中央處理器(CPU)。
請參照第一圖，其所繪示為習知電腦主機板上的單相式電壓調節器(Single-Phase Voltage Regulator Module)示意圖。該單相式電壓調節器包括一PWM控制單元10、一驅動單元(driver)20、一功率級電路(power stage circuit)30。其中，PWM控制單元10可以輸出一脈波信號(PWM)至驅動單元20。
再者，驅動單元20中有一引導邏輯電路(steering logic circuit)22以及二驅動電路(driving circuit)24、26。該引導邏輯電路22根據脈波信號產生第一信號與第二信號，而二驅動電路24、26分別接收第一信號與第二信號後產生第一驅動信號S1與第二驅動信號S2。
再者，功率級電路30中包括一上功率電晶體(upper power FET)M1、一下功率電晶體(lower power FET)M2、一輸出電感(output choke)L、一電感等效直流電阻(DC Resistance)Rs、輸出電容(output capacitor)Co。其中，上功率電晶體M1汲極(D)連接至一電源電壓(Vcc)，上功率電晶體M1閘極(G)接收第一驅動信號S1，上功率電晶體M1源極(S)連接至輸出電感L的第一端。下功 率電晶體M2汲極(D)連接至輸出電感L的第一端，下功率電晶體M2閘極(G)接收第二驅動信號S2，下功率電晶體M1源極(S)連接至接地端(GND)。再者，電感等效直流電阻Rs連接於輸出電感L的第二端與核心電壓輸出端(Vcore)之間。而輸出電容Co連接於核心電壓輸出端(Vcore)與接地端(GND)之間。
再者，核心電壓輸出端(Vcore)可連接至主機板上的電源層(power layer，未繪示)，而電源層則接至中央處理器(CPU)用以提供中央處理器(CPU)所需的核心電壓(Vcore)；再者，上功率電晶體M1與下功率電晶體M2為n型金氧半場效電晶體(n-MOSFET)，而電源電壓(Vcc)為12V。
由於第一驅動信號與第二驅動信號的驅動，輸出電感L以及電感等效直流電阻Rs上會產生一輸出電流(Io)至中央處理器(CPU)。而根據輸出電流(Io)的大小可以得知中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)或者是低運轉負載(輕載)。當中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時，根據電感等效直流電阻Rs上的感測電壓(Vs)，PWM控制單元10上的回授邏輯電路(Feedback Logic Circuit)12可以接收感測電壓(Vs)，並增加脈波信號(PWM)的脈波寬度(pulse width)用以提高輸出電流(Io)；反之，當中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時，根據電感等效直流電阻Rs上的感測電壓(Vs)，PWM控制單元10上的回授邏輯電路(Feedback Logic Circuit)12可以接收感測電壓(Vs)，並減少脈波信號(PWM)的脈波寬度(pulse width)，用以減少輸出電流(Io)。
再者，雖然上述的脈波信號(PWM)的脈波寬度(pulse width)可以改變，但是很顯地脈波信號(PWM)的頻率還是維持一定值，而此定值可稱為脈波信號(PWM)的切換頻率(Fsw)。而脈波信號(PWM)的切換頻率是由PWM控制單元10的一腳位(pin)外接的一電阻(R1)所決定的。請再參照第一圖，於PWM控制單元中更包括一震盪器(Oscillator)11，經由此腳位外接的一電阻(R1)即可決定該切換頻率的大小。一般來說，震盪器11連接的電阻(R1)的電阻值越高，切換頻率(Fsw)越低，反之，震盪器11連接的電阻(R1)的電阻值越低，切換頻率(Fsw)越高。
再者，所謂電壓調節器的相位，就是指由電晶體(MOSFET)、電感(Choke)及電容(Capacitor)三個元件所組成的PWM電路，愈多的相位表示電壓調節器內含愈多的PWM電路。由於現今中央處理器(CPU)的功耗越來越大，因此現今主機板上多會採用由多組電晶體(MOSFET)、電感(Choke)及電容(Capacitor)所組成的多相式電壓調節器。相較於採用單相或較少相位的電壓調節器，較多相位的多相式電壓調節器能對中央處理器(CPU)突如其來的負載改變，反應更為敏捷，進而有效提升穩定性，因此現今主機板內的多相式電壓調節器的相 位不斷地提高。
請參照第二圖，其所繪示為習知電腦主機板上的四相式電壓調節器示意圖。該主機板上具有四相電壓調節器。該四相式電壓調節器包括一脈波寬度調變(PWM)控制單元40、四條電流提供路徑(current providing path)41~44。其中，第一電流提供路徑41包括第一驅動單元50與第一功率級電路90；第二電流提供路徑42包括第二驅動單元60與第二功率級電路100；第三電流提供路徑43包括第三驅動單元70與第三功率級電路110；且第四電流提供路徑44包括第四驅動單元80與第四功率級電路120。再者，PWM控制單元40可以輸出四相脈波信號(PWM1、PWM2、PWM3、PWM4)分別至第一驅動單元50、第二驅動單元60、第三驅動單元70、第四驅動單元80。
再者，第一驅動單元50搭配第一功率級電路90、第二驅動單元60搭配第二功率級電路100、第三驅動單元70搭配第三功率級電路110、以及第四驅動單元80搭配第四功率級電路120後即形成四相電壓調節器。再者，四個功率級電路90、100、110、120所輸出的核心電壓(Vcore)皆連接至主機板上的電源層(power layer，未繪示)，而電源層則接至中央處理器(CPU)用以提供中央處理器(CPU)所需的核心電壓(Vcore)。因此，提供給中央處理器(CPU)的電流是由四相電壓調節器根據四個脈波信號(PWM1、PWM2、PWM3、PWM4)來提供四個輸出電流(Io1、Io2、Io3、Io4)的總合。再者，上述四個驅動單元的電路與第 一圖中驅動單元的電路相同，因此其動作原理不再贅述；同理，上述四個功率級電路的電路與第一圖中功率級電路的電路相同，因此其動作原理不再贅述。同理，由於震盪器45連接一固定值的電阻(R1)，因此，脈波信號(PWM)的切換頻率(Fsw)還是維持一定值。
隨著電壓調節器相位數的增加，中央處理器(CPU)操作頻率的安全和穩定也同時提升；然而，在追求中央處理器(CPU)操作頻率的安全和穩定的同時，隨著環保意識的高漲和環境資源的枯竭，廠商也必須同時考慮電壓調節器的效率。其實電壓調節器本身也會擁有阻抗因素，越多相位的電壓調節器同時也會帶來更多的能源損耗，再加上電壓調節器在低負載下有效率偏低的問題，如果電壓調節器相位數目越多，低負載的電能損耗越大，如此將造成不必要的資源浪費。
請參照第三圖A，其所繪示為電壓調節器效率曲線圖(以四相供電和八相供電之電壓調節器為例)。由該效率曲線圖可知，當中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時，亦即中央處理器(CPU)的電流高於一特定值(I_CPUref )時，八相供電之電壓調節器的效率高於四相供電之電壓調節器；然而，當中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時，亦即中央處理器(CPU)上電流低於一特定值(I_CPUref )時，四相供電之電壓調節器的效率則高於八相供電之電壓調節器。因此，目前一些主機板廠商根據此效率曲線圖的特性，推出具節能功效的主機板， 亦即利用一負載偵測電路來偵測中央處理器(CPU)的負載，進而決定電壓調節器的工作相位數。也就是說，當負載偵測電路偵測出中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時，電壓調節器則開啟全部的相位來對中央處理器(CPU)供電，而當負載偵測電路偵測出中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時，電壓調節器則關閉部份的相位來對中央處理器(CPU)供電，如此一來，在不降低中央處理器(CPU)效率和穩定的前提下，藉由電壓調節器供電相位數的切換，可實現電壓調節器效率的最佳化。
請參照第三圖B，其所繪示為習用具效率最佳化電壓調節器效率曲線圖(以四相供電和八相供電之電壓調節器為例)。如圖所示，在中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時(CPU電流高於I_CPUref )，電壓調節器開啟全部八個相位來對中央處理器(CPU)供電；在中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時(CPU電流低於I_CPUref )，電壓調節器則只採用四個相位來對中央處理器(CPU)供電，如此將可得到電壓調節器效率的最佳化(第三圖B實線)。
請參照第四圖，其所繪示為習用多相式電壓調節器相位數切換控制流程圖(以四相供電和八相供電間之切換為例)。首先，電腦系統初始化電壓調節器，且假設電壓調節器之初始相位值為八(步驟41)；電壓調節器根據該相位值對中央處理器(CPU)供電(步驟43)；負載偵測電路 偵測中央處理器(CPU)的電流是否低於一特定值(I_CPUref )(步驟45)；若中央處理器(CPU)處於低運轉負載(輕載)，亦即中央處理器(CPU)上電流低於一特定值(I_CPUref )時，則設定電壓調節器之相位值為四(步驟47)，電壓調節器根據該相位值對中央處理器(CPU)供電(步驟43)；若中央處理器(CPU)處於高運轉負載(重載)，亦即中央處理器(CPU)上電流高於一特定值(I_CPUref )時，則設定電壓調節器之相位值為八(步驟49)，電壓調節器根據該相位值對中央處理器(CPU)供電(步驟43)。
然而，上述具變頻功能之電壓調節器，並非處於電壓調節器的最佳效率。
本案為一種變頻多相位電壓調節器，連接至一中央處理器，包含：脈波寬度調變控制單元，產生多個脈波信號，這些脈波信號具有不同之相位，並具有一腳位；一第一電阻，具有一第一端連接所述的腳位，一第二端連接到一低電壓；一第二電阻，具有一第三端連接所述的腳位；一開關電晶體，連接在低電壓與第二電阻之一第四端之間，並接收一致能信號控制；多個電流提供路徑，分別接收這些脈波信號後，轉換為中央處理器之一電流；以及，負載偵測電路，內部具有一電流參考值，此電流參考值與電流比 較後，產生一控制信號，而該控制信號控制致能信號來產生一第一切換頻率或一第二切換頻率，並使脈波寬度調變控制單元輸出全部的脈波信號或部分的脈波信號。
本案為一種具有變頻多相位電壓調節器的主機，包括：一中央處理器；以及一變頻多相位電壓調節器，提供一電流到一中央處理器，包括：一脈波寬度調變控制單元，產生多個脈波信號，該些脈波信號具有不同之相位，並具有一腳位；一第一電阻，具有一第一端連接該腳位，一第二端連接到一低電壓；一第二電阻，具有一第三端連接該腳位；一開關電晶體，連接在該低電壓與該第二電阻之一第四端之間，並接收一致能信號控制；多個電流提供路徑，分別接收該些脈波信號後，轉換為該中央處理器之該電流；及一負載偵測電路，內部具有一電流參考值，該電流參考值與該電流比較後，產生一控制信號，該控制信號控制該致能信號來產生一第一切換頻率或一第二切換頻率，並使該脈波寬度調變控制單元輸出全部的該些脈波信號或部分的該些脈波信號。
本案更提出一種變頻多相位電壓調節器控制方法，應用於一多相式電壓調節器，此多相式電壓調節器設置於一主機板上，且連接至一中央處理器，包括下列歩驟：偵測中央處理器之一電流；當中央處理器之電流高於一電流參考值時，多相式電壓調節器以M相位和一第一切換頻率對中央處理器供電；以及，當中央處理器之電流低於電流參考值時，多相式電壓調節器以N相位和一第二切換頻率對 中央處理器供電。
本發明之電壓調節器不僅可做不同相位間的切換，同時加入中央處理器(CPU)處於低運轉負載(輕載)時切換頻率的變頻機制，如此將可達成電壓調節器效率的最佳化。
由於電壓調節器中的電感(Choke)，亦是電壓調節器產生功率損耗的主要元件之一。在電壓調節器中的電感(Choke)，其鐵心損失的公式為： 其中 且Fsw為電壓調節器之切換頻率；Bpk 為電感(Choke)的磁滯損(Hysteresis Loss);V為電感(Choke)上的電壓；ΔB為電感(Choke)的磁通量(Flux Density);L為電感(Choke)的電感值；ILP 為電感(Choke)的輸出漣波電流(Ripple Current);A為電感(Choke)的截面積；N為電感(Choke)的鐵心匝數；D為電壓調節器之責任週期(Duty Cycle)，定義為Vcore/Vin。
由上述的公式可知，提高電壓調節器中脈波信號(PWM信號)的切換頻率(Fsw)，可降低漣波電流(ILP )； 而降低的漣波電流(ILP )進而可降低磁滯損(Bpk )；最終，降低的磁滯損(Bpk )可降低電感(Choke)的鐵心功率損失。
然而，根據實際的實驗和量測結果，切換頻率(Fsw)的提高並不會造成電壓調節器效率的全面提升。請參照第五圖，其所繪示為具較高切換頻率(Fsw)之電壓調節器效率曲線圖。此曲線圖中包括切換頻率(Fsw)為200KHZ的四相供電和八相供電之效率曲線以及切換頻率(Fsw)為300KHZ的四相供電之效率曲線。由該效率曲線圖可知，當中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時，亦即中央處理器(CPU)上電流低於一特定值(I_CPUref )時，提高切換頻率(Fsw)可提高電壓調節器的效率；然而，當中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時，亦即中央處理器(CPU)的電流高於一特定值(I_CPUref )時，提高切換頻率(Fsw)卻反而造成電壓調節器效率的下降。
因此，本發明之具變頻功能之電壓調節器，其主要作法為在中央處理器(CPU)處於低運轉負載(輕載)時，加入變頻的機制(提高電壓調節器的切換頻率(Fsw))，使得電壓調節器在中央處理器(CPU)處於低運轉負載(輕載)時更具效率，卻不會造成電壓調節器在中央處理器(CPU)處於高運轉負載(重載)時效率的下降。
請參照第六圖，其所繪示為本發明控制切換頻率的示意圖。其中，第六圖與第二圖最大的差異在於連接至震盪器61上的電阻，因此以下僅描述震盪器61腳位上的電阻 及其MOSFET開關(Q1)以及負載偵測電路65，而其他部分的動作原理予以省略。而本發明實施例即是改變PWM控制單元中震盪器61所連接的電阻值來達成調整切換頻率的目的。由第六圖可知，第一電阻(R1)的第一端連接至震盪器61，第二端接地(GND)；第二電阻(R2)的第一端連接至震盪器61;MOSFET開關(Q1)的波極(D)連接至第二電阻(R2)的第二端，MOSFET開關(Q1)的源極(S)接地(GND)，MOSFET開關(Q1)的閘極(G)接收一致能信號(ENABLE)。再者，負載偵測電路65的一負極輸入端(Iin-)接收中央處理器電流，而負載偵測電路65的一正極輸入端(Iin+)接收一特定值(I_CPUref )中央處理器電流，而負載偵測電路65的比較結果即為致能信號(ENABLE)。
首先，當負載偵測電路65偵測出中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時，此時切換頻率(Fsw)必須維持在標準頻率(假設200KHz)，如此才能達成電壓調節器在重載時的最佳效率，因此，致能信號(ENABLE)必須將MOSFET開關(Q1)關閉，此時震盪器61才能藉由該電阻(R1)產生一具標準頻率值的切換頻率(Fsw，假設頻率為200KHz)。當負載偵測電路65偵測出中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時，此時切換頻率(Fsw)必須變頻至較高頻率(假設300KHz)，如此才能達成電壓調節器在輕載的最佳效率，因此，致能信號(ENABLE)必須將MOSFET開關(Q1)開啟，此時並聯 的電阻(R1)和電阻(R2)所產生的電阻值顯然的較第一電阻(R1)為低，震盪器61才能藉由並聯的第一電阻(R1)和第二電阻(R2)所產生的較低電阻值產生一具較高頻率值的切換頻率(Fsw，假設頻率為300KHz)。
為了保證致能信號(ENABLE)能在中央處理器(CPU)處於高運轉負載(重載)時關閉MOSFET開關(Q1)，而在中央處理器(CPU)處於低運轉負載(輕載)時開啟MOSFET開關(Q1)，該致能信號(ENABLE)可由該負載偵測電路65產生，而該負載偵測電路65可由一比較器實現。首先，接收中央處理器(CPU)的電流和該特定值(I_CPUref )後可等比例的對應至二電壓，該二電壓再分別輸入至該比較器的二輸入端。當比較器比較出中央處理器(CPU)的電流高於該特定值(I_CPUref )時，該比較器可產生一具低準位之致能信號(ENABLE)用以關閉MOSFET開關(Q1)，進而變頻電路可產生具標準頻率值的切換頻率(Fsw，假設頻率為200KHz)；當比較器比較出中央處理器(CPU)的電流低於該參考值(I_CPUref )時，該比較器可產生一具高準位之致能信號(ENABLE)用以開啟MOSFET開關(Q1)，進而變頻電路可產生具較高頻率值的切換頻率(Fsw，假設頻率為300KHz)。再者，由於利用比較器進行電流的比較並產生一致能信號為簡單的習知技術，因此本發明並未限定負載偵測電路的形式。
於本發明中，當負載偵測電路(比較器)偵測出中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時，亦即中央 處理器(CPU)上電流高於一特定值(I_CPUref )時，此時不僅設定本發明之電壓調節器為八相供電，同時負載偵測電路(比較器)產生一具低準位之致能信號(ENABLE)來關閉該MOSFET開關(Q1)，使得震盪器61可藉由該電阻(R1)產生一具標準頻率值的切換頻率(Fsw，假設頻率為200KHz)；在此組態下(八相供電，切換頻率200KHz)，可達成本發明之電壓調節器在中央處理器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時的效率最佳化。當負載偵測電路(比較器)偵測出中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時，亦即中央處理器(CPU)上電流低於一特定值(I_CPUref )時，此時不僅設定本發明之電壓調節器為四相供電，同時在負載偵測電路(比較器)產生一具高準位之致能信號(ENABLE)來開啟該MOSFET開關(Q1)，使得震盪器61可藉由該並聯的電阻(R1)和電阻(R2)產生具較高頻率值的切換頻率(Fsw，假設頻率為300KHz)；在此組態下(四相供電，切換頻率300KHz)，可達成本發明之電壓調節器在中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時的效率最佳化。
請參照第七圖，其所繪示為本發明之電壓調節器效率曲線圖(以四相供電和八相供電之電壓調節器為例)。由該效率曲線圖可知，當中央處理器(CPU)是處於低運轉負載(輕載)時，亦即中央處理器(CPU)上電流低於一特定值(I_CPUref )時，本發明之電壓調節器(四相供電，切換頻率300Hz)具有輕載時之最佳化之效率；當中央處理 器(CPU)是處於高運轉負載(重載)時，亦即中央處理器(CPU)上電流高於一特定值(I_CPUref )時，本發明之電壓調節器(八相供電，切換頻率200Hz)具有重載時之最佳化之效率(第七圖實線)。
請參照第八圖，其所繪示為本發明之多相式電壓調節器相位數及切換頻率控制流程圖(以四相供電和八相供電間之切換，切換頻率300KHz和200KHz之切換為例)。首先，電腦系統初始化電壓調節器，且假設電壓調節器之初始相位值為八且標準切換頻率為200KHz(步驟81)；電壓調節器根據該相位值和切換頻率對中央處理器(CPU)供電(步驟83)；負載偵測電路(比較器)偵測中央處理器(CPU)的電流是否低於一特定值(I_CPUref )(步驟85)；若中央處理器(CPU)上電流高於一特定值(I_CPUref )，亦即中央處理器(CPU)處於高運轉負載(重載)時，則設定電壓調節器之相位值為八(步驟87)；設定切換頻率為200KHz(步驟89)，電壓調節器根據該相位值和切換頻率對中央處理器(CPU)供電(步驟83)；若中央處理器(CPU)上電流低於一特定值(I_CPUref )，亦即中央處理器(CPU)處於低運轉負載(輕載)時，設定電壓調節器之相位值為四(步驟91)；設定切換頻率為300KHz(步驟93)，電壓調節器根據該相位值和切換頻率對中央處理器(CPU)供電(步驟83)。
因此，根據中央處理器(CPU)的負載，本發明之電壓調節器不僅可做不同相位間的切換，同時加入中央處理 器(CPU)處於低運轉負載(輕載)時切換頻率的變頻機制，如此將可達成電壓調節器效率的最佳化。
綜上所述，雖然本發明已以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明，任何熟習此技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可作各種更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
本案圖式中所包含之各元件列示如下：
脈波寬度調變控制單元‧‧‧10、40
回授邏輯電路‧‧‧12、42
驅動單元‧‧‧20、50、60、70、80
引導邏輯電路‧‧‧22
驅動電路‧‧‧24、26
功率級電路‧‧‧30、90、100、110、120
振盪器‧‧‧11、45、61
MOSFET開關‧‧‧Q1
電流提供路徑‧‧‧41~44
負載偵測電路‧‧‧65
本案得藉由下列圖式及詳細說明，俾得一更深入之了解：第一圖所繪示為一習知電腦主機板上的單相式電壓調節器示意圖。
第二圖所繪示為一習知電腦主機板上的四相式電壓調節器示意圖。
第三圖A所繪示為電壓調節器效率曲線圖(以四相供電和八相供電之電壓調節器為例)。
第三圖B所繪示為習用具效率最佳化電壓調節器效率曲線圖(以四相供電和八相供電之電壓調節器為例)。
第四圖所繪示為習用多相式電壓調節器相位數切換控制流程圖(以四相供電和八相供電間之切換為例)。
第五圖所繪示為具較高切換頻率(Fsw)之電壓調節器效率曲線圖。
第六圖所繪示為本發明控制切換頻率的示意圖。
第七圖所繪示為本發明之電壓調節器效率曲線圖。
第八圖所繪示為本發明之多相式電壓調節器相位數及切換頻率控制流程圖(以四相供電和八相供電間之切換，切換頻率300KHz和200KHz之切換為例)。

Claims (12)

  1. 一種變頻多相位電壓調節器，連接至一中央處理器，包含：一脈波寬度調變控制單元，產生多個脈波信號，該些脈波信號具有不同之相位，並具有一腳位；一第一電阻，具有一第一端連接該腳位，一第二端連接到一低電壓；一第二電阻，具有一第三端連接該腳位；一開關電晶體，連接在該低電壓與該第二電阻之一第四端之間，並接收一致能信號控制；多個電流提供路徑，分別接收該些脈波信號後，轉換為該中央處理器之一電流；以及一負載偵測電路，內部具有一電流參考值，該電流參考值與該電流比較後，產生一控制信號，該控制信號控制該致能信號來產生一第一切換頻率或一第二切換頻率，並使該脈波寬度調變控制單元輸出全部的該些脈波信號或部分的該些脈波信號。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之變頻多相位電壓調節器，其中當該中央處理器之電流大於該電流參考值時，該控制信號控制該致能信號關閉該開關電晶體，以該第一電阻值來提供該第一切換頻率，於該脈波寬度調變控制單元的該腳位，並使該脈波寬度調變控制單元輸出全部的該些脈波信號；以及，當該中央處理器之電流小於該電流參考值時， 該控制信號控制該致能信號開啟該開關電晶體，以該第一電阻值與該第二電阻值來提供該第二切換頻率，於該脈波寬度調變控制單元的該腳位，並使該脈波寬度調變控制單元輸出部分的該些脈波信號。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之變頻多相位電壓調節器，其中該脈波寬度調變控制單元輸出部分的該些脈波信號數目為四個，以及全部的該些脈波信號數目為八個。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之變頻多相位電壓調節器，其中該負載偵測電路為一比較器，當該中央處理器之電流低於該電流參考值時，該比較器產生一第一準位之致能信號；當該中央處理器之電流高於該電流參考值時，該比較器產生一第二準位之致能信號。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之變頻多相位電壓調節器，其中每一該電流提供路徑，更包括：一驅動單元，連接該脈波寬度調變控制單元，以對應接收任一該脈波信號；以及一功率級電路，連接該驅動單元，以產生該中央處理器之該電流。
  6. 一種具有變頻多相位電壓調節器的主機，包括：一中央處理器；以及一變頻多相位電壓調節器，提供一電流到一中央處理器，包括：一脈波寬度調變控制單元，產生多個脈波信號，該些脈波信號具有不同之相位，並具有一腳位； 一第一電阻，具有一第一端連接該腳位，一第二端連接到一低電壓；一第二電阻，具有一第三端連接該腳位；一開關電晶體，連接在該低電壓與該第二電阻之一第四端之間，並接收一致能信號控制；多個電流提供路徑，分別接收該些脈波信號後，轉換為該中央處理器之該電流；及一負載偵測電路，內部具有一電流參考值，該電流參考值與該電流比較後，產生一控制信號，該控制信號控制該致能信號來產生一第一切換頻率或一第二切換頻率，並使該脈波寬度調變控制單元輸出全部的該些脈波信號或部分的該些脈波信號。
  7. 如申請專利範圍第6項所述之具有變頻多相位電壓調節器的主機，其中當該中央處理器之電流大於該電流參考值時，該控制信號控制該致能信號關閉該開關電晶體，以該第一電阻值來提供該第一切換頻率，於該脈波寬度調變控制單元的該腳位，並使該脈波寬度調變控制單元輸出全部的該些脈波信號；以及，當該中央處理器之電流小於該電流參考值時，該控制信號控制該致能信號開啟該開關電晶體，以該第一電阻值與該第二電阻值來提供該第二切換頻率，於該脈波寬度調變控制單元的該腳位，並使該脈波寬度調變控制單元輸出部分的該些脈波信號。
  8. 如申請專利範圍第6項所述之具有變頻多相位電壓調節器的主機，其中該負載偵測電路為一比較器，當該中央處 理器之電流低於該電流參考值時，該比較器產生一第一準位之致能信號；當該中央處理器之電流高於該電流參考值時，該比較器產生一第二準位之致能信號。
  9. 如申請專利範圍第6項所述之具有變頻多相位電壓調節器的主機，其中每一該電流提供路徑，更包括：一驅動單元，連接該脈波寬度調變控制單元，以對應接收任一該脈波信號；以及一功率級電路，連接該驅動單元，以產生該中央處理器之該電流。
  10. 一種變頻多相位電壓調節器控制方法，應用於一多相式電壓調節器，該多相式電壓調節器設置於一主機板上，且連接至一中央處理器，包括下列歩驟：偵測該中央處理器之一電流；當該中央處理器之電流高於一電流參考值時，該多相式電壓調節器以M相位和一第一切換頻率對該中央處理器供電；以及當該中央處理器之電流低於該電流參考值時，該多相式電壓調節器以N相位和一第二切換頻率對該中央處理器供電。
  11. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中，M大於N，且該第二切換頻率大於該第一切換頻率。
  12. 如申請專利範圍第10項所述之方法，其中N為四，M為八。
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