TWI711261B - 具有分離的高頻與低頻路徑訊號之快速暫態功率供應器 - Google Patents

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Abstract

功率介面裝置包括主開關轉換器與輔助開關轉換器。主開關轉換器耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率操作，而提供從輸入終端至輸出終端的低頻電流。輔助開關轉換器平行於主開關轉換器耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率操作，而提供從輸入終端到輸出終端的快速暫態高頻電流。

Description

具有分離的高頻與低頻路徑訊號之快速暫態功率供應器
本申請案主張2016年1月20日提出的標題為「Control Architecture With Improved Transient Response」的美國臨時申請案第62/280,897號以及2016年1月20日提出的標題為「Fast Transient Power Supply With a Separated High Frequency and Low Frequency Path Signals」的美國臨時申請案第62/280,878號之優先權權益，並藉由引用而整體併入本文。
本揭示係關於具有分離的高頻與低頻路徑訊號之快速暫態功率供應器。
功率供應系統包括功率源、負載裝置及將電功率源耦接至負載裝置的功率介面裝置。功率源可包括電池、功率網格、太陽能光伏電池、交流（AC）發電機及/或前端功率轉換器之輸出。功率介面裝置可經配置以升高或降低功率源之電壓來爲負載裝置提供適當電壓。功率介面裝置可爲升壓式轉換器或降壓式轉換器或任何其他轉換器。負載裝置可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器。在一個實現中，負載裝置可為低電壓但高電流負載裝置，例如電腦中央處理單元（CPU）。此類型之負載裝置可具有許多負載暫態狀態。
在負載暫態狀態期間，負載裝置之電流可在極短時間段內實質改變。舉例而言，在暫態狀態期間，負載裝置之電流可在小於1微秒內自0A升高至100A或自100A降低至0A。電流的此等突然改變可在負載裝置處產生大電壓變化，並可導致輸出電壓擺盪至負載裝置之調節操作窗口之外。
為了最小化暫態變化，在一個實現中，可將大功率電容器添加至功率供應系統之輸出。電容器可在暫態狀態期間提供或吸收必要電流且因此減少由負載暫態所造成的電壓變化。爲此目的，輸出電容器用於補充轉換器之緩慢上升的電流以滿足負載裝置對電流增大的需求。類似地，輸出電容器用於吸收電流以滿足自負載裝置的電流的突然降低。然而，電容器是昂貴的，且因此可能升高系統之成本或尺寸。
在另一實現中，可推動轉換器在較高頻寬下執行以迅速回應負載暫態。然而，開關模式轉換器頻寬受到其開關頻率限制。因此，為了推動轉換器在較高頻寬下執行，轉換器不得不在較高開關頻率下操作。此意謂更多功率損耗，因為每次開關接通/斷開皆存在功率損耗。因此，功率供應系統亦受到功率源與負載裝置之間置放的功率轉換器之功率損耗限制。
因此，需要一種能夠在提高效率及減小成本與尺寸的同時提供對負載裝置之暫態狀態快速回應的功率供應系統。
在一個一般態樣中，本申請案描述一種功率介面裝置，功率介面裝置在輸入終端處耦接至功率源，而在輸出終端處耦接至負載裝置，並經配置以改變功率源的電壓，以對應於與負載裝置相關聯的電壓。功率介面裝置包括：主開關轉換器，耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；輔助開關轉換器，平行於主開關轉換器而耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；反饋及補償電路，經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，並依據所偵測的暫態狀態輸出暫態訊號；主控制電路，包括經配置以接收暫態訊號並輸出暫態訊號的較低頻率分量的低通濾波器，主控制電路經配置以依據暫態訊號的較低頻率分量產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器；輔助控制電路，包括經配置以接收暫態訊號並輸出暫態訊號的較高頻率分量的高通濾波器，輔助控制電路經配置以依據暫態訊號的較高頻率分量產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器；以及共用緩衝器，由主控制電路與輔助控制電路共同共享。共用緩衝器包括輸入終端與輸出終端。共用緩衝器的輸入終端係連接至反饋及補償電路。共用緩衝器的輸出終端係連接至高通濾波器與低通濾波器。
上述一般態樣可包括以下特徵中的一或更多者。舉例而言，反饋及補償電路可包括：反饋感測電路，經配置以感測輸出終端處的輸出電壓；誤差放大器，經配置以接收所感測的輸出電壓與參考電壓，並且依據所感測的輸出電壓與參考電壓輸出暫態訊號；以及補償電路，經配置以接收暫態訊號，並將頻率補償的暫態訊號輸出至共用緩衝器。反饋感測電路可包括複數個電阻器及電容器，經配置以感測輸出電壓並產生反饋電壓。誤差放大器可經配置以接收反饋電壓與參考電壓，並在反饋電壓與參考電壓彼此實質不相等時，產生暫態訊號。
補償電路可包括第一電容器、第二電容器及電阻器。第一電容器可以在一端連接至誤差放大器的輸出終端，並在另一端連接至接地終端。第二電容器可以與電阻器串聯連接，以形成串聯電容器電阻器網路。串聯電容器電阻器網路可以在一端連接至接地終端，並在另一端連接至誤差放大器的輸出終端。
共用緩衝器可經配置以將主控制電路與輔助控制電路從反饋及補償電路的阻抗隔離。主控制電路可進一步包括主比較器，經配置以比較暫態訊號的較低頻率分量與由主開關轉換器提供的所感測的低頻電感器訊號，並產生用於控制主開關轉換器的主控制訊號。主控制訊號可以讓主開關轉換器能夠將追蹤暫態訊號的較低頻率分量的低頻電流提供至輸出終端。
低通濾波器可以包括電阻器與電容器。低通濾波器的電阻器可以在一端連接至共用緩衝器，並在另一端連接至低通濾波器的電容器與主比較器的非反相終端。低通濾波器的電容器可以在一端連接至低通濾波器的電阻器與主比較器的非反相終端，並在另一端連接至接地終端。
輔助控制電路可進一步包括輔助比較器，經配置以比較暫態訊號的較高頻率分量與由輔助開關轉換器提供的所感測的高頻電感器訊號，並產生用於控制輔助開關轉換器的輔助控制訊號。輔助控制訊號可以讓輔助開關轉換器能夠將追蹤暫態訊號的較高頻率分量的高頻電流提供至輸出終端。
高通濾波器可以包括電阻器與電容器。高通濾波器的電容器可以在一端連接至共用緩衝器，並在另一端連接至高通濾波器的電阻器與輔助比較器的非反相終端。高通濾波器的電阻器可以在一端連接至高通濾波器的電容器與輔助比較器的非反相終端，並在另一端連接至接地終端。
主開關轉換器與輔助開關轉換器可包括降壓電流模式開關調節器，經配置以將輸入終端的較高輸入電壓轉換成輸出終端的較低輸出電壓。主開關轉換器可包括第一主開關、第二主開關、主反相器及主電感器。第一主開關的汲極可以連接至輸入終端；第一主開關的源極可以連接至主節點；以及第一主開關的閘極可以連接至主控制電路，並經配置以接收主控制訊號。第二主開關的汲極可以連接至主節點；第二主開關的源極可以連接至接地終端；以及第二主開關的閘極可以連接至主反相器，並經配置以接收主控制訊號的反相。
輔助開關轉換器可包括第一輔助開關、第二輔助開關、輔助反相器及輔助電感器。第一輔助開關的汲極可以連接至輸入終端；第一輔助開關的源極可以連接至輔助節點；以及第一輔助開關的閘極可以連接至輔助控制電路，並經配置以接收輔助控制訊號。第二輔助開關的汲極可以連接至輔助節點；第二輔助開關的源極可以連接至接地終端；以及第二輔助開關的閘極可以連接至輔助反相器，並經配置以接收輔助控制訊號的反相。
主開關轉換器可以經配置以在暫態狀態期間以及在暫態狀態之外將低頻電流提供至輸出終端。輔助開關轉換器可以經配置以在暫態狀態期間將高頻電流提供至輸出終端，以及在暫態狀態之外將實質為零的平均電流提供至輸出終端。暫態狀態可以包括負載電流的突然升高或降低，或者輸出電壓的突然升高或降低。第一與第二主開關以及第一與第二輔助開關可包括FET開關。
在另一個一般態樣中，本申請案描述另一功率介面裝置，包含：主開關轉換器，耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；輔助開關轉換器，平行於主開關轉換器而耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；反饋及補償電路，耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，且依據所偵測的暫態狀態輸出暫態訊號；主控制電路，耦接至反饋及補償電路與主開關轉換器，並經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，而依據暫態訊號產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器；低通濾波器，耦接至反饋及補償電路，並經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，而輸出暫態訊號的較低頻率分量；加法器電路，耦接至低通濾波器與反饋及補償電路，並經配置以從低通濾波器接收暫態訊號的較低頻率分量以及從反饋及補償電路接收暫態訊號，而輸出暫態訊號的較高頻率分量；以及輔助控制電路，耦接至加法器電路與輔助開關轉換器，並經配置以接收暫態訊號的較高頻率分量，而依據暫態訊號的較高頻率分量產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
上述一般態樣可包括以下特徵中的一或更多者。加法器電路可以經配置以在其反相終端處從低通濾波器接收暫態訊號的較低頻率分量，以及在其非反相終端處從反饋及補償電路接收暫態訊號，將暫態訊號減去暫態訊號的較低頻率分量，並將暫態訊號的較高頻率分量輸出至輔助控制電路。
功率介面裝置可進一步包括共用緩衝器，由主控制電路與輔助控制電路共同共享，並經配置以將主控制電路與輔助控制電路從反饋及補償電路的阻抗隔離。低通濾波器可以包括電阻器與電容器。電阻器可以在一端耦接至反饋及補償電路的輸出終端，並在第二端耦接至第一節點。電容器可以在一端連接至第一節點，並在另一端連接至接地終端。加法器電路可以在其反相終端處耦接至第一節點，並在其非反相終端處耦接至反饋及補償電路的輸出終端，並經配置以在反相終端處從低通濾波器接收暫態訊號的較低頻率分量，並在非反相終端處接收暫態訊號，而將暫態訊號的較高頻率分量輸出至輔助控制電路。
功率介面裝置可進一步包括：複數個電阻器，經配置以提供用於暫態訊號的較高頻率分量的增益因子；以及偏移電壓源，經配置以在穩態期間偏移由在暫態狀態之外的輔助開關轉換器提供的高頻電流，而能夠從輔助開關轉換器提供實質為零的平均電流。複數個電阻器可以包括連接至加法器電路的非反相終端的第一電阻器以及連接至加法器電路的反相終端的第二電阻器。偏移電壓源可以透過第一電阻器耦接至加法器電路的非反相終端。
在另一個一般態樣中，本申請案描述一種功率介面裝置，包含：主開關轉換器，耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；輔助開關轉換器，平行於主開關轉換器而耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；反饋及補償電路，耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，且依據所偵測的暫態狀態輸出暫態訊號；高通濾波器，耦接至反饋及補償電路，並經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，而輸出暫態訊號的較高頻率分量；加法器電路，耦接至高通濾波器與反饋及補償電路，並經配置以從高通濾波器接收暫態訊號的較高頻率分量以及從反饋及補償電路接收暫態訊號，而輸出暫態訊號的較低頻率分量；主控制電路，耦接至加法器電路與主開關轉換器，並經配置以依據暫態訊號的較低頻率分量產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器；以及輔助控制電路，耦接至高通濾波器與輔助開關轉換器，並經配置以依據暫態訊號的較高頻率分量產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
在另一個一般態樣中，本申請案描述一種功率介面裝置，包含：主開關轉換器，耦接至第一輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供從第一輸入終端到輸出終端的電流；輔助開關轉換器，耦接至第二輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供從第二輸入終端到輸出終端的電流；反饋及補償電路，耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，且依據所偵測的暫態狀態輸出暫態訊號；主控制電路，耦接至反饋及補償電路與主開關轉換器，並經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，而依據暫態訊號產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器；以及輔助控制電路，包括第一增益緩衝器、高通濾波器及輔助比較器，第一增益緩衝器耦接至反饋及補償電路，並經配置以放大從反饋及補償電路接收的暫態訊號，高通濾波器耦接至第一增益緩衝器，並經配置以從第一增益緩衝器接收放大的暫態訊號，而輸出放大的暫態訊號的較高頻率分量，輔助比較器耦接至高通濾波器，並經配置以在第一終端處接收暫態訊號的較高頻率分量，且在第二終端處接收由輔助開關轉換器提供的所感測的高頻電感器訊號，而依據較高頻率分量與所感測的高頻電感器訊號的比較結果產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
上述一般態樣可包括以下特徵中的一或更多者。功率介面裝置可進一步包括偏移電壓源，偏移電壓源耦接至高通濾波器，並經配置以偏移由輔助開關轉換器提供的高頻電流，而能夠從暫態狀態之外的輔助開關轉換器提供實質為零的平均電流。
功率供應系統可包括：第一功率源，耦接至第一輸入終端；第二功率源，耦接至第二輸入終端；負載裝置，耦接至輸出終端。上述功率介面裝置可以耦接至第一與第二功率源以及負載裝置，並經配置以調整第一功率源的電壓，以對應於負載裝置的電壓。第一功率源耦接至主開關轉換器。第二功率源可以耦接至輔助開關轉換器，且可以獨立於第一功率源。第二功率源可包括電容器。
功率供應系統可進一步包括輸入源反饋及調節電路，輸入源反饋及調節電路在一端連接至第二功率源，並在另一端連接至輔助控制電路，以用於控制輔助開關轉換器。輸入源反饋及調節電路可以包括反饋電壓感測電路、誤差放大器及補償電路。反饋電壓感測電路可經配置以透過第一與第二電阻器的網路感測第二功率源的電壓，並將反饋電壓輸出至誤差放大器的反相終端。第一電阻器可以在一端耦接至第二功率源，而在另一端耦接至誤差放大器的反相終端與第二電阻器。第二電阻器可以在一端耦接至誤差放大器的反相終端與第一電阻器，而在另一端耦接至接地終端。誤差放大器可經配置以監測在誤差放大器的反相終端處接收的反饋電壓以及在誤差放大器的非反相終端處接收的參考電壓，而當反饋電壓實質上不等於參考電壓時，輸出控制訊號。
補償電路可包括第一與第二電容器以及電阻器。第一電容器可以在一端連接至誤差放大器的輸出，並在另一端連接至接地終端。補償電路的電阻器可以在一端連接至誤差放大器的輸出，並在另一端連接至第二電容器。第二電容器可以在一端連接至補償電路的電阻器，並在另一端連接至接地終端。
輔助控制電路可進一步包括具有輸入終端與輸出終端的第二反相增益緩衝器。第二增益緩衝器的輸入終端可以連接至誤差放大器的輸出終端，以調節第二功率源的電壓。第二增益緩衝器的輸出終端可以連接至高通濾波器。當第二功率源的電壓下降到低於參考電壓時，誤差放大器可以升高控制訊號，藉此透過第二增益緩衝器降低輔助比較器的第一終端上的訊號，此又導致電流從輸出終端透過輔助開關轉換器流到第二功率源，以對第二功率源充電。
在另一個一般態樣中，本申請案描述一種功率介面裝置，包含：主開關轉換器，耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；輔助開關轉換器，平行於主開關轉換器而耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；反饋及補償電路，耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，而依據所偵測的暫態狀態輸出暫態訊號；第一緩衝器，耦接至反饋及補償電路的輸出終端；低通濾波器，包括電阻器與電容器，其中電阻器在一端耦接至第一緩衝器的輸出終端，在另一端耦接至第一節點，而電容器在一端耦接至第一節點，在另一端耦接至接地終端；主控制電路，包括具有第一輸入終端與第二輸入終端的主比較器電路。
第一輸入終端耦接至第一節點。第二輸入終端耦接至主開關轉換器的所感測的電感器電流訊號。主比較器電路經配置以在第一輸入終端處從低通濾波器接收暫態訊號的較低頻率分量，並在第二輸入終端處接收所感測的電感器電流訊號，而依據暫態訊號的較低頻率分量產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器。輔助控制電路包括增益緩衝器與輔助比較器，輔助比較器具有第一輸入終端與第二輸入終端。增益緩衝器包括耦接至第一緩衝器的輸出的反相終端以及耦接至第一節點的非反相終端，並經配置以將暫態訊號的較高頻率分量輸出至輔助比較器的第一輸入終端。輔助比較器經配置以比較在第一輸入終端處接收的暫態訊號的較高頻率分量以及由輔助開關轉換器提供且在第二輸入終端處接收的所感測的高頻電感器電流，而產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
上述一般態樣可包括以下特徵中的一或更多者。在負載升高的暫態狀態期間，輔助比較器可以產生高位輔助控制訊號，以用於提供從輸入終端到輸出終端的高頻電流，以改善暫態回應，並減少由暫態狀態所造成的輸出電壓漣波，而主比較器產生高位主控制訊號，以用於提供從輸入終端到輸出終端的低頻電流。高頻電流可以追蹤暫態訊號之較高頻率分量。低頻電流可以追蹤暫態訊號之較低頻率分量。
在負載升高的暫態狀態期間，輔助比較器可以產生高位輔助控制訊號，以用於提供從輸入終端到輸出終端的高頻電流，以改善暫態回應，並減少由暫態狀態所造成的輸出電壓漣波，而主比較器產生高位主控制訊號，以用於提供從輸入終端到輸出終端的低頻電流。高頻電流可以追蹤暫態訊號之較高頻率分量。低頻電流可以追蹤暫態訊號之較低頻率分量。
在另一個一般態樣中，本申請案描述一種功率介面裝置，包含：主開關轉換器，耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；輔助開關轉換器，平行於主開關轉換器而耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；反饋及補償電路，耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，而依據所偵測的暫態狀態輸出暫態訊號；主控制電路，經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，並依據暫態訊號產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器；以及輔助控制電路，經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號的較高頻率分量，並依據暫態訊號的較高頻率分量產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
反饋及補償電路包括：反饋感測電路，經配置以感測輸出終端處的輸出電壓，並產生反饋電壓；誤差放大器，經配置以接收反饋電壓與參考電壓，並依據感測的輸出電壓與參考電壓輸出暫態訊號；以及補償電路，包括第一電容器、第二電容器及電阻器，第一電容器在一端耦接至誤差放大器的輸出，在另一端耦接至接地終端，第二電容器在一端耦接至誤差放大器的輸出，在另一端耦接至電阻器，電阻器在一端耦接至第二電容器，在另一端耦接至接地終端。輔助控制電路包括輔助比較器，經配置以從電阻器接收暫態訊號的較高頻率分量，並從輔助開關轉換器接收所感測的高頻電感器電流，而輸出輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
在另一個一般態樣中，本申請案描述一種功率介面裝置，包含：主開關轉換器，耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；輔助開關轉換器，耦接至輸入終端與輸出終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供從輸入終端到輸出終端的電流；反饋及補償電路，耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，且依據所偵測的暫態狀態輸出暫態訊號；主控制電路，耦接至反饋及補償電路與主開關轉換器，並經配置以依據暫態訊號產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器；電阻器電容器（「RC」）與加法器網路，耦接至反饋及補償電路，並經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，而輸出暫態訊號的較高頻率分量；以及輔助控制電路，耦接至RC與加法器網路以及輔助開關轉換器，並經配置以接收暫態訊號的較高頻率分量，而依據暫態訊號的較高頻率分量產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
上述一般態樣可包括以下特徵中的一或更多者。RC與加法器網路可以包括高通濾波器與加法器電路。高通濾波器可以耦接至反饋及補償電路，並經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，而將暫態訊號的較高頻率分量輸出至輔助控制電路。加法器電路可以耦接至高通濾波器與反饋及補償電路，並經配置以從高通濾波器接收暫態訊號的較高頻率分量，以及從反饋及補償電路接收暫態訊號，而將暫態訊號的較低頻率分量輸出至主控制電路。主控制電路可經配置以依據暫態訊號的較低頻率分量產生主控制訊號。
RC與加法器網路可以包括低通濾波器與加法器電路。低通濾波器可以耦接至反饋及補償電路，並經配置以從反饋及補償電路接收暫態訊號，而輸出暫態訊號的較低頻率分量。加法器電路可以耦接至低通濾波器與反饋及補償電路，並經配置以從低通濾波器接收暫態訊號的較低頻率分量，以及從反饋及補償電路接收暫態訊號，而將暫態訊號的較高頻率分量輸出至輔助控制電路。
在另一個一般態樣中，本申請案描述一種功率供應系統，包含：主開關轉換器，耦接至第一輸入終端與輸出終端，並經配置以在第一開關頻率下操作，而提供來自第一輸入終端的電流；輔助開關轉換器，耦接至第二輸入終端，並經配置以在高於第一開關頻率的第二開關頻率下操作，而提供來自第二輸入終端的電流；主控制迴路，在一端耦接至輸出終端，在另一端耦接至主開關轉換器，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，而依據所偵測的暫態狀態產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器；以及輔助控制迴路，耦接至輔助開關轉換器，並經配置以偵測暫態狀態，而依據所偵測的暫態狀態產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。輔助控制迴路包括輔助反饋及補償電路、第一增益緩衝器、高通濾波器及輔助比較器。輔助反饋及補償電路經配置以偵測暫態狀態，並依據所偵測的暫態狀態輸出輔助暫態訊號。第一增益緩衝器耦接至輔助反饋及補償電路，並經配置以放大從輔助反饋及補償電路接收的輔助暫態訊號。高通濾波器耦接至第一增益緩衝器，並經配置以從第一增益緩衝器接收放大的輔助暫態訊號，而輸出放大的輔助暫態訊號的較高頻率分量。輔助比較器耦接至高通濾波器，並經配置以在第一終端處接收輔助暫態訊號的較高頻率分量，且在第二終端處接收由輔助開關轉換器提供的所感測的高頻電感器訊號，而依據較高頻率分量與所感測的高頻電感器訊號的比較結果產生輔助控制訊號，以用於控制輔助開關轉換器。
上述一般態樣可包括以下特徵中的一或更多者。主控制迴路可包括：主反饋及補償電路，耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，而依據所偵測的暫態狀態輸出主暫態訊號；以及主比較器，耦接至主反饋及補償電路與主開關轉換器，並經配置以從主反饋及補償電路接收主暫態訊號，而依據主暫態訊號產生主控制訊號，以用於控制主開關轉換器。
輔助開關轉換器可以在一端耦接至輸出終端，而在另一端可以耦接至第二輸入終端。輔助反饋及補償電路可以耦接至輸出終端，並經配置以偵測輸出終端處的暫態狀態，而依據所偵測的暫態狀態輸出輔助暫態訊號。
輔助控制迴路可進一步包括第二反相增益緩衝器，第二反相增益緩衝器包括輸入終端與輸出終端。第二增益緩衝器的輸出終端可以連接至高通濾波器。
功率供應系統亦可包括輸入源反饋及調節電路，輸入源反饋及調節電路在一端連接至第二輸入終端，並在另一端連接至第二增益緩衝器的輸入，以用於控制輔助開關轉換器。輸入源反饋及調節電路可以包括反饋電壓感測電路、誤差放大器及補償電路。反饋電壓感測電路可經配置以透過第一與第二電阻器的網路感測在第二輸入終端處的電壓，並將反饋電壓輸出至誤差放大器的反相終端。第一電阻器可以在一端耦接至第二輸入終端，而在另一端可以耦接至誤差放大器的反相終端與第二電阻器。第二電阻器可以在一端耦接至誤差放大器的反相終端與第一電阻器，而在另一端可以耦接至接地終端。誤差放大器可經配置以監測在誤差放大器的反相終端處接收的反饋電壓以及在誤差放大器的非反相終端處接收的參考電壓，而當反饋電壓實質上不等於參考電壓時，輸出控制訊號。第二增益緩衝器的輸入終端可以連接至誤差放大器的輸出，以調節在第二輸入終端處的電壓。
補償電路可包括第一與第二電容器以及電阻器。第一電容器可以在一端連接至誤差放大器的輸出，並在另一端連接至接地終端。補償電路的電阻器可以在一端連接至誤差放大器的輸出，並在另一端連接至第二電容器，而第二電容器可以在一端連接至補償電路的電阻器，並在另一端連接至接地終端。
當在第二輸入終端處的電壓下降到低於參考電壓時，誤差放大器可以升高控制訊號，藉此透過第二增益緩衝器降低輔助比較器的第一終端上的訊號，此又導致電流從輸出終端透過輔助開關轉換器流到連接至第二輸入終端的輔助功率源，以對輔助功率源充電。輔助功率源可包括電容器。
功率供應系統可進一步包括：主功率源，耦接至第一輸入終端；輔助功率源，耦接至第二輸入終端；以及負載裝置，耦接至輸出終端。主功率源可以耦接至主開關轉換器。輔助功率源可以耦接至輔助開關轉換器，且可以獨立於第一功率源。主開關轉換器可經配置以改變主功率源的電壓，以對應於負載裝置的電壓。
輔助開關轉換器可以放置於與負載裝置相同的封裝上。輔助開關轉換器可以在一端連接至第一輸入終端，並在另一端連接至第二輸入終端。輔助反饋及補償電路可以耦接至第一輸入終端，並經配置以偵測第一輸入終端處的暫態狀態，而依據所偵測的第一輸入終端處的暫態狀態輸出輔助暫態訊號。第一輸入終端處的暫態狀態可以包括第一輸入終端處的電壓的暫時損耗。
在以下詳細描述中，藉由舉例之方式闡述眾多具體細節，以便提供相關教示之透徹理解。然而，該領域具有通常知識者應理解，可在無此類細節的情況下實施本教示。在其他情形中，已相對籠統地描述熟知方法、過程、部件及/或電路，而未詳述，以免不必要地模糊本教示之態樣。
持續搜尋讓功率供應系統具有改良效率的負載裝置在暫態狀態的快速回應，同時減少解決方案的尺寸與成本，並增加所供應的功率密度。負載裝置可以具有不同功率需求。此舉本質上意謂功率供應系統可能不得不儘可能有效率地運行，以減少尺寸並減少輸入功率，以節省能量並提高效率。爲此目的，功率供應系統可包括彼此平行運行的主開關轉換器及輔助開關轉換器。主開關轉換器可在第一開關頻率運行，而輔助開關轉換器可在第二開關頻率運行。第二開關頻率可以高於第一開關頻率。因此，主開關轉換器可具有較輔助開關轉換器更高的效率（例如，較少功率開關損耗）。對之，回應於負載裝置處的暫態，輔助開關轉換器可以具有較主開關轉換器更好的暫態效能（例如，更快的暫態回應）。由於輔助開關轉換器可能具有較主開關轉換器更高的開關損耗，輔助開關轉換器可能無法用於在穩態操作期間將主低頻功率提供到負載裝置。可替代地，輔助開關轉換器可僅用於處理暫態，以在負載電流突然升高或突然降低時吸收或提供額外電流。
第1圖圖示經配置以具有快速暫態回應與高效率的示例性功率供應系統100。功率供應系統100包括功率源110、負載裝置112及耦接至功率源110及負載裝置112的功率介面裝置114。功率源110經配置以輸出某一標準電壓。為此目的，功率源110可為電插座。世界上的大部分單相交流電插座係以210-240V或以100-120V供應功率。可替代地，功率源110可包括其他類型的功率源，例如電池、太陽能光伏電池、交流發電機或前端功率供應器的直流輸出電壓。不管功率源110之類型如何，功率源110通常提供與負載裝置112的所需電壓不同的電壓。所提供電壓可較負載裝置112的所需電壓更高或更低。爲了匹配源電壓與負載電壓，功率供應系統100包括功率介面裝置114。
功率介面裝置114經配置以將功率源110之電壓變為用於負載裝置112的適當電壓。如上文所指出，負載裝置112的適當電壓可較電功率源110之電壓更高或更低。在一個實現中，負載裝置112的適當電壓較電功率源110之電壓更低。在一個具體實例中，功率介面裝置114經配置以將電功率源110之電壓自12伏特減少至用於負載裝置112的1伏特。
負載裝置112可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。大多數現代電子裝置需要0.5伏特與24伏特之間的DC。此等裝置可由電池或者電網任一者供電工作。在任一種情況中，功率介面裝置114可用於使此等電子裝置之電壓需求與從功率源110所提供的電壓相匹配。功率介面裝置114可位於負載裝置112內部或可位於負載裝置112外部。類似地，功率介面裝置114可位於功率源110內部或可位於功率源110外部。
功率介面裝置114可包括變壓器、整流器或開關模式功率供應器。開關模式功率供應器已由於其良好的效率與高開關頻率而變得普遍，且更小及更輕。此外，因為開關模式功率供應器通常經整流以在DC電壓下操作，所以受到電網的頻率（50及60Hz）的最小影響。上文描述假設功率介面裝置114包括開關模式功率供應器；然而，如上文所指出，功率介面裝置114可包括開關模式功率供應器以外的電路。
功率介面裝置114包括二個開關模式功率轉換器，亦即主開關轉換器116與輔助開關轉換器118。主開關轉換器116可以平行於輔助開關轉換器118並以較佳的效率的較低的開關頻率（fsw）運行，而可以將較低頻率的電流提供至負載裝置112。輔助開關轉換器118可以利用較高的開關頻率（fsw）運行，以將快速暫態較高頻率的電流提供至負載裝置112。由於較高的開關頻率（fsw），輔助開關轉換器118可能較主開關轉換器116效率更低，或具有更多的功率損耗。因此，輔助開關轉換器118可能不用於處理對負載裝置112的主低頻功率。為此目的，輔助開關轉換器118的低頻電流應最小化，以具有良好的效率以及低的熱應力。可替代地，輔助開關轉換器118可以僅用於處理負載裝置112的暫態，以在負載電流突然升高或降低時吸收或提供額外電流。
功率供應系統100可以具有比先前論述的僅使用電容器或僅以較高頻率運行主轉換器的功率供應系統更小的尺寸或更有效率。功率供應系統100可以減少輸出上需要的電容器的尺寸，並且因此減少功率源尺寸、PCB面積及成本。
開關轉換器116與118可以利用幾種方式控制。舉例而言，開關轉換器116與118可以經由非線性控制機構控制。可替代地，開關轉換器116與118可以經由線性控制機構控制。
第2A圖與第2B圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的示例性功率供應系統200。示例性功率供應系統採用用於控制主開關轉換器與輔助開關轉換器的非線性控制機構。功率供應系統200包括功率源210、負載裝置212及耦接至功率源210及負載裝置212的功率介面裝置214。功率源210與負載裝置212可以與功率源110與負載設備112相同，因此為了描述簡潔而不再更詳細描述。
類似於功率介面裝置114，功率介面裝置214包括主開關轉換器216及輔助開關轉換器218。主開關轉換器216可包括比輔助開關轉換器更慢的開關頻率（fsw），並且可以設計成在穩態操作中工作。為此目的，主開關轉換器216可以具有良好的穩定性與低輸出電壓漣波，但因此具有對負載裝置212處的暫態的慢回應。對之，輔助開關轉換器218可經配置以僅在暫態期間將電流提供至輸出終端或從輸出終端吸收電流。輔助開關轉換器218的主要目的可以是藉由吸收或提供電流以提供快速暫態回應，以解決負載電流的降低或升高。功率供應系統200在2005年11月的Andres Barrado Vol. 20, No. 6的IEEE出版物的標題「The Fast Response Double Buck DC-DC Converter（FRDB）：Operation and Output Filter Influence」中更詳細地描述，其內容藉由引用整體併入本文。
第2B圖更詳細地圖示功率供應系統200的示例性部件。如圖所示，二個降壓拓撲係用於實現主開關轉換器216與輔助開關轉換器218，而電阻負載用於負載裝置212。功率供應系統200可以使用窗口比較器，以偵測Vout 是否在調節窗口之外。若是，則功率供應系統200開通輔助開關轉換器218，以加速暫態回應。若否，則功率供應系統200關閉輔助開關轉換器218或將輔助開關轉換器218維持在關斷狀態中。儘管功率供應系統200提供更快的暫態回應，但是功率供應系統200需要精確的窗口比較器，而在若Vout 窗口需要緊湊且可能由Vout 雜訊/漣波錯誤觸發的實際應用中難以實現。此外，非線性控制可能造成大的輔助電感器電流過衝/下衝以及振鈴效應。
第3（A）圖至第3（E）圖圖示與第2A圖至第2B圖所示的功率供應系統200相關聯的示例性波形。具體而言，第3（A）圖圖示功率供應系統200的負載裝置212中的電流負載階躍。第3（B）圖圖示回應於第3（A）圖的電流負載階躍的功率供應器200的輸出電壓。如圖所示，回應於第3A圖的負載階躍，減少電容器的電壓以補充電感器的緩慢上升的電流，以滿足來自負載裝置212的電流需求的增加。類似地，輸出電容器用於吸收電流以滿足來自負載裝置212的電流的突然降低。第3（C）圖圖示輔助開關轉換器218的工作循環。如圖所示，一旦輸出電壓落在調節窗口之外，則讓輔助開關轉換器218能夠在負載電流突然升高或降低的情況下對輸出提供或吸收電流。第3（D）圖圖示用於在輔助開關轉換器與主開關轉換器之間進行選擇的L/NL與E/D訊號。如圖所示，當電壓落在調節窗口之外時，L/NL與E/D訊號使輔助開關轉換器218能夠在負載電流突然升高或降低的情況下對輸出提供或吸收電流。第3（E）圖圖示回應於負載電流的突然升高或降低而由輔助開關轉換器218提供或吸收的電流。
第4圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的另一示例性功率供應系統400。功率供應系統400並不使用如第2圖所示的具有Vout 暫態偵測的非線性控制。反之，係使用線性控制，而可以更容易地設計及最佳化功率供應系統400。功率供應系統400亦不需要用於將高頻電流與用於驅動輔助開關轉換器的低頻電流分離的附加功率電容器。此可以減少功率供應系統400的尺寸與成本。
功率供應系統400包括功率源410、負載裝置412及耦接至功率源410及負載裝置412的功率介面裝置414。功率源410與負載裝置412係類似於功率源110及負載裝置112。因此，爲了敘述之簡便，不再詳細描述。功率介面裝置414包括主開關轉換器416、輔助開關轉換器418、反饋及補償電路420、主控制電路422及輔助控制電路424。
主開關轉換器416係與輔助開關轉換器418平行連接。主開關轉換器416可經配置以僅提供或吸收低頻電流。為此目的，可在低頻率切換主開關轉換器416，以維持主開關轉換器416的高效率。輔助開關轉換器418可經配置以僅提供或吸收高頻電流。為此目的，可在高頻率切換輔助開關轉換器418，以實現高迴路頻寬及追蹤高頻暫態。在一個具體實例中，低與高係為相對於彼此的相對術語。舉例而言，低開關頻率可以對應於較高開關頻率更低的任何開關頻率。
主開關轉換器416可經配置以在穩態操作與暫態期間吸收及/或提供電流。類似地，輔助開關轉換器可以在暫態期間以及穩態操作中的暫態之外操作。在暫態期間，輔助開關轉換器418可提供或吸收高頻電流，以回應於負載電流的突然升高或突然降低。在穩態狀態下，輔助開關轉換器418可利用平均為零或低頻電流提供或吸收高頻電流，以減少與輔助開關轉換器418相關聯的功率損耗。以此方式，在穩態狀態下，減少或消除在輔助開關轉換器418中與低頻電流相關聯的功率損耗，而因此最小化輔助開關轉換器418的總功率損耗。然而，由於該開關在穩態狀態下的切換，輔助開關轉換器418仍可能經歷很小的開關功率損耗。
功率介面裝置414亦包括反饋及補償電路420。反饋及補償電路420在一端連接至輸出終端，並在另一端連接至主控制電路422與輔助控制電路424。反饋及補償電路420經配置以偵測負載裝置412處的暫態，並產生暫態訊號，以依據暫態訊號控制主開關轉換器416與輔助開關轉換器418中的開關，以儘可能快速地提供穩定Vout 。
暫態可包括一種情境，其中在負載電流或電壓中可能突然升高或突然降低。爲說明一個實例，在輸出處的25A電流負載階躍期間，暫態可對應於負載階躍之開始，其中在達到25A之升高位準處的第一穩態位準之前，負載電流可能突然升高。類似地，暫態可對應於負載階躍之結束，在達到第二穩態位準之前，負載電流可能突然降低。第二穩態可對應於25A電流負載階躍之前的狀態，或對應於較25A電流負載階躍之前的狀態更高或更低的新狀態。
將暫態訊號提供至主控制電路422與輔助控制電路424。暫態訊號包括較低頻率分量與較高頻率分量。主控制電路422經配置以將暫態訊號的較低頻率分量與總反饋補償暫態訊號分離，並依據較低頻率分量驅動主開關轉換器416，以回應於暫態狀態。輔助控制電路424經配置以將暫態訊號的較高頻率分量與總反饋補償暫態訊號分離，並依據較高頻率分量驅動輔助開關轉換器418，以回應於暫態狀態。
為了說明一個具體實例，若負載電流由於正電流負載階躍而突然升高（例如，從75A至100A），則輔助控制電路424可依據暫態訊號的較高頻率分量驅動輔助開關轉換器418。具體而言，輔助控制電路424可發佈控制訊號到輔助開關轉換器418，以提供高頻電流至輸出終端，直到總輸出電流達到100A的期望位準。作為回應，輔助開關轉換器418可以利用增加的工作循環操作，並升高提供至輸出終端的高頻電流，直到總輸出電流達到100A的期望位準。由於其較高開關頻率與較高迴路頻寬，輔助開關轉換器418可較主開關轉換器416更快提供從功率源410到輸出終端的電流。從輔助開關轉換器418提供的高頻電流可以包括非零平均低頻（或DC）電流，並可追蹤暫態訊號的較高頻率分量。
一旦輸出終端的電流達到期望位準（例如，100A）且負載裝置412到達穩態狀態，則輔助開關轉換器418可將其工作循環減少到初始工作循環。輔助開關轉換器418可以依據原始工作循環操作，且可以提供零平均低頻（或DC）電流輸出。為此目的，可針對穩態操作中的輔助開關轉換器418設定電流或電壓閾值位準，而使得與高頻電流漣波相關聯的輔助開關轉換器218的平均低頻（或DC）電流為零。如此一來，來自輔助開關轉換器418的所提供平均電流可在暫態期間為非零，而在暫態之外的穩態操作期間實質為零。亦即，一旦暫態結束（例如，達到100A的新電流閾值），則輔助開關轉換器418可吸收或提供實質為零的平均低頻率（或DC）電流。
繼續在先前實例中，若負載電流由於正電流負載階躍而突然升高（例如，從75A至100A），則主控制電路422可依據暫態訊號的較低頻率分量驅動主開關轉換器416。具體而言，主控制電路422可發佈控制訊號到主開關轉換器416，以提供電流至輸出終端，直到總輸出電流達到100A的期望位準。作為回應，主開關轉換器416可以利用增加的工作循環操作，並升高提供至輸出終端的低頻電流，直到總輸出電流達到100A的期望位準。來自主開關轉換器416的所提供電流可追蹤暫態訊號的較低頻率分量。一旦暫態結束（例如，達到100A的新電流閾值），則主開關轉換器416可繼續提供及/或吸收電流，以根據固定開關頻率及原始工作循環維持Vout 之穩定性。工作循環可根據下列等式1而定義：
D=Vout /Vin (等式1)
為了說明另一具體實例，若負載電流由於負電流負載階躍而突然降低（例如，從100A至75A），則輔助控制電路424可利用減少的工作循環操作輔助開關轉換器418，以升高來自輸出終端的所吸收電流。更特定言之，輔助控制電路424可發佈控制訊號到輔助開關轉換器418，以吸收從輸出終端到接地終端的電流，直到總輸出電流達到75A的期望位準。作為回應，輔助開關轉換器418可以利用減少的工作循環操作，並升高來自輸出終端的所吸收高頻電流，直到總輸出電流達到75A的期望位準。如上所述，由於其較高開關頻率與較高迴路頻寬，輔助開關轉換器418可較主開關轉換器416更快吸收從輸出終端到接地終端的電流。由輔助開關轉換器418所吸收的電流可追蹤暫態訊號的較高頻率分量。
一旦輸出終端的電流達到期望位準（例如，75A）且負載裝置412到達穩態狀態，則輔助開關轉換器418可將其工作循環增加到初始工作循環。輔助開關轉換器418可以依據原始工作循環操作，且可以提供零平均低頻（或DC）電流輸出。如此一來，來自輔助開關轉換器418的所吸收平均電流可在暫態期間為非零，而在暫態之外的穩態操作期間實質為零。亦即，一旦暫態結束（例如，達到75A的新電流閾值），則輔助開關轉換器418可吸收或提供實質為零的平均低頻率（或DC）電流。
繼續在先前實例中，若負載電流由於負電流負載階躍而突然降低（例如，從100A至75A），則主控制電路422可依據暫態訊號的較低頻率分量驅動主開關轉換器416。具體而言，主控制電路422可發佈控制訊號到主開關轉換器416，以從輸出終端吸收電流，直到總輸出電流達到75A的期望位準。作為回應，主開關轉換器416可以利用減少的工作循環操作，並升高來自輸出終端的所吸收低頻電流，直到總輸出電流達到75A的期望位準。所吸收電流可以追蹤暫態訊號之較低頻率分量。一旦暫態結束（例如，達到75A的新電流閾值），則主開關轉換器416可繼續提供及/或吸收電流，以根據固定開關頻率及原始工作循環維持Vout 之穩定性，如上述等式1所定義。
為了將暫態訊號的較低頻率分量與暫態訊號（例如，反饋及補償電路420的輸出）分離，輔助控制電路424可採用高通濾波器。高通濾波器經配置以濾除暫態訊號的較低頻率分量，並允許暫態訊號的較高頻率分量，以啟動或驅動輔助開關轉換器418。類似地，主控制電路422可採用低通濾波器。低通濾波器經配置以濾除暫態訊號的較高頻率分量，並允許較低頻率電流，以啟動或驅動主開關轉換器416。
第5圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的另一示例性功率供應系統500。功率供應系統500類似於功率供應系統400，除了低通濾波器（「LPF」）與高通濾波器（「HPF」）圖示為包括在功率介面裝置514內部，且在主功率源控制電路522與輔助控制電路524外部。對之，在功率供應系統500中，LPF與HPF係描述為分別在主控制電路522與輔助控制電路524內部。
第6圖圖示具有快速暫態回應的第4圖所示的功率供應系統400的示例性電路圖600。如圖所示，電路圖600的功率介面包括主開關轉換器616、平行於主開關轉換器616連接的輔助開關轉換器618、反饋及補償機構620、主控制電路622及輔助控制電路624。
主開關轉換器616對應於主開關轉換器416，而輔助開關轉換器618對應於輔助開關轉換器618。主開關轉換器616與輔助開關轉換器618可以分類為脈衝寬度調制（PWM）類型。PWM產生具有恆定頻率可變脈衝寬度的脈衝列。主開關轉換器616經配置以運行於較輔助開關轉換器618更低的開關頻率fsw。輔助開關轉換器618經配置以運行於較主開關調節器616更高的開關頻率，以快速回應負載裝置612的暫態。儘管具體實例圖示二個開關轉換器616與618，但是功率介面裝置600可以包括二個以上的開關轉換器。舉例而言，主開關轉換器616可以具有二或更多個相位。類似地，輔助開關轉換器618可以具有二或更多個相位。為此目的，本申請案並不限於單一主開關轉換器616與單一輔助開關轉換器618。任何數量的此種轉換器可以彼此平行連接。
開關轉換器616與618可爲包括電感器的電流模式開關調節器。開關轉換器616與618可為同步開關調節器，但亦可為異步開關調節器。在一個具體實例中，開關轉換器616與618可爲降壓電流模式開關調節器，其中輸入電壓Vin 大於輸出電壓Vout 。在另一具體實例中，開關轉換器616與618可爲升壓電流模式開關調節器，其中輸入電壓Vin 低於輸出電壓Vout 。在前述及以下實現中，假設開關轉換器616與618係為降壓電流模式開關調節器。
主開關轉換器616可包括第一主開關616a、第二主開關616b及主電感器616c。第一主開關616a與第二主開關616b可為功率FET開關。功率FET開關可為n通道FET或p通道FET開關。類似地，輔助開關轉換器618可包括第一輔助開關618a、第二輔助開關618b及輔助電感器618c。第一輔助開關618a與第二輔助開關618b可為功率FET開關。FET開關可為n通道FET或p通道FET開關。儘管描述FET型開關，亦可使用其他適當的技術。
在主開關轉換器616中，第一主開關616a可在一端連接至Vin ，而在另一端連接至主節點626。第二主開關616b可在一端連接至主節點626，而在另一端連接至接地終端。主電感器616c可在一端連接至主節點626，而在另一端連接至輸出終端628。可將輸出終端628連接至輸出電容器Cout 與負載電阻器RL 。
在輔助開關轉換器618中，第一輔助開關618a可在一端連接至Vin ，而在另一端連接至輔助節點630。第二輔助開關618b可在一端連接至輔助節點630，而在另一端連接至接地終端。輔助電感器618c可在一端連接至輔助節點630，而在另一端連接至輸出終端628。
功率介面裝置600經配置以提供或吸收耦接至輸出終端628的負載裝置612的輸出電流，並維持調節電壓Vout 。為此目的，主開關轉換器616中的第一主開關616a與第二主開關616b係由主控制電路622切換為ON及OFF。可驅動主開關616a及616b相對於彼此失相，以提供或吸收耦接至輸出終端628的負載裝置612的電流。類似地，輔助開關調節器618中的第一輔助開關618a與第二輔助開關618b係由輔助控制電路624切換為ON及OFF。可驅動輔助開關618a及618b相對於彼此失相，以提供或吸收耦接至輸出終端628的負載裝置612的電流。
主開關轉換器616係經配置以在第一開關頻率下運行。輔助開關轉換器618係經配置以在第二開關頻率下運行。第二開關頻率可以高於第一開關頻率。較高的第二開關頻率可允許輔助開關轉換器618較主開關轉換器616更迅速地回應負載裝置612處的暫態。亦即，由於更快的開關頻率，輔助開關轉換器618經配置以相較於主開關轉換器616更迅速地提供或吸收往返負載裝置612的電流。由於較高的開關頻率，輔助開關轉換器618可能具有較主開關轉換器616更多的功率損耗。為了減少此功率損耗，輔助開關轉換器618的操作可以限定於負載裝置612所經歷的暫態狀態。亦即，輔助開關轉換器618可以僅在暫態期間提供或吸收電流，並且可以在穩態操作期間提供零負載電流。
儘管未圖示，但可將額外電路系統增加至功率介面裝置600，以在一個開關電晶體調成OFF的時刻與另一開關電晶體調成ON的時刻之間提供簡短空載時間或空白間隔。當開關616a、618a為ON且開關616b、618b為OFF時，電流從Vin 通過單相開關調節器616與618之每一者中的電感器616c、618c，而流至輸出終端628。在此情境中，電感器電流616c、618c隨時間推移之變化率可以等於（Vin -Vout ）/L。當開關616a、618a為OFF且開關616b、618b為ON時，電流從接地終端通過電感器616c、618c，而流至輸出終端628。在此情境中，電感器電流616c、618c隨時間推移之變化率可以等於-Vout /L。在上述情境之每一者中，輸出終端的總電流可以是通過電感器616c與618c的累積電感器電流。
功率介面裝置600亦包括反饋及補償機構620。反饋及補償機構620在一端連接至輸出終端628，並在另一端連接至控制電路622、624。反饋及補償機構620經配置以偵測暫態狀態，並控制單相開關調節器616及616的開關，以儘可能迅速地提供穩定Vout 。為此目的，反饋及補償機構620包括反饋電壓感測電路、誤差放大器620a及補償電路620b。
反饋電壓感測電路經配置以透過包括R1 、R2 、C1 及C2 的電阻器與電容器的網路感測Vout 。電阻器R1 與R2 的網路形成電阻分壓器，並縮放訊號Vout ，而使訊號Vout 與參考電壓Vref 成比例。參考電壓Vref 可以對應於所期望的輸出電壓。可提供可選擇的電容器C1 與C2 ，以讓電阻分壓器頻率相依。此頻率相依型分壓Vout 可稱為反饋電壓Vfb 。提供反饋電壓Vfb 及參考電壓Vref ，以作為誤差放大器gm（圖示為跨導（gm）放大器）620a的輸入。誤差放大器620a可以是電流輸出型跨導放大器或者電壓輸出型放大器任一者。在一個具體實例中，誤差放大器620a係為電流輸出型跨導放大器。
誤差放大器620a監測在反相輸入與Vout 成比例的反饋電壓Vfb ，以及非反相輸入的參考電壓Vref 。反饋電壓Vfb 應該大約等於參考電壓Vref 。當此二個電壓不相等時，放大器620a可在輸出處提供暫態訊號ITH。暫態訊號ITH可以包括較高頻率分量ITHAC 與較低頻率分量ITHDC 。
與先前實例一致，誤差放大器620a可以是電流輸出型跨導放大器，並可輸出暫態電流訊號ITH。在此情境中，當反饋電壓Vfb 並未與參考電壓Vref 成比例時，誤差放大器620a可以將電流提供至其輸出終端，以讓輸出電壓能夠升高或降低，以匹配參考電壓Vref 。當反饋電壓Vfb 實質上與參考電壓Vref 成比例時，誤差放大器620a可以將實質為零的電流提供至其輸出終端，以讓輸出電壓能夠維持在當前位準。
在另一實例中，誤差放大器620a可以是電壓輸出型放大器，並可輸出暫態電壓訊號ITH。在此情境中，當反饋電壓Vfb 並未與參考電壓Vref 成比例時，誤差放大器620a可以將電壓提供至其輸出終端，以讓輸出電壓能夠升高或降低，以匹配參考電壓Vref 。當反饋電壓Vfb 實質上與參考電壓Vref 成比例時，誤差放大器620a可以將實質為零的電壓提供至其輸出終端，以讓輸出電壓能夠維持在當前位準。
從放大器620a輸出的電壓可以對應於實際輸出電壓與所期望的輸出電壓之間的差異。誤差放大器620a的輸出電壓係為反饋電壓Vfb 的反相。隨著反饋電壓Vfb 降低，誤差放大器620a的輸出電壓升高。隨著反饋電壓Vfb 升高，誤差放大器620a的輸出電壓降低。
頻率補償電路620b包括電容器Cth 與Cthp 以及電阻器Rth ，以提供用於反饋迴路的頻率補償。電容器Cthp 在一端連接至誤差放大器620a的輸出，並在另一端連接至接地終端。電容器Cth 在一端連接至放大器620a的輸出，並在另一端連接至電阻器Rth 。Rth 在一端連接至電容器Cth ，並在另一端連接至接地終端。頻率補償電路620b經配置以接收暫態訊號ITH，並將頻率補償的暫態訊號ITH輸出至主控制電路622與輔助控制電路624。
主控制電路622包括主緩衝器622a、低通濾波器622b及主比較器622c。主緩衝器622a可經配置以提供從反饋及補償機構620到主控制電路622的電阻抗變換。主緩衝器622a可以是電壓緩衝器或電流緩衝器。可以選擇緩衝器的類型，以對應於誤差放大器620a的類型。主緩衝器622a包括輸入終端與輸出終端。主緩衝器622a的輸入終端係耦接至放大器620a的輸出終端。主緩衝器622a的輸出終端係耦接至低通濾波器622b。
低通濾波器622b經配置以阻擋暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC ，並允許暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC 通過。低通濾波器622b包括電阻器與電容器。電阻器在一端連接至主緩衝器622a的輸出，並在另一端連接至第一節點。電容器在一端連接至第一節點，並在另一端連接至接地終端。
主比較器622c包括非反相終端、反相終端及輸出終端。非反相終端係連接至第一節點，並經配置以接收較低頻率分量ITHDC 。反相終端係連接至主電感器616c，並經配置以接收所感測的主電感器616c訊號。所感測的主電感器616c訊號可以是主電感器616c中的感測電流iLDC （低頻電感器電流）。主比較器622c經配置以將較低頻率分量ITHDC 與感測電流iLDC 進行比較，並產生用於主功率FET 616a與616b的主控制訊號。主控制訊號可以是PWM控制訊號。
若較低頻率分量ITHDC 較所感測的主電感器訊號更多，則主比較器622c可輸出第一主控制訊號。在一個實施方案中，較低頻率分量ITHDC 與所感測的主電感器訊號可以都是電壓訊號。在另一實施方案中，較低頻率分量ITHDC 與所感測的主電感器訊號可以都是電流訊號。
第一主控制訊號可以是高位訊號。高位訊號可提供至第一主開關616a，並將第一主開關616a調成ON，並啟用主開關轉換器616，以在負載電流升高時提供額外電流至輸出終端628。亦可將高位訊號提供到連接至第二主開關616b的反相器，以將第二主開關616b調成OFF。在時脈週期開始時，第一主開關616a可隨著工作循環升高而調成ON，直到達到歸因於暫態之新電流閾值。在第一主開關616a為ON的時間期間，低頻電流從功率源Vin 經過第一主開關616a與主電感器616c，而流至輸出終端628。因此，主電感器616c中的低頻電流朝向新電流閾值遞增。
以此方式，主開關轉換器616提供追蹤較低頻率分量ITHDC 的低頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一主開關616a可保持ON，而第二主開關616b可保持OFF，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實施方案中，在暫態期間，主開關轉換器616可隨著工作循環升高而操作，以升高提供至輸出終端628的低頻電流。在工作循環升高並回應於第一主控制訊號期間，主開關616a與616b可交替調成ON與OFF，以升高提供至輸出終端628的低頻電流。升高的工作循環可以對應於第一主訊號的工作循環。舉例而言，若第一主開關616a的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持主開關轉換器616的固定開關頻率。
若較低頻率分量ITHDC 較所感測的主電感器訊號更少，則主比較器622c可輸出第二主控制訊號。第二主控制訊號可以是低位訊號。可將低位訊號提供到第一主開關616a，以將第一主開關616a調成OFF。第二主控制訊號亦可提供到連接至第二主開關616b的反相器，以將第二主開關616b調成ON，並啟用主開關轉換器616，以在負載電流降低時吸收來自輸出終端628的額外電流。在時脈週期開始時，第一主開關616a可調成OFF，而第二主開關616b可調成ON，直到達到歸因於暫態的新電流閾值。在第二主開關616b為ON的時間期間，低頻電流從輸出終端628經過主電感器616c，而流至接地終端。因此，主電感器616c中的低頻電流朝向新電流閾值遞減。
以此方式，主開關轉換器616吸收追蹤較低頻率分量ITHDC 的低頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一主開關616a可保持OFF，而第二主開關616b可保持ON，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實施方案中，在暫態期間，主開關轉換器616可隨著工作循環降低而操作，以升高從輸出終端628吸收的低頻電流。在工作循環降低並回應於低位訊號期間，主開關616a與616b可交替調成ON與OFF，以升高從輸出終端628吸收的低頻電流。在任一情況下，舉例而言，若第二主開關616b的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持主開關轉換器616的固定開關頻率。
一旦暫態結束（例如，達到新電流閾值），則主開關轉換器616繼續提供及吸收電流，以根據固定開關頻率與工作循環維持Vout 之穩定性。依據工作循環決定主開關616a與616b之接通時間及斷開時間。在一個具體實例中，工作循環可以對應於暫態之前所設定的工作循環，並在上述等式1中識別。為此目的，主開關轉換器616經配置以在暫態與穩態操作二者期間提供及/或吸收電流。
如上所述，誤差放大器620b的總輸出暫態訊號ITH亦傳遞至輔助控制電路624。輔助控制電路624包括輔助緩衝器624a、高通濾波器624b及輔助比較器624c。輔助緩衝器624a可經配置以提供從反饋及補償機構620到輔助控制電路624的電阻抗變換。輔助緩衝器624a可以是電壓緩衝器或電流緩衝器。可依據誤差放大器620a的類型而選擇緩衝器的類型。輔助緩衝器624a可包括輸入終端與輸出終端。在輸入終端處，輔助緩衝器624a連接至誤差放大器620a的輸出。在輸出終端處，輔助緩衝器624a連接至高通濾波器624b。
高通濾波器624b經配置以阻擋較低頻率分量ITHDC ，並允許暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 通過。高通濾波器624b包括電阻器與電容器。電容器在一端連接至輔助緩衝器624a的輸出，並在另一端連接至第二節點。電阻器在一端連接至第二節點，並在另一端連接至接地終端。
輔助比較器624c包括非反相終端、反相終端及輸出終端。非反相終端係連接至第二節點，並經配置以接收較高頻率分量ITHAC 。反相終端係連接至輔助電感器618c，並經配置以接收所感測的輔助電感器618c訊號。所感測的輔助電感器618c訊號可包括輔助電感器618c中的感測電流iLAC （高頻電感器電流）。輔助比較器624c經配置以將較高頻率分量ITHAC 與感測電流iLAC 進行比較，並產生用於輔助開關618a與618b的輔助控制訊號。輔助控制訊號可包括PWM脈衝列。
若較高頻率分量ITHAC 較所感測的輔助電感器訊號更多，則輔助比較器624c可輸出第一輔助控制訊號。第一輔助控制訊號可以是高位訊號。在一個實施方案中，較高頻率分量ITHAC 與所感測的輔助電感器訊號可以都是電壓訊號。在另一實施方案中，較高頻率分量ITHAC 與所感測的輔助電感器訊號可以都是電流訊號。
高位訊號可提供至第一輔助開關618a，並將第一輔助開關618a調成ON，並啟用輔助開關轉換器618，以在負載電流升高時提供額外電流至輸出終端628。亦可將高位訊號提供到連接至第二輔助開關618b的反相器，以將第二輔助開關618b調成OFF。在時脈週期開始時，第一輔助開關618a可隨著工作循環升高而調成ON，直到達到歸因於暫態之新電流閾值。在第一輔助開關618a為ON的時間期間，高頻電流從功率源Vin 經過第一輔助開關618a與輔助電感器618c，而流至輸出終端628。因此，輔助電感器618c中的高頻電流朝向新電流閾值遞增。
以此方式，輔助開關轉換器618提供追蹤較高頻率分量ITHAC 的高頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一輔助開關618a可保持ON，而第二輔助開關618b可保持OFF，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實現中，在暫態期間，輔助開關轉換器618可隨著工作循環升高而操作，以升高提供至輸出終端628的高頻電流。在工作循環升高並回應於高位訊號期間，輔助開關618a與618b可交替調成ON與OFF，以升高提供至輸出終端628的高頻電流。升高的工作循環可以對應於第一輔助控制訊號的工作循環。舉例而言，若第一輔助開關618a的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持輔助開關轉換器618的固定開關頻率。
若較高頻率分量ITHAC 較所感測的輔助電感器訊號更少，則輔助比較器624c可輸出第二輔助控制訊號。第二輔助控制訊號係為低位訊號。可將低位訊號提供到第一輔助開關618a，以將第一輔助開關618a調成OFF。低位訊號亦可提供至連接到第二輔助開關618b的反相器，以將第二輔助開關618b調成ON，並啟用輔助開關轉換器618，以在負載電流降低時吸收來自輸出終端628的額外電流。在時脈週期開始時，第一輔助開關618a可調成OFF，而第二輔助開關618b可調成ON，直到達到歸因於暫態的新電流閾值。在第二輔助開關618b為ON的時間期間，高頻電流從輸出終端628經過輔助電感器618c，而流至接地終端。因此，輔助電感器618c中的高頻電流朝向新電流閾值遞減。
以此方式，輔助開關轉換器618吸收追蹤較高頻率分量ITHAC 的高頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一輔助開關618a可保持OFF，而第二輔助開關618b可保持ON，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實施方案中，在暫態期間，輔助開關轉換器618可隨著工作循環降低而操作，以升高從輸出終端628吸收的高頻電流。在工作循環降低並回應於第二輔助控制訊號期間，輔助開關618a與618b可交替調成ON與OFF，以升高從輸出終端628吸收的高頻電流。在任一情況下，舉例而言，若第二輔助開關618b的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持輔助開關轉換器618的固定開關頻率。
一旦暫態結束（例如，達到新電流閾值），則輔助開關轉換器618繼續操作，但可提供或吸收實質為零的平均低頻（或DC）電流。以此方式，由於輔助開關轉換器618的高開關頻率所引起的功率損耗可以實質上限制於暫態期間的操作，而不在暫態之外。
若主開關轉換器616係為峰值電流模式調節器，則藉由內部時脈或計時器首先可將第二主開關616b調成OFF，而隨後可將第一主開關616a調成ON，藉此升高主電感器616c之電流iLDC 。類似地，若輔助開關轉換器618係為峰值電流模式調節器，則藉由內部時脈或計時器首先可將第二輔助開關618b調成OFF，而隨後可將第一輔助開關618a調成ON，藉此升高輔助電感器618c之電流iLAC 。
若主開關轉換器616係為谷值電流模式調節器，則藉由內部時脈或計時器首先可將第一主開關616a調成OFF，而隨後可將第二主開關616b調成ON，藉此降低主電感器616c之電流iLDC 。類似地，若輔助開關轉換器618係為谷值電流模式調節器，則藉由內部時脈或計時器首先可將第一輔助開關618a調成OFF，而隨後可將第二輔助開關618b調成ON，藉此降低輔助電感器618c之電流iLAC 。
儘管在主開關轉換器616中係圖示單一第一主開關616a與第二主開關616b，但是其他實施方案也是可能的。舉例而言，第一主（高側）開關的數量可以是二或更多個。類似地，第二主（低側）開關的數量可以是二或更多個。為此目的，控制電路可以取決於來自驅動電路622的訊號，而同時啟用一個以上的高側開關。類似地，控制電路可以取決於來自驅動電路622的訊號，而同時啟用一個以上的低側開關。
第7圖圖示用於第6圖所示的功率供應系統600的控制機構的示例性模擬電路圖700。電路圖700包括反饋及補償機構720、主控制電路722及輔助控制電路724。反饋及補償機構720係對應於反饋及補償機構620；主控制電路722係對應於主控制電路622；以及輔助控制電路724係對應於輔助控制電路624。因此，為了描述之簡潔，不再進一步描述。
第8A圖至第8C圖圖示第6圖所示的電路圖600的示例性負載暫態模擬波形。第8A圖圖示暫態訊號ITH 810、暫態訊號ITH 810的較高頻率分量ITHAC 814及暫態訊號ITH 810的較低頻率分量ITHDC 812。如圖所示，暫態訊號ITH 810係為較高頻率分量ITHAC 814與較低頻率分量ITHDC 812的總和。
較高頻率分量ITHAC 814僅在輸出電流的突然上升或下降期間具有電壓過衝或下衝。在此情況下，較高頻率分量ITHAC 814僅存在於第8B圖所示的負載階躍的正緣與負緣。在輸出電流的突然升高或降低期間，較低頻率分量ITHDC 812亦可以用較慢的速度改變。然而，一旦由於暫態而達到新的電流閾值，則穩態中的電流的較低頻率分量可能跟隨較低頻率分量ITHDC 812。因此，較低頻率分量ITHDC 812並未圖示為在暫態結束之後漸弱。為此目的，較高頻率分量ITHAC 814可回應於第8B圖所示的負載階躍的正緣而迅速上升，隨後下降。對之，較低頻率分量ITHDC 812可回應於第8B圖所示的負載階躍的正緣而緩慢上升，而一旦達到特定閾值位準，則可以在負載階躍的持續時間內保持。類似地，較高頻率分量ITHAC 814可回應於第8B圖所示的負載階躍的負緣而迅速下降。對之，較低頻率分量ITHDC 812可回應於第8B圖所示的負載階躍的負緣而緩慢下降。
第8B圖圖示電流負載階躍816以及回應於電流負載階躍816的相應輸出電壓818。如圖所示，輸出電壓818隨著負載階躍816的正緣而衰退，並隨著負載階躍816的負緣而上升。此類理由係因為減少電容器的電壓以補充電感器的緩慢上升的電流，以滿足來自負載裝置212的電流需求的增加。類似地，輸出電容器係用於吸收電流，以滿足來自負載裝置的電流的突然減少。因此，如圖所示，在輸出終端處存在輕微的電壓漣波。然而，相較於未採用本申請案之教示的習知功率供應系統的電壓漣波，此電壓漣波可以顯著減少。在一個具體實例中，輸出電壓漣波可以減少約50％。此舉無需複雜控制方法或將額外AC電容器用於輸出終端與輔助開關轉換器的控制迴路之間便可完成。AC電容器經配置以防止DC或低頻電流進入輔助開關轉換器的控制迴路。AC電容器會增加功率供應系統之成本及尺寸。可替代地，關於第4圖所述之本申請案之功率供應系統可防止DC或低頻電流經由濾波器網路進入輔助開關轉換器，濾波器網路經配置以濾除暫態訊號ITH的較低頻率分量。
第8C圖圖示由主開關轉換器回應於較低頻率分量ITHDC 812而提供的較低頻率電感器iLDC 電流820以及由輔助開關轉換器回應於較高頻率分量ITHAC 814而提供的較高頻率電感器iLAC 電流822。如圖所示，較高頻率電流822追蹤較高頻率分量ITHAC 814，而較低頻率電流820於在暫態中追蹤較低頻率分量ITHDC 812，並在穩態操作中追蹤較低頻率電流。為此目的，輔助開關轉換器可以僅提供或吸收暫態期間的電流（例如，回應於負載階躍的正緣而提供電流，並回應於負載階躍的負緣而吸收電流）。對之，主開關轉換器可以在暫態與穩態操作二者期間提供或吸收電流。
第9A圖圖示在第一功率供應系統與第二功率供應系統之間的迴路增益比較，第一功率供應系統包括二個相位降壓開關轉換器，而第二功率供應系統包括平行於輔助開關轉換器的二個相位降壓開關轉換器。如圖所見，利用增加輔助開關轉換器，第二功率供應系統的頻寬可從80kHz推到1MHz，使得更快的暫態回應成為可能。通常，當相位邊限大於零時，功率供應系統是穩定的。在一個實施方案中，可期望具有40-45度的相位。
第9B圖圖示第9A圖的第一功率供應系統與第二功率供應系統的相位邊限。如圖所見，僅使用二個相位降壓開關轉換器的第一功率供應系統在100kHz的相位邊限為約40度。對之，第二功率供應系統的相位邊限實質上更高，在100kHz處高於60度。
第10圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的另一示例性功率供應系統1000。功率供應系統1000類似於功率供應系統500，除了功率供應系統1000包括可選擇的誤差放大器1010，以進一步確保由輔助開關轉換器產生的較高頻率電感器iLAC 電流在穩態下具有零平均電流。為此目的，附加誤差放大器1010在其反相終端處接收由輔助開關轉換器所提供的平均高頻電流iLAC ，而在其非反相終端處接收0A Iref。誤差放大器輸出將偏移訊號提供至電流比較器1012，以形成緩慢迴路，並確保電感器iLAC 電流具有0A的DC平均值。比較器1012亦接收感測電流iLAC 與暫態訊號ITH的較高頻率分量。將暫態訊號ITH的較高頻率分量增加至偏移訊號，並與感測電流iLAC 進行比較。比較器1012使用此等輸入以產生用於驅動輔助開關轉換器的輔助控制訊號。
在另一實施方案中，功率供應系統可包括二個分離且獨立的控制機構。二個分離的獨立控制機構可以包括用於驅動主開關轉換器的第一控制機構以及用於驅動輔助開關轉換器的分離的第二控制機構。若主開關轉換器係為功率模組的一部分，且不提供互連接腳以與輔助開關轉換器共享其控制機構，則此設計可用於啟用更快的暫態回應。為了啟用更快的暫態回應，可以在不改變主開關轉換器的情況下，將輔助功率介面裝置與此功率模組組合。輔助功率介面裝置可包括輔助控制機構與輔助開關轉換器。輔助控制機構經配置以接收所感測的Vout 以及透過低通濾波器產生的低頻平均Vout 訊號，並偵測Vout 的較高頻率補償分量，而依據Vout 的較高頻率補償分量運行輔助開關轉換器。
第11圖圖示包括本申請案的二個獨立控制機構的示例性電路圖1100。二個獨立控制機構包括主開關轉換器控制機構1110與輔助開關轉換器控制機構1120。主開關轉換器控制機構1110可以是功率模組的一部分，而不提供用於與輔助開關轉換器共享主開關控制機構1110的互連。
主開關轉換器控制機構1110包括主反饋電壓感測電路1112、主誤差放大器1114、主補償電路1116及主控制電路1118。主反饋電壓感測電路1112在一端連接至Vout ，並在另一端連接至主誤差放大器1114。主反饋電壓感測電路1112經配置以透過包括R1 、R2 、C1 及C2 的電阻器與電容器的網路感測Vout 。電阻器R1 與R2 的網路形成電阻分壓器，並縮放訊號Vout ，而使訊號Vout 與Vref 成比例。提供可選擇的電容器C1 與C2 ，以讓分壓器頻率相依。此頻率相依型分壓Vout 可稱為反饋電壓Vfb 。將反饋電壓Vfb 及參考電壓Vref 輸入至主誤差放大器gm（圖示為跨導（gm）放大器）1114。主誤差放大器1114可爲電流輸出類型跨導放大器或者電壓輸出類型放大器中之任一者。
主誤差放大器1114監測在反相輸入與Vout 成比例的反饋電壓Vfb ，以及非反相輸入的參考電壓Vref 。反饋電壓Vfb 應該大約等於參考電壓Vref 。當此二個電壓並未實質上相等時，主誤差放大器1114可在輸出處提供暫態訊號。主頻率補償電路1116包括電容器與電阻器，以提供用於反饋迴路的頻率補償。主頻率補償電路1116可以衰減暫態訊號的較高頻率分量，並輸出較低頻率暫態訊號。將較低頻率暫態訊號提供至主控制電路1118。
主控制電路1118包括比較器。比較器在其反相輸入終端處接收主開關轉換器的電感器中的感測電流iLDC ，並在其非反相輸入終端處接收暫態訊號的較低頻率分量。將暫態訊號的較低頻率分量與電感器中的感測電流iLDC （低頻電感器電流）進行比較，以產生用於驅動主開關轉換器的主控制訊號。
輔助開關轉換器控制機構1120包括輔助反饋感測電路、輔助誤差放大器1124、輔助補償電路1126、輔助緩衝器、高通濾波器（「HPF」）及輔助控制電路1128。輔助反饋感測電路在一端連接至Vout ，並在另一端連接至輔助誤差放大器1124。輔助反饋感測電路包括低通濾波器。低通濾波器經配置以輸出較低頻率平均Vout 訊號。所感測的Vout 係直接耦接至輔助誤差放大器1124的反相終端，而較低頻率平均Vout 訊號係耦接至輔助誤差放大器1124的非反相終端。
在穩態操作期間，所感測的Vout 應該大約等於其較低頻率平均Vout 訊號。當此二個電壓在暫態事件期間不相等時，輔助誤差放大器1124可在其輸出處提供Vout 的較高頻率補償分量。輔助頻率補償電路1126包括電容器與電阻器，以提供用於反饋迴路的頻率補償。輔助頻率補償電路1126可以增強Vout 的較高頻率補償分量，並將Vout 的較高頻率補償分量輸出至輔助緩衝器，隨後輸出至HPF。輔助緩衝器可經配置以提供從輔助補償電路1126到輔助控制電路1128的電阻抗變換。隨後，Vout 的較高頻率補償分量可以通過HPF，以確保在提供至輔助控制電路1128之前不包含較低頻率補償分量。隨後，將Vout 的較高頻率補償分量提供至輔助比較器的非反相終端，並與輔助開關轉換器的電感器中的感測電流iLAC （高頻電感器電流）進行比較，以產生用於驅動輔助開關轉換器的輔助控制訊號。
在一個具體實例中，Vin 可為12V，Vout 可為1V，電流負載階躍可為25A，主開關轉換器之開關頻率可為500kHz，輔助開關轉換器之開關頻率可為5MHz，主開關轉換器中的電感器之電感可為220nH，而輔助開關轉換器中的電感器之電感可為20nH。
第12圖圖示用於第6圖所示的功率供應系統600的控制迴路的另一示例性電路圖1200。電路圖1200包括反饋及補償機構1220、主控制電路1222及輔助控制電路1224。反饋及補償機構1220係類似於第7圖所描述的反饋及補償電路720。控制電路1222與1224係類似於第7圖所描述的控制電路722與724，除了控制電路1222與1224不包括自己的緩衝器，而共享共用緩衝器1226。共用緩衝器1226經配置以將反饋及補償機構1220連接至控制電路1222與1224。因此，電路圖1200具有比電路圖700更少的部件。
共用緩衝器1226係由主控制電路1222與輔助控制電路1224共同共享，並經配置以將主控制電路1222與輔助控制電路1224從反饋及補償電路1220的阻抗隔離。共用緩衝器1226在一端連接至反饋及補償電路1220中的放大器的輸出，並在另一端連接至主控制電路1222與輔助控制電路1224。
主控制電路1222包括低通濾波器與比較器。低通濾波器包括電阻器與電容器。電阻器在一端連接至共用緩衝器1226的輸出，並在另一端連接至第一節點。電容器在一端連接至第一節點，並在另一端連接至接地終端。比較器包括非反相終端、反相終端及輸出終端。非反相終端係連接至第一節點，並經配置以接收較低頻率分量ITHDC 。反相終端係連接至電感器616c，並經配置以接收電感器616c中的感測電流iLDC （低頻電感器電流）。比較器經配置以將較低頻率分量ITHDC 與感測電流iLDC 進行比較，並產生用於功率FET 616a與616b的主控制訊號。
輔助控制電路1224包括高通濾波器與比較器。高通濾波器包括電阻器與電容器。電容器在一端連接至共用緩衝器1226的輸出，並在另一端連接至第二節點。電阻器在一端連接至第二節點，並在另一端連接至接地終端。比較器包括非反相終端、反相終端及輸出終端。非反相終端係連接至第二節點，並經配置以接收較高頻率分量ITHAC 。反相終端係連接至電感器618c，並經配置以接收電感器618c中的感測電流iLAC （高頻電感器電流）。比較器經配置以將較高頻率分量ITHAC 與感測電流iLAC 進行比較，並產生用於功率FET 618a與618b的輔助控制訊號。
第13A圖至第13C圖圖示由第12圖所示的控制機構所控制的功率供應系統600的示例性負載暫態模擬波形。第13A圖圖示暫態電壓訊號ITH 1310、暫態電壓訊號ITH 1310的較高頻率分量ITHAC 1314及暫態電壓訊號ITH 1310的較低頻率分量ITHDC 1312。如圖所示，暫態電壓訊號ITH 1310係為較高頻率分量ITHAC 1314與較低頻率分量ITHDC 1312的總和。如圖所示，較高頻率分量ITHAC 1314係回應於第13C圖所示的電流負載階躍的正緣而急遽上升，隨後緩慢下降。類似地，較高頻率分量ITHAC 1314係回應於第13C圖所示的電流負載階躍的負緣而急遽下降，隨後緩慢上升。對之，較低頻率分量ITHDC 1312係回應於第13C圖所示的電流負載階躍的正緣而緩慢上升，而一旦到達給定閾值位準，則可以在第13C圖所示的電流負載階躍的持續時間內保持給定閾值位準。一旦電流負載階躍終止，並回應於第13C圖所示的電流負載階躍的負緣，則較低頻率分量ITHDC 1312緩慢衰退至新的閾值位準。因此，較低頻率分量ITHDC 1312並未圖示為在暫態結束之後漸弱。
第13B圖圖示在第6圖所示的功率供應系統600且由第12圖所示的控制機構控制的暫態期間的低頻調節器電感器電流波形1316與高頻調節器電感器電流波形1318。如圖所示，低頻調節器電感器電流波形1316追蹤較低頻率分量ITHDC 1312，而高頻調節器電感器電流波形1318追蹤較高頻率分量ITHAC 1314。
第13C圖圖示在第6圖所示的功率供應系統600且由第12圖所示的控制機構控制的負載階躍1322的輸出電壓過衝1320a與下衝1320b。如圖所示，回應於暫態而最小化電路1200的電壓過衝與下衝。
第14A圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統1400A。功率供應系統1400A包括功率源1410、負載裝置1412及耦接至功率源1410及負載裝置1412的功率介面1414。功率源1410及負載裝置1412係類似於第1圖所示之功率源110及負載裝置112，而因此爲了簡便起見，不再詳細描述。
功率介面1414類似於功率介面514，除了功率供應系統1400僅使用低通濾波器（LPF）以濾除暫態訊號的較高頻率分量，而非使用高通濾波器。為了說明，功率介面1414包括主開關轉換器1416、輔助開關轉換器1418、反饋及補償電路1420、主控制電路1422、輔助控制電路1424、LPF 1426及加法器電路1428。
主控制電路1422耦接至反饋及補償電路與主開關轉換器1416。主控制電路1422經配置以從反饋及補償電路1420接收暫態訊號，並依據暫態訊號產生主控制訊號，以用於驅動主開關轉換器1416。回應於主控制訊號，主開關轉換器1416向負載裝置1412提供或吸收電流。由於主開關轉換器1416的低開關頻率，電流可以是低頻電流。
主控制電路1422經配置以從反饋及補償機構1420直接接收暫態訊號。為此目的，且與主控制電路522不同，主控制電路1422並未使用低通濾波器。相反地，為了減少主開關轉換器1416的暫態訊號的較高頻率分量的影響，反饋及補償電路1420可輸出具有衰減的較高頻率分量的暫態訊號。藉由主控制電路1422內的主比較器直接接收暫態訊號。主比較器經配置以在其非反相終端處從反饋及補償機構1420接收暫態訊號，並在其反相終端處接收由主開關轉換器1416提供的所感測的低頻電感器電壓，而產生主控制訊號。
低通濾波器1426在一端耦接至反饋及補償電路1420，並在另一端耦接至加法器電路1428。低通濾波器1426經配置以從反饋及補償電路1420接收暫態訊號，而將暫態訊號的較低頻率分量輸出至加法器電路1428。加法器電路1428係耦接至低通濾波器1426與反饋及補償電路1420。
加法器電路1428經配置以在其反相終端處從低通濾波器1426接收暫態訊號的較低頻率分量，以及在其非反相終端處從反饋及補償電路1420接收暫態訊號，將暫態訊號減去暫態訊號的較低頻率分量，並將暫態訊號的較高頻率分量輸出至輔助控制電路1424。此外，加法器亦可具有放大增益K，以增強其暫態訊號的較高頻率分量的輸出。
輔助控制電路1424耦接至加法器電路1428與輔助開關轉換器1418。輔助控制電路1424經配置以接收暫態訊號的較高頻率分量，並依據較高頻率分量產生輔助控制訊號，以用於驅動輔助開關轉換器1418。回應於輔助控制訊號，輔助開關轉換器1418向負載裝置1412提供或吸收電流。由於輔助開關轉換器1418的高開關頻率，電流可以是高頻電流。然而，電流可以僅在暫態期間提供或吸收，而不在穩態中提供或吸收。在穩態中，從輔助開關轉換器1418輸出的平均電流可以實質為零。
輔助控制電路1424可包括輔助比較器。輔助比較器經配置以在其非反相終端處從加法器電路1428接收暫態訊號的較高頻率分量，並在其反相終端處接收由輔助開關轉換器1418提供的所感測的高頻電感器電壓，而產生輔助控制訊號。
第14B圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統1400B。功率供應系統1400B類似於功率供應系統1400A，除了功率供應系統1400B係使用高通濾波器（HPF），而非使用低通濾波器。
為此目的，功率供應系統1400B包括主開關轉換器1416、輔助開關轉換器1418、反饋及補償電路1420、主控制電路1422、輔助控制電路1424、HPF 1430及加法器電路1432。主開關轉換器1416、輔助開關轉換器1418、反饋及補償電路1420、主控制電路1422及輔助控制電路1424係類似於第14A圖所描述的彼等，而不進一步描述。下面進一步描述HPF 1430與加法器電路1432。
HPF 1430耦接至反饋及補償電路1420、輔助控制電路1424及加法器電路1432。HPF經配置以從反饋及補償電路1420接收暫態訊號，而輸出暫態訊號的較高頻率分量。將暫態訊號的較高頻率分量提供至輔助控制電路1424。輔助控制電路1424經配置以依據暫態訊號的較高頻率分量產生輔助控制訊號，以用於驅動輔助開關轉換器1418。亦將較高頻率分量提供至加法器電路1432。
加法器電路1432耦接至HPF 1430、反饋及補償電路1420及主控制電路1422。加法器電路1432經配置以從HPF 1430接收暫態訊號的較高頻率分量，以及從反饋及補償電路1420接收暫態訊號，而將暫態訊號的較低頻率分量輸出至主控制電路1422。主控制電路1422經配置以依據暫態訊號的較低頻率分量產生主控制訊號，以用於驅動主開關轉換器1416。
加法器電路1432經配置以在其反相終端處從HPF 1430接收暫態訊號的較高頻率分量，以及在其非反相終端處從反饋及補償電路1420接收暫態訊號，將暫態訊號減去暫態訊號的較高頻率分量，並將暫態訊號的較低頻率分量輸出至主控制電路1422。
再次參照第14A圖，在另一實施方案中，LPF 1426可以放置於節點1450與主控制電路1422之間。以此方式，暫態訊號通過LPF 1426，以將暫態訊號的較低頻率分量提供至主控制電路1422。暫態訊號的較低頻率分量亦到達加法器電路1428的反相輸入。加法器電路1428在其非反相輸入上接收暫態訊號，並將放大的暫態訊號的較高頻率分量輸出至輔助控制電路1424，以用於控制輔助開關轉換器1418。暫態訊號的較高頻率分量的放大可以升高輔助開關轉換器1418到暫態狀態的頻寬與回應時間。
第15圖圖示具有快速暫態回應的第14A圖所示的功率供應系統1400A的示例性電路圖1500。如圖所示，電路圖1500包括功率源1510、負載裝置1512及將功率源1510連接到負載裝置1512的功率介面裝置1514。功率介面裝置1514包括彼此平行連接的複數個主開關轉換器1516及輔助開關轉換器1518。功率介面裝置1514亦包括反饋及補償電路1530、主控制電路1532、輔助控制電路1534及高通濾波器1536。
主開關轉換器1516與輔助開關轉換器1518可分類為脈衝寬度調制（PWM）類型，以產生具有固定頻率與可變脈衝寬度的脈衝序列。主開關轉換器1516經配置以運行於較輔助開關轉換器1518更低的開關頻率fsw。輔助開關調節器1518經配置以運行於較主開關調節器1516更高的頻率，以快速回應負載裝置1512的暫態。儘管具體實例展示四個主開關轉換器1516與單一輔助開關轉換器1518，功率供應系統1500可包括多於或少於四個主開關轉換器1516與多於一個輔助開關轉換器1518。任何數量的此種調節器可彼此平行連接。
開關轉換器1516與1518可爲包括電感器的電流模式開關調節器。開關轉換器1516與1518可為同步開關調節器，但亦可為異步開關調節器。在一個具體實例中，開關轉換器1516與1518可爲降壓電流模式開關調節器，其中輸入電壓Vin 大於輸出電壓Vout 。
主開關轉換器1516中之每一者可包括第一主開關1516a、第二主開關1516b及主電感器1516c。第一主開關1516a與第二主開關1516b可為功率FET開關。功率FET開關可為n通道FET或p通道FET開關。類似地，輔助開關轉換器1518可包括第一輔助開關1518a、第二輔助開關1518b及輔助電感器1518c。第一輔助開關1518a與第二輔助開關1518b可為功率FET開關。FET開關可為n通道FET或p通道FET開關。儘管描述FET型開關，亦可使用其他適當的技術。
在主開關轉換器1516中，第一主開關1516a可在一端連接至Vin ，而在另一端連接至主節點1520。第二主開關1516b可在一端連接至主節點1520，而在另一端連接至接地終端。主電感器1516c可在一端連接至主節點1520，而在另一端連接至輸出終端1522。輸出終端1522可連接至輸出電容器Cout 與負載電阻器RL 。
在輔助開關調節器1518中，第一輔助開關1518a可在一端連接至Vin ，而在另一端連接至輔助節點1524。第二輔助開關1518b可在一端連接至輔助節點1524，而在另一端連接至接地終端。輔助電感器1518c可在一端連接至輔助節點1524，而在另一端連接至輸出終端1528。
功率介面裝置1514經配置以提供或吸收耦接至輸出終端1522的負載裝置1512的輸出電流，以維持輸出終端1522處的調節電壓Vout 。為此目的，主開關轉換器1516中的第一主開關1516a與第二主開關1516b係由主控制電路1532切換為ON及OFF。可驅動開關1516a及1516b相對於彼此失相，以提供或吸收至耦接至輸出終端1522的負載裝置1512的電流。類似地，輔助開關調節器1518中的第一輔助開關1518a與第二輔助開關1518b係由輔助控制電路1534切換為ON及OFF。可驅動開關1518a及1518b相對於彼此失相，以提供或吸收至耦接至輸出終端1522的負載裝置1512的電流。
開關1516a及1516b可經配置以在第一開關頻率下運行。開關1518a及1518b可經配置以在第二開關頻率下運行。第二開關頻率可高於第一開關頻率，以更迅速地回應於輸出終端1522的暫態。亦即，由於更快的開關頻率，輔助開關轉換器1518經配置以相較於主開關轉換器1516更迅速地提供或吸收往返輸出終端1522的電流。由於較高的頻率，輔助開關轉換器1518可能具有較主開關轉換器1516更多的功率損耗。如上所述，為了減少與輔助開關轉換器1518相關聯的功率損耗，可控制輔助開關轉換器1518的操作，而使得在穩態操作中，輔助開關轉換器1518將實質為零的低頻（或DC）電流提供至輸出終端1522。
儘管未圖示，但可將額外電路系統增加至功率介面裝置1514，以在一個開關電晶體調成OFF的時刻與另一開關電晶體調成ON的時刻之間提供簡短空載時間或空白間隔。當開關1516a、1518a為ON且開關1516b、1518b為OFF時，電流從Vin 穿過開關轉換器1516與1518之每一者中的電感器1516c、1518c，而流至輸出終端1522。在此情境中，電感器電流1516c、1518c隨時間推移之變化率可以等於（Vin -Vout ）/L。當開關1516a、1518a為OFF且開關1516b、1518b為ON時，電流從接地終端穿過電感器1516c、1518c，而流至輸出終端1522。在此情境中，電感器電流1516c、1518c隨時間推移之變化率可以等於-Vout /L。在上述情境之每一者中，輸出終端1522的總電流可以是穿過電感器1516c與1518c的累積電感器電流。
功率介面裝置1514亦包括反饋及補償機構1530。反饋及補償機構1530在一端連接至輸出終端1522，並在另一端連接至主控制電路1532與輔助控制電路1534。在一個實施方案中，低通濾波器可連接於反饋及補償機構1530與主控制電路1532之間。低通濾波器經配置以濾除暫態訊號ITH的較高頻率分量，並僅利用暫態訊號的較低頻率分量提供主控制電路1532。在另一實施方案中，可選擇補償電路的部件，而使得暫態訊號ITH具有衰減的較高頻率分量，而使得其可直接供應給主控制電路1532，如第15圖所示。
反饋及補償電路1530包括反饋感測電路1530a、誤差放大器1530b及補償電路1530c。反饋感測電路1530a經配置以透過電阻器R1 與R2 的網路感測Vout 。電阻器R1 與R2 的網路形成電阻分壓器，並縮放訊號Vout ，而使訊號Vout 與Vref 成比例。在一個實施方案中，電阻器R1 等於4.16千歐姆，而R2 等於10千歐姆。
儘管未圖示，反饋感測電路1530a亦可包括電容器C1 與C2 的網路。可提供可選擇的電容器C1 與C2 ，以讓電阻分壓器頻率相依。此頻率相依型分壓Vout 可稱為反饋電壓Vfb 。提供反饋電壓Vfb 及參考電壓Vref ，以作為誤差放大器gm（圖示為跨導（gm）放大器）1530b的輸入。在一個實施方案中，參考電壓Vref 可對應於經調節的輸出電壓。在一個具體實例中，參考電壓Vref 等於0.6伏特。誤差放大器1530b可爲電流輸出類型跨導放大器或者電壓輸出類型放大器中之任一者。
誤差放大器1530b監測在反相輸入與Vout 成比例的反饋電壓Vfb ，以及非反相輸入的參考電壓Vref 。反饋電壓Vfb 應該大約等於參考電壓Vref 。當此二個電壓實質上不相等時，放大器1530b可在輸出處提供暫態訊號ITH。如前所述，取決於誤差放大器1530b的類型，誤差放大器1530b可以輸出暫態電壓訊號ITH或暫態電流訊號ITH。在以下實例中，假設誤差放大器1530b輸出暫態電壓訊號ITH。
誤差放大器1530b之輸出電壓可對應於實際輸出電壓與所期望輸出電壓之間的差異。誤差放大器1530a的輸出電壓係為反饋電壓Vfb 的反相。隨著反饋電壓Vfb 降低，誤差放大器1530b的輸出電壓升高。隨著反饋電壓Vfb 升高，誤差放大器1530b的輸出電壓降低。頻率補償電路1530c包括電容器Cth 與Cthp 以及電阻器Rth ，以提供用於反饋迴路的頻率補償。在一個實施方案中，Cth 等於1.5nF，Cthp 等於100pF，而電阻器Rth 等於10千歐姆。在電流模式而非電壓的供應系統中，誤差放大器1530b可在輸出處提供暫態電流訊號。在任一情況下，暫態訊號（電流或電壓）係用於控制轉換器1516與1518的總輸出電流。
主控制電路1532包括主電阻器1532a與主比較器1532c。主控制電路1532亦可包括主緩衝器。主緩衝器可經配置以提供從反饋及補償機構1530到主控制電路1532的電阻抗變換。主緩衝器可以是電壓緩衝器或電流緩衝器。可依據誤差放大器1530b的類型而選擇主緩衝器的類型。主比較器1532c經配置以在非反相輸入接收暫態訊號ITH或暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC ，並將其與所感測的電壓iL *Ri （電感1516c的低頻電流*電阻Ri ）比較，以產生用於功率FET 1516a與1516b的主控制訊號。提供主電阻器Ri ，以感測主電感器316c的電流，並產生用於與暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC 比較的相應電壓。
若較低頻率分量ITHDC 較所感測的電感器電壓訊號更多，則主比較器1532b可輸出第一主控制訊號。第一主控制訊號可以是高位訊號。高位訊號可提供至第一主開關1516a，並將第一主開關1516a調成ON，並啟用主開關轉換器1516，以在負載電流升高時提供額外電流至輸出終端1522。亦可將高位訊號提供到連接至第二主開關1516b的反相器，以將主開關1516b調成OFF。在時脈週期開始時，第一主開關1516a可隨著工作循環升高而調成ON，直到達到歸因於暫態之新電流閾值。在第一主開關1516a為ON的時間期間，電流從功率源Vin 經過第一主開關1516a與主電感器1516c，而流至輸出終端1522。由於主開關轉換器1516的低開關頻率，輸出電流為低頻電流。因此，電感器1516c中的低頻電流朝向新電流閾值遞增。
以此方式，主開關轉換器1516提供追蹤較低頻率分量ITHDC 的低頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一主開關1516a可保持ON，而第二主開關1516b可保持OFF，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實施方案中，在暫態期間，主開關轉換器1516可隨著工作循環升高而操作，以升高提供至輸出終端1522的低頻電流。在工作循環升高並回應於主控制訊號期間，主開關1516a與1516b可交替調成ON與OFF，以升高提供至輸出終端1522的低頻電流。升高的工作循環可以對應於主控制訊號的工作循環。舉例而言，若第一主開關1516a的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持主開關轉換器1516的固定開關頻率。
在一個實施方案中，主控制電路1532可啟動主開關轉換器1516中的僅一者，以提供必要電流至輸出終端1522。在另一實施方案中，主控制電路1532可啟動主開關轉換器1516中之一個以上，以提供必要電流至輸出終端1522。
若較低頻率分量ITHDC 較所感測的電感器訊號更少，則主比較器1532b可輸出第二主控制訊號。第二主控制訊號係為低位訊號。可將低位訊號提供到第一主開關1516a，以將第一主開關1516a調成OFF。低位訊號亦可提供至連接到第二主開關1516b的反相器，以將第二主開關1516b調成ON，並啟用主開關轉換器1516，以在負載電流降低時吸收來自輸出終端1522的額外電流。在時脈週期開始時，第一主開關1516a可隨著時脈週期降低而調成OFF，而第二主開關1516b可調成ON，直到達到歸因於暫態之新電流閾值。在第二主開關1516b為ON的時間期間，低頻電流從輸出終端1522經過主電感器1516c，而流至接地終端。因此，主電感器1516c中的低頻電流朝向新電流閾值遞減。
以此方式，主開關轉換器1516吸收追蹤較低頻率分量ITHDC 的低頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一主開關1516a可保持OFF，而第二主開關1516b可保持ON，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實施方案中，在暫態期間，主開關轉換器1516可隨著工作循環降低而操作，以升高從輸出終端1522吸收的低頻電流。在工作循環降低並回應於第二主控制訊號期間，主開關1516a與1516b可交替調成ON與OFF，以升高從輸出終端1522吸收的低頻電流。在任一情況下，舉例而言，若第二主開關1516b的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持主開關轉換器1516的固定開關頻率。
一旦暫態結束（例如，達到新電流閾值），則主開關轉換器1516繼續提供及吸收電流，以根據固定開關頻率與工作循環維持Vout 之穩定性。依據工作循環決定主開關1516a與1516b之接通時間及斷開時間。在一個具體實例中，工作循環可對應於暫態之前所設定的工作循環。為此目的，主開關轉換器1516經配置以在暫態與穩態操作二者期間提供及/或吸收電流。
如上所述，從反饋及補償電路1530所輸出的總暫態訊號ITH亦經由高通濾波器1536傳遞到輔助控制電路1534。高通濾波器1536包括緩衝器1536a、低通濾波器1536b、電阻器1536c與1536d、偏移電壓1536e、電阻器1536f、放大器1536g與電阻器1536h。緩衝器1536a經配置以隔離輔助控制電路1534與反饋及補償網路1530的阻抗。緩衝器1536a的輸出係通過電阻器1536d供應給放大器1536g的非反相終端。緩衝器1536a的輸出亦通過低通濾波器1536b與電阻器1536c供應給放大器1536g的反相終端。低通濾波器1536b包括電阻器Rf 與電容器Cf ，並經配置以濾除暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC ，並將暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC 經由電阻器1536c發送到放大器1536g的反相終端。在一個具體實例中，電阻器Rf 的電阻等於1千歐姆，而電容Cf 的電容等於1nF。
從暫態訊號ITH（具有較高頻率與較低頻率分量二者）中減去較低頻率分量ITHDC ，而該差係由K因子放大。如此一來，放大器1536g的輸出可對應於暫態訊號ITH的放大的較高頻率分量ITHAC 。放大的較高頻率分量ITHAC 係供應到輔助控制電路1534。
在一個實施方案中，組合在一起的電阻器1536c、1536d、1536f及1536h提供用於暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 的增益因子。在一個具體實例中，電阻器1536c、1536d、1536f及1536h的電阻等於10千歐姆。因子K可以等於30。
可提供Voffset 1536e，而使得在穩態操作期間，輔助開關轉換器1518的低頻（或DC）電流實質為零。為此目的，Voffset 1536e可設定成對應於高頻（或AC）電流的一半漣波的值，而使得穩態操作期間的平均漣波AC電流實質上等於零。在一個具體實例中，Voffset 1536e係設定為100毫伏。
輔助控制電路1534包括輔助電阻器1534a與輔助比較器1534b。輔助電阻器1534a係提供以感測輔助電感器1518c的電流，並提供所感測的輔助電感器1518c的電壓。輔助比較器1534b經配置以在非反相終端接收放大的較高頻率分量ITHAC ，並在反相終端接收所感測的輔助電感器1518c的電壓。輔助比較器1534b將較高頻率分量ITHAC 與所感測的輔助電感器1518c的電壓進行比較。
若較高頻率分量ITHAC 較所感測的輔助電感器訊號更多，則比較器1534b可輸出第一輔助控制訊號。第一輔助訊號可以是高位訊號。高位訊號可提供至第一輔助開關1518a，並將第一輔助開關1518a調成ON，並啟用輔助開關轉換器1518，以在負載電流升高時提供額外電流至輸出終端1522。亦可將高位訊號提供到連接至第二輔助開關1518b的反相器，以將第二輔助開關1518b調成OFF。在時脈週期開始時，第一輔助開關1518a可隨著工作循環升高而調成ON，直到達到歸因於暫態之新電流閾值。在第一輔助開關1518a為ON的時間期間，高頻電流從功率源Vin 經過第一輔助開關1518a與輔助電感器1518c，而流至輸出終端1522。因此，輔助電感器318c中的高頻電流朝向新電流閾值遞增。
以此方式，輔助開關轉換器1518提供追蹤較高頻率分量ITHAC 的高頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一輔助開關1518a可保持ON，而第二輔助開關1518b可保持OFF，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實現中，在暫態期間，輔助開關轉換器1518可隨著工作循環升高而操作，以升高提供至輸出終端1522的高頻電流。在工作循環升高並回應於第一輔助控制訊號期間，輔助開關1518a與1518b可交替調成ON與OFF，以升高提供至輸出終端1522的高頻電流。升高的工作循環可以對應於第一輔助控制訊號的工作循環。舉例而言，若第一輔助開關1518a的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持輔助開關轉換器1518的固定開關頻率。一旦達到穩態，輔助開關轉換器1518可利用到負載裝置1512的實質為零的平均低頻（或DC）電流提供及吸收高頻電流。
若較高頻率分量ITHAC 較所感測的輔助電感器訊號更少，則輔助比較器1534b可輸出第二輔助控制訊號。第二輔助控制訊號係為低位訊號。可將低位訊號提供到第一輔助開關1518a，以將第一輔助開關1518a調成OFF。低位訊號亦可提供至連接到第二輔助開關1518b的反相器，以將第二輔助開關1518b調成ON，並啟用輔助開關轉換器1518，以在負載電流降低時吸收來自輸出終端1522的額外電流。在時脈週期開始時，第一輔助開關1518a可隨著時脈週期降低而調成OFF，而第二輔助開關1518b可調成ON，直到達到歸因於暫態之新電流閾值。在第一輔助開關1518b為ON的時間期間，高頻電流從輸出終端1522經過輔助電感器1518c，而流至接地終端。因此，輔助電感器1518c中的高頻電流朝向新電流閾值遞減。
以此方式，輔助開關轉換器1518吸收追蹤較高頻率分量ITHAC 的高頻電流，以達到由暫態設定之新電流閾值。在一個實施方案中，在暫態期間，第一輔助開關1518a可保持OFF，而第二輔助開關1518b可保持ON，直到達到由暫態設定之新電流閾值。在另一實施方案中，在暫態期間，輔助開關轉換器1518可隨著工作循環降低而操作，以升高從輸出終端1522吸收的高頻電流。在工作循環降低並回應於第二輔助控制訊號期間，輔助開關1518a與1518b可交替調成ON與OFF，以升高從輸出終端1522吸收的高頻電流。在任一情況下，舉例而言，若第二輔助開關1518b的接通時間較循環時間T更長，則在暫態期間可以不維持輔助開關轉換器1518的固定開關頻率。
來自主控制電路1532與輔助控制電路1534的控制訊號可分別提供至主開關轉換器1516與輔助開關轉換器1518內部的控制電路。控制電路使用主控制電路1532的主控制訊號與系統時脈訊號，以控制主開關轉換器1516的主開關1516a與1516b的狀態。類似地，控制電路使用輔助控制電路1534的輔助控制訊號與系統時脈訊號，以控制輔助開關轉換器1518的輔助開關1518a與1518b的狀態。
若主開關轉換器1516係為峰值電流模式調節器，則藉由內部時脈首先可將第二（低側）主開關1516b調成OFF，而隨後可將第一（高側）主開關1516a調成ON，藉此升高主電感器1516c之電流。類似地，若輔助開關轉換器1518係為峰值電流模式調節器，則藉由內部時脈首先可將第一（低側）輔助開關1518b調成OFF，而隨後可將第二（高側）輔助開關1518a調成ON，藉此升高輔助電感器1518c之電流。
若主開關轉換器1516係為谷值電流模式調節器，則藉由內部時脈或計時器首先將第一（高側）主開關1516a調成OFF，而隨後可將第二（低側）主開關1516b調成ON，藉此降低主電感器1516c之電流。類似地，若輔助開關轉換器1518係為谷值電流模式調節器，則藉由內部時脈或計時器首先將第一（高側）輔助開關1518a調成OFF，而隨後可將第二（低側）輔助開關1518b調成ON，藉此降低輔助電感器1518c之電流。
第16A圖圖示具有下列值的用於第15圖所示的功率供應系統1500的示例性模擬電路圖1600：
功率供應Vin =12V
輸出電壓Vout =1V
主開關轉換器相位的數目=1
輔助開關轉換器相位的數目=1
主開關轉換器的開關頻率Fsw-DC =400kHz
輔助開關轉換器的開關頻率Fsw-AC =2MHz
主開關轉換器的電感=330nH（每相位）
輔助開關轉換器的電感=75nH
輸出電容Co=3*330µF+2*100µF
在第16A圖中，電路圖1600包括功率源1610、負載裝置1612及功率介面1614。功率介面1614包括主開關轉換器1616及輔助開關轉換器1618。主開關轉換器1616包括主控制器1617、第一主開關Q1、第二主開關Q2及主電感器L1。主控制器1617可以是由Linear Technology Corp.生產的LTC3866。LTC3866是驅動所有N通道功率MOSFET開關的單相電流模式同步降壓開關調節器控制器。
第一主開關Q1在其汲極終端處連接至功率源1610，在其源極終端處連接至主節點1630，而在其閘極終端處連接至主控制器1617的TG接腳。第二主開關Q2在其汲極終端處連接至主節點1630，在其源極終端處連接至接地終端，在其閘極終端處連接至主控制器1617的BG接腳。主節點1630連接至主控制器1617的SW接腳與主電感器L1。主電感器L1在一端連接至主節點1630，並在另一端連接至輸出終端處的負載裝置1612。
輔助開關轉換器1618包括輔助控制器1619、第一輔助開關Q4、第二輔助開關Q3及輔助電感器L2。輔助控制器1619可以是由Linear Technology Corp.生產的LTC3833。LTC 3833是用於高功率應用的同步降壓DC/DC開關調節器控制器。經控制接通時間谷值電流模式架構允許穩態操作中的快速暫態回應與恆定頻率切換，而與VIN、VOUT及負載電流無關。
第一輔助開關Q4在其汲極終端處連接至功率源1610，在其源極終端處連接至輔助節點1640，而在其閘極終端處連接至輔助控制器1619的TG接腳。第二輔助開關Q3在其汲極終端處連接至輔助節點1640，在其源極終端處連接至接地終端，在其閘極終端處連接至輔助控制器1619的BG接腳。輔助節點1640連接至輔助控制器1619的SW接腳與輔助電感器L2。輔助電感器L2在一端連接至輔助節點1640，並在另一端透過感測電阻器Rsense1連接至輸出終端處的負載裝置1612。
電路圖1600亦包括反饋感測電路1620、誤差放大器、補償電路1622及高通濾波器1624。反饋感測電路1620包括電阻器R4與R5。電阻器R4在一端透過主控制器1617的DIFFOut接腳連接至輸出終端，並在另一端連接至節點1632。電阻器R5在一端連接至節點1632，並在另一端連接至接地終端。節點1632提供與參考電壓Vref 成比例的反饋電壓Vfb 。參考電壓Vref 可以對應於輸出終端處的期望電壓。反饋電壓係提供至主控制器1617的FB接腳，其又可以提供至誤差放大器。誤差放大器將反饋電壓Vfb 與參考電壓Vref 進行比較，且若彼此實質上不相等，則可輸出暫態訊號ITH。
在一個實施方案中，誤差放大器可放置於主控制器1617內部。在另一實施方案中，誤差放大器可放置於主控制器1617外部。輸出暫態訊號ITH可連接至主控制器1617的ITH接腳。ITH接腳又可以連接至反饋補償電路1622。反饋補償電路1622可經配置以提供用於反饋迴路的頻率補償。如圖所示，在一個具體實例中，反饋補償電路1622包括電容器C2與C13以及電阻器R17。電容器C2在一端連接至接地終端，並在另一端連接至電阻器R17。電阻器R17在一端連接至電容器C2，並在另一端連接至主控制器1617的ITH接腳。電容器C13在一端平行於電容器C2與電阻器R17而連接。
ITH訊號係提供至主控制器1617，以用於驅動主開關Q1與Q2。主控制器1617連接至電阻器R2與R3的網路。電阻器係提供以感測主電感器L1的電流，並提供所感測的主電感器L1的電壓。所感測的主電感器L1的電壓係經由主比較器與暫態訊號ITH或暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC 進行比較。主比較器可放置於主控制器1617內部。主比較器經配置以在其非反相終端處接收暫態訊號ITH或較低頻率分量ITHDC ，並在其反相終端處接收所感測到的主電感器L1的電壓。主比較器將暫態訊號ITH或較低頻率分量ITHDC 與所感測的主電感器L1的電壓進行比較。
若暫態訊號ITH或較低頻率分量ITHDC 較所感測的主電感器訊號更多，則主比較器可輸出第一主控制訊號。如上所述，第一主控制訊號可以是高位訊號，經配置以啟用主開關轉換器1616，而隨著升高的負載電流而提供額外電流至輸出終端。若暫態訊號ITH或較低頻率分量ITHDC 較所感測的主電感器訊號更少，則主比較器可輸出第二主控制訊號。如上所述，第二主控制訊號可以是低位訊號，經配置以啟用主開關轉換器1616，而隨著降低的負載電流而吸收來自輸出終端的額外電流。
暫態訊號ITH亦傳遞至高通濾波器1624。高通濾波器1636包括緩衝器1636a、低通濾波器1636b、電阻器R10-R13、偏移電壓V5及放大器1636c。緩衝器1636a經配置以隔離輔助控制器1619與反饋及補償網路1622的阻抗。緩衝器1636a的輸出係通過電阻器R12供應給放大器1636c的非反相終端。緩衝器1636a的輸出亦通過低通濾波器1636b與電阻器R10供應給放大器1636c的反相終端。低通濾波器1636b包括電阻器R9與電容器C10，並經配置以濾除暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC ，並將暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC 經由電阻器R10發送到放大器1636c的反相終端。
從暫態訊號ITH（具有較高頻率與較低頻率分量二者）中減去較低頻率分量ITHDC ，而該差係由K因子放大。如此一來，放大器1636c的輸出可對應於暫態訊號ITH的放大的較高頻率分量ITHAC 。放大的較高頻率分量ITHAC 係供應到輔助控制電路1616的ITH接腳。
在一個實施方案中，組合在一起的電阻器R10-R13提供用於暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 的增益因子。可提供Voffset V5，而使得在穩態操作期間，輔助開關轉換器1618的低頻（或DC）電流實質為零。為此目的，Voffset V5可設定成對應於高頻（或AC）電流的一半漣波的值，而使得穩態操作期間的平均漣波AC電流實質上等於零。
較高頻率分量ITHAC 係提供至輔助控制器1619，以用於驅動輔助開關Q3與Q4。輔助控制器1619連接至電阻器Rsense。電阻器Rsense係提供以感測輔助電感器L2的電流，並提供所感測的輔助電感器L2的電壓。所感測的輔助電感器L2的電壓經由輔助比較器而與較高頻率分量ITHAC 進行比較。輔助比較器可放置於輔助控制器1619內部。輔助比較器經配置以在非反相終端處接收放大的較高頻率分量ITHAC ，並在反相終端處接收所感測的輔助電感器L2的電壓。輔助比較器將較高頻率分量ITHAC 與所感測的輔助電感器L2的電壓進行比較。
若較高頻率分量ITHAC 較所感測的輔助電感器訊號更多，則輔助比較器可輸出第一輔助控制訊號。如上所述，第一輔助控制訊號可以是高位訊號，經配置以啟用輔助開關轉換器1618，而隨著升高的負載電流而提供額外電流至輸出終端1522。若較高頻率分量ITHAC 較所感測的輔助電感器訊號更少，則輔助比較器可輸出第二輔助控制訊號。如上所述，第二輔助控制訊號可以是低位訊號，經配置以啟用輔助開關轉換器1618，而隨著降低的負載電流而吸收來自輸出終端的額外電流。
第16B圖圖示第一功率供應系統與第二功率供應系統之間的負載暫態效能比較，第一功率供應系統具有用於處理暫態訊號的較低頻率與較高頻率分量二者的單相較低頻率降壓轉換器，第二功率供應系統具有用於處理暫態訊號的較低頻率分量的單相較低頻率轉換器以及用於處理暫態訊號的較高頻率分量的較高頻率轉換器。第二功率供應系統可以對應於第16A圖所示的系統。如圖所示，第一功率供應系統中的負載暫態狀態期間的峰值對峰值電壓漣波係為190mV。對之，第二功率供應系統中的暫態狀態期間的峰值對峰值電壓漣波係為88mV。亦即，第二功率供應系統提供大於50％的暫態漣波減少，同時在穩態操作中維持類似的效率。
第17圖圖示經配置以控制具有主開關轉換器與輔助開關轉換器的功率供應系統的反饋控制機構1700的另一示例性電路圖。可以使用反饋控制機構1700以代替第6圖、第7圖、第10圖至第12圖及第15圖所示的反饋控制機構。反饋控制機構1700包括反饋及補償電路1720、主控制電路1722及輔助控制電路1724。反饋及補償電路1720係類似於反饋及補償電路620，因此為了簡潔而不再進一步描述。
輔助控制電路1724包括具有增益K的輔助緩衝器1724a、高通濾波器1724b、偏移電壓1724c及輔助比較器1724d。輔助緩衝器1724a在一端耦接至反饋及補償電路1720，並在另一端耦接至高通濾波器1724b。輔助緩衝器1724a經配置以隔離輔助控制電路1724與反饋及補償電路1720的阻抗。高通濾波器1724b耦接至輔助緩衝器1724a與偏移電壓1724c。高通濾波器1724b經配置以從輔助緩衝器1724a接收暫態訊號ITH，並輸出暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。高通濾波器1724b包括電容器與電阻器。電容器在一端連接至輔助緩衝器1724a，並在另一端連接至偏移電壓1724c。電阻器在一端連接至偏移電壓1724c，並在另一端連接至接地終端。
偏移電壓1724c包括正終端與負終端。偏移電壓1724c的正終端耦接至輔助比較器1724d的非反相終端。偏移電壓1724c的負終端耦接至高通濾波器1724b。輔助比較器1724d經配置以在非反相終端處接收暫態訊號的經緩衝的較高頻率分量並加上偏移電壓，以及在反相終端處接收由輔助開關轉換器提供的所感測的高頻電感器電壓，而產生輔助控制訊號，以用於驅動輔助開關轉換器。
偏移電壓1724c經配置以偏移由輔助開關轉換器提供的高頻電流，而能夠從暫態狀態之外並在穩態期間的輔助開關轉換器提供實質為零的平均電流。輔助緩衝器1724a亦放大暫態訊號的較高頻率分量。因為反饋及補償電路1720可能衰減暫態訊號的較高頻率分量，所以此舉可能是必要的，如下面進一步描述。
主控制電路1722包括主比較器1722a，而不包括緩衝器與低通濾波器。主比較器1722a經配置以在其非反相終端處直接從反饋及補償電路1720接收暫態訊號ITH，並從主開關轉換器接收所感測的電感器電流，而產生主控制訊號。主控制訊號係用於驅動主開關轉換器。為了減少暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 在主開關轉換器上的影響，可藉由反饋及補償電路1720內的補償機構衰減暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。可依據針對補償電路中的電阻器與電容器而選擇的值以完成此舉。因為藉由補償電路衰減暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC ，所以主控制電路1722可以不需要濾除較高頻率分量ITHAC ，並可利用暫態訊號ITH原狀，以驅動功率供應系統的主開關轉換器。
第18A圖至第18C圖圖示由第17圖所示的反饋控制機構1700所控制的功率供應系統的示例性負載暫態模擬波形。第18A圖圖示較慢的暫態電壓訊號ITH 1812以及從較慢的暫態電壓訊號ITH 1812提取及放大的較高頻率分量ITHAC 1814。如圖所示，較高頻率分量ITHAC 1814係回應於第18C圖所示的電流負載階躍的正緣而急遽上升，隨後緩慢下降。類似地，較高頻率分量ITHAC 1814係回應於第18C圖所示的電流負載階躍的負緣而急遽下降，隨後緩慢上升。對之，較慢的暫態電壓訊號ITH 1812係回應於第18C圖所示的電流負載階躍的正緣而緩慢上升，而一旦到達給定閾值位準，則可以在第18C圖所示的電流負載階躍的持續時間內保持給定閾值位準。一旦電流負載階躍終止，並回應於第18C圖所示的電流負載階躍的負緣，則較慢的暫態電壓訊號ITH 1812緩慢衰退至新的閾值位準。因此，較慢的暫態電壓訊號ITH 1812並未圖示為在暫態結束之後漸弱。
第18B圖圖示由第17圖所示的反饋控制機構1700所控制的功率供應系統的暫態期間的低頻調節器電感器電流波形1816與高頻調節器電感器電流波形1818。如圖所示，低頻調節器電感器電流波形1816追蹤較慢的暫態訊號ITH 1812，而高頻調節器電感器電流波形1818追蹤較高頻率分量ITHAC 1814。
第18C圖圖示由第17圖所示的反饋控制機構1700所控制的功率供應系統的暫態期間的負載階躍1822的輸出電壓過衝1820a與下衝1820b。如圖所示，回應於暫態而最小化功率供應系統的電壓過衝與下衝。
第19圖圖示經配置以控制具有主開關轉換器與輔助開關轉換器的功率供應系統的反饋控制機構1900的另一示例性電路圖。反饋控制機構1900類似於反饋控制機構1200，除了在反饋控制機構1900中，控制電路1922與1924在共用緩衝器1926之外共享共用RC濾波器1928。此外，輔助控制電路1924包括輔助緩衝器1924a，輔助緩衝器1924a在第12圖的輔助控制電路1224中未圖示。
共用緩衝器1926類似於第12圖的緩衝器1226。共用RC濾波器1928係為在控制電路1922與1924之間共享的單一RC濾波器。共用RC濾波器1928包括電阻器1928a與電容器1928b。共用RC濾波器1928經配置以將暫態訊號的較低頻率分量提供至主控制電路1922，並將暫態訊號的較高頻率分量提供至輔助控制電路1924。跨越電容器1928b的訊號提供暫態訊號的較低頻率分量，而跨越電阻器1928a的差分訊號提供暫態訊號的較高頻率分量。
電阻器1928a在一端耦接至共用緩衝器1926的輸出終端，並在另一端耦接至第一節點1930。電容器1928b在一端連接至第一節點1930，並在另一端連接至接地終端。主控制電路1922包括具有非反相終端與反相終端的主比較器。非反相終端耦接至第一節點1930。反相終端耦接至主開關轉換器的主電感器。主比較器經配置以在非反相終端處從電容器1928b接收暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC ，並在反相終端處接收所感測的主電感器電壓，而依據暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC 產生主控制訊號，以用於驅動主開關轉換器。
輔助控制電路1924包括輔助緩衝器1924a與輔助比較器1924b，輔助比較器1924b具有非反相輸入終端與反相輸入終端。輔助緩衝器1924a經配置以從電阻器1928a接收暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC ，並且透過偏移電壓1924c將暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 提供至輔助比較器1924b的非反相輸入終端。輔助比較器1924b經配置以比較在非反相輸入終端處接收的暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 以及由輔助開關轉換器提供且在反相輸入終端處接收的所感測的輔助電感器電壓，而產生輔助控制訊號，以用於驅動輔助開關轉換器。偏移電壓1924c經配置以偏移由輔助開關轉換器提供的高頻電流，而能夠從暫態狀態之外並在穩態期間的輔助開關轉換器提供實質為零的平均電流。輔助緩衝器1924a可以具有增益因子，並經配置以藉由其增益因子放大暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。因為類似於反饋及補償電路1720的反饋及補償電路1920可能衰減暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC ，此舉可能是必要的。
第20A圖至第20C圖圖示由第19圖所示的反饋控制機構1900所控制的功率供應系統的示例性負載暫態模擬波形。第20A圖圖示暫態電壓訊號ITH 2010、暫態電壓控制訊號ITH 2010的較高頻率分量ITHAC 2014及暫態電壓控制訊號ITH 2010的較低頻率分量ITHDC 2012。如圖所示，暫態電壓控制訊號ITH 2010係為較高頻率分量ITHAC 2014與較低頻率分量ITHDC 2012的總和。較高頻率分量ITHAC 2014係回應於第20C圖所示的電流負載階躍的正緣而急遽上升，隨後下降返回。類似地，較高頻率分量ITHAC 2014係回應於第20C圖所示的電流負載階躍的負緣而急遽下降，隨後上升返回。對之，較低頻率分量ITHDC 2012係回應於第20C圖所示的電流負載階躍的正緣而緩慢上升，而一旦到達給定閾值位準，則可以在第20C圖所示的電流負載階躍的持續時間內保持給定閾值位準。一旦電流負載階躍終止，並回應於第20C圖所示的電流負載階躍的負緣，則較低頻率分量ITHDC 2012緩慢衰退至新的閾值位準。因此，較低頻率分量ITHDC 2012並未圖示為在暫態結束之後漸弱。
第20B圖圖示由第19圖所示的反饋控制機構1900所控制的功率供應系統的暫態期間的低頻調節器電感器電流波形2016與高頻調節器電感器電流波形2018。如圖所示，低頻調節器電感器電流波形2016追蹤較低頻率分量ITHDC 2012，而高頻調節器電感器電流波形2018追蹤較高頻率分量ITHAC 2014。
第20C圖圖示由第19圖所示的反饋控制機構1900所控制的功率供應系統的負載階躍2022的輸出電壓過衝2020a與下衝2020b。如圖所示，回應於暫態而最小化功率供應系統的電壓過衝與下衝。
代替將額外RC與緩衝器增加至功率介面，在一個實施方案中，補償網路的RC部件可用於提供低通濾波器與高通濾波器。在此實施方案中，補償網路與濾波網路可以組合成單一RC網路，以節省部件數量。然而，藉由使用補償網路以執行濾波網路功能，一方面亦可能包含電路對暫態狀態的回應性。此主要是因為現在選擇不同補償值與不同濾波值時不太靈活。因此，此實施方案的功率供應系統可以具有用於較高頻率轉換器的較長設定時間，因為第一優先級是用於補償電路，以確保整個迴路穩定，而不是將電流從較慢通道改變為較快通道。因此，從更快的供應到更慢的供應的轉變時間較長。對之，在先前的實施方案中，存在從較快的供應到較慢的供應的較快轉變。此處，較高頻率轉換器的導通時間較長。若重複負載暫態並未頻繁發生（例如，每分鐘一次），則電路可以容忍更長的導通時間（例如，燃燒更多能量並消耗更多功率）。然而，若重複負載暫態頻繁發生，則較高頻率轉換器將暴露於溫度上升，而降低效率。
第21A圖圖示經配置以控制具有主開關轉換器與輔助開關轉換器的功率供應系統的反饋控制機構2100A的另一示例性電路圖。反饋控制機構2100A具有組合的補償網路與濾波網路。反饋控制機構2100A類似於反饋控制機構1900，除了在反饋控制機構2100A中，反饋及補償機構2120執行濾波功能，而不是位於反饋及補償機構外部的額外RC執行濾波功能。為此目的，控制電路2122與2124並不包括RC濾波器或緩衝器。在此實施方案中，補償網路2120中跨越電容器CTH 的訊號提供暫態訊號的較低頻率分量，而補償網路2120中跨越電阻器RTH 的差分訊號提供暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。
第21B圖至第21D圖圖示由第21A圖所示的反饋控制機構2100A所控制的功率供應系統的示例性負載暫態模擬波形。第21B圖圖示暫態電壓控制訊號ITH 2130以及暫態電壓控制訊號ITH 2130的較高頻率分量ITHAC 2132。如圖所示，較高頻率分量ITHAC 2132係回應於第21D圖所示的電流負載階躍的正緣而急遽上升，並下降返回。類似地，較高頻率分量ITHAC 2132係回應於第21D圖所示的電流負載階躍的負緣而急遽下降，並上升返回。
第21C圖圖示由第21A圖所示的反饋控制機構2100A所控制的功率供應系統的暫態期間的低頻主電感器電流波形2134與高頻輔助電感器電流波形2136。低頻主電感器電流波形2134追蹤暫態電壓控制訊號ITH 2130，而高頻輔助電感器電流波形2136追蹤較高頻率分量ITHAC 2132。
第21D圖圖示由第21A圖所示的反饋控制機構2100A所控制的功率供應系統的負載階躍2140的輸出電壓過衝2138b與下衝2138a。如圖所示，相較於不使用例如第16B圖所示的輔助開關轉換器的習知功率供應系統，功率供應系統的電壓過衝與下衝係回應於暫態而最小化。
目前為止所論述的所有功率供應系統係共享用於主開關轉換器與輔助開關轉換器的共用功率源。為了進一步升高開關頻率或更靈活，在一個實施方案中，可以針對主開關轉換器與輔助開關轉換器而分離功率源。由於輔助開關轉換器具有較高的開關頻率，所以具有較高的開關損耗；因此，藉由降低其輸入功率源電壓，可進一步升高其頻率而不升高功率損耗。
第22圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統2200。在功率供應系統2200中，主開關轉換器的輸入電壓不同於輔助開關轉換器的輸入電壓。功率供應系統2200包括功率源2210、負載裝置2212及耦接至功率源2210及負載裝置2212的功率介面2214。
功率源2210可以是任何功率源，例如電池、網格、太陽能光伏電池、AC發電機及前端供應的輸出電壓軌。在此具體實例中，功率源係實現為產生12伏特的DC功率源。暫態負載2212可以是任何負載，例如電阻負載、加熱器、電容負載、電感負載等。功率介面2214包括主開關轉換器2216、輔助開關轉換器2218、偏壓供應器2220及反饋控制機構（未圖示）。反饋控制機構可以是先前論述的任何反饋控制機構，並可以包括反饋及補償電路、主控制電路及輔助控制電路。
主開關轉換器2216的輸入係耦接至功率源2210，而主開關轉換器2216的輸出係耦接至負載裝置2212。主開關轉換器2216亦與輔助開關轉換器2218平行連接。輔助開關轉換器2218的輸出係耦接至主開關轉換器2216的輸出。輔助開關轉換器2218的輸入係耦接至偏壓供應器2220，而偏壓供應器2220又連接至主開關轉換器2216的輸入。
主開關轉換器2216可以具有不同拓撲（例如，降壓、升壓、諧振等），並可經配置以僅傳導低頻電流。為此目的，可在較低頻率切換主開關轉換器2216，以取得良好的效率。另一方面，輔助開關轉換器2218可經配置以僅傳導高頻AC電流。為此目的，可在較高頻率切換輔助開關轉換器2218，以追蹤高頻暫態ITHAC 。以此方式，輔助開關轉換器2218可以具有比主開關轉換器2216高或更高的功率損耗；然而，此功率損耗可以受到時間限制。此限制時間可以對應於負載裝置2212處的暫態狀態的持續時間。輔助開關轉換器2218的平均DC電流在穩態下接近零。
為了進一步提高開關頻率，輔助開關轉換器2218係由偏壓供應器2220供電。偏壓供應器2220可以僅在在CIN_AC 上維持DC偏壓，而平均DC電流約為0A。偏壓供應器2220可以是低功率線性調節器供應器或低功率開關模式功率供應器。在此實例中，偏壓供應器2220經配置以進一步將輔助供應器輸入電壓從12伏特降低到3.3伏特，以降低功率損耗，並提高功率供應系統2200的效率。CIN_AC 儲存來自輔助開關轉換器2218的輸出的用於負載暫態的能量（C·V2 /2）。由於CIN_AC 電壓遠高於輸出電壓，所以CIN_AC 的所需電容遠小於COUT 電容。
第23圖圖示類似於功率供應系統2200的示例性功率供應系統2300，而輔助開關轉換器具有單獨的功率源。因此，功率供應系統2300可以具有與功率供應系統2200回應於暫態狀態相同的效能，除了若在系統中已可取得單獨的功率源，則功率供應系統2200不需要用於輔助供應器輸入的單獨的偏壓供應器。
第24圖圖示用於第23圖所示的功率供應系統2300的示例性電路圖2400。電路圖2400包括功率源2410與2411、主開關轉換器2416、輔助開關轉換器2418、負載裝置2412及控制機構2419。
功率源2410與2411經配置以輸出某一標準電壓。為此目的，功率源2410與2411可為電插座。世界上的大部分單相交流電插座係以210-240V或以100-120V供應功率。可替代地，功率源2410與2411可包括其他類型的功率源，例如電池、太陽能光伏電池、交流發電機或前端功率供應器的直流輸出電壓。功率源2411可以利用低於功率源2410的電壓供應功率。功率源2411可以僅供應高頻暫態電流。
不管類型如何，功率源2410與2411通常提供與負載裝置2412的所需電壓不同的電壓。所提供電壓可較負載裝置2412的所需電壓更高或更低。爲了匹配源電壓與負載電壓，功率供應系統2400包括主開關轉換器2416與輔助開關轉換器2418。
主開關轉換器2416與輔助開關轉換器2418經配置以將各自的輸入電壓改變成用於負載裝置2412的適當電壓。如上所述，負載裝置2412的適當電壓可以較電壓2410與2411更高或更低。在一個實施方案中，負載裝置2412的適當電壓較電功率源2410與2411之電壓更低。負載裝置2412可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。
主開關轉換器2416的輸入係耦接至功率源2410，而主開關轉換器2416的輸出係耦接至負載裝置2412。主開關轉換器2416包括第一主開關2416a、第二主開關2416b、主電感器2416c及主反相器2416d。第一主開關2416a與第二主開關2416b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一主開關2416a的汲極終端係耦接至功率源2410，而第一主開關2416a的源極終端係耦接至主節點2416e。第一主開關2416a的閘極終端係耦接至主控制訊號PWMDC 。第二主開關2416b的閘極終端係耦接至主反相器2416d，主反相器2416d經配置以將主控制訊號PWMDC 的反相供應至第二主開關2416b的閘極。第二主開關2416b的源極終端係耦接至接地。第二主開關2416b的汲極終端係耦接至主節點2416e。電感器2416c在一端耦接至主節點2416e，並在另一端耦接至負載裝置2412。
主開關轉換器2416可利用較輔助開關轉換器2418更低的開關頻率操作。因此，主開關轉換器2416可以具有對於負載裝置2412處的暫態的較慢的回應時間。輔助開關轉換器2418可利用較主開關轉換器2418更高的開關頻率操作。因此，輔助開關轉換器2418可以具有對於負載裝置2412處的暫態的較快的回應時間。由於較高的開關頻率，輔助開關轉換器2418亦可能具有較主開關轉換器2416更多的功率損耗。如上所述，輔助開關轉換器2418可以藉由較低功率源2411運行。此舉可允許輔助開關轉換器2418具有非常高的開關頻率、較低的開關損耗、較低的電壓FET、較大的工作循環及寬鬆的Ton_min。
輔助開關轉換器2418包括第一輔助開關2418a、第二輔助開關2418b、輔助電感器2418c及輔助反相器2418d。第一輔助開關2418a與第二輔助開關2418b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一輔助開關2418a的汲極終端係耦接至功率源2411，而第一輔助開關2418a的源極終端係耦接至輔助節點2418e。第一輔助開關2418a的閘極終端係耦接至輔助控制訊號PWMAC 。第二輔助開關2418b的閘極終端係耦接至輔助反相器2418d，輔助反相器2418d經配置以將輔助控制訊號PWMAC 的反相供應至第二輔助開關2418b的閘極。第二輔助開關2418b的源極終端係耦接至接地。第二輔助開關2418b的汲極終端係耦接至輔助節點2418e。電感器2418c在一端耦接至輔助節點2418e，並在另一端耦接至負載裝置2412。
控制機構2419包括反饋及補償電路2420、主控制電路2422及輔助控制電路2424。控制機構2419的配置類似於第17圖所示的電路圖1700的配置。具體而言，反饋及補償電路2420類似於反饋及補償電路1720；主控制電路2422類似於主控制電路1722；以及輔助控制電路2424類似於輔助控制電路1724。主控制電路2422包括主比較器。主比較器經配置以在其非反相終端處直接從反饋及補償電路2420接收暫態訊號ITH，並在其反相終端處從主開關轉換器2416接收所感測的主電感器電流，而產生主控制訊號PWMDC 。
輔助控制電路2424包括輔助增益緩衝器2424a、單一高通濾波器2424b、偏移電壓2424c及輔助比較器2424d。輔助緩衝器2424a在一端耦接至反饋及補償電路2420，並在另一端耦接至高通濾波器2424b。輔助緩衝器2424a經配置以隔離輔助控制電路2424與反饋及補償電路2420的阻抗。高通濾波器2424b耦接至輔助緩衝器2424a與偏移電壓2424c。高通濾波器2424b經配置以從輔助緩衝器2424a接收暫態訊號，並輸出暫態訊號的較高頻率分量。高通濾波器2424b包括電容器與電阻器。電容器在一端連接至輔助緩衝器2424a，並在另一端連接至偏移電壓2424c。電阻器在一端連接至偏移電壓2424c，並在另一端連接至接地終端。
偏移電壓2424c包括正終端與負終端。偏移電壓2424c的正終端耦接至比較器2424d的非反相終端。偏移電壓2424c的負終端耦接至高通濾波器2424b。輔助比較器2424d經配置以在其非反相終端處接收藉由偏移電壓所偏移的暫態訊號的經緩衝的較高頻率分量，以及在其反相終端處接收由輔助開關轉換器2418提供的所感測的高頻電感器電壓，而產生輔助控制訊號PWMAC ，以用於驅動輔助開關轉換器2418。
偏移電壓2424c經配置以偏移由輔助開關轉換器2418提供的高頻電流，而能夠從暫態狀態之外並在穩態期間的輔助開關轉換器2418提供實質為零的平均電流。輔助緩衝器2424a亦放大暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。因為反饋及補償電路2420可能衰減暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC ，此舉可能是必要的。
第25A圖至第25C圖圖示第24圖所示的功率供應系統2400的示例性負載暫態模擬波形。在功率供應系統2400中，功率源2411可以僅提供高頻暫態電流。因此，高頻電流可能具有由負載暫態造成的大漣波。功率源2411上的平均輸入電流可以為零。
第25A圖圖示暫態電壓訊號V[ITH] 2512與較高頻率分量V[ITHAC ] 2510。如圖所示，較高頻率分量V[ITHAC ] 2510係回應於第25C圖所示的電流負載階躍的正緣而急遽上升，隨後緩慢下降。類似地，較高頻率分量V[ITHAC ] 2510係回應於第25C圖所示的電流負載階躍的負緣而急遽下降，隨後緩慢上升。對之，暫態電壓訊號V[ITH] 2512係回應於第25C圖所示的電流負載階躍的正緣而緩慢上升，而一旦到達給定閾值，則可以停留在給定閾值，直到電流負載階躍終結。回應於第25C圖所示的電流負載階躍的負緣，暫態電壓訊號V[ITH] 2512緩慢下降，直到其達到新閾值。
第25B圖圖示在第24圖所示的功率供應系統2400中的暫態期間的低頻主電感器電流波形2514與高頻輔助電感器電流波形2516。低頻主電感器電流波形2514追蹤暫態電壓訊號V[ITH] 2512，而高頻輔助電感器電流波形2516追蹤較高頻率分量V[ITHAC ] 2510。
第25C圖圖示由第24圖所示的功率供應系統2400的負載階躍2520的輸出電壓過衝2518a與下衝2518b。如圖所示，在功率供應系統2400中的暫態狀態期間的峰值對峰值電壓漣波係為約33mv，而實質上低於僅包括主開關轉換器的功率供應系統中的暫態狀態期間的峰值對峰值電壓漣波。
在一個實施方案中，由於輔助開關轉換器在負載暫態期間僅提供高頻（或AC）電流，而其低頻（或DC）電流在暫態之外係接近0A，所以輔助開關轉換器可以不需要輸入功率源。相反地，輔助開關轉換器可以僅使用電容器作為其輸入功率源。在此實施方案中，在穩定的輸出狀態期間，功率供應系統可以從主開關轉換器輸出中借用一些能量，以對輔助開關轉換器的電容功率源充電。在負載暫態期間，功率供應系統可以使用經充電的電容器，以幫助升高暫態回應。舉例而言，在負載階躍上升期間，電流從電容器供應至輸出，以快速供應負載所需的額外電流。相反地，在負載階躍下降期間，電流從輸出供應至電容器，以對電容器充電。
第26圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統2600。功率供應系統2600類似於功率供應系統2300，除了輔助開關轉換器係由電容器CIN_AC 供電，而不是DC功率源。電容器CIN_AC 經配置以儲存用於Vout 暫態的能量。電容器CIN-AC 可以使用低成本、高電容及高ESR的電容器。電容器CIN-AC 可以從輸出終端充電。因此，電容器CIN-AC 不需要輸入功率源。
功率供應系統2600包括主功率源2610、負載裝置2612、主開關轉換器2616及輔助開關轉換器2618。主功率源2610、負載裝置2612、主開關轉換器2616分別類似於主功率源2310、負載裝置2312及主開關轉換器2216。因此，爲了簡便，不再詳細描述。
輔助開關轉換器2618可以是雙向輔助開關轉換器，經配置以在負載暫態狀態的負載階躍上升期間將高頻電流從電容器CIN-AC 提供至輸出終端。類似地，輔助開關轉換器2618可經配置以在負載階躍下降暫態狀態期間從輸出終端或在穩態狀態期間從主開關轉換器2616將電流吸收至電容器CIN-AC ，以對電容器CIN-AC 充電。為此目的，輔助開關轉換器2618經配置以支援快速Vout 暫態與慢速VIN-AC 偏壓調節。在一個具體實施方案中，當功率供應系統2600啟動時，從其輸出借用一些能量，以對電容器CIN-AC 充電，並在暫態期間使用經充電的電容器CIN-AC ，以幫助加速暫態回應。
第27圖圖示用於第26圖所示的功率供應系統2600的示例性電路圖2700。電路圖2700包括三個補償迴路。三個補償迴路包括主供應器VOUT 控制補償迴路2720、輔助供應器VOUT 控制補償迴路及低頻輔助供應器輸入VINAC 調節補償迴路。主供應器VOUT 控制補償迴路經配置以將主控制訊號PWMDC 提供至主開關轉換器，以回應輸出暫態狀態。主控制訊號PWMDC 可以依據暫態訊號ITH的較低頻率分量ITHDC 。可替代地，主控制訊號PWMDC 可以依據包括較低頻率分量ITHDC 與較高頻率分量ITHAC 二者的暫態訊號ITH；然而，較高頻率分量ITHAC 可以利用迴路補償設計而衰減。
輔助供應器VOUT 控制補償迴路經配置以將輔助控制訊號PWMAC 提供至輔助開關轉換器，以回應輸出暫態狀態。輔助控制訊號PWMAC 可以依據暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。低頻輔助供應器輸入VINAC 補償迴路經配置以利用緩慢的補償與調節，以調節輔助供應器的輸入電容器電壓VIN_AC 。
功率供應系統2700包括功率源2710與2711、主開關轉換器2716、輔助開關轉換器2718、負載裝置2712及控制機構2719。功率源2710與2711經配置以輸出某一標準電壓。功率源2710可為電插座。世界上的大部分單相交流電插座係以210-240V或以100-120V供應功率。可替代地，功率源2710可包括其他類型的功率源，例如電池、太陽能光伏電池、交流發電機或前端功率供應器的直流輸出電壓。功率源2711可為電容器。功率源2711可以利用低於功率源2710的電壓供應功率。功率源2711可以僅供應高頻暫態電流。
不管類型如何，功率源2710與2711通常提供與負載裝置2712的所需電壓不同的電壓。所提供電壓可較負載裝置2712的所需電壓更高或更低。爲了匹配源電壓與負載電壓，功率供應系統2700包括主開關轉換器2716與輔助開關轉換器2718。
主開關轉換器2716與輔助開關轉換器2718經配置以將各自的輸入電壓改變成用於負載裝置2712的適當電壓。如上所述，負載裝置2712的適當電壓可以較電壓2710與2711更高或更低。在一個實施方案中，負載裝置2712的適當電壓較電功率源2710與2711之電壓更低。負載裝置2712可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。
主開關轉換器2716的輸入係耦接至功率源2710，而主開關轉換器2716的輸出係耦接至負載裝置2712。主開關轉換器2716包括第一主開關2716a、第二主開關2716b、主電感器2716c及主反相器2716d。第一主開關2716a與第二主開關2716b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一主開關2716a的汲極終端係耦接至功率源2710，而第一主開關2716a的源極終端係耦接至主節點2716e。第一主開關2716a的閘極終端經配置以從控制機構2719接收主控制訊號PWMDC 。第二主開關2716b的閘極終端係耦接至主反相器2716d，主反相器2716d經配置以將主控制訊號PWMDC 的反相供應至第二主開關2716b的閘極。第二主開關2716b的源極終端係耦接至接地。第二主開關2716b的汲極終端係耦接至主節點2716e。電感器2716c在一端耦接至主節點2716e，並在另一端耦接至負載裝置2712。
主開關轉換器2716可利用較輔助開關轉換器2718更低的開關頻率操作。因此，主開關轉換器2716可以具有對於負載裝置2712處的暫態的較慢的回應時間，而輔助開關轉換器2718可以具有對於負載裝置2712處的暫態的較快的回應時間。由於較高的開關頻率，輔助開關轉換器2718亦可能具有較主開關轉換器2716更多的功率損耗。如上所述，輔助開關轉換器2718可以藉由較低功率源2711運行。此舉可允許輔助開關轉換器2718具有非常高的開關頻率、較低的開關損耗、較低的電壓FET、較大的工作循環及寬鬆的Ton_min。
輔助開關轉換器2718包括第一輔助開關2718a、第二輔助開關2718b、輔助電感器2718c及輔助反相器2718d。第一輔助開關2718a與第二輔助開關2718b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一輔助開關2718a的汲極終端係耦接至輸入電容器CIN_AC 2711，而第一輔助開關2718a的源極終端係耦接至輔助節點2718e。第一輔助開關2718a的閘極終端經配置以從控制機構2719接收輔助控制訊號PWMAC 。第二輔助開關2718b的閘極終端係耦接至輔助反相器2718d，輔助反相器2718d經配置以將輔助控制訊號PWMAC 的反相供應至第二輔助開關2718b的閘極。第二輔助開關2718b的源極終端係耦接至接地。第二輔助開關2718b的汲極終端係耦接至輔助節點2718e。電感器2718c在一端耦接至輔助節點2718e，並在另一端耦接至負載裝置2712。
控制機構2719包括反饋及補償電路2720、主控制電路2722、輔助控制電路2724及輔助輸入VINAC 反饋及調節電路2730。反饋及補償電路2720與主控制電路2722分別類似於第24圖所圖示及描述的反饋及補償電路2420與主控制電路2422。因此，為了描述之簡潔，不再進一步描述。
輔助控制電路2724包括第一增益緩衝器2724a、單一高通濾波器2724b、第二增益緩衝器2724c及比較器2724d。第一增益緩衝器2724a在一端耦接至反饋及補償電路2720，並在另一端耦接至高通濾波器2724b。第一增益緩衝器2724a經配置以隔離輔助控制電路2724與反饋及補償電路2720的阻抗。高通濾波器2724b耦接至第一增益緩衝器2724a、第二增益緩衝器2724c及比較器2724d。高通濾波器2724b經配置以從第一增益緩衝器2724a接收暫態訊號ITH，並輸出暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。高通濾波器2724b包括電容器與電阻器。電容器在一端連接至第一增益緩衝器2724a，並在另一端連接至電阻器與比較器2724d的非反相終端。電阻器在一端連接至比較器2724d的非反相終端，並在另一端連接至第二增益緩衝器2724c。
第二增益緩衝器2724c具有輸入終端與輸出終端，並具有反相增益因子K2。第二增益緩衝器2724c的輸出終端耦接至高通濾波器2724b的電阻器的一端。高通濾波器的電阻器的另一端耦接至比較器2724d的非反相終端。第二增益緩衝器2724c的輸入終端耦接至反饋及調節電路2730的輸出。
比較器2724d經配置以在其非反相終端處接收暫態訊號ITH的經緩衝的較高頻率分量ITHAC ，以及在其反相終端處接收由輔助開關轉換器2718提供的所感測的高頻電感器電壓，而產生輔助控制訊號PWMAC ，以用於驅動輔助開關轉換器2718。
輔助輸入VINAC 反饋及調節電路2730在一端連接至功率源2711，並在另一端連接至用於驅動輔助開關轉換器2718的輔助控制電路2724。輔助輸入VINAC 反饋及調節電路2730包括反饋電壓感測電路2732、誤差放大器2734及補償電路2736。
反饋電壓感測電路2732經配置以透過電阻器R1與R2的網路以感測電容器2711的VINAC 電壓。電阻器R1與R2的網路形成電阻分壓器，並縮放電容器2711的電壓，而使電容器2711的電壓與Vref2 成比例。電阻器R1在一端耦接至電容器2711，並在另一端耦接至誤差放大器2734的反相終端與電阻器R2。電阻器R2在一端耦接至誤差放大器2734的反相終端與電阻器R1，並在另一端耦接至接地終端。
反饋電壓感測電路2732將反饋電壓Vfb 輸出至誤差放大器2734的反相終端。誤差放大器2734可爲電流輸出類型跨導放大器或者電壓輸出類型放大器中之任一者。誤差放大器2734監測在反相終端與電容器2711的電壓成比例的反饋電壓Vfb ，以及非反相輸入的參考電壓Vref2 。誤差放大器2734的反相終端的反饋電壓Vfb 應該大約等於誤差放大器2734的非反相終端的參考電壓Vref2 。當此二個電壓並未相等時，誤差放大器2734可在輸出處提供控制訊號。誤差放大器2734之輸出電壓可對應於電容器2711的實際輸入電壓與所期望輸入電壓之間的差異。
補償電路2736包括電容器C1與C2以及電阻器R3，以提供用於反饋迴路的頻率補償。電容器C1在一端連接至放大器2734的輸出，並在另一端連接至接地終端。電阻器R3在一端連接至誤差放大器2734的輸出，並在另一端連接至電容器C2。電容器C2在一端連接至電阻器R3，並在另一端連接至接地終端。
將反饋及調節電路2730的輸出提供至輔助控制電路2724。輔助控制電路2724經配置以控制輔助開關轉換器2718，以依據反饋及調節電路2718的輸出對電容器2711充電。在穩態模式中，若電容器2711上的VINAC 電壓低於調節位準，則誤差放大器2734升高其輸出電壓，而因此透過第二增益緩衝器2724c降低比較器2724d的非反相終端上的電壓。因此，輔助電感器2718c提供負電流，以從VOUT 對電容器2711充電，並將VINAC 電壓上升回到調節位準。另一方面，若電容器2711上的VINAC 電壓高於調節位準，則誤差放大器2734降低其輸出電壓，而因此透過第二增益緩衝器2724c升高比較器2724d的非反相終端上的電壓。因此，輔助電感器2718c將電流從電容器2711提供至VOUT ，以將VINAC 電壓放電回到調節位準。
第28A圖至第28D圖圖示第27圖所示的電路圖2700的模擬波形。第28A圖圖示輔助開關轉換器2718的輸入電容器電壓。如圖所示，在負載階躍上升暫態期間，將經充電的電容器放電，而因此輸入電壓VIN_AC 首先減少，隨後緩慢上升回到其調節位準。相反地，在負載階躍下降暫態期間，將電容器充電，而因此輸入電壓VIN_AC 首先升高，隨後緩慢下降回到其調節位準。
第28B圖圖示由高通濾波器2724b輸出的暫態電壓訊號V[ITH]的較高頻率分量V[ITH_AC]以及由反饋及補償電路2720回應於所偵測的暫態而輸出的暫態電壓訊號V[ITH]。暫態電壓訊號V[ITH]可以包括較高頻率分量V[ITH_AC]與較低頻率分量V[ITH_DC]；然而，可藉由補償電路的部件的適當選擇以衰減較高頻率分量V[ITH_AC]。
如圖所示，較高頻率分量V[ITH_AC]係回應於第28D圖所示的電流負載階躍的正緣而急遽上升，並緩慢下降。類似地，較高頻率分量V[ITH_AC]係回應於第28D圖所示的電流負載階躍的負緣而急遽下降，並緩慢上升。對之，暫態電壓訊號V[ITH]係回應於第28D圖所示的電流負載階躍的正緣而緩慢上升，而一旦到達給定閾值，則可以停留在給定閾值，直到電流負載階躍終結。回應於第28D圖所示的電流負載階躍的負緣，暫態訊號V[ITH]緩慢下降，直到其達到新閾值。
第28C圖類似地圖示隨著輸入電容器電壓降低而輔助供應器暫態電感器電流I[Lac]升高，以及隨著輸入電容器電壓升高而輔助供應器暫態電感器電流I[Lac]降低。類似地，如圖所示，隨著輸入電容器電壓降低，主供應器暫態電感器電流I[Ldc]升高，以及隨著輸入電容器電壓升高，主供應器暫態電感器電流I[Ldc]降低。主供應器暫態電感器電流I[Ldc]追蹤暫態電壓訊號V[ITH]，而輔助供應器暫態電流I[Lac]追蹤暫態訊號V[ITH]的較高頻率分量V[ITH_AC]。
第28D圖圖示由第27圖所示的功率供應系統2700的負載階躍I[Loadstep]的輸出電壓過衝2818a與下衝2818b。如圖所示，在負載階躍上升期間，因為從輸出電容器供應電流，以補償負載階躍上升所需的額外電流，所以輸出電壓V[vout]下降。在負載階躍下降期間，因為將電流供應至輸出電容器，以補償負載階躍下降所需的降低電流，所以輸出電壓V[vout]升高。
第29圖圖示第26圖所示的功率供應系統的另一示例性電路圖2900，其中輔助開關轉換器的功率源包括電容器。電路圖2900類似於電路圖2700，其中輔助開關轉換器係藉由輸入電容器供電。電路圖2900與電路圖2700的不同之處在於具有用於主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨的補償，而沒有任何互連。具體而言，類似於第11圖所示的電路圖1100，電路圖2900具有輔助控制電路，輔助控制電路具有獨立於主控制電路的反饋及補償電路。
電路圖2900包括功率源2910與2911、主開關轉換器2916、輔助開關轉換器2918、負載裝置2912、主控制迴路2919、輔助控制電路2921及輔助輸入電壓源控制迴路2930。功率源2910與2911經配置以輸出某一標準電壓。功率源2910可為電插座。世界上的大部分單相交流電插座係以210-240V或以100-120V供應功率。可替代地，功率源2910可包括其他類型的功率源，例如電池、太陽能光伏電池、交流發電機或前端功率供應器的直流輸出電壓。功率源2911可為電容器。電容器可以利用低於功率源2910的電壓供應功率。電容器可以僅供應高頻AC暫態電流。
不管類型如何，功率源2910與2911通常提供與負載裝置2912的所需電壓不同的電壓。所提供電壓可較負載裝置2912的所需電壓更高或更低。爲了匹配源電壓與負載電壓，功率供應系統2900包括主開關轉換器2916與輔助開關轉換器2918。
主開關轉換器2916與輔助開關轉換器2918經配置以將各自的輸入電壓改變成用於負載裝置2912的適當電壓。如上所述，負載裝置2912的適當電壓可以較電壓2910與2911更高或更低。在一個實施方案中，負載裝置2912的適當電壓較電功率源2910與2911之電壓更低。負載裝置2912可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。
主開關轉換器2916的輸入係耦接至功率源2910，而主開關轉換器2916的輸出係耦接至負載裝置2912。主開關轉換器2916包括第一主開關2916a、第二主開關2916b、主電感器2916c及主反相器2916d。第一主開關2916a與第二主開關2916b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一主開關2916a的汲極終端係耦接至功率源2910，而第一主開關2916a的源極終端係耦接至主節點2916e。第一主開關2916a的閘極終端係耦接至主控制迴路2919，並經配置以接收主控制訊號PWMDC 。第二主開關2916b的閘極終端係耦接至主反相器2916d，主反相器2916d經配置以將主控制訊號PWMDC 的反相供應至第二主開關2916b的閘極。第二主開關2916b的源極終端係耦接至接地。第二主開關2916b的汲極終端係耦接至主節點2916e。主電感器2916c在一端耦接至主節點2916e，並在另一端耦接至負載裝置2912。
主開關轉換器2916可利用較輔助開關轉換器2918更低的開關頻率操作。因此，主開關轉換器2916可以具有對於負載裝置2912處的暫態較輔助開關轉換器2918更慢的回應時間。由於較高的開關頻率，輔助開關轉換器2918亦可能具有較主開關轉換器2916更多的功率損耗。如上所述，輔助開關轉換器2918可以藉由較低功率源2911運行。此舉可允許輔助開關轉換器2918具有非常高的開關頻率、較低的開關損耗、較低的電壓FET、較大的工作循環及寬鬆的Ton_min。
輔助開關轉換器2918包括第一輔助開關2918a、第二輔助開關2918b、輔助電感器2918c及輔助反相器2918d。第一輔助開關2918a與第二輔助開關2918b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一輔助開關2918a的汲極終端係耦接至功率源2911，而第一輔助開關2918a的源極終端係耦接至輔助節點2918e。第一輔助開關2918a的閘極終端係耦接至輔助控制迴路2921，並經配置以接收輔助控制訊號PWMAC 。第二輔助開關2918b的閘極終端係耦接至輔助反相器2918d，輔助反相器2918d經配置以將輔助控制訊號PWMAC 的反相供應至第二輔助開關2918b的閘極。第二輔助開關2918b的源極終端係耦接至接地。第二輔助開關2918b的汲極終端係耦接至輔助節點2918e。輔助電感器2918c在一端耦接至輔助節點2918e，並在另一端耦接至負載裝置2912。
主控制迴路2919在一端耦接至輸出終端，並在另一端耦接至第一主開關2916a與主反相器2916d。主控制迴路2919包括主反饋及補償電路與主控制電路（未圖示）。主反饋及補償電路係類似於第27圖所示的反饋及補償電路2720。類似地，主控制電路係類似於第27圖所示的主控制電路2722。因此，爲了簡潔，不再進一步描述。主控制迴路2919可經配置以提供主控制訊號PWMDC ，以用於回應於暫態狀態而控制主開關轉換器2916。
輔助控制迴路2921在一端耦接至輸出終端，並在另一端耦接至第一輔助開關2918a與輔助反相器2918d。輔助控制迴路2921包括反饋及補償電路2920與輔助控制電路2924。反饋及補償電路2920在一端耦接至輸出終端，並在另一端耦接至輔助控制電路2924。如圖所示，與反饋及補償電路2720不同，反饋及補償電路2920僅耦接至輔助控制電路2924，而不耦接至主控制電路。反饋及補償電路2920包括暫態偵測電路2922、放大器2923及補償電路2925。暫態偵測電路2922包括電阻器2922a與電容器2922b。電阻器2922a在一端耦接至放大器2923的輸出終端與反相終端，並在另一端耦接至電容器2922b。電容器2922b在一端耦接至電阻器2922a與放大器2923的非反相終端，並在另一端耦接至接地終端。
電阻器2922a與電容器2922b形成低通濾波器，並將平均Vout 電壓作為參考電壓提供至誤差放大器2923的正輸入終端。放大器2923監測相對於電容器2922b的平均輸出電壓的輸出電壓。當存在暫態事件且此二個電壓並未相等時，放大器2923可在其輸出處提供控制訊號。放大器2923之輸出電壓可對應於實際輸出電壓與所期望的平均輸出之間的差異。
補償電路2925包括電容器2925a與2925b以及電阻器2925c，以提供用於反饋迴路的頻率補償。電容器2925a在一端連接至放大器2923的輸出，並在另一端連接至接地終端。電阻器2925c在一端連接至放大器2923的輸出，並在另一端連接至電容器2925b。電容器2925b在一端連接至電阻器2925c，並在另一端連接至接地終端。
將反饋及補償電路2925的輸出提供至輔助控制電路2924。輔助控制電路2924經配置以控制輔助開關轉換器2918。輔助控制電路2924類似於輔助控制電路2724。為此目的，輔助控制電路2924包括第一增益緩衝器2924a、高通濾波器2924b、第二增益緩衝器2924c及輔助比較器2924d。
第一增益緩衝器2924a在一端耦接至反饋及補償電路2920，並在另一端耦接至高通濾波器2924b。第一增益緩衝器2924a經配置以隔離輔助控制電路2924與反饋及補償電路2920的阻抗。高通濾波器2924b耦接至第一增益緩衝器2924a、第二增益緩衝器2924c及輔助比較器2924d。高通濾波器2924b經配置以從第一增益緩衝器2924a接收暫態訊號ITH，並輸出暫態訊號ITH的較高頻率分量ITHAC 。高通濾波器2924b包括電容器與電阻器。電容器在一端連接至第一增益緩衝器2924a，並在另一端連接至電阻器與輔助比較器2924d的非反相終端。電阻器在一端連接至比較器2924d的非反相終端，並在另一端連接至第二增益緩衝器2924c。
第二增益緩衝器2924c具有輸入終端與輸出終端，並具有反相增益因子K2。第二增益緩衝器2924c的輸出終端耦接至高通濾波器2924b的電阻器的一端。高通濾波器的電阻器的另一端耦接至輔助比較器2924d的非反相終端。第二增益緩衝器2924c的輸入終端耦接至輔助輸入電壓源控制迴路2930的輸出。
輔助比較器2924d經配置以在其非反相終端處接收暫態訊號ITH的經緩衝的較高頻率分量ITHAC ，以及在其反相終端處接收由輔助開關轉換器2918提供的所感測的高頻電感器電壓，而產生輔助控制訊號PWMAC ，以用於驅動輔助開關轉換器2918。
輔助輸入電壓源控制迴路2930在一端連接至功率源2911，並在另一端連接至用於驅動輔助開關轉換器2918的輔助控制電路2924。輔助輸入電壓源控制迴路2930包括反饋電壓感測電路2932、誤差放大器2934及補償電路2936。反饋電壓感測電路2932經配置以透過電阻器2932a與2932b的網路以感測電容器2911的電壓。電阻器2932a與2932b的網路形成電阻分壓器，並縮放電容器2911的電壓，而使電容器2911的電壓與Vref 成比例。電阻器2932a在一端耦接至電容器2911，並在另一端耦接至誤差放大器2934的反相終端與電阻器2932b。電阻器2932b在一端耦接至誤差放大器2934的反相終端與電阻器2932a，並在另一端耦接至接地終端。
反饋電壓感測電路2932將反饋電壓Vfb 輸出至誤差放大器2934的反相終端。誤差放大器2934可爲電流輸出類型跨導放大器或者電壓輸出類型放大器中之任一者。誤差放大器2934監測在反相輸入與電容器2911的電壓成比例的反饋電壓Vfb ，以及非反相輸入的參考電壓Vref 。跨越電阻器2932b的反饋電壓應該大約等於參考電壓Vref 。當此二個電壓實質上彼此不相等時，放大器2934可以在其輸出處提供控制訊號。放大器2934之輸出電壓可對應於實際輸入電壓與所期望的輸入電壓之間的差異。
補償電路2936包括電容器2936a與2936b以及電阻器2936c，以提供用於反饋迴路的頻率補償。電容器2936a在一端連接至放大器2934的輸出，並在另一端連接至接地終端。電阻器2936c在一端連接至放大器2934的輸出，並在另一端連接至電容器2936b。電容器2936b在一端連接至電阻器2936c，並在另一端連接至接地終端。
將輔助輸入電壓源控制迴路2930的輸出提供至輔助控制電路2924。輔助控制電路2924經配置以控制輔助開關轉換器2918，以依據輔助輸入電壓源控制迴路2930的輸出對電容器2911充電或放電。在穩態模式中，若電容器2911上的VINAC 電壓低於調節位準，則誤差放大器2934升高其輸出電壓，而因此透過第二增益緩衝器2924c降低輔助比較器2924d的非反相終端上的電壓。因此，輔助電感器2918c提供負電流，以從VOUT 對電容器2911充電，並將VINAC 電壓上升回到調節位準。另一方面，若電容器2911上的VINAC 電壓高於調節位準，則誤差放大器2934降低其輸出電壓，而因此透過第二增益緩衝器2924c升高輔助比較器2924d的非反相終端上的電壓。因此，輔助電感器2918c將電流從電容器2911提供至VOUT ，以將VINAC 電壓放電回到調節位準。
第30A圖至第30E圖圖示第29圖所示的電路圖2900的模擬波形。第30A圖圖示輔助開關轉換器的輸入電容器電壓。如圖所示，在負載階躍上升暫態期間，將經充電的輸入電容器放電，而因此輸入電壓VIN_AC 減少。隨後輸入電壓VIN_AC 緩慢上升回到其調節位準。對之，在負載階躍下降暫態期間，對輸入電容器充電，而因此輸入電壓VIN_AC 升高。隨後輸入電壓VIN_AC 緩慢下降回到其調節位準。
第30B圖圖示輸出電壓VOUT 與跨越電容器2922b的平均電壓VREF2 的比較。如圖所示，在負載階躍上升期間，VOUT 下降至低於電容器2922b的經濾波電壓，而在負載階躍下降期間，VOUT 超過電容器2922b的經濾波電壓。
第30C圖圖示由高通濾波器2924b輸出的暫態電壓訊號V[ITH]的較高頻率分量V[ITH_AC]以及由主控制迴路2919內部的反饋及補償電路回應於所偵測的暫態而輸出的暫態訊號V[ITH]。暫態訊號V[ITH]可以包括較高頻率分量V[ITH_AC]與較低頻率分量V[ITH_DC]；然而，可藉由補償電路的部件的適當選擇以衰減較高頻率分量V[ITH_AC]。
如圖所示，較高頻率分量V[ITH_AC]係回應於第30E圖所示的電流負載階躍的正緣而急遽上升，並緩慢下降。類似地，較高頻率分量V[ITH_AC]係回應於第30E圖所示的電流負載階躍的負緣而急遽下降，並緩慢上升。對之，暫態訊號V[ITH]係回應於第30E圖所示的電流負載階躍的正緣而緩慢上升，而一旦到達給定閾值，則可以停留在給定閾值，直到電流負載階躍終結。回應於第30E圖所示的電流負載階躍的負緣，暫態訊號V[ITH]緩慢下降，直到其達到新閾值。
第30D圖圖示隨著輸入電容器電壓降低而輔助開關轉換器暫態電感器電流I[Lac]升高，以及隨著輸入電容器電壓升高而輔助開關轉換器暫態電感器電流I[Lac]降低。類似地，如圖所示，隨著輸入電容器電壓降低，主開關轉換器暫態電感器電流I[Ldc]升高，以及隨著輸入電容器電壓升高，主開關轉換器暫態電感器電流I[Ldc]降低。主開關轉換器暫態電感器電流I[Ldc]追蹤暫態訊號V[ITH]，而輔助開關轉換器暫態電流I[Lac]追蹤暫態訊號V[ITH]的較高頻率分量V[ITH_AC]。
第30E圖圖示由第29圖所示的功率供應系統2900的負載階躍I[Loadstep]的輸出電壓過衝與下衝。如圖所示，在負載階躍上升期間，因為從輸出電容器供應電流，以補償負載階躍上升所需的額外電流，所以輸出電壓V[vout]下降。在負載階躍下降期間，因為將電流供應至輸出電容器，以從輸出吸收電流，所以輸出電壓V[vout]升高。
第31圖圖示另一示例性功率供應系統3100，其中輔助開關轉換器移動至負載裝置的相同封裝內，以快速回應負載暫態狀態。功率供應系統3100包括功率源3110、主開關轉換器3114及負載裝置封裝3112。負載裝置封裝3112包括輔助開關轉換器3116、負載裝置3112a及電壓源3112b。
主開關轉換器3114在一端耦接至功率源3110，並在另一端耦接至負載裝置封裝3112。主開關轉換器3114經配置以將功率源3110之電壓轉換成相容於負載裝置3112a的電壓。
功率源3110經配置以輸出某一標準電壓。功率源3110可為電插座。世界上的大部分單相交流電插座係以210-240V或以100-120V供應功率。可替代地，功率源3110可包括其他類型的功率源，例如電池、太陽能光伏電池、交流發電機或前端功率供應器的直流輸出電壓。不管類型如何，功率源3110通常提供與負載裝置3112a的所需電壓不同的電壓。所提供電壓可較負載裝置3112a的所需電壓更高或更低。爲了匹配源電壓與負載電壓，功率供應系統3100包括主開關轉換器3114與輔助開關轉換器3116。
主開關轉換器3114與輔助開關轉換器3116經配置以將各自的輸入電壓改變成用於負載裝置3112a的適當電壓。負載裝置3112a的適當電壓可以高於或低於主開關轉換器3114與輔助開關轉換器3116的輸入電壓。在一個實施方案中，負載裝置3112a的適當電壓低於用於主開關轉換器3114與輔助開關轉換器3116的電功率源的電壓。負載裝置3112a可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。
儘管未圖示，但主開關轉換器3114包括類似於第29圖所示的主開關轉換器2916的主開關。此外，主開關轉換器3114包括類似於第29圖所示的主控制迴路2919的主控制迴路。
輔助開關轉換器3116係為負載裝置封裝3112的一部分。輔助開關轉換器3116在一端耦接至暫態負載裝置3112a，並在另一端耦接至功率源3112b。功率源3112b包括電容功率源。功率源3112b可以利用低於功率源3110的電壓供應功率。功率源3112b可以僅供應高頻暫態電流。
儘管未圖示，但輔助開關轉換器3116包括類似於第29圖所示的輔助開關轉換器2918的輔助開關。輔助開關轉換器3116亦可包括輔助控制迴路與輔助輸入電壓源控制迴路。輔助控制迴路與輔助輸入電壓源控制迴路分別類似於第29圖所示的輔助控制迴路2921與輔助輸入電壓源控制迴路2930。因此，爲了簡潔，不再進一步描述。
第32A圖圖示另一示例性功率供應系統3200，其中輔助開關轉換器的輸出係連接至主開關轉換器的輸入，而不是連接至負載裝置，以在主功率源暫時斷開時提供保持時間。功率供應系統3200可以用於快速保持時間回應電路或輸入電壓暫態吸收器電路。舉例而言，在運行於AC線路的電腦系統中，若AC線路故障，則可能需要20毫秒的功率以保持系統活動，以在主功率源無法取得時保存進行中的工作。此能量可以儲存在輔助開關轉換器的輸入電容器上，而從輔助功率源提供。
如圖所示，功率供應系統3200包括功率源3210與3211、主開關轉換器3214、輔助開關轉換器3216及負載裝置3212。主開關轉換器3214在一端耦接至功率源3210，並在另一端耦接至負載裝置3212。主開關轉換器3214經配置以將功率源3210之電壓轉換成相容於負載裝置3212的電壓。輔助開關轉換器3216在一端耦接至功率源3211，並在另一端耦接至主開關轉換器3214與功率源3210。
功率源3210經配置以輸出某一標準電壓。功率源3210可為電插座。可替代地，功率源3210可包括其他類型的功率源，例如電池、太陽能光伏電池、交流發電機或前端功率供應器的直流輸出電壓。不管類型如何，功率源3210通常提供與負載裝置3212的所需電壓不同的電壓。所提供電壓可較負載裝置3212的所需電壓更高或更低。功率源3211可以是能量儲存電容器。功率源3211可以僅供應高頻暫態電流，以維持輸入電壓VIN_DC 。
主開關轉換器3214經配置以將輸入電壓改變成用於負載裝置3212的適當電壓。負載裝置3212可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。參照第33圖而更詳細地描述主開關轉換器3214與輔助開關轉換器3216的配置。
第32B圖至第32E圖圖示第32A圖所示的功率供應系統3200回應於主供應器的輸入電壓源暫時斷開的波形。第32B圖圖示回應於功率源3210的故障的電容器3211的電壓。如圖所示，電容器3211的電壓回應於電流負載階躍而減少，以將額外電流提供至主供應器3214的輸入。
第32C圖圖示回應於功率源3210的故障而供應至負載裝置的主供應器電感器電流I[Ldc]以及輔助供應器電感器電流I[Lac]。第32D圖圖示直接連接至功率源3210的電容器的電壓以及回應於功率源3210的故障的電容器3211的電壓。第32E圖圖示功率供應系統的輸出電壓。如圖所示，輸出電壓並不回應於功率源3210的暫時故障而改變。
第33圖圖示用於第32圖所示的功率供應系統3200的示例性電路圖3300。電路圖3300包括功率源3310與3311、主開關轉換器3316、輔助開關轉換器3318、負載裝置3312、主控制迴路3319、輔助控制迴路3321及輔助輸入電壓源控制迴路3330。功率源3310與3311係參照第32圖而描述，且為了簡潔而不再進一步描述。
主開關轉換器3316與輔助開關轉換器3318經配置以將各自的輸入電壓改變成用於負載裝置3312的適當電壓。負載裝置3312可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。
主開關轉換器3316的輸入係透過電感器3315耦接至功率源3310，而主開關轉換器3316的輸出係耦接至負載裝置3312。電感器3315可以是外部輸入濾波電感器、功率源3310輸出的寄生電感器或功率纜線的寄生電感器。
主開關轉換器3316包括第一主開關3316a、第二主開關3316b、主電感器3316c及主反相器3316d。第一主開關3316a與第二主開關3316b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一主開關3316a的汲極終端係透過電感器3315耦接至功率源3310，而第一主開關3316a的源極終端係耦接至主節點3316e。第一主開關3316a的閘極終端係耦接至主控制迴路3319，並經配置以接收主控制訊號PWMDC 。第二主開關3316b的閘極終端係耦接至主反相器3316d，主反相器3316d經配置以將主控制訊號PWMDC 的反相供應至第二主開關3316b的閘極。主控制訊號PWMDC 係從主控制迴路3319產生。第二主開關3316b的源極終端係耦接至接地。第二主開關3316b的汲極終端係耦接至主節點3316e。主電感器3316c在一端耦接至主節點3316e，並在另一端耦接至負載裝置3312。主開關轉換器3316可利用較輔助開關轉換器3318更低的開關頻率操作。
輔助開關轉換器3318在一端透過電感器3315耦接至主轉換器輸入電容器3317與功率源3310，並在另一端耦接至功率源3311。輔助開關轉換器3318包括第一輔助開關3318a、第二輔助開關3318b、輔助電感器3318c及輔助反相器3318d。第一輔助開關3318a與第二輔助開關3318b包括MOSFET。在一個具體實例中，如圖所示，MOSFET係為N通道MOSFET。第一輔助開關3318a的汲極終端係耦接至功率源3311，而第一輔助開關3318a的源極終端係耦接至輔助節點3318e。第一輔助開關3318a的閘極終端係耦接至輔助控制迴路3321，並經配置以接收輔助控制訊號PWMAC 。第二輔助開關3318b的閘極終端係耦接至輔助反相器3318d，輔助反相器3318d經配置以將輔助控制訊號PWMAC 的反相供應至第二輔助開關3318b的閘極。輔助控制訊號PWMAC 係從輔助控制迴路3321產生。第二輔助開關3318b的源極終端係耦接至接地。第二輔助開關3318b的汲極終端係耦接至輔助節點3318e。輔助電感器3318c在第一端耦接至輔助節點3318e，並在第二端透過電感器3315耦接至主轉換器輸入電容器3317與功率源3310。輔助電感器3318c的第二端亦連接至第一主開關3316a的汲極。
主控制迴路3319包括主反饋及補償電路與主比較器。主反饋及補償電路係類似於第27圖所示的反饋及補償電路2720。類似地，主比較器係類似於第27圖所示的主比較器2722。因此，為了簡潔，不再詳細描述主反饋及補償電路與主比較器電路。主控制迴路3319可經配置以提供主控制訊號PWMDC ，以用於回應於暫態狀態而控制主開關轉換器3316。
輔助控制迴路3321包括反饋及補償電路3320與輔助控制電路3324。反饋及補償電路3320在一端透過電感器3315耦接至主轉換器輸入電容器3317與輸入功率源3310，並在另一端耦接至輔助控制電路3324。反饋及補償電路3320包括暫態偵測電路3322、誤差放大器3323及補償電路3325。暫態偵測電路3322包括電阻器3322a-3322d。電阻器3322a與3322b形成第一電阻分壓器，以提供主轉換器輸入電容器3317的反饋電壓。電阻器3322c與3322d形成具有與第一電阻分壓器相同的分壓比率的第二電阻分壓器。存在平行於電阻器3322d的額外電容器3322e。電阻器3322c、3322d與電容器3322e形成低通濾波器，而使得電容器3322e上的電壓係為主轉換器輸入電容器3317的低頻平均反饋電壓。
電阻器3322a在一端透過電感器3315耦接至主轉換器輸入電容器3317與輸入功率源3310，並在另一端耦接至電阻器3322b與誤差放大器3323的反相終端。電阻器3322b在一端耦接至電阻器3322a與誤差放大器3323的反相終端，並在另一端耦接至接地終端。電阻器3322c在一端透過電感器3315耦接至主轉換器輸入電容器3317與輸入功率源3310，並在另一端耦接至電阻器3322d與誤差放大器3323的非反相終端。電阻器3322d在一端耦接至電阻器3322c與誤差放大器3323的非反相終端，並在另一端耦接至接地終端。電容器3322e在一端耦接至誤差放大器3323的非反相終端，並在另一端耦接至接地。
誤差放大器3323監測相對於電容器3322e的經濾波的平均反饋輸入電壓的功率源3310的反饋輸入電壓。當存在暫態狀態（例如輸入功率源故障）時，此二個電壓實質上彼此並不相等，且誤差放大器3323可在其輸出處提供控制訊號。誤差放大器3323之控制訊號可對應於實際輸入電壓與所期望的輸入電壓之間的差異。
補償電路3325包括電容器3325a與3325b以及電阻器3325c，以提供用於反饋迴路的頻率補償。電容器3325a在一端連接至誤差放大器3323的輸出，並在另一端連接至接地終端。電阻器3325c在一端連接至誤差放大器3323的輸出，並在另一端連接至電容器3325b。電容器3325b在一端連接至電阻器3325c，並在另一端連接至接地終端。
將反饋及調節電路3325的輸出提供至輔助控制電路3324。輔助控制電路3324經配置以產生輔助控制訊號PWMAC ，以用於控制輔助開關轉換器3318。輔助控制電路3324類似於第29圖所示的輔助控制電路2924。因此，爲了敘述之簡潔，不再詳細描述。依據輔助控制訊號PWMAC ，輔助開關轉換器3318向主轉換器輸入電容器3317提供或吸收電流。舉例而言，當功率源3310中存在暫時故障時，輔助控制訊號PWMAC 可以將第一輔助開關3318a調成ON，並可將第二輔助開關3318b調成OFF。因此，功率源3311透過輔助導體3318耦接至主轉換器輸入電容器3317，而高頻電流係供應至主轉換器輸入電容器3317，以將輸入電壓VIN_DC 維持於調節位準。以此方式，功率供應系統3300的輸出電壓可以不回應於功率源3310的暫時故障而改變。可以回應於將額外電流提供至主轉換器輸入電容器3317而減少功率源3311的電壓。
輔助輸入電壓源控制迴路3330監測功率源3311的電壓。輔助輸入電壓源控制迴路3330在一端連接至功率源3311，並在另一端連接至用於驅動輔助開關轉換器3318的輔助控制電路3324。輔助輸入電壓源控制迴路3330類似於輔助輸入電壓源控制迴路2930。因此，爲了敘述之簡潔，不再詳細描述。在功率源3311下降至低於參考電壓Vref 的情況下，控制迴路3330的誤差放大器升高其輸出電壓，而因此透過第二增益緩衝器降低輔助控制電路3324的比較器的非反相終端上的電壓。因此，輔助電感器3318c提供負電流，以從輸入源3310對電容器3311充電，並將VAC 電壓上升回到調節位準。另一方面，若電容器3311上的VAC 電壓高於調節位準，則控制迴路3330的誤差放大器降低其輸出電壓，而因此透過第二增益緩衝器升高輔助控制電路3324的比較器的非反相終端上的電壓。因此，輔助電感器2918c將電流從電容器3311提供至主轉換器輸入電容器3317，以將VAC 電壓放電回到調節位準。
第34A圖示具有在負載暫態期間的大輸入電壓漣波的習知供應器的模擬波形。第34B圖圖示第33圖所示的功率供應系統的模擬波形，第33圖所示的功率供應系統經配置以在負載暫態期間減少輸入電壓漣波。具體而言，第34A-1圖圖示回應於電流負載階躍的習知功率供應系統的電感器電流。第34A-2圖圖示回應於電流負載階躍的習知功率供應系統的輸入電壓漣波。第34A-3圖圖示回應於電流負載階躍而產生漣波的輸出電壓。第34B-1圖圖示回應於電流負載階躍的第33圖所示的主開關轉換器3316的電感器3316c的電流。第34B-1圖亦圖示回應於電流負載階躍的第33圖所示的輔助開關轉換器3318的電感器3318c的電流。第34B-2圖圖示回應於電流負載階躍的功率源3310的減少的輸入電壓漣波。第34B-3圖圖示回應於電流負載階躍的功率供應系統3300的輸出電壓漣波。
第35圖圖示可藉由負載裝置或應用系統預測電流或電壓暫態的功率供應系統3500。若負載暫態為可預測，則可以讓快速供應器（例如，輔助供應器）成為受控制的AC電流源。若負載電流階躍在暫態事件之前為已知，則AC控制訊號係為負載階躍的高頻部分。
功率供應系統3500包括輸入功率源3510、主供應器3514、輔助供應器3516、負載裝置3512及轉換器3518。功率源3510經配置以輸出某一標準電壓。功率源3510可為電插座。世界上的大部分單相交流電插座係以210-240V或以100-120V供應功率。可替代地，功率源3510可包括其他類型的功率源，例如電池、太陽能光伏電池、交流發電機或前端功率供應器的直流輸出電壓。不管類型如何，功率源3510通常提供與負載裝置3512的所需電壓不同的電壓。所提供電壓可較負載裝置3512的所需電壓更高或更低。爲了匹配源電壓與負載電壓，功率供應系統3500包括主供應器3514與輔助供應器3516。
主供應器3514與輔助供應器3516經配置以將各自的輸入電壓改變成用於負載裝置3512的適當電壓。負載裝置3512的適當電壓可以高於或低於主供應器3514與輔助供應器3516的輸入電壓。在一個實施方案中，負載裝置3512的適當電壓低於用於主供應器3514與輔助供應器3516的電功率源的電壓。負載裝置3512可包括電阻負載、磁性負載、電容負載、加熱器或現代電子裝置。
儘管未圖示，但主供應器3514包括主開關轉換器與主供應器反饋控制迴路。主供應器3514的主開關轉換器係類似於第29圖所描述的主開關轉換器2916。主供應器3514的主供應器反饋控制迴路係類似於第29圖所描述的主供應器反饋控制迴路2919。
輔助供應器3516在一端耦接至負載裝置3512，並在另一端耦接至功率源3511。功率源3511包括電容功率源。功率源3511可以利用低於功率源3510的電壓供應功率。功率源3511可以僅供應高頻暫態電流。功率源3511係透過轉換器3513耦接至功率源3510。轉換器3513可以是DC對DC轉換器，並經配置以減少輔助供應器3516的功率源3510的輸入電壓。由於輔助供應器3516較高的開關頻率，此舉係用以減少與輔助供應器3516相關聯的功率損耗。儘管未圖示，但輔助功率源3516包括輔助開關轉換器、輔助供應器反饋控制迴路及輔助輸入電壓源控制迴路。除了將額外電流控制訊號從負載裝置或應用系統注入輔助供應器以快速改變其AC輸出電流以滿足接下來的負載暫態要求，輔助開關轉換器、輔助供應器反饋控制迴路及輔助輸入電壓源控制迴路係分別與第29圖所圖示及描述的輔助開關轉換器2918、輔助控制迴路2921及輔助輸入電壓源2930相同。因此，爲了簡潔，不再進一步描述。
儘管上文已描述視爲最佳模式的實例及/或其他實例，但應理解，可在文中實行各種修改，且可在各種形式及實例中實施本文所揭示之標的，且可在眾多應用中應用教示，本文僅描述了此等教示中的一些。以下申請專利範圍意欲主張任何及所有應用、修改及變化，上述應用、修改及變化屬於本教示之真實範疇內。
除非另有陳述，否則在本說明書中所闡述且隨後申請專利範圍中所包括的所有量測、值、額定值、位置、量值、尺寸及其他規格為近似值，而非精確值。此等規格意欲具有合理範圍，此合理範圍符合規格相關的功能及符合所屬技術領域中的習知情況。
保護範疇僅受到現遵循之申請專利範圍的限制。當鑒於本說明書及下述申請歷史解讀時，該範疇意欲且應被解讀爲符合申請專利範圍中所使用語言之普通含義的寬泛性且包含所有結構及功能等效物。儘管如此，申請專利範圍皆不意欲包含未滿足專利法第101章、第102章或第103章之要求的標的，亦不應以此方式加以解讀。由此放棄主張此標的之任何非意欲包含物。
除了上文剛剛所陳述的以外，不存在已陳述或說明的意欲或應被解讀爲引發任何部件、步驟、特徵、物件、益處、優勢或等效物對公衆的貢獻，與申請專利範圍中是否敘述無關。
應理解，除了本文已另外闡述特定含義之外，本文所用術語及表達具有符合關於調查及研究之相應各別區域的此類術語及表達的普通含義。例如第一及第二等關係術語可僅用於使一個實體或動作與另一實體或動作區別，並非必需或暗示此類實體或動作之間的任何實際此種關係或次序。術語「包含（comprises/comprising）」或任何其他變型意欲覆蓋非排他性包含物，以使得包含一列元件的處理、方法、製品或設備不僅包括該等元件，而且可包括並未明確列出或對於此處理、方法、製品或設備固有的其他元件。前置有「一（a/an）」且並未進一步限制的元件並未排除包含此元件的處理、方法、製品或設備中的額外相同元件之存在。
提供本發明之摘要以允許讀者迅速確定本技術揭示之本質。提交此摘要之前提爲，摘要將並不用於解釋或限制申請專利範圍之範疇或含義。另外，在上述實施方式中，可看出在各種實例中將各種特徵集合在一起，以使本揭示連成整體。本揭示之方法並不解讀爲反映出申請專利範圍需要比每一請求項中明確敘述的更多的特徵之意圖。確切而言，如以下申請專利範圍反映的，本發明標的係少於單一所揭示實例之全部特徵。因此，以下申請專利範圍由此併入實施方式中，其中每一請求項單獨代表自身所主張之標的。
100‧‧‧功率供應系統110‧‧‧功率源112‧‧‧負載裝置114‧‧‧功率介面裝置116‧‧‧主開關轉換器118‧‧‧輔助開關轉換器200‧‧‧功率供應系統210‧‧‧功率源212‧‧‧負載裝置214‧‧‧功率介面裝置216‧‧‧主開關轉換器218‧‧‧輔助開關轉換器400‧‧‧功率供應系統410‧‧‧功率源412‧‧‧負載裝置414‧‧‧功率介面裝置416‧‧‧主開關轉換器418‧‧‧輔助開關轉換器420‧‧‧反饋及補償電路422‧‧‧主控制電路424‧‧‧輔助控制電路500‧‧‧功率供應系統510‧‧‧功率源512‧‧‧負載裝置514‧‧‧功率介面裝置516‧‧‧主開關轉換器518‧‧‧輔助開關轉換器520‧‧‧反饋及補償電路522‧‧‧主控制電路524‧‧‧輔助控制電路600‧‧‧功率供應系統610‧‧‧功率源612‧‧‧負載裝置616‧‧‧主開關轉換器616a‧‧‧第一主開關616b‧‧‧第二主開關616c‧‧‧主電感器618‧‧‧輔助開關轉換器618a‧‧‧第一輔助開關618b‧‧‧第二輔助開關618c‧‧‧輔助電感器620‧‧‧反饋及補償機構620a‧‧‧誤差放大器620b‧‧‧補償電路622‧‧‧主控制電路622a‧‧‧主緩衝器622b‧‧‧低通濾波器622c‧‧‧主比較器624‧‧‧輔助控制電路624a‧‧‧輔助緩衝器624b‧‧‧高通濾波器624c‧‧‧輔助比較器626‧‧‧主節點628‧‧‧輸出終端630‧‧‧輔助節點700‧‧‧電路圖720‧‧‧反饋及補償機構722‧‧‧主控制電路724‧‧‧輔助控制電路810‧‧‧暫態訊號ITH812‧‧‧較低頻率分量ITHDC 814‧‧‧較高頻率分量ITHAC 816‧‧‧電流負載階躍818‧‧‧輸出電壓820‧‧‧較低頻率電流822‧‧‧較高頻率電流1000‧‧‧功率供應系統1010‧‧‧誤差放大器1012‧‧‧比較器1100‧‧‧電路圖1110‧‧‧主開關轉換器控制機構1112‧‧‧主反饋電壓感測電路1114‧‧‧主誤差放大器1116‧‧‧主補償電路1118‧‧‧主控制電路1120‧‧‧輔助開關轉換器控制機構1124‧‧‧輔助誤差放大器1126‧‧‧輔助補償電路1128‧‧‧輔助控制電路1200‧‧‧電路圖1220‧‧‧反饋及補償機構1222‧‧‧主控制電路1224‧‧‧輔助控制電路1226‧‧‧共用緩衝器1310‧‧‧暫態電壓訊號ITH1312‧‧‧較低頻率分量ITHDC 1314‧‧‧較高頻率分量ITHAC 1316‧‧‧低頻調節器電感器電流波形1318‧‧‧高頻調節器電感器電流波形1320a‧‧‧輸出電壓過衝1320b‧‧‧輸出電壓下衝1322‧‧‧負載階躍1400A‧‧‧功率供應系統1400B‧‧‧功率供應系統1410‧‧‧功率源1412‧‧‧負載裝置1414‧‧‧功率介面1416‧‧‧主開關轉換器1418‧‧‧輔助開關轉換器1420‧‧‧反饋及補償電路1422‧‧‧主控制電路1424‧‧‧輔助控制電路1426‧‧‧LPF1428‧‧‧加法器電路1430‧‧‧HPF1432‧‧‧加法器電路1450‧‧‧節點1500‧‧‧電路圖1510‧‧‧功率源1512‧‧‧負載裝置1514‧‧‧功率介面裝置1516‧‧‧主開關轉換器1516a‧‧‧第一主開關1516b‧‧‧第二主開關1516c‧‧‧主電感器1518‧‧‧輔助開關轉換器1518a‧‧‧第一輔助開關1518b‧‧‧第二輔助開關1518c‧‧‧輔助電感器1520‧‧‧主節點1522‧‧‧輸出終端1524‧‧‧輔助節點1530‧‧‧反饋及補償電路1530a‧‧‧反饋感測電路1530b‧‧‧誤差放大器1530c‧‧‧補償電路1532‧‧‧主控制電路1532a‧‧‧主電阻器1532b‧‧‧主比較器1534‧‧‧輔助控制電路1536‧‧‧高通濾波器1536a‧‧‧緩衝器1536b‧‧‧低通濾波器1536c‧‧‧電阻器1536d‧‧‧電阻器1536e‧‧‧偏移電壓1536f‧‧‧電阻器1536g‧‧‧放大器1536h‧‧‧電阻器1600‧‧‧電路圖1610‧‧‧功率源1612‧‧‧負載裝置1614‧‧‧功率介面1616‧‧‧主開關轉換器1617‧‧‧主控制器1618‧‧‧輔助開關轉換器1619‧‧‧輔助控制器1620‧‧‧反饋感測電路1622‧‧‧補償電路1624‧‧‧高通濾波器1630‧‧‧主節點1632‧‧‧節點1636‧‧‧高通濾波器1636a‧‧‧緩衝器1636b‧‧‧低通濾波器1636c‧‧‧電阻器1700‧‧‧反饋控制機構1720‧‧‧反饋及補償電路1722‧‧‧主控制電路1724‧‧‧輔助控制電路1724a‧‧‧輔助緩衝器1724b‧‧‧高通濾波器1724c‧‧‧偏移電壓1724d‧‧‧輔助比較器1812‧‧‧較慢的暫態電壓訊號ITH1814‧‧‧較高頻率分量ITHAC 1816‧‧‧低頻調節器電感器電流波形1818‧‧‧高頻調節器電感器電流波形1820a‧‧‧輸出電壓過衝1820b‧‧‧輸出電壓下衝1822‧‧‧負載階躍1900‧‧‧反饋控制機構1920‧‧‧反饋及補償電路1922‧‧‧主控制電路1924‧‧‧輔助控制電路1924a‧‧‧輔助緩衝器1924b‧‧‧輔助比較器1924c‧‧‧偏移電壓1926‧‧‧共用緩衝器1928‧‧‧共用RC濾波器1928a‧‧‧電阻器1928b‧‧‧電容器1930‧‧‧第一節點2010‧‧‧暫態電壓訊號ITH2012‧‧‧較低頻率分量ITHDC 2014‧‧‧較高頻率分量ITHAC 2016‧‧‧低頻調節器電感器電流波形2018‧‧‧高頻調節器電感器電流波形2020a‧‧‧輸出電壓過衝2020b‧‧‧輸出電壓下衝2022‧‧‧負載階躍2100A‧‧‧反饋控制機構2120‧‧‧反饋及補償機構2122‧‧‧控制電路2124‧‧‧控制電路2130‧‧‧暫態電壓控制訊號ITH2132‧‧‧較高頻率分量ITHAC 2134‧‧‧低頻主電感器電流波形2136‧‧‧高頻輔助電感器電流波形2138a‧‧‧輸出電壓過衝2138b‧‧‧輸出電壓下衝2140‧‧‧負載階躍2200‧‧‧功率供應系統2210‧‧‧功率源2212‧‧‧負載裝置2214‧‧‧功率介面2216‧‧‧主開關轉換器2218‧‧‧輔助開關轉換器2220‧‧‧偏壓供應器2300‧‧‧功率供應系統2310‧‧‧主功率源2312‧‧‧負載裝置2314‧‧‧功率介面2316‧‧‧主開關轉換器2400‧‧‧電路圖2410‧‧‧功率源2411‧‧‧功率源2412‧‧‧負載裝置2416‧‧‧主開關轉換器2416a‧‧‧第一主開關2416b‧‧‧第二主開關2416c‧‧‧主電感器2416d‧‧‧主反相器2416e‧‧‧主節點2418‧‧‧輔助開關轉換器2418a‧‧‧第一輔助開關2418b‧‧‧第二輔助開關2418c‧‧‧輔助電感器2418d‧‧‧輔助反相器2418e‧‧‧輔助節點2419‧‧‧控制機構2420‧‧‧反饋及補償電路2422‧‧‧主控制電路2424‧‧‧輔助控制電路2424a‧‧‧輔助增益緩衝器2424b‧‧‧單一高通濾波器2424c‧‧‧偏移電壓2424d‧‧‧輔助比較器2510‧‧‧較高頻率分量V[ITHAC]2512‧‧‧暫態電壓訊號V[ITH]2514‧‧‧低頻主電感器電流波形2516‧‧‧高頻輔助電感器電流波形2518a‧‧‧輸出電壓過衝2518b‧‧‧輸出電壓下衝2520‧‧‧負載階躍2600‧‧‧功率供應系統2610‧‧‧主功率源2612‧‧‧負載裝置2616‧‧‧主開關轉換器2618‧‧‧輔助開關轉換器2700‧‧‧電路圖2710‧‧‧功率源2711‧‧‧功率源2712‧‧‧負載裝置2716‧‧‧主開關轉換器2716a‧‧‧第一主開關2716b‧‧‧第二主開關2716c‧‧‧主電感器2716d‧‧‧主反相器2716e‧‧‧主節點2718‧‧‧輔助開關轉換器2718a‧‧‧第一輔助開關2718b‧‧‧第二輔助開關2718c‧‧‧輔助電感器2718d‧‧‧輔助反相器2718e‧‧‧輔助節點2719‧‧‧控制機構2720‧‧‧反饋及補償電路2722‧‧‧主控制電路2724‧‧‧輔助控制電路2724a‧‧‧第一增益緩衝器2724b‧‧‧單一高通濾波器2724c‧‧‧第二增益緩衝器2730‧‧‧反饋及調節電路2732‧‧‧反饋電壓感測電路2734‧‧‧誤差放大器2736‧‧‧補償電路2900‧‧‧電路圖2910‧‧‧功率源2911‧‧‧功率源2912‧‧‧負載裝置2916‧‧‧主開關轉換器2916a‧‧‧第一主開關2916b‧‧‧第二主開關2916c‧‧‧主電感器2916d‧‧‧主反相器2916e‧‧‧主節點2918‧‧‧輔助開關轉換器2918a‧‧‧第一輔助開關2918b‧‧‧第二輔助開關2918c‧‧‧輔助電感器2918d‧‧‧輔助反相器2918e‧‧‧輔助節點2919‧‧‧主控制迴路2920‧‧‧反饋及補償電路2921‧‧‧輔助控制電路2922‧‧‧暫態偵測電路2922a‧‧‧電阻器2922b‧‧‧電容器2923‧‧‧放大器2924‧‧‧輔助控制電路2924a‧‧‧第一增益緩衝器2924b‧‧‧高通濾波器2924c‧‧‧第二增益緩衝器2924d‧‧‧輔助比較器2925‧‧‧補償電路2925a‧‧‧電容器2925b‧‧‧電容器2925c‧‧‧電阻器2930‧‧‧輔助輸入電壓源控制迴路2932‧‧‧反饋電壓感測電路2932a‧‧‧電阻器2932b‧‧‧電阻器2934‧‧‧誤差放大器2936‧‧‧補償電路2936a‧‧‧電容器2936b‧‧‧電容器2936c‧‧‧電阻器3100‧‧‧功率供應系統3110‧‧‧功率源3112‧‧‧負載裝置封裝3112a‧‧‧負載裝置3112b‧‧‧電壓源3114‧‧‧主開關轉換器3116‧‧‧輔助開關轉換器3200‧‧‧功率供應系統3210‧‧‧功率源3211‧‧‧功率源3212‧‧‧負載裝置3214‧‧‧主開關轉換器3216‧‧‧輔助開關轉換器3300‧‧‧電路圖3310‧‧‧功率源3311‧‧‧功率源3312‧‧‧負載裝置3315‧‧‧電感器3316‧‧‧主開關轉換器3316a‧‧‧第一主開關3316b‧‧‧第二主開關3316c‧‧‧主電感器3316d‧‧‧主反相器3316e‧‧‧主節點3318‧‧‧輔助開關轉換器3318a‧‧‧第一輔助開關3318b‧‧‧第二輔助開關3318c‧‧‧輔助電感器3318d‧‧‧輔助反相器3318e‧‧‧輔助節點3319‧‧‧主控制迴路3320‧‧‧反饋及補償電路3321‧‧‧輔助控制迴路3322‧‧‧暫態偵測電路3322a‧‧‧電阻器3322b‧‧‧電阻器3322c‧‧‧電阻器3322d‧‧‧電阻器3322e‧‧‧電容器3323‧‧‧誤差放大器3324‧‧‧輔助控制電路3325‧‧‧補償電路3325a‧‧‧電容器3325b‧‧‧電容器3325c‧‧‧電阻器3330‧‧‧輔助輸入電壓源控制迴路3500‧‧‧功率供應系統3510‧‧‧輸入功率源3511‧‧‧功率源3512‧‧‧負載裝置3513‧‧‧轉換器3514‧‧‧主供應器3516‧‧‧輔助供應器
圖式僅藉由舉例之方式而非藉由限制之方式描繪根據本發明教示之一或更多個實現。在圖式中，相同元件符號指示相同或相似元件。
第1圖圖示經配置以具有快速暫態回應與高效率的示例性功率供應系統；
第2A圖與第2B圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的示例性功率供應系統；
第3（A）圖至第3（E）圖圖示與第2A圖至第2B圖所示的功率供應系統相關聯的示例性波形；
第4圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的另一示例性功率供應系統；
第5圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的另一示例性功率供應系統；
第6圖圖示具有快速暫態回應的第5圖所示的功率供應系統的示例性電路圖；
第7圖圖示用於第6圖所示的功率供應系統的控制機構的示例性模擬電路圖；
第8A圖至第8C圖圖示第6圖所示的電路圖的示例性負載暫態模擬波形；
第9A圖圖示在第一功率供應系統與第二功率供應系統之間的反饋迴路增益比較，第一功率供應系統包括二個相位降壓開關轉換器，而第二功率供應系統包括平行於輔助開關轉換器的二個相位降壓開關轉換器；
第9B圖圖示第9A圖的第一功率供應系統與第二功率供應系統的反饋迴路相位邊限；
第10圖圖示包括主開關轉換器與輔助開關轉換器的另一示例性功率供應系統；
第11圖圖示包括用於本申請案的功率供應系統的二個獨立控制機構的示例性電路圖；
第12圖圖示用於第6圖所示的功率供應系統的控制迴路的另一示例性電路圖；
第13A圖至第13C圖圖示由第12圖所示的控制機構所控制的功率供應系統600的示例性負載暫態模擬波形；
第14A圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統；
第14B圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統；
第15圖圖示具有快速暫態回應的第14A圖所示的功率供應系統的示例性電路圖；
第16A圖圖示用於第15圖所示的功率供應系統的示例性模擬電路圖1600；
第16B圖圖示第一功率供應系統與第16A圖所示的第二功率供應系統之間的負載暫態效能比較，第一功率供應系統具有用於處理暫態訊號的較低頻率與較高頻率分量二者的單相較低頻率降壓轉換器，第二功率供應系統具有用於處理暫態訊號的較低頻率分量的單相較低頻率轉換器以及用於處理暫態訊號的較高頻率分量的較高頻率轉換器；
第17圖圖示經配置以控制具有主開關轉換器與輔助開關轉換器的功率供應系統的反饋控制機構的另一示例性電路圖；
第18A圖至第18C圖圖示由第17圖所示的反饋控制機構所控制的功率供應系統的示例性負載暫態模擬波形；
第19圖圖示經配置以控制具有主開關轉換器與輔助開關轉換器的功率供應系統的反饋控制機構的另一示例性電路圖；
第20A圖至第20C圖圖示由第19圖所示的反饋控制機構所控制的功率供應系統的示例性負載暫態模擬波形；
第21A圖圖示經配置以控制具有主開關轉換器與輔助開關轉換器的功率供應系統的反饋控制機構的另一示例性電路圖；
第21B圖至第21D圖圖示由第21A圖所示的反饋控制機構所控制的功率供應系統的示例性負載暫態模擬波形；
第22圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統；
第23圖圖示類似於第22圖所示的功率供應系統的示例性功率供應系統，而輔助開關轉換器具有單獨的功率源；
第24圖圖示用於第23圖所示的功率供應系統的示例性電路圖；
第25A圖至第25C圖圖示第24圖所示的功率供應系統的示例性負載暫態模擬波形；
第26圖圖示包括用於驅動主開關轉換器與輔助開關轉換器的二個單獨控制訊號的另一示例性功率供應系統；
第27圖圖示用於第26圖所示的功率供應系統的示例性電路圖；
第28A圖至第28D圖圖示第27圖所示的電路圖的模擬波形；
第29圖圖示第26圖所示的功率供應系統的另一示例性電路圖，其中輔助供應器的功率源包括電容器；
第30A圖至第30E圖圖示第29圖所示的電路圖的模擬波形；
第31圖圖示另一示例性功率供應系統，其中輔助開關轉換器移動至負載裝置的相同封裝內，以快速回應負載暫態狀態；
第32A圖圖示另一示例性功率供應系統，其中輔助開關轉換器的輸出係連接至主開關轉換器的輸入，而不是連接至負載裝置，以在主功率源暫時斷開時提供保持時間；
第32B圖至第32E圖圖示第32A圖所示的功率供應系統回應於主功率源的輸入電壓源暫時斷開的波形；
第33圖圖示示例性電路圖，其中當存在負載暫態時，輔助供應器的輸出係連接至主供應器的輸入，以吸收及減少輸入電壓漣波；
第34A1圖至第34A3圖示具有由負載暫態造成的大輸入電壓漣波的習知供應器的模擬波形；
第34B1圖至第34B3圖圖示第33圖所示的功率供應系統的模擬波形，第33圖所示的功率供應系統經配置以在負載暫態期間減少輸入電壓漣波；
第35圖圖示可藉由負載裝置或應用系統預測電流或電壓暫態的另一示例性功率供應系統。
國內寄存資訊 (請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無
國外寄存資訊 (請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
(請換頁單獨記載) 無
100‧‧‧功率供應系統
110‧‧‧功率源
112‧‧‧負載裝置
114‧‧‧功率介面裝置
116‧‧‧主開關轉換器
118‧‧‧輔助開關轉換器

Claims (10)

  1. 一種功率介面裝置，該功率介面裝置耦接至一功率源，並用於調整該功率源的一電壓，以對應於與一負載裝置相關聯的一電壓，該功率介面裝置包含：一主控制電路，該主控制電路包括一低通濾波器，經配置以接收一暫態訊號，該主控制電路經配置以依據一輸出終端處所接收的該暫態訊號的一較低頻率分量產生一主控制訊號，以用於控制耦接至該輸出終端的一主開關轉換器；一輔助控制電路，該輔助控制電路包括一高通濾波器，經配置以接收該暫態訊號，該輔助控制電路經配置以依據該暫態訊號的一較高頻率分量產生一輔助控制訊號，以用於控制耦接到該輸出終端的一輔助開關轉換器，其中該輔助開關轉換器係在高於該主開關轉換器頻率的一開關頻率下操作；以及一共用緩衝器，由該主控制電路與該輔助控制電路共同共享。
  2. 如請求項1所述之功率介面裝置，進一步包含：一反饋感測電路，經配置以感測該輸出終端的一輸出電壓；一誤差放大器，經配置以依據所感測的該輸出電壓 與一參考電壓輸出該暫態訊號；以及一補償電路，經配置以接收該暫態訊號，並將一經頻率補償的該暫態訊號輸出至該共用緩衝器。
  3. 如請求項2所述之功率介面裝置，其中：該反饋感測電路包含一或更多個電阻器及一或更多個電容器，經配置以感測該輸出電壓並產生一反饋電壓，以及該誤差放大器經配置以接收該反饋電壓與該參考電壓，並在該反饋電壓與該參考電壓實質上彼此不相等時，產生該暫態訊號。
  4. 如請求項2所述之功率介面裝置，其中：該補償電路包括一電容器電阻器網路，該電容器電阻器網路包含一第一電容器、一第二電容器及一電阻器，該第一電容器在一端連接至該誤差放大器的一輸出終端，並在另一端連接至一接地終端，該第二電容器與該電阻器串聯連接，以形成一串聯電容器電阻器網路，其中該串聯電容器電阻器網路在一端連接至該接地終端，並在另一端連接至該誤差放大器的該輸出終端。
  5. 如請求項1所述之功率介面裝置，其中：該主控制電路包含一主比較器，經配置以比較該暫 態訊號的該較低頻率分量與由該主開關轉換器提供的所感測的一低頻電感器訊號，其中依據比較該較低頻率分量與所感測的該低頻電感器訊號來產生該主控制訊號，以及該主控制訊號讓該主開關轉換器能夠將追蹤該暫態訊號的該較低頻率分量的一低頻電流提供至該輸出終端。
  6. 如請求項5所述之功率介面裝置，其中：該輔助控制電路包含一輔助比較器，經配置以比較該暫態訊號的該較高頻率分量與由該輔助開關轉換器提供的所感測的一高頻電感器訊號，其中依據比較該較高頻率分量與所感測的該高頻電感器訊號來產生該輔助控制訊號，該輔助控制訊號讓該輔助開關轉換器能夠將追蹤該暫態訊號的該較高頻率分量的一高頻電流提供至該輸出終端。
  7. 如請求項6所述之功率介面裝置，其中：該低通濾波器的一電阻器在一端連接至該共用緩衝器，並在另一端連接至該低通濾波器的一電容器與該主比較器的一非反相終端，以及該低通濾波器的該電容器在一端連接至該低通濾波器的該電阻器與該主比較器的該非反相終端，並在另一端連接至該接地終端， 以及該高通濾波器的一電容器在一端連接至該共用緩衝器，並在另一端連接至該高通濾波器的一電阻器與該輔助比較器的一非反相終端，以及該高通濾波器的該電阻器在一端連接至該高通濾波器的一電容器與該輔助比較器的該非反相終端，並在另一端連接至該接地終端。
  8. 如請求項1所述之功率介面裝置，進一步包含：一反饋及補償電路，經配置以偵測該輸出終端處的一暫態狀態，而依據所偵測的該暫態狀態產生該暫態訊號，其中該共用緩衝器包括一輸入終端與一輸出終端，該輸入終端係連接至該反饋及補償電路，以及該輸出終端係連接至該高通濾波器與該低通濾波器。
  9. 如請求項1所述之功率介面裝置，其中：一反饋及補償電路，經配置以偵測該輸出終端處的一暫態狀態，而依據所偵測的該暫態狀態產生該暫態訊號，其中該共用緩衝器經配置以將該主控制電路與該輔助控制電路從該反饋及補償電路的一阻抗隔離。
  10. 一種減少功率變化的方法，包含以下步 驟：在複數個開關調節器所產生的一輸出終端處，接收由一共享輸出功率中的一功率變化引起的一功率變化訊號；將該功率變化訊號分成多個不同的頻率分量；以及針對該等不同的頻率分量中的每一各別頻率分量，控制該等複數個開關調節器中的各別開關調節器，以依據該各別頻率分量向該輸出終端提供電流或從該輸出終端吸收電流，直到該共享輸出功率達到一閾值為止。
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