TWI643054B - ㄧ種用於產生非重疊啟用信號的系統及方法 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種用於產生非重疊啟用信號的系統及方法。在設置成提供電流給一電壓控制機構的一電流源輸出上測量一峰值電壓位準。根據該峰值電壓位準產生該等非重疊啟用信號給該電壓控制機構。一系統包含該電流源、一下游控制器以及耦合至該負載的該電壓控制機構。該電流源設置成提供電流給該電壓控制機構。該控制器設置成測量該電流源的該輸出上之該峰值電壓位準，並且根據該峰值電壓位準產生該等非重疊啟用信號。該等非重疊啟用信號提供一部分的該電流給該負載。

Description

一種用於產生非重疊啟用信號的系統及方法
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22Aμs。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。
本發明提供一種用於產生非重疊啟用信號的系統及方法。在設置成提供電流給一電壓控制機構的一電流源輸出上測量一峰值電壓位準。根據該峰值電壓位準產生該等非重疊啟用信號給該電壓控制機構。一系統包含該電流源、一下游控制器以及耦合至該負載的該電壓控制機構。該電流源設置成提供電流給該電壓控制機構。該控制器設置成測量該電流源的該輸出上之該峰值電壓位準，並且根據該峰值電壓位準產生該等非重疊啟用信號。該等非重疊啟用信號提供一部分的該電流給該負載。
100‧‧‧電力轉換系統
105‧‧‧控制器
108‧‧‧電源
110‧‧‧負載
120‧‧‧電力轉換裝置
150‧‧‧多相位切換式穩壓器
155‧‧‧控制器
160‧‧‧電力轉換系統
165‧‧‧控制器
170‧‧‧負載
180‧‧‧電力轉換裝置
200‧‧‧流程圖
300‧‧‧電力轉換系統
310‧‧‧下游控制器
312‧‧‧比較器
314‧‧‧比較器
315‧‧‧設定重設觸發器
320‧‧‧預先驅動器子電路
330‧‧‧波形
350‧‧‧電力轉換系統
360‧‧‧下游控制器
362‧‧‧比較器
400‧‧‧流程圖
415‧‧‧波形
420‧‧‧控制器
425‧‧‧峰值電壓偵測器
428‧‧‧峰值電壓偵測器子電路
450‧‧‧流程圖
500‧‧‧流程圖
510-A‧‧‧下游控制器
510-B‧‧‧下游控制器
550‧‧‧系統
550‧‧‧波形
560‧‧‧系統
570‧‧‧封裝
575‧‧‧晶粒
580‧‧‧電路
600‧‧‧示範系統
601‧‧‧中央處理器
602‧‧‧通訊匯流排
604‧‧‧主記憶體
606‧‧‧圖形處理器
608‧‧‧顯示器
610‧‧‧次要儲存裝置
612‧‧‧輸入裝置
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的一下游控制部分；第三B圖根據一個具體實施例，例示對應至使用第三A圖內所示該下游控制器的該電流停駐切換式穩壓器之波形；第三C圖根據一個具體實施例，例示一電流停駐切換式穩壓器的另一個下游控制器部分；第四A圖根據一個具體實施例，例示用於由一下游控制器產生非重疊啟用信號的方法流程圖；第四B圖根據一個具體實施例，例示對應至由一下游控制器產生的非重疊啟用信號之波形；第四C圖根據一個具體實施例，例示一下游控制器的一預 先驅動器子電路；第四D圖根據一個具體實施例，例示第四C圖內所示該預先驅動器子電路的一峰值電壓偵測器；第四E圖根據一個具體實施例，例示用於由一下游控制器產生非重疊啟用信號的另一個方法流程圖；第四F圖根據一個具體實施例，例示用於執行產生非重疊啟用信號的一訓練處理之另一個方法流程圖；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；以及第六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110的電力，在負載108上提供一所要的輸出電壓位準(V L )。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I L1 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V L 。該電流控制機構設置成產生電流I L1 ，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I L1 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V L 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V L 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的V L 。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V L 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V L 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I L1 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I L1 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I L1 (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I L1 。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I Load 。該I Load 根據該工作係數以及該感應電流I L1 提供給負載110，如下所示：I Load =DF x I L1 。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I L1 都提供給負載110當成I Load 。 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I L1 ，藉此控制V L 。在此方式中，若提供給負載110(V L )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I L1 。
總結來說，該電流控制機構設置成產生電流I L1 ，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I L1 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V L (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V L =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V L 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(V L )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(V L )。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I L11 以及流過電感器L2的電流I L2 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V L =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I L2 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V L 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。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。在步驟215上，若負載110或170上的該電壓位準不大於一最大電壓位準，則完成提供給該負載的該電壓位準調節。否則，在步驟220上，該電壓控制機構切換成解除該電流源與負載110或170的耦合，並且將該電流源耦合至一散電器，以降低該負載上的該電壓位準。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 內一電流停駐切換式穩壓器的一下游控制器310。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V L 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：V L 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。
如第三A圖內所示，在一個具體實施例內，下游控制器310 包含一分壓器，其包含該等電阻器R1和R2，設置成產生V L 的一縮放版本，就是縮放的電壓V LS 。下游控制器310也包含比較器312和314、設定重設觸發器315以及預先驅動器子電路320。該縮放電壓V LS =KV L ，並且在比較器312和314的該共用模式範圍之內。在一個具體實施例內，K=0.5，如此V LS =0.5V L 。比較器312將V LS 與Vmax的縮放版本Vmax_s=KVmax比較，並且比較器314將V LS 與Vmin的縮放版本Vmin_s=KVmin比較。 V LS 小於Vmin_s時，比較器314的輸出進入高狀態(TRUE)，並且該S(設定)輸入至設定重設觸發器315生效，如此產生該D信號的該Q輸出為高狀態(TRUE)。V LS 大於Vmax_s時，比較器312的輸出進入高狀態(TRUE)，並且該R(重設)輸入至設定重設觸發器315生效，如此產生該D信號的該Q輸出為低狀態(FALSE)。
預先驅動器子電路320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。當D為高狀態時，該切換機構M4已經啟用並且該切換機構M3已經停用。當D為低狀態時，該切換機構M3已經啟用並且該切換機構M4已經停用。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。預先驅動器子電路320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I L1 充電，並且在該電壓通過該寄生靜電容量達到V L 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V L 。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，I L1 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。控制該等切換機構M3和M4的非重疊啟用信號之產生都結合第四A圖至第四E圖來說明。
電力一開始供應至電力轉換系統300時，V L 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I L1 之前，下游控制器電路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V L 到達Vmax為止。
第三B圖根據一個具體實施例，例示對應至使用第三A圖 內所示下游控制器310的該電流停駐切換式穩壓器之波形330。該頂端波形為該信號D，就是第三A圖內所示設定重設觸發器415的輸出，並且該底端波形為V L 。該底端波形為介於Vmin(0.99V)與Vmax(1.01V)的鋸齒。VL 的往下坡度已知為IL/C1，而V L 的往上坡度已知為(I L1 -IL)/C1，其中IL為提供給負載110的電流。該鋸齒的變化頻率隨負載110的電流需求變化而變，並且隨該電流I L1 變化而變。
當提供給負載110(即是該負載電流IL)的該部分電流I L1 為 高狀態時(對應至V L 的陡下坡)，但是當IL也為I L1 的一小部分時(對應至陡上坡)，該頻率最高。當IL為低狀態並且當IL也是I L1 的大部分時，該頻率為低，導致較少的切換功率耗損。
波形330對應至30A的電流I L1 以及20A的電流IL，用於第 一個10ns。在10ns上，該負載電流I L 突然從20A改變成25A。在該第一個10ns期間，下游控制器310產生具有大約3ns週期的該信號D，其中D生效2ns然後失效1ns。在第一個10ns之後，該週期增加為大約5ns，其中D生效4ns然後失效1ns。
第三C圖根據一個具體實施例，例示在電力轉換系統350 內一電流停駐切換式穩壓器的另一個下游控制器360。下游控制器360類似於下游控制器310，為一Bang-Bang控制電路，設置成將負載110上的電壓位準V L 維持在Vmin與Vmax之間一指定電壓範圍內。
如第三C圖內所示，在一個具體實施例內，下游控制器360 包含一分壓器，其包含該等電阻器R1和R2，設置成產生V L 的一縮放版本，就是縮放的電壓V LS 。下游控制器360包含單一比較器362以及預先驅動器子電路320。一縮放參考電壓Vref_s在介於Vmin_s與Vmax_s之間的範圍內置中。下游控制器360包含一回饋電路，該電路包含該等電阻器R3和R4，其設置成利用將該輸出D耦合至該回饋電路，將至比較器362的該輸入VF改變，提供正回饋給比較器362。比較器362比較V LS 與V F ，在該信號D內產生遲滯。當V LS 小於V F 時，比較器362的輸出，就是信號D，進入高狀態(TRUE)。當V LS 大於V F 時，比較器362的輸出，就是信號D，進入低狀態(FALSE)。在比較器362的非反向輸入上產生之電壓改變，以回應D的電壓位準改變。該等電阻器R3和R4設定比較器362的遲滯，如此在D為低狀態比較器362的正輸入上之該電壓(即是V F )等於Vmin_s，並且在D為高狀態時等於Vmax_s。如此，R3和R4設定該電壓控制機構的突波。
第四A圖根據一個具體實施例，例示用於由下游控制器310 或360內預先驅動器子電路320產生非重疊啟用信號的方法流程圖400。在步驟402上，預先驅動器子電路320起始非重疊啟用信號的延遲，該信號控制該電壓控制機構的該等切換機構M3和M4。
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換，然後用於一下降轉換。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。在一個具體實施例內，該等延遲可起始成為保守值，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，同時也將該死區時間降至最短。在一個具體實施例內，保守設定為該最小延遲，確定在該切換機構M4的閘極進入低狀態(啟用M4)之前，該切換機構M3的閘極進入低狀態(停用M3)，並且確定在該切換機構M3的閘極進入高狀態(啟用M3)之前，該切換機構M4的閘極進入高狀態(停用M4)。
在步驟405上，下游控制器310或360開始調節V L 。在步 驟407上，預先驅動器子電路320測量該電流源輸出上(即是電感器L1的下游端)V D 的一峰值電壓位準。在步驟410上，預先驅動器子電路320根據該峰值電壓位準，產生該等非重疊啟用信號。該等非重疊啟用信號可產生來增加一啟用及/或停用死區時間、降低一啟用及/或停用死區時間或維持一啟用及/或停用死區時間。
第四B圖根據一個具體實施例，例示對應至由下游控制器 310或360內預先驅動器子電路320產生的該等非重疊啟用信號之波形415。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。為了了解第四B圖內所示的波形415，顯示第一信號的該反轉版本。 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。
如第四B圖內所示，至預先驅動器子電路的該D輸入信號 延遲t3，並且通過一緩衝區(如第四C圖內所示)來產生該等非重疊啟用信號的該第二信號。該D輸入信號至預先驅動器子電路320的上升轉換延遲t4f，並且導致反向器的輸入進行下降轉換(如第四C圖內所示)。該下降轉換導致該等非重疊啟用信號的該第一信號之一上升(即是停用)轉換(對應至第四B圖內該反向第一信號的一下降轉換)。該第一信號的該上升轉換停用該切換機構M4。該D輸入信號至預先驅動器子電路320的下降轉換延遲t4r，並且導致反向器的輸入進行上升轉換。該上升轉換導致該等非重疊啟用信號的該第一信號之一下降(即是啟用)轉換(對應至第四B圖內該反向第一信號的一上升轉換)。該第一信號的該下降轉換啟用該切換機構M4。
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(即是該第一信號為高狀態並且該第二信號為低狀態)。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I L1 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(透過一緩衝區以及位準位移器)。
第四C圖根據一個具體實施例，例示一下游控制器310或 360的一預先驅動器子電路320。預先驅動器子電路320經過調適，測量V D 的一峰值電壓位準，同時包含預先驅動器子電路320的該電力轉換裝置 操作來調節該電壓V L ，並且動態控制該等非重疊啟用信號的時序。因為預先驅動器子電路320已經過調適，因此可補償由於矽製程、溫度、電源供應電壓等等變化造成的信號時序變化。
固定的延遲t3用來從該輸入D產生該第二信號。一放大器(即是一非反向緩衝區的指數喇叭)用來提供足夠的驅動給該切換機構M3。具有可設置延遲t4r和t4f的個別可調整延遲線，分別控制該第一信號的該啟用轉換以及該停用轉換。該可設置延遲可使用數位延遲線來實施。該切換機構M6設置成用t4r延遲的D版本下降時拉高該第一信號，並且該切換機構M5設置成由t4f延遲的D版本上升時拉低該第一信號。另一個放大器(即是一反向緩衝區的指數喇叭)用來提供足夠的驅動給該切換機構M4。
一峰值電壓偵測器(PVD，peak voltage detector)425偵測在該等切換機構M3和M4的該等汲極已經耦合至該電流源之處，該寄生靜電容量CP上V D 的電壓過衝。電壓過衝發生在V D 的一峰值電壓位準大於V L 時。控制器420接收來自峰值電壓偵測器425的一峰值電壓位準，並且控制器420根據該峰值電壓位準產生信號dr和df。該等信號dr和df分別輸入至該可設置延遲t4r和t4f，其控制該第一信號的該時序。隨著V D 的該峰值電壓位準改變，控制器420可設置成調整dr和df，降低電壓過衝並且也避免擊穿電流。
第四D圖根據一個具體實施例，例示第四C圖內所示預先驅動器子電路320包含至少一個峰值電壓偵測器子電路428的峰值電壓偵測器425。峰值電壓偵測器425可包含多個峰值電壓偵測器子電路428。每一峰值電壓偵測器子電路428都設置成將一參考電壓Vri與V D 比較，其中該每一參考電壓都對應至不同峰值電壓位準，i=0至N。在一個具體實施例內，該等參考電壓設定成等於或大於Vmin之值，並且包含至少一個大於Vmax之值。
使用之前，控制器420將該重設信號脈衝至高狀態，以便將電容器C0放電。若V D 上升至高於Vri+VThreshold，則該切換機構M8已經啟用並且該信號ovf拉至高狀態。一反向器產生該信號ovfi_bar，其輸出至控制器420。該反向器提供與ovf上非標準電壓隔離。個別峰值電壓偵測器子 電路428可設置用於產生dr和df，來調整該啟用與停用死區時間。
要在開機時設定該延遲元素t4r和t4f的延遲，控制器420 開始與上游控制器305通訊，然後產生一小量電感器電流I L1 。然後控制器420將dr和df設定為該保守值，並且確認對於V D 上瞬間電壓來說沒有電壓過衝。瞬間電壓發生在下游控制器310或360的每一循環上之V D 上，並且下游控制器310或360設置成監控V D 並且調整該等啟用及/或停用死區時間，如此V D 的該峰值電壓位準剛好大於該所要的V L 。然後該啟用死區時間遞增到峰值電壓偵測器425偵測到電壓過衝(即是一或多個ovf信號進入高狀態)。然後控制器420利用調整該dr信號降低該啟用死區時間，以降低t4r的延遲。控制器420接著類似的處理，利用調整該df信號降低該停用死區時間，以改變t4f的延遲。
第四E圖根據一個具體實施例，例示用於由下游控制器310 或360內預先驅動器子電路320產生非重疊啟用信號的另一個方法流程圖400。步驟402和405的執行方式與第四A圖描述的相同。
在步驟407上，由峰值電壓偵測器425測量V D 的該峰值電 壓位準，並且該(等)峰值電壓位準的指示(即是ovfi_bar信號)提供給控制器420。在一個具體實施例內，指定不同參考電壓用於遞增與遞減t4r和t4f，以偵測不同臨界上的電壓過衝。當使用不同臨界時，t4r和t4f在由v_overshoot_min與v_overshoot_max界定的峰值電壓位準範圍內都維持恆等。在步驟430上，控制器420決定是否發生電壓過衝，即是V D 的該峰值電壓位準(Vpeak)大於至少該等參考電壓Vri之一者所代表的最大過充電壓之位準(V_overshoot_max)。發生電壓過衝時，預先驅動器子電路320減少在步驟442上，該等非重疊信號的該第一信號之下降轉換所招致的該延遲(t4r)。降低該t4r延遲會減少該啟用死區時間。
在步驟430上，若控制器420決定並未發生電壓過衝，然後 在步驟432上，控制器420決定V D 的該峰值電壓位準(Vpeak)是否小於至少該等參考電壓Vri之一者所代表的最小過充電壓之位準(V_overshoot_min)。當Vpeak不小於V_overshoot_min時，然後預先驅動器子電路320不會改變該t4r延遲並且回到步驟407。否則在步驟435上，預 先驅動器子電路320增加該t4r延遲，延長該啟用死區時間。控制器420回到步驟407，重複步驟435與442之後的該順應調整處理。
根據V D 的該峰值電壓位準，可類似縮短與延遲該停用死區 時間。不過，該第一信號上升轉換所招致的該t4f延遲降低，以延長該停用死區時間，並且增加t4f延遲，以縮短該停用死區時間。當Vpeak大於V_overshoot_max時，應該縮短該停用死區時間。當Vpeak小於V_overshoot_min時，則增加該停用死區時間。
若非揮發性儲存體可用，則可執行一次訓練處理，並且可儲 存該電感器電流I L1 每一範圍的該延遲線設定，供未來使用。在該訓練處理期間，I L1 內的該電流遞增，並且由峰值電壓偵測器425測量V D 的該位準給I L1 的每一設定。當該訓練處理完成時，儲存控制器420所產生用於I L1 每一範圍的該dr和df延遲設定，並且控制器420可根據I L1 選擇該dr與df值，避免擊穿電流以及電壓過衝。請注意，該啟用延遲與電流有關，但是對於第一近似方式，該停用延遲應該與該電流I L1 無關。
第四F圖根據一個具體實施例，例示用於執行該訓練處理 的方法流程圖450。在步驟402上，dr和df的該等延遲設定已經初始化為保守值，以控制該等非重疊啟用信號的該相對時序。在步驟455上，該電流I L1 設定為一低值。在步驟457上，由峰值電壓偵測器425測量V D 的該峰值電壓位準，並且該(等)峰值電壓位準的指示(即是ovfi_bar信號)提供給控制器420。在步驟460上，控制器420決定Vpeak是否大於V_overshoot，並且若否，則在步驟465上，控制器420增加該t4r延遲來延長該啟用死區時間並回到步驟457。
在步驟460上，若控制器420決定Vpeak大於V_overshoot， 則在步驟462上，控制器420降低該t4r延遲以縮短該啟用死區時間。在步驟470上，控制器420儲存該延遲設定dr給對應至該電流I L1 的t4r。在一個具體實施例內，至少兩個參考電壓指定給每一t4r和t4f，如此t4r和t4f在由v_overshoot_min與v_overshoot_max界定的峰值電壓位準範圍內都維持恆等。在步驟475上，控制器420決定是否已經提供該最後一個(即是最大)電流值I L1 ，並且若是，則完成該訓練處理。否則在步驟480上，增加該 電流I L1 並且控制器420回到步驟457。
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V ST 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I L1 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V L 。在步驟515上，該下游控制器決定V L 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I L1 的較少部分提供給負載110或170來降低V L 。在步驟525之後，該下游控制器回到步驟515。
在步驟515上，若V L 並未大於Vmax，則在步驟530上， 該下游控制器決定V L 是否小於Vmin。若V L 小於Vmin，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I L1 給負載110或170來提高V L 。在步驟535之後，該下游控制器回到步驟515。否則，當V L 並未大於Vmax並且不小於Vmin時(即是V L 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V L 維持在Vmin與Vmax界定的一預定範圍之內。尤其是，V L 大於Vmax時，D成為低狀態，讓電流偏離負載170，並且V L 小於Vmin時，D成為高狀態，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V LA 和V LB 之系統550。如第五B圖內所示，該單一電感器L1提供該電流I L1 ，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I L1 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為高狀態時，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I L1 提供給電容器C1A，並且V LA 上升而V LB 下降。當DA為低狀態時，DB可為高狀態、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I L1 提供給電容器C1B，並且V LB 上升而V LA 下降。當DA和DB都為低狀態時，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I L1 「停駐」在該電感器L1內，同時兩V LA 和V LB 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600。如所示，提供的系統600包含至少一個中央處理器601，其連接至通訊匯流排602。通訊匯流排602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600也包含主記憶體604。控制邏輯(軟體)以及資料都儲存在主記憶體604內，此記憶體可採用隨機存取記憶體(RAM)。
系統600也包含輸入裝置612、一圖形處理器606以及一顯示器608，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612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606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600，以提供電力給一或多個晶片。
系統600也包含次要儲存裝置610。次要儲存裝置610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604以及/或次要儲存裝置610內，這種電腦程式在執行時可讓系統600執行許多功能。主記憶體604、儲存裝置610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601、圖形處理器606、積體電路(未顯示，可具有至少部分中央處理器601和圖形處理器606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600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600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600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 (22)

  1. 一種用於產生非重疊啟用信號的方法，包含：測量設置成提供電流給一電壓控制機構的一電流源輸出上一峰值電壓位準；以及根據該峰值電壓位準產生非重疊啟用信號給該電壓控制機構，其中該等非重疊啟用信號提供該電流的一部分給一負載。
  2. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等非重疊啟用信號的一第一信號將該電流源耦合與解除耦合至該負載。
  3. 如申請專利範圍第2項之方法，其中該等非重疊啟用信號的一第二信號將該電流源耦合與解除耦合至一散電器。
  4. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含當該峰值電壓位準大於一過衝電壓時，降低該等非重疊啟用信號的一第一信號之一啟用轉換所招致的一延遲。
  5. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含當該峰值電壓位準小於一過衝電壓時，增加該等非重疊啟用信號的一第一信號之一停用轉換所招致的一延遲。
  6. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含當該峰值電壓位準大於一過衝電壓時，降低該等非重疊啟用信號解除該電流源與該負載耦合與解除該電流源與一散電器耦合的一死區時間。
  7. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含當該峰值電壓位準小於一過衝電壓時，增加該等非重疊啟用信號解除該電流源與該負載耦合與解除該電流源與一散電器耦合的一死區時間。
  8. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該等非重疊啟用信號的一第一信號之一啟用轉換之前，該等非重疊啟用信號解除該電流源與該負載和一散電器耦合的一第一死區時間，與該第一信號的一停用轉換之後，該等非重疊啟用信號解除該電流源與該負載和該散電器耦合的一第二死區時間不同。
  9. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含：設定由該等非重疊啟用信號的一第一信號之一啟用轉換所招致的 一第一延遲；以及設定由該第一信號的一停用轉換所招致的一第二延遲，其中該第一延遲與該第二延遲為不同值。
  10. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含當該等非重疊啟用信號解除該電流源與該負載耦合與解除該電流源與一散電器耦合時，在一死區時間期間對該電流源與該電壓控制機構之間的一寄生靜電容量充電。
  11. 如申請專利範圍第1項之方法，其中該電壓控制機構的該非重疊啟用信號根據一工作係數，交替啟用一第一切換機構，將該電流源耦合至該負載，同時停用一第二切換機構，解除該電流源與該散電器的耦合，然後根據該工作係數，停用該第一切換機構，解除該電流源與該負載的耦合，同時啟用該第二切換機構，將該電流源耦合至該散電器。
  12. 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。
  13. 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。
  14. 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。
  15. 如申請專利範圍第1項之方法，另包含：初始化一延遲設定，其控制該等非重疊啟用信號的相對時序；針對該電流的不同值，測量該電流源輸出上的該峰值電壓位準；以及產生一組延遲設定，其中該組延遲設定內每一延遲設定都對應至該電流的不同值。
  16. 如申請專利範圍第15項之方法，另包含儲存對應至該電流不同值的該等延遲設定。
  17. 一種電力轉換裝置，包含：一電壓控制機構，其耦合在一負載與提供一電流給該電壓控制機構的一電流源之間；以及一下游控制器，其耦合至該電壓控制機構並且設置成：測量該電流源輸出上的一峰值電壓位準；以及根據該峰值電壓位準產生非重疊啟用信號給該電壓控制機構，其中該等非重疊啟用信號提供該電流的一部分給該負載。
  18. 如申請專利範圍第17項之電力轉換裝置，其中該下游控制器另設置成當該峰值電壓位準大於一過衝電壓時，降低該等非重疊啟用信號解除該電流源與該負載耦合與解除該電流源與一散電器耦合的一死區時間。
  19. 如申請專利範圍第17項之電力轉換裝置，其中該下游控制器另設置成當該峰值電壓位準小於一過衝電壓時，增加該等非重疊啟用信號解除該電流源與該負載耦合與解除該電流源與一散電器耦合的一死區時間。
  20. 如申請專利範圍第17項之電力轉換裝置，其中該等非重疊啟用信號控制該電壓控制機構根據一工作係數，控制該電壓控制機構交替啟用一第一切換機構，將該電流源耦合至該負載，同時停用一第二切換機構，解除該電流源與該散電器的耦合，然後根據該工作係數，停用該第一切換機構，解除該電流源與該負載的耦合，同時啟用該第二切換機構，將該電流源耦合至該散電器。
  21. 如申請專利範圍第17項之電力轉換裝置，其中該下游控制器另設置成：初始化一延遲設定，其控制該等非重疊啟用信號的相對時序；針對該電流的不同值，測量該電流源輸出上的該峰值電壓位準；以及產生一組延遲設定，其中該組延遲設定內每一延遲設定都對應至該電流的不同值。
  22. 如申請專利範圍第21項之電力轉換裝置，另包含一非揮發性儲存體，其設置成儲存對應至該電流不同值的該等延遲設定。
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