一种电源系统技术方案

本申请涉及使用动态基准电压生成的快速负载瞬态响应电源系统。一种电源系统，包括：电源电路、基准电压电路、动态基准生成电路和负载；所述电源电路提供有输入电压和输出电压，所述输出电压耦合到所述负载；所述基准电压电路被耦合到所述动态基准生成电路以提供基准电压；以及所述动态基准生成电路从所述电源电路接收所述输出电压并且从所述基准电压电路接收所述基准电压以提供动态基准电压，其中，所述动态基准电压被耦合到所述电源电路作为针对所述电源电路的所述输入电压。

【技术实现步骤摘要】
-种电源系统
本申请涉及电源系统控制，并且更具体地讲，涉及包括便于更精确的输出电压控 制的附加控制回路的系统。
技术介绍
精确控制电源的电压输出并不仅仅需要提供能够基于电源的构造产生所需输出 电压的输入电压。例如，应控制电源电路，以产生具有由快速瞬态负载变化所引起的最小下 冲或过冲的所需输出电压。输出电压下冲或过冲可由（例如）电源电路中元件部分的特性 所导致的响应延迟引起。例如，电阻器、电感器、电容器和具有电阻性、电感性或电容性的其 他元件由于它们的电压/电流存储特性而要花费一些有限的时间达到稳定状态。如果不消 除这种行为，当电源达到稳定状态时元件会充电不足/充电过量，从而导致电源输出电压 显著偏离目标值。不精确或偏离电源输出电压中的目标值会导致电源正在驱动的负载发生 故障或甚至可能损坏，特别是当负载包括敏感电路（如，微处理器）时。 可以通过使用一个或多个反馈回路来实现电源输出电压的更高精度。例如，电源 的输出电压可（如，通过反馈网络）被反馈至控制电路，以便更精确地控制电源输出电压。 观测器电路也可用作次级反馈回路，以便（如，为可包括微处理器之类的敏感电路的负载） 提供快速瞬态响应。为了实现快速瞬态响应，观测器电路可以对电源输出电压的变化非常 敏感，这使得观察器电路不适合某些功率控制方案。例如，观测器电路可能不适合与根据负 载所需的DVS控制方案有目的地改变电源输出电压的动态电压调节（DVS) -起使用。观测 器电路将试图阻止所需的电压变化，因此，将大大降低电源输出电压的变化速率。与输出电 压不精确类似，电源输出电压变化的响应速度慢会不利地影响正在驱动的负载（特别是 敏感负载）的性能。
技术实现思路
总体上，本申请描述了一种电源系统，包括：电源电路、基准电压电路、动态基准生 成电路和负载；所述电源电路提供有输入电压和输出电压，所述输出电压耦合到所述负载； 所述基准电压电路被耦合到所述动态基准生成电路以提供基准电压；以及所述动态基准生 成电路从所述电源电路接收所述输出电压并且从所述基准电压电路接收所述基准电压以 提供动态基准电压，其中，所述动态基准电压被耦合到所述电源电路作为针对所述电源电 路的所述输入电压。 【附图说明】 随下面的详细描述的进行并参考附图，要求保护的主题的多个实施例的特征和优 点将会变得显而易见，其中附图中类似的数字表示类似的部件，并且其中： 图1示出了根据本申请的至少一个实施例的使用动态基准生成的示例性快速负 载瞬态响应电源系统； 图2示出了根据本申请的至少一个实施例的基准比较电路的示例性配置； 图3示出了根据本申请的至少一个实施例的基准比较电路的可选配置； 图4示出了根据本申请的至少一个实施例的使用动态基准生成的示例性快速负 载瞬态响应电源系统的可选配置； 图5示出了根据本申请的至少一个实施例的使用动态基准生成的示例性快速负 载瞬态响应电源系统的第二种可选配置； 图6示出了根据本申请的至少一个实施例的示例性输出电压响应图；以及 图7示出了根据本申请的至少一个实施例的使用动态基准生成的快速负载瞬态 响应电源系统的示例性操作的流程图。 虽然下面的【具体实施方式】将参照示例性实施例进行，但是所述实施例的多个替 代形式、修改形式和变型对于本领域的技术人员而言将显而易见。 【具体实施方式】 在一个实施例中，动态基准生成电路可至少包括基准比较电路，所述基准比较电 路至少包括被配置为基于输出电压和基准电压生成基准比较电压的放大器。例如，当输出 电压小于基准电压时，基准比较电路可被配置为基于输出电压与基准电压之间的差值生成 正基准比较电压。相反地，当输出电压大于基准电压时，基准比较电路可被配置为基于输出 电压与基准电压之间的差值生成负基准比较电压。在另一种示例性配置中，动态基准生成 电路可包括连接于基准比较电路中的放大器的输入的电阻-电容（RC)网络，该RC网络被 配置为将输出电压交流（AC)连接至放大器输入并将基准电压直流（DC)连接至放大器输 入。动态基准生成电路还可包括求和电路，其被配置为通过将基准比较电压与基准电压相 加而生成至电源电路输入的动态基准电压。 在相同或不同的实施例中，电源电路可至少包括误差比较器或误差放大器电路、 控制逻辑电路、反馈网络电路和功率级电路。误差比较器或误差放大器电路可被配置为基 于动态基准电压和反馈网络电路提供的反馈电压生成供控制逻辑电路使用的逻辑输入。例 如，误差放大器电路可被配置为在动态基准电压大于反馈电压时生成高逻辑输入，在动态 基准电压小于反馈电压时生成低逻辑输入。在一个实施例中，电源电路可以包括连接于被 配置为生成输出电压的电感器的功率级电路，该功率级电路被配置为在接收高逻辑输入 (如，用于提高输出电压）时使功率级电路接合电源，从而为电感器充电，而接收低逻辑输 入会使功率级电路脱开电源，不再为电感器充电（如，用于降低输出电压）。此外，反馈电 压电路可被配置为基于提供给电感器的电压和输出电压生成反馈电压。符合本申请的至 少一个实施例的示例性方法可包括：接收基准电压和从电源电路输出的电压，基于所述基 准电压和所述输出电压生成基准比较电压，基于基准比较电压和基准电压生成动态基准电 压，作为输入将动态基准电压提供至电源电路，以及基于所述动态基准电压在电源电路中 生成输出电压。 图1示出了根据本申请的至少一个实施例的可用的示例性系统100。系统100可 以包括基准电压电路102、动态基准生成电路104、电源电路106和负载118。基准电压电路 102可包括被配置为输出用于控制电源电路106的输出电压的基准电压的硬件和/或软件。 虽然图1中未示出，但基准电压电路102的示例性实施可包括控制器（如，微控制器）和装 入控制器内或连接至控制器的数字-模拟转换器（DAC)。控制器可被配置为向DAC提供各 种数字代码，每个数字代码代表与电源电路106的设定值（SP)相对应的模拟电压水平。例 如，可以作为DVS之类的控制方案的一部分用控制器递增地提高SP。DAC可被配置为基于 数字代码生成模拟电压。 动态基准生成电路104可包括（例如）基准比较电路120和求和节点122。基准 比较电路120可被配置为从基准电压电路102接收基准电压和从电源电路106接收输出电 压（V^)，并生成用于求和电路122的基准比较电压（V M_)。现有的观测器反馈技术采 用恒定输入电压，这导致观测器抵抗输出电压的变化。在现有的系统中，必须采取措施以便 在某些时间（如，当基准电压改变时）断开观测器反馈。除了增加复杂性，在错误的时间重 新接合观测器反馈会导致系统故障。例如，过快地重新接合观测器反馈会使电源输出电压 的响应严重滞后（如，延迟），而在输出电压达到所需的水平后重新接合观测器反馈会导致 大负载瞬变（如，它会使输出电压在负载电流突然增大时不期望地降低）。这些状况会损害 敏感负载（如，微处理器）的性能，或甚至引起故障。将基准电压用作输入可实现的至少一 个益处是当有目的地改变基准电压（V aa)时动态基准生成电路104变得较少抵抗输出电 压的变化，从而使系统100与DVS之类的控制方案一起使用时本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电源系统，包括：电源电路、基准电压电路、动态基准生成电路和负载； 所述电源电路提供有输入电压和输出电压，所述输出电压耦合到所述负载； 所述基准电压电路被耦合到所述动态基准生成电路以提供基准电压；以及 所述动态基准生成电路从所述电源电路接收所述输出电压并且从所述基准电压电路接收所述基准电压以提供动态基准电压，其中，所述动态基准电压被耦合到所述电源电路作为针对所述电源电路的所述输入电压。

【技术特征摘要】
2013.04.25 US 13/870,5831. 一种电源系统，包括：电源电路、基准电压电路、动态基准生成电路和负载； 所述电源电路提供有输入电压和输出电压，所述输出电压禪合到所述负载； 所述基准电压电路被禪合到所述动态基准生成电路W提供基准电压；W及 所述动态基准生成电路从所述电源电路接收所述输出电压并且从所述基准电压电路 接收所述基准电压W提供动态基准电压，其中，所述动态基准电压被禪合到所述电源电路 作为针对所述电源电路的所述输入电压。2. 根据权利要求1所述的电源系统，其中所述动态基准生成电路包括基准比较电路， 所述基准比较电路至少包括放大器，并且所述放大器从所述电源电路接收所述输出电压并 且从所述基准电压电路接收所述基准电压W提供基准比较电压。3. 根据权利要求2所述的电源系统，其中所述动态基准生成电路还包括连接于所述基 准比较电路中的所述放大器的输入端的电阻-电容网络，所述电阻-电容网络被配置为将 所述输出电压交流连接到所述放大器输入端并将所述基准电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·赵，S·范，
申请(专利权)人：快捷半导体苏州有限公司，快捷半导体公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32