TWI475348B - 電源供應器中之動態控制參數調整的方法 - Google Patents

Description

電源供應器中之動態控制參數調整的方法

本發明係關於電源供應器中之動態控制參數調整。

習知電源供應器可設置需與外部負載線電阻電路搭配之類比電流偵測電路。控制器可依據類比電流偵測電路與外部負載線電阻來計算負載線調整電壓。可將電源供應器之固定參考電壓減去此負載線調整電壓來產生最終參考電壓，藉以調整電源供應器之輸出電壓。

若使用如上所揭露之負載線電壓調整方式，當電源供應器之輸出電流相當高時，負載線電壓調整值將相當大，而造成輸出電壓之大小將以相當大的幅度遞減。相對地，當電源供應器之輸出電流相當低時，負載線電壓調整值將相當小，而造成輸出電壓之大小將以相當小的幅度遞減。因此，藉由所謂的可調整電壓定位裝置，電源供應器之輸出電壓值將可隨著輸出電壓是否供應大量或小量之電流至不同負載而變動。使用這種AVP調整方式，將可有助於降低大容量輸出電容器與(或)濾波器之需求。

習知電源供應器系統亦可設計為依據所接收之電壓設定資訊來產生輸出電壓。例如，電源供應器可自處理器之電源端接收所謂之VID(電壓識別，Voltage Identifier)值，此處理器係由輸出電壓所驅動。一般來說，VID係指定將由電源供應器產生而被用來驅動處理器負載之輸出電壓值。因此，處理器之電源端可提供將由電源供應器產生而用以驅動此處理器之輸出電壓之設定值。

VID值之大小可隨著時間而變化，例如，處理器之電源端將依據第一VID設定值請求電源供應器產生輸出電壓。之後，由於操作條件變動，此處理器可請求電源供應器調整輸出電壓至新VID設定值。因此，當電源供應器之操作條件變化時，此處理器可在不同條件下提供如何設定輸出電壓之通知訊息。

如上所揭露之習知應用技術常有許多缺點。例如，習知電源供應器係首先改變參考電壓值，接著，如上所述，利用此參考電壓值將輸出電壓由一設定值變動至其他設定值。然而，在藉由利用接收之VID資訊將輸出電壓設定轉換至其他設定的期間，習知電源供應器在電壓轉換期間，不考慮充電或放電該電源供應器之輸出電容器之影響，來控制電源供應器之輸出電壓。因此，習知電源供應器之輸出電壓之時序將落後將要被供應至負載之實際輸出電壓。換言之，假設電源供應器可產生之輸出電壓值達到一第一值。處理器負載可請求電源供應器在時間T1與T2之間以特定斜率增加輸出電壓。習知電源供應器可在時間T1與T2之間開始改變輸出電壓值，然而，習知電源供應器在電壓轉換期間，並不考慮需被充電或放電之輸出電容。因此，習知電源供應器無法精確地產生所欲之輸出電壓。

本專利之實施例將有別於習知之應用技術。例如，本專利之實施例係主要提出一種或多種獨特方法以調整在電源供應器中之控制信號，藉此，當電源供應器被請求其輸出電壓由一電壓值轉換至另一電壓值之電壓轉換時，將估算需被充電與(或)放電之輸出電容器。

更具體地，本專利之實施例係包括控制器，係可被規劃用以控制電源供應器之輸出電壓來驅動負載。此控制器可接收用以指定如何控制電源供應器之輸出電壓來驅動負載之輸出電壓設定資訊。在一實施例中，此負載之電源端可指定並通知此控制器之該輸出電壓設定資訊。在一實施例中，輸出電壓設定資訊係指定於何時去達成一個或更多輸出電壓設定值。此輸出電壓設定資訊更可指定電源供應器之輸出電壓由一電壓設定值變動至另一電壓設定值之特定比率。

在本專利之實施例範例中，為了考慮輸出電壓在輸出電容器上變動之影響，此控制器將產生補償值。在一實施例中，此補償值係至少部份基於電源供應器之輸出電容值與變動由電壓設定資訊所指定之輸出電壓值之特定比率。在電壓轉換期間，此控制器係利用該補償值來調整輸出電壓大小。如上所揭露，因為當輸出電壓值變動時，控制器考慮需被充電與(或)放電之電源供應器之輸出電容器，因此，電源供應器將可更精確地產生驅動負載所需之輸出電壓值。

更依據具體之實施例，控制器可接收指定初始輸出電壓設定值與目標輸出電壓設定值之輸出電壓設定資訊。控制器亦可在輸出電壓轉換期間，接收表示電源供應器之輸出電壓由初始電壓設定值變動至目標輸出電壓設定值之特定比率之電壓斜率值。在更進一步之實施例中，輸出電壓設定資訊係可依據不同輸出電壓設定值指定何時產生輸出電壓之時序與(或)時間。

如前述所揭露，控制器係至少部分基於電源供應器之輸出電容值及由電壓設定資訊所指定之輸出電壓值變動之特定比率來產生補償值。在更多具體之實施例中，此控制器係將電源供應器之輸出電容值乘以變動輸出電壓之特定比率，來產生突升電流值。此突升電流值可為正值或負值。當在輸出電壓由初始輸出電壓設定值轉變為目標輸出電壓設定值時之電壓轉換時，此突升電流值係為因輸出電容器上其輸出電壓變動之電流量。

此控制器亦可被設置用來取得或檢索電源供應器之負載線電阻值。應注意的是，表示輸出電容值與負載線電阻值的值可被儲存為電源供應器組態資訊，其可由控制器存取以產生如前述所揭露之計算值。

在一實施例中，此控制器係將計算之突波電流值乘以負載線電阻值以產生補償值。例如，在一實施例中，控制器係依據下式產生補償值V_COMP ：

V_COMP =R_LL *C_OUT *V_SLOPE

其中，V_COMP =補償值；

R_LL =與電源供應器相關之負載線電阻；

C_OUT =電源供應器之輸出電容值；

V_SLOPE =由初始輸出電壓設定值變動至目標電壓設定值所依循之預定比率。

依據一實施例，控器器係將補償值應用至如電源供應器之VID的設定點值，以產生已調整之設定點值。此設定點值或電壓參考值可與輸出電壓之現有值比較以產生用以控制電源供應器之誤差電壓。

在進一步之實施例中，控制器將在電壓轉換期間，利用此補償值V_COMP 調整電源供應器其輸出電壓。例如，在電壓由VID值變動至其他值之電壓轉換期間，控制器將依據已調整之VID值或設定點值來控制電源供應器之開關，以估算對電源供應器之輸出電容器充電或放電所需之突升電流。

在一實施例中，此控制器可被設置用以加總補償值與控制參數(例如，電源供應器之誤差電壓)之和，以產生已調整誤差電壓。因此，控制器係依據估算V_COMP 之已調整誤差電壓，來控制電源供應器之至少一電力轉換器相中一組或多組開關之狀態。更具體地，當輸出電壓變動至由輸出電壓設定資訊所指定之目標值以進行電壓轉換時，控制器係利用此補償值調整由控制器所產生之控制信號。當在輸出電壓變動至目標值之電壓轉換時，控制器係將已調整控制信號施加至電源供應器之至少一切換電路中，以調整電源供應器之輸出電壓。

此些與其他更多具體實施例將詳細揭露如下。

由此可知，如本文所揭露之系統、方法、裝置等等將可被完全地設置為硬體、軟體與硬體之結合、或單獨用於如處理器、操作系統或軟體應用設備中之軟體。本專利之範例實施例將可被實施在如由CHiL Semiconductor of Tewksbury,Massachusetts,USA公司所發展與製造之產品與(或)軟體應用設備。

如本文所揭露，本專利之技術將可完全地適用於如交換式電源供應器、電壓調整器、低電壓處理器、降壓型電力轉換器、升壓型電壓調整器、升降壓電壓調整器等等應用之中。然而，需注意本實施例之使用範圍並不限於此，如前述之應用與如上揭露之技術亦可完全適用於其他應用之中。

再者，注意雖然每一種相異的特性、技術與結構等，將在本文所揭露之技術中以不同之方式表達，意即，每一種概念可選擇性地以彼此獨立或相互結合之方式被執行，因此，本發明所揭露之一或更多技術可在多種相異方式中被具體實施與檢視。

且，本實施例之初步討論係有目的地不去指定每一實施例並(或)增加本文揭露或申請專利範圍之內容。取而代之地，本發明內容僅提出一般實施例與習知技術上相關之論點，對於本專利更詳細與(或)可能之觀點(或組合)，讀者需著重於後續將討論之詳細說明段落與其相對應本專利揭露之圖示。

本實施例將包括在輸出電壓轉換時執行負載線電阻補償之一種獨特且可節省成本之技術。

例如，在一實施例中，一種電源供應控制器係接收由輸出電壓設定資訊所指定之設定值來控制用以驅動負載之輸出電壓。該輸出電壓設定資訊係指定例如應何時實施輸出電壓設定值以及電源供應器之輸出電壓由一電壓設定值變動至另一設定值之特定比率之資訊等等。

在一實施例中，電源供應控制器包括用以產生一負載線電壓補償值之電路，係至少部份基於：電源供應器之已估算或已知之輸出電容值、由電壓設定資訊所指定之輸出電壓值變動之特定比率、以及(或)電源供應器之負載線電阻。電源供應器控制器係至少在進行電壓轉換時，利用補償值來調校輸出電壓，以使輸出電壓可在一預定比率下由一初始設定值變動至一目標設定值。

如上所述，由於在輸出電壓變動時，將考量電源供應器其需被充電及(或)放電之輸出電容來產生負載線補償電壓，因此，由電源供應器所產生並供應以驅動負載之輸出電壓將可更精準。因此，如本文揭露之控制器與電源供應器將可更精確地供應輸出電壓以驅動不同之負載。

圖1係依據本實施例之電源供應器100電路圖。

如圖1所示，該電源供應器100包括控制器140。控制器140係控制複數驅動器110，以產生供應負載118之電源所需之輸出電壓190。驅動器110係用以控制開關150及160各別之狀態。控制器140係接收如電源供應參數之輸入121，控制器140可監控如Vin、I_L1 、Vout等等參數以及如R_LOAD-LINE 、C_OUT 等等之組態資訊。

依據接收之輸入121及控制器140之組態設定值，控制器140將透過控制信號產生器182產生不同之控制信號，此些控制信號將被輸出至驅動器110以分別控制開關150及160。

例如，控制器140輸出控制信號(由控制信號產生器182所產生)來切換控制開關150(例如，位於高側之開關)及同步開關160(例如，位於低側之開關)分別為ON與OFF。適當地將控制開關150及同步開關160切換為ON與OFF將可產生用以驅動負載118之輸出電壓190。依據控制器140所產生之控制信號，在電源供應器100中驅動器110-1將控制控制開關150之狀態，且驅動器110-2將控制同步開關160之狀態。

此外，需注意驅動器電路110(例如，驅動器電路110-1及驅動器電路110-2)可設置在如控制器140中，或在與控制器140相關之終端等任何適當的位置。

當控制開關150受到控制器140所產生之控制信號而被切換為ON(例如，被致能，此時同步開關160之狀態為OFF)時，控制開關150將在電源120與電感器144電源側之間提供高度導電性之路徑，依據此高度導電性之路徑，將使通過電感器144電源側之電流增加。

在切換模式中，當同步開關160藉由控制器100所產生之控制信號(此時控制開關150之狀態為OFF)被切換為ON(例如，被致能)時，同步開關160將在電感器144電源側與圖示之接地端之間提供高度導電性之路徑，依據此高度導電性之路徑，將使通過電感器144電源側之電流減少。

控制器140係依據控制開關150與同步開關160在連續或非連續之切換模式，來調節輸出電壓190以使其落在驅動負載118之需求範圍內。有關控制器可實施一項或更多之負載線電壓校正技術，將在本說明書中稍後討論。

在一實施例中，電源供應器100包括複數相位電路，每一複數相位可操作之方式將類似於圖1中範例相位電路，在此實施例中，控制器100將操作相位電路以將輸出電壓190保持在驅動負載118需求之範圍內。此些複數相位電路可被獨立操作，相互間不受影響。

每一相位電路可包括如前述圖1之相位電路中相異之高側開關電路以及低側開關電路，為使相異之相位電路不被致能，相位電路控制器140可將相位電路中相異之高側開關電路與低側開關電路均設定為OFF狀態，當相異之相位電路為OFF或不被致能，將不會產生用以驅動負載118之電流。

控制器140可依據負載118所消耗之電流量來選擇有多少相位電路要被致能。例如，當負載118消耗相當大的電流量，控制器100將致能複數之相位電路以驅動負載118。當負載118消耗相當小的電流量時，則控制器140致能單一相位電路或較少之相位電路以驅動負載118。

在眾多不同可用以偵測負載118所消耗之電流量與輸出電容器125之輸出電容值C_OUT 等等之方法中任何一種，例如，以估算或實際量測等等，均可適用於本實施例。

控制器140係由任一適當來源端接收輸出電壓設定資訊170，例如，可偵知負載118之電功率或電流消耗需求之處理器。換言之，如處理器之元件可回授在時段內將由負載118消耗之電流量。

在一實施例中，前述之來源端係可經由前述之負載(或其他來源端)與控制器140間之通訊鏈結而將輸出電壓設定資訊170指定並通知控制器140。在一實施例中，輸出電壓設定資訊170可指定例如何時實施不同之輸出電壓設定值、電源供應器之輸出電壓由一電壓設定值變動至其他設定值之預定比率、在不同時段中需被消耗之電流量、輸出電壓初始值以及輸出電壓目標值等等之參數。

在更進一步之實施例中，控制器140係包括補償值產生器145。在一實施例中，補償值產生器145係至少部分基於之電源供應器之輸出電容器125之電容值以及由該電壓設定資訊170所指定之輸出電壓190變動之預定比率，來產生一補償值。

在每一單次或更多之電壓轉換時，控制器140接著透過控制信號產生器182，利用已產生之補償值來調校輸出電壓190。如此所述，由電源供應器100所產生且被供應以驅動負載之輸出電壓190較習知技術更為精確，其係由於，透過由補償值產生器145所產生之補償值，當控制器實行變動輸出電壓190之值時，控制器140之控制信號產生器182考慮到電源供應器100之輸出電容器125必需被充電及(或)放電。

圖2係為依據本實施例之控制器及補償值產生器之詳細電路圖。

如前述，控制器140係接收指定如何在時段中控制電源供應器100之輸出電壓190之輸出電壓設定資訊170。

在此範例中，假設輸出電壓設定資訊170指定初始輸出電壓設定值與目標輸出電壓設定值。如前述，自遠端來源端接收之電壓設定資訊170可包括表示在輸出電壓轉換期間，電源供應器100之輸出電壓190由一初始輸出電壓設定值變動至一目標輸出電壓設定值之所欲比率之電壓斜率資訊。

由控制器140所接收之輸出電壓設定資訊170亦指定電源供應器應於何時產生特定輸出電壓值之時序及(或)時間。

如前述，控制器140包括補償值產生器145，用以至少部份基於電源供應器100之輸出電容以及由電壓設定資訊170所指定之變動輸出電壓190之值之所欲比率來產生補償值V_COMP 。

更具體地，在一實施例中，透過補償值產生器145，控制器140將與電容器125相關聯之輸出電容值乘以由輸出電壓設定資訊170所指定之變動輸出電壓之所欲比率，以產生突升電流值。此突升電流值表示在輸出電壓190之值由初始輸出電壓設定值變動至特定之目標輸出電壓設定值之轉換期間，輸出電壓190在輸出電容器125上變動所估算之電流量。

在特定實施例中，控制器140係取得或檢索電源供應器100之負載線電阻值以計算補償值。

此外，需注意輸出電容值(例如，C_OUT )與負載線電阻值(例如，R_LOAD-LINE )可被儲存為可由控制器140存取之電源供應組態資訊，以產生如此所述之計算。

在一實施例中，控制器140係將突升電流值乘以負載線電阻值以產生補償值。

例如，算數操作器函數214(例如，乘法器)接收R_LL 、C_OUT 、V_SLOPE 並產生補償值V_COMP ，如下列：

V _COMP =R _LOADLINE *C _OUT *V _SLOPE

其中，V_COMP =由突升電流所估算之補償值；

R_LL =與電源供應器相關之負載線電阻；

C_OUT =與電源供應器之輸出電容器125相關之輸出電容值；

V_SLOPE =由初始輸出電壓設定值變動至目標電壓設定值之所欲比率。

如此所述，控制器140在輸出電壓190由一值轉換至另一值的期間，利用補償值V_COMP 來調整電源供應器之輸出電壓190。

依據一實施例，控制器140亦包括算術函數229，用以應用補償值V_COMP 來調整電源供應器100之設定點電壓V_SP 。依據此實施例，控制器140將補償值應用至諸如電源供應器之參考電壓之設定點值來產生已調整設定點值。

在一實施例中，設定點值V_SP 係表示輸出電壓190之所欲大小之設定值之VID電壓值。輸出電壓190之值係可定比率地依循參考電壓V_REF 。因此，改變V_SP 值將造成輸出電壓190之值的變動。

應用補償值以調整電源供應器之設定點值之方法，可包括將電源供應器之設定點電壓減去補償值V_COMP 以產生輸出電壓參考值V_REF ，如圖所示。

當輸出電壓190進行由一值轉換至其他值之轉換時，在電源供應器中控制器140之控制信號產生器182依據已調整設定點值V_REF =V_SP -V_COMP (相對於不提供補償值之習知技術之設定點值)來控制開關150及160之切換狀態，用以當電壓變動時，估算被要求來充電或放電電源供應器之輸出電容器125的突升電流。

更具體地，在一實施例中，誤差電壓產生器電路260比較參考電壓V_REF 與輸出電壓190之值以產生差值，即為誤差電壓275-1。依據誤差電壓275-1，控制信號產生器182產生控制信號以控制開關150與160。

本實施例包括利用已產生之補償值(如圖2)來調整已接收之VID設定資訊，並(或)利用補償值來調整電源供應器100之誤差電壓以產生更精確之輸出電壓190(如圖10)，即在電壓變動時，以補償值V_COMP 來估算對輸出電容器125充電並(或)放電所需之突升電流量。在一實施例中，誤差電壓275-1係等於V_REF 與輸出電壓190之差值。

圖10係為說明依據本實施例另一種可選擇之補償方法之範例圖示。

在此實施例中，控制器包括誤差電壓產生電路1060。此誤差電壓產生電路1060係接收設定點電壓值V_SP 與輸出電壓190。誤差電壓產生電路1060係產生誤差電壓1075-1，此誤差電壓1075-1係為輸出電壓190與設定點值之差值。算數函數1050(例如，減法器或累加器等等)接收誤差電壓1075-1與V_COMP ，並產生已調整誤差電壓1075-2。此已調整誤差電壓1075-2係等於誤差電壓1075-1減去補償值V_COMP 。與前述相同地，此控制信號產生器182亦控制開關150與160之狀態以控制輸出電壓190之值。

圖3係說明依據不實行如此所述之V_COMP 之習知電源供應系統來產生輸出電壓190之理論結果的示範時序圖。

如時序圖300中所示，習知技術之電源供應器係在時序T1與T2中改變習知電源供應器之VID設定值。V_SP 係代表VID值，或在時序圖300中特定時段待施加之所需的輸出電壓值。在習知技術之電源供應器中，參考電壓或VID電壓並不是如本實施例前述依據V_COMP 而被調整。

在T1與T2時段區間內進行轉換時，如上述接收新設定點V_SP ，由於習知電源供應器並不估算對在習知電源供應器中輸出電容器充電所需之突升電流量，因此，習知電源供應器之輸出電壓190(V_OUT )之值將落後設定值V_SP ，故在進行電壓轉換時，習知電源供應器不會產生像處理器負載或其他來源端所需之精確的輸出電壓。

圖4係說明依據本實施例在進行電壓轉換時實施補償以獲得更精確輸出電壓之理論結果的示範時序圖。

如圖4中之時序電路400所示，基於使用如此所述之V_COMP ，在進行電壓轉換時，電源供應器100係在時段T3至T4之間，改變電源供應器100之VID設定值以及(或)誤差電壓設定值來補償對輸出電容器125充電所需之電流量。

在一實施例中，如前述之V_SP 係表示為VID值或在時序圖400中特定時段將被施加之輸出電壓190。如圖所示，輸出電壓190之值V_OUT 大致上等於設定值V_SP ，係由於電源供應器100將估算在電壓轉換時對輸出電容器125充電所需之突升電流，因此，在電壓轉換時，相較於習知技術之電源供應器，電源供應器100將更精確地產生如處理器負載所需之輸出電壓190。

圖5係說明依據本實施例之電源供應器之範例電路圖。

一般來說，圖5中電源供應器之操作方式係與本實施例前述之電路相似。不過，圖5中之電源供應器說明補償值產生器145包含切換函數510與濾波電路520之實施方式。

於操作期間，切換函數510在各別電壓轉換期間被致能，使得V_COMP 值在如前所述之輸出電壓轉換期間被用以調整設定點值或誤差電壓。濾波電路520可被視為一數位低通濾波器，此數位低通濾波器係匹配控制電路中之標準類比負載線電壓調整電路。

如前述，控制器140可被組態用以監控如處理器或其他來源端以符合動態VID(Voltage Identification，電壓識別)之變動請求。此VID電壓請求可由處理器(例如，負載118)接收，或由控制在時段中輸出電壓190之值的其他來源端來接收。

處理器可請求電源供應器產生符合特定電壓值之輸出電壓190。且此處理器除了指定VID電壓值之外，亦可指定在特定時段中輸出電壓變動所依循之比率。因此，如前述，處理器或其他來源端可控制電源供應器其輸出電壓之時序與大小值。

再者，在非限定之範例中，假設輸出電壓之初始值為0.8伏特，處理器可請求電源供應器將輸出電壓變動至1.2伏特，除了此電壓值資訊之外，控制器亦可接收由處理器所指定之將輸出電壓由初始電壓值變動至如1.2伏特終始值之預設比率所依循之斜率資訊。藉由非限定範例，處理器將指定輸出電壓變動之比率為5毫伏/微秒。此變動之比率可被指定為一值，其範圍為介於1至500毫伏/微秒間，或在其他實施例中之任何適當值。

與輸出電容器125相關聯之電容值可被編程在如電源供應器100之暫存器之儲存設備中。由於輸出電容器之電容值為已知，其係取決於電源供應器之元件如何構成，因此，C_OUT 係為已知值且被儲存在電壓調整器(例如，電源供應器)之非揮發性記憶體。

在一實施例中，係依據電源供應器100之實體輸出電容器125之容量來估算電容值C_OUT 。C_OUT 可由設計電源供應器100之管理者、使用者等等來提供。

在電壓變動時用以對電容值C_OUT 充電所需之突升電流係表示如下：

突升電流=C_OUT *dv/dt，其中，C_OUT 係為已編程之電容值，且dv/dt係為時段中VID變動之預期比率。

以下之實施例將估算(正向或負向)對C_OUT 充電與(或)放電所需之突升電流。例如，當輸出電壓由較低電壓值變動至較高之輸出電壓值時，此突升電流係為正值；當輸出電壓由較高之輸出電壓值變動至較低輸出電壓值時，此突升電流為負值。此突升電流係為依據輸出電壓變動之預期比率，來對輸出電容器充電之電流估算值(由控制器140所產生)。

突升之負載線電壓補償值(V_COMP )=突升電流乘以負載線電阻。負載線電阻之值可被編程在電源供應器之暫存器中。藉由無限定範例，此負載線電阻值通常為介於0.01至500毫歐姆，不過，此負載線電阻值可為在前述範圍內或超出範圍外之適當值。

如同在突升電流之範例中，突升負載線電壓補償值(例如，V_COMP )可為正值或負值，此須取決輸出電壓值之初始與終始電壓值。

控制器電路可包括已濾波類比實施負載線電壓補償值。濾波電路520之頻帶寬度可匹配類比實施濾波器之頻帶寬度特性。在一實施例中，此濾波器之頻帶寬度係可被編程在暫存器中(記憶體)。

由乘法器函數582所輸出之突升負載線電壓補償值可由濾波電路520進行數位化濾波。

在此實施例中，包括將已濾波突升負載線電壓與數位誤差值之累加值數位化，以消除突升負載線電壓之效應：

V _REF =V _SP -V _LLCOMP -V _COMP

其中，V_REF 係為輸入至誤差電壓產生器電路260之調整參考電壓或設定點值；

V_SP 係為由處理器或其他來源端接收之未調校設定點或VID值；

V_LLCOMP 係為習知負載線補償值，係依據透過電源供應器之電感器供應至負載之電流量；以及

V_COMP 係為用以調校如本實施例所述對輸出電容器125充電與(或)放電之補償值。

如圖3所示，藉由累加已估算之突升負載線電壓值以提供誤差電壓V_error ，本實施例將可消除突升電流之效應，且輸出電壓190將可更精確地反應由輸出電壓設定資訊170所指定之需求輸出電壓。

因此，圖5之控制器140係採用補償誤差電壓值或已補償VID之方式來取代習知僅利用V_error 項來達到控制輸出電壓之目的。藉由(R_LOADLINE )*(C_OUT )*(DVID rate或V_SLOPE )來調校電源供應器之V_error 項與(或)VID值，並在輸出電壓變動時，估算由輸出電容器提供或接收之電流，圖5中控制器140將可依據輸入之電源供應指令來提供更精確之輸出電壓以驅動處理器負載。

圖6係依據本實施例之電源供應器100之控制操作之範例方法之流程圖600。需注意此流程圖600中將有部分流程與本實施例前述之內容重覆，且所有步驟均可以任何適當之順序被執行。

在步驟610中，控制器140接收指定如何控制電源供應器100之輸出電壓190以驅動負載118之輸出電壓設定資訊170。

在步驟620中，控制器140係至少部份基於電源供應器100之輸出電容值(例如，輸出電容器125)以及由電壓資訊設定資訊170所指定之輸出電壓190變動之所欲比率，來產生補償值。

在步驟630中，控制器140係依據輸出電壓設定資訊170，利用補償值來調校輸出電壓190。

圖7及圖8係結合以形成流程圖700(例如，流程圖700-1與流程圖700-2)，係說明依據本實施例操作電源供應器100之詳細範例方式。需注意流程圖700中將有部分與本實施例前述內容重覆，所有步驟可由任何適當之順序被執行。

在流程圖700-1之步驟710中，控制器140接收指定如何在時段中控制輸出電壓190之值之輸出電壓設定資訊170。

在子步驟715中，控制器140接收初始輸出電壓設定值。

在子步驟720中，控制器140接收目標輸出電壓設定值。

在子步驟725中，控制器140接收電源供應器100之輸出電壓由初始輸出電壓設定值變動至目標輸出電壓設定值之所欲比率所依循之電壓斜率值(例如，V_SLOPE )。

在步驟730中，控制器140至少部份基於電源供應器100之輸出電容值(例如，與輸出電容器125相關聯之電容值)與由電壓設定資訊170所指定之輸出電壓190變動之預設比率(例如，V_SLOPE )來產生補償值。

在子步驟735中，控制器140係將電源供應器100之輸出電容值乘以輸出電壓190變動之所欲比率來產生電流值，此電流值係為在輸出電容器125上輸出電壓190依期望變動時所估算之突升電流之估計電流量。換句話說，此估計電流量係表示為當輸出電壓190依排程由初始輸出電壓變動至目標輸出電壓時，對輸出電容器125充電或放電需要多少電流(正或負值)之突升。

在子步驟740中，控制器140取得電源供應器100之負載線電阻值(例如，R_LOAD-LINE )。

在子步驟745中，對於與輸出電容器125相關之突升電流，控制器140係將此電流值乘以負載線電阻值R_LOAD-LINE 以產生負載線電壓補償值V_COMP 。換言之，依據一實施例，控制器140將計算V_COMP 如下所示：

V _COMP =R _LOADLINE *C _OUT *V _SLOPE

在圖8之步驟810中，控制器140利用補償值V_COMP 來調校輸出電壓190之大小。

在子步驟815中，控制器140將此補償值V_COMP 施加至設定點電壓V_SP ，在一實施例中，控制器係將此補償值V_COMP 施加至設定點電壓以產生已調校設定點電壓或已調校參考值V_REF 。

在子步驟820中，控制器140係依據已調整設定點電壓V_REF 來控制電源供應器100之至少一組電力轉換器相中之複數開關。

在子步驟825中，當輸出電壓190轉換至由輸出電壓設定資訊170所指定之目標值時，控制器140將利用補償值V_COMP 來調校驅動驅動器110-1與驅動器110-2之控制信號。

在子步驟830中，當輸出電壓轉換至目標值時，控制器140係將已調校控制信號應用至電源供應器100之至少一開關電路(例如，控制開關150與同步開關160)，以對電源供應器100之輸出電壓190提供補償。

需注意控制器140與(或)電源供應器可被供應或包括在電腦、處理器、微控制器、數位信號處理器等等可被規劃去實施與(或)支援任一或全部本實施例所揭露之操作方法。換言之，如前述控制器140可包含一個或多個電腦化裝置或處理器等可被編程與(或)規劃來達成前述之操作，以實施本發明之不同實施例。

需注意本實施例更包括一套或更多軟體程式，其執行碼係儲存在電腦可讀取之媒體，以執行前述所總結並將於下述內容詳細揭露之步驟與操作方法。例如，其中一實施例包括電腦程式產品，係包括電腦可儲存媒體(例如，非暫時電腦可讀取媒介(medium)或非暫時電腦可讀取媒體(media))，其具有可被編碼之電腦程式邏輯，以使其在具有處理器與相對應儲存單元之電腦化裝置中被執行時，用以編程此處理器以執行如本實施例所揭露之操作。此項設計可被實施在軟體、程式碼以及(或)其他資料(例如，資料結構)等可被規劃或編碼在電腦可讀取之媒體，例如光學媒體(例如，CD-ROM)、軟碟機或硬碟或其他媒體如韌體或微編碼在一或更多ROM或RAM或PROM晶片，以及應用特別積體電路(ASIC)等等。此軟體或硬體或其他具類似性質之設備可被儲存在控制器140中，以使控制器140據以執行前述之技術。

因此，依據本實施例所揭露方法之一特定實施例，係針對一種電腦程式產品，其包括非暫時電腦可讀取硬體儲存媒體(例如，記憶體、儲存庫、光碟片以及積體電路等等)，換言之，如前述揭露之控制器140可包括電腦可讀取硬體媒體以儲存電流估算值與模式控制程式，此程式係支援如前述揭露之電源供應器開關控制功能，例如，在一實施例中，當控制器140執行指令後，將能完成如流程圖中之操作。

圖9係說明依據本實施例中用以完成由控制器提供之一種或更多功能之範例架構圖。

如圖所示，控制器140可為電腦化裝置，或包含有電腦化裝置，例如，處理裝置、處理器或數位信號處理器等等。

如圖所示，本範例之控制器140係包含互相連接線811，係用以耦接電腦可讀取硬體儲存媒體812，例如可供數位資訊儲存或讀取之非暫時型式之媒體、電腦可讀取與硬體儲存媒體等等。控制器140可更包括處理器813、I/O介面814以及可以網際網路191或其他通訊連線至來源端之通訊介面817；此來源端，例如，由輸出電壓19()所供應之處理器。

I/O介面814提供至資料庫880之連接性，其可為顯示螢幕以及如鍵盤、電腦滑鼠等週邊設備等等。

電腦可讀取媒體812(例如，儲存媒體硬體)可為任何適當之裝置及(或)硬體，如記憶體、光學儲存、硬體驅動、軟碟片等等。電腦可儲存媒體可為非暫時儲存媒體以儲存與控制器應用程序140-1相關之指令，此些指令係由如控制器140等不同之來源端所執行，以完成前述所揭露之任何操作。

通訊介面817致能控制器140以與諸如網際網路191之來源端通訊，以自遠端來源處檢索資訊並與其他電腦、交換器、客戶端、伺服端等通訊，I/O介面814亦可致能處理器813以檢索或試著檢索由資料庫880或其他來源端所儲存之資料。

由本專利技術可知控制器140可為電腦系統，並包括其他步驟與(或)軟體及硬體單元，例如，用以控制硬體處理來源端之分配與使用，以執行控制器應用單元140-1之操作系統。

需再注意本專利技術係完全適用於電源供應器應用程序中，然而，需注意本實施例並不限於使用在前述之應用程序中，本專利所揭露之技術亦可完全適用於其他應用程序。

本發明已依較佳實施例詳細地揭露並陳述，因此，凡依本專利之技術所為之各種型式變化與實施細節並不超出申請專利範圍定義之應用精神及範疇，所有變化將由本專利應用範疇所涵蓋，因此，前述本專利應用範疇之實施例並不在此限，更確切地說，本發明任何限制將由下列之專利申請範圍來定義。

100．．．電源供應器

120．．．電壓源

140．．．控制器

182．．．控制信號產生器

145．．．補償值產生器

170．．．輸出電壓設定資訊

150、160．．．開關

110-1、110-2．．．驅動器

144．．．電感器

190．．．輸出電壓

125．．．電容器

118．．．負載

214．．．乘法器

145．．．補償值產生器

R_{LOAD_LINE} ．．．負載線電阻

C_OUT ．．．輸出電容值

V_SLOPE ．．．電壓斜率

V_SP ．．．設定點值

V_COMP ．．．補償值

229．．．算數函數

V_REF ．．．輸出電壓參考值

275-1．．．誤差電壓

260．．．誤差電壓產生器

582．．．乘法器

510．．．切換函數

520．．．濾波電路

I_INDUCTOR ．．．電感電流

V_LLCOMP ．．．習知負載線補償值

555．．．算數函數

275-2．．．誤差電壓

265．．．控制信號產生器

880．．．資料庫

800．．．電腦系統

812．．．電腦可讀取儲存媒體

813．．．處理器

814．．．I/O介面

811．．．互相連接線

817．．．通訊介面

191．．．網際網路

140-1．．．控制器應用單元

140-2．．．控制器處理單元

1060．．．誤差電壓產生器

1075-1．．．誤差電壓

1075-2．．．已調整誤差電壓

有關前述以及本發明其他物件、特徵及特點將顯而易見於本專利較佳實施例中所陳述之更具體討論，而諸如透過不同觀念應用相同元件之類似參考特性將被引述在附錄圖示中，此圖示不需要依比例縮小或放大，取而代之係強調可被用於陳述實施例、準則及內容等等。

圖1係依據本實施例之電源供應器之範例電路圖。

圖2係為依據本實施例之控制器及其相關之補償電路之範例電路圖。

圖3係說明依據習知技術來產生輸出電壓之不精確的示範理論時序圖。

圖4係為說明依據本實施例之動態VID補償來更精確地產生輸出電壓之示範理論時序圖。

圖5係說明依據本實施例之控制器及其相關之補償電路之範例電路圖。

圖6係說明依據本實施例在輸出電壓轉換時進行補償之範例流程圖。

圖7及圖8係結合為用以說明依據本實施例之範例方法之詳細流程圖。

圖9係依據本實施例中用以完成補償之範例電路圖。

圖10係說明依據本實施例之控制器與其相關補償電路之範例電路圖。

100．．．電源供應器

110-1、110-2．．．驅動器

118．．．負載

120．．．電壓源

121．．．輸入

125．．．電容器

140．．．控制器

144．．．電感器

145．．．補償值產生器

150、160．．．開關

170．．．輸出電壓設定資訊

182．．．控制信號產生器

190．．．輸出電壓

Claims (23)

1. 一種電源供應器中之動態控制參數調整的方法，包括：透過由一電源供應器中之一控制器：接收輸出電壓設定資訊，其係指定如何控制該電源供應器之一輸出電壓以驅動一負載；產生一補償值，其係基於至少部份之該電源供應器之一輸出電容值及該輸出電壓設定資訊所指定之變動該輸出電壓值之一特定比率；以及利用該補償值以該輸出電壓設定資訊所指定之方式來可控制地調校該輸出電壓值，該輸出電壓驅動該負載及該輸出電容值；以及其中，接收該輸出電壓設定資訊包括接收表示該電源供應器之該輸出電壓由初始設定變動至目標電壓值設定之該特定比率的電壓斜率值，該初始設定和該目標電壓值設定係由該輸出電壓設定資訊所指定。
2. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，利用該補償值來可控制地調校該輸出電壓值包括：施加該補償值至該電源供應器之一設定點電壓以產生一已調校設定點電壓，該已調校設定點電壓係表示由該輸出電壓設定資訊所指定之該設定點電壓與該補償值之差值；以及依據該已調校設定點電壓，控制該電源供應器之至少一電力轉換器相中的複數開關，以該輸出電壓設定資訊所 指定之方式來可控制地調校該輸出電壓值。
3. 如申請專利範圍第1項所述之方法，更包括：透過該電源供應器中之該控制器：在該輸出電壓轉換至該輸出電壓設定資訊所指定之該目標電壓值設定的期間，利用該補償值調校由該控制器所產生之複數控制信號；以及將該複數已調校控制信號施加至該電源供應器之至少一切換電路，以在該輸出電壓轉換至該目標電壓值設定的期間調校該電源供應器之該輸出電壓，該補償值調校該等控制信號以適應驅動該輸出電容值和該負載的組合。
4. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，接收輸入值包括：從由該輸出電壓驅動之處理器來源接收該輸出電壓設定資訊，該輸出電壓設定資訊係指示未來值設定，於該未來值設定中控制該輸出電壓值；以及從該處理器來源接收之一比率值，該比率值係指示變動該電源供應器之該輸出電壓至一目標值之該特定比率。
5. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，產生該補償值包括：取得該電源供應器之一負載線電阻值；將該輸出電容值乘以變動該輸出電壓之該特定比率以產生一電流值，該電流值係指示考量該輸出電容值上電壓變動之電流量；以及將該電流值乘以該負載線電阻值以產生該補償值。
6. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，利用該補償值包括：在該輸出電壓變動至該輸出電壓設定資訊所指定之該目標電壓值設定的期間，施加該補償值至該電源供應器之一誤差電壓以產生該輸出電壓，並考量同步驅動該負載時該輸出電容值之充電。
7. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，產生該補償值包括估算由該電源供應器供應以對該電源供應器之輸出電容值充電所需之一電流量，用以依據變動該輸出電壓之該特定比率來變動該輸出電壓值。
8. 如申請專利範圍第7項所述之方法，其中，利用該補償值以調校該輸出電壓，包括：以該補償值調校該電源供應器中的參考訊號，使用該參考訊號作為產生一誤差電壓之依據，該誤差電壓表示該參考訊號與該輸出電壓值之差值；以及依據該誤差電壓控制該電源供應器中複數開關之驅動狀態。
9. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，利用該補償值以調校該輸出電壓，包括：施加該補償值至該電源供應器之一誤差電壓，以考量在該輸出電壓變動至該輸出電壓設定資訊所指定之該目標電壓值設定期間，該輸出電容值之放電。
10. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，產生該補償值包括將一第一值乘以一第二值，該第一值代表該 電源供應器之該輸出電容值，該第二值代表由該輸出電壓設定資訊所指定之變動該輸出電壓值的該特定比率。
11. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，產生該補償值包括依據變動該輸出電壓之該特定比率，估算一電流量以對該輸出電容值充電；以及其中，利用該補償值包括調校該電源供應器中的控制訊號，以該輸出電壓設定資訊所指定之方式控制該輸出電壓值。
12. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，產生該補償值包括估算由該電源供應器供應以對該電源供應器之輸出電容值充電所需之一電流量，用以依據該特定比率來變動該輸出電壓值；以及其中，利用該補償值可控制地調校該輸出電壓包括依據該補償值控制該電源供應器中複數開關之驅動狀態。
13. 如申請專利範圍第1項所述之方法，其中，產生該補償值包括：估算由該電源供應器供應以對該電源供應器之輸出電容值充電所需之一電流量，用以依據變動該輸出電壓值之該特定比率來變動該輸出電壓值；以及其中，利用該補償值可控制地調校該輸出電壓值包括：產生該輸出電壓以自該電源供應器輸出該經估算的電流量來對該電源供應器之該輸出電容充電，以及在控制由該輸出電壓設定資訊所指定之該輸出電壓值的同時驅動該動態負載。
14. 如申請專利範圍第3項所述之方法，其中，產生該補償值包括：將該電源供應器之該輸出電容值乘以變動該輸出電壓值之該特定比率以產生一估算的電流值，該估算的電流值指示將由該輸出電壓供應之突波電流量，以考量該電源供應器之複數輸出電容器上所欲的輸出電壓的變動，該估算的電流值表示在該輸出電壓設定資訊所指定之該輸出電壓值依排程變動期間，對該等輸出電容器充電需要多少電流的突波。
15. 一種電源供應器中之動態控制參數調整的方法，包括：透過一電源供應器中之一控制器：接收輸入，該輸入係指定用於驅動一負載之該電源供應器之一輸出電壓之一設定點值；取得組態資訊，該組態資訊係指定該電源供應器之一輸出電容值；產生一補償值，其係依據至少部分之該輸出電容值以及該電源供應器之該輸出電壓突增至該設定點值之一特定比率；利用該補償值以調校該輸出電壓；以及其中，突增該輸出電壓之該特定比率為電壓斜率值，該電壓斜率值指示該電源供應器之該輸出電壓從一初始設定值突增至該設定點值之該特定比率。
16. 一種電源供應器系統，包括： 一控制器，包括一埠，其接收輸出電壓設定資訊，該輸出電壓設定資訊係指定如何控制該電源供應器之一輸出電壓以驅動一負載；該控制器係組態以：產生一補償值，其係基於至少部份之該電源供應器之一輸出電容值及該輸出電壓設定資訊所指定之變動該輸出電壓值的一特定比率；以及利用該補償值以調校該輸出電壓，該補償值指定一補償量來可控制地調校該輸出電壓量，以適應該電源供應器中該輸出電容值的存在，並以該輸出電壓設定資訊所指定之方式產生該輸出電壓值的變動；以及其中，接收該輸出電壓設定資訊包括接收表示該電源供應器之該輸出電壓由初始設定變動至目標電壓值設定之該特定比率的電壓斜率值，該初始設定和該目標電壓值設定係由該輸出電壓設定資訊所指定。
17. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應系統，其中，該控制器係組態以：施加該補償值至該電源供應器之一設定點電壓以產生一已調校設定點電壓，該已調校設定點電壓係表示由該輸出電壓設定資訊指定之該設定點電壓與該補償值之差值；以及依據該已調校設定點電壓，控制該電源供應器之至少一電力轉換器相中之複數開關。
18. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應系統， 其中，該控制器係組態以：在該輸出電壓轉換至該輸出電壓設定資訊所指定之該目標電壓值設定的期間，利用該補償值調校由該控制器所產生之複數控制信號；以及將該複數已調校控制信號施加至該電源供應器之至少一切換電路，以在該輸出電壓轉換至該目標電壓值設定的期間調校該電源供應器之該輸出電壓。
19. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應系統，其中，該控制器係組態以：從由該輸出電壓驅動之處理器來源接收該輸出電壓設定資訊，該輸出電壓設定資訊係指定未來值設定，其用以控制該輸出電壓；以及從該處理器之來源接收一比率值，該比率值係表示變動該電源供應器之該輸出電壓至該目標電壓值設定之該特定比率。
20. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應系統，其中，該控制器係組態以：取得該電源供應器之一負載線電阻值；將該輸出電容值乘以變動該輸出電壓之該特定比率以產生一電流值，該電流值係表示考量該輸出電容值上電壓變動之電流量；以及將該電流值乘以該負載線電阻值以產生該補償值。
21. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應系統，其中，該控制器係組態以： 在該輸出電壓變動至該輸出電壓設定資訊所指定之該目標電壓值設定的期間，施加該補償值至該電源供應器之一誤差電壓，以考量該輸出電容值之充電。
22. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應系統，其中，該控制器係組態以：估算由該電源供應器供應以對該電源供應器之輸出電容值充電所需之一電流量，以依據變動該輸出電壓之該特定比率而變動該輸出電壓值。
23. 如申請專利範圍第16項所述之電源供應系統，其中，該控制器係組態以：將一第一值乘以一第二值，該第一值代表該電源供應器之該輸出電容值，該第二值代表由該輸出電壓設定資訊所指定之變動該輸出電壓值的該特定比率。