供电电源及其控制方法技术

公开了供电电源及其控制方法。通过补偿参数产生一幅值信号，基于该幅值信号对上升的参考电压进行补偿，产生补偿后的参考电压。该供电电源包括根据补偿后的参考电压将输入电压转换为输出电压的电压调节器。根据本发明专利技术的实施例，避免了现有技术中参考电压从初始值上升到目标值的过程中因电感电流额外增大而导致输出电压变化到目标值的速率偏小的问题，缩短了输出电压的安定时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及电源，尤其涉及供电电源及其控制方法。
技术介绍
在计算机系统中，电压调节器提供给处理器(例如CPU)的工作电压由基于处理器需求而产生的动态电压识别编码(voltage identification code，VID code)决定。图1为现有的处理器供电电源的框图。处理器103基于其所需工作电压产生VID编码。参考调节电路101接收VID编码和一速率指令，以受控速率将参考电压Vref从初始值增大至与VID编码对应的目标值。该目标值可能与所需的工作电压相等。速率指令被用以指示工作电压的所需变化速度，可以是SetVID_Fast或SetVID_Slow指令。电压调节器102包括控制电路106和开关变换电路107。开关变换电路107包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压Vin转换为输出电压Vout。控制电路106接收参考电压Vref，并根据该参考电压Vref产生控制信号CTRL，以控制开关变换电路107中至少一个开关管的导通与关断。输出电压Vout作为处理器103的工作电压，应当在参考电压Vref达到目标值后快速进入稳定状态，以满足安定时间Tsettle的要求。一般地，电压调节器102采用自适应电压定位(AVP，Adaptive Voltage Position)控制技术，它能响应负载电流iload的变化获得较为稳定的输出电压Vout。AVP控制的基本原理可以表示为：Vout＝Vref-RLL*iload (1)其中RLL为负载调整率。在实际应用中，电感电流iL而非负载电流iload被检测来实现AVP。如图1所示，除了参考电压Vref，电感电流iL和输出电压Vout均被反馈至控制电路106以调节控制信号CTRL，从而控制开关变换电路107中至少一个开关管的导通与关断。当满足以下条件时，开关变换电路107中至少一个开关管被导通：Vout+RLL*iL＜Vref (2)在稳态时，忽略输出纹波，电感电流iL等于负载电流iload。然而，在参考电压Vref的上升过程中，电感电流iL需额外的电流对输出电容器Cout充电，即iL＝icap+iload (3)将式(3)代入式(2)，可得Vout+RLL*iload+RLL*icap＜Vref (4)从式(4)可以看出，由于在参考电压Vref的上升过程中，电感电流iL额外的增大，输出电压Vout将会相应的偏小，从而拖长了输出电压Vout的安定时间。图2为图1所示现有处理器供电电源的波形图，其中虚线部分为参考电压Vref的波形图，实线部分为输出电压Vout的波形图。如图2所示，在t1时刻，参考电压Vref为初始值VREF1，输出电压Vout等于参考电压Vref。在t2时刻，与目标值VREF2相对应的VID编码被传递至参考调节电路101。目标值VREF2大于初始值VREF1，参考电压Vref开始逐渐增大，输出电压Vout随着参考电压Vref逐渐增大。在t3时刻，参考电压Vref到达与VID2对应的目标值VREF2。在t5时刻，输出电压Vout的调节结束，进入目标值VREF2的预设范围。从图2可以看出，稳态运行时(t1-t2时段与t5时刻之后)，电感电流iL可代替负载电流Iload实现AVP。然而，在参考电压Vref的上升过程中(t2t5时段)，电感电流iL的一部分要对输出电容器Cout充电，输出电压Vout的上升速率小于参考电压Vref的上升速率，导致输出电压Vout的安定时间Tsettle将超出要求的时间。现有的解决方法是在将参考电压Vref调节至与VID编码对应的目标值后，参考电压Vref继续保持上升以获得合适的输出电压Vout。然而电感上存储的能量将引起输出电压Vout过冲，导致输出电压Vout的安定难以满足安定时间Tsettle的要求，尤其是在参考电压Vref采用较快的速率变化时。
技术实现思路
为了解决前面提到的一个或多个技术问题，本专利技术的目的是提供一种与现有技术不同的供电电源及其控制方法。根据本专利技术实施例的一种供电电源，包括：参考调节电路，接收电压识别编码，将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值；参考补偿电路，接收基于补偿参数产生的幅值信号，基于该幅值信号对参考电压进行补偿，产
生补偿后的参考电压，该补偿参数用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿；以及电压调节器，包括：开关变换电路，包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；控制电路，耦接至参考补偿电路以接收补偿后的参考电压，并根据补偿后的参考电压产生控制信号以控制开关变换电路中至少一个开关管的导通与关断。根据本专利技术实施例的一种供电电源的控制方法，其中该供电电源包括根据补偿后的参考电压将输入电压转换为输出电压的电压调节器，该控制方法包括：从处理器接收电压识别编码；将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值；基于补偿参数计算一幅值信号，该补偿参数用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿；以及基于该幅值信号对参考电压进行补偿，产生补偿后的参考电压。根据本专利技术的实施例，避免了现有技术中参考电压从初始值上升到目标值的过程中因电感电流额外增大而导致输出电压上升到目标值的速率偏小的问题，缩短了输出电压的安定时间。附图说明图1为现有的处理器供电电源的框图；图2为图1所示现有处理器供电电源的波形图；图3为根据本专利技术一实施例的处理器供电电源200的框图；图4为根据本专利技术一实施例的处理器供电电源300的电路原理图；图5为根据本专利技术一实施例的图4所示处理器供电电源300的波形图；图6为根据本专利技术又一实施例的图4所示处理器供电电源300的波形图；图7为根据本专利技术一实施例的产生补偿后的参考电压的电路原理图；图8为根据本专利技术又一实施例的产生补偿后的参考电压的电路原理图；图9为根据本专利技术一实施例的处理器供电电源控制方法的流程图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本专利技术至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和、或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称“元件”“连接到”或“耦接”到另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。相反，当称元件“直接连接到”或“直接耦接到”另一元件时，不存在中间元件。相同的附图标记指示相同的元件。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。如本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种供电电源，包括：参考调节电路，接收电压识别编码，将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值；参考补偿电路，接收基于补偿参数产生的幅值信号，基于该幅值信号对参考电压进行补偿，产生补偿后的参考电压，该补偿参数用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿；以及电压调节器，包括：开关变换电路，包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；控制电路，耦接至参考补偿电路以接收补偿后的参考电压，并根据补偿后的参考电压产生控制信号以控制开关变换电路中至少一个开关管的导通与关断。

【技术特征摘要】
1.一种供电电源，包括：参考调节电路，接收电压识别编码，将参考电压从初始值增大至与电压识别编码对应的目标值；参考补偿电路，接收基于补偿参数产生的幅值信号，基于该幅值信号对参考电压进行补偿，产生补偿后的参考电压，该补偿参数用于对参考电压上升过程中额外增大的电感电流进行补偿；以及电压调节器，包括：开关变换电路，包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压转换为输出电压；控制电路，耦接至参考补偿电路以接收补偿后的参考电压，并根据补偿后的参考电压产生控制信号以控制开关变换电路中至少一个开关管的导通与关断。2.如权利要求1所述的供电电源，其中该幅值信号基于负载调整率、输出电容器的容值以及输出电压的上升速率来计算。3.如权利要求1所述的供电电源，其中参考补偿电路基于幅值信号产生参考补偿信号并叠加至参考电压以产生补偿后的参考电压，该参考补偿信号被设置为幅值信号。4.如权利要求1所述的供电电源，其中参考补偿电路基于幅值信号产生参考补偿信号并叠加至参考电压以产生补偿后的参考电压，该参考补偿信号被设置为以一定斜率增大至幅值信号。5.如权利要求1所述的供电电源，其中补偿后的参考电压被设置为在接收到电压识别编码时从初始值开始斜坡上升，在达到参考电压与幅值信号的和值时保持在参考电压与幅值信号的和值，其中补偿后的参考电压的上升速率大于参考电压的上升速率。6.如权利要求5所述的供电电源，其中补偿后的参考电压在输出电压进入目标值的预设范围后被减小至目标值。7.如权利要求6所述的供电电源，其中输出电压被用作与第一阈值电压和第二阈值电压比较，若输出电压大于第二阈值电压且小于第一阈值电压，则视为输出电压进入目标值的预设范围。8.如权利要求1所述的供电电源，其中参考调节电路以数字方式产生参考电压的数字信号；参考补偿电路包括：补偿产生电路，基于该幅值信号以数字方式产生参考补偿信号的数字信号；数字加法单元，用于将参考补偿信号的数字信号与参考电压的数字信号相加，产生补偿后的参考电压的数字信号；以及第一数模转换电路，将补偿后的参考电压的数字信号转换为补偿后的参考电压提供至控制电路。9.如权利要求1所述的供电电源，其中参考调节电路以数字方式产生参考电压的数字信号；；参考补偿电路包括：第二数模转换电路，将参考电压的数字信号转换为参考电压；补偿产生电路，基于该幅值信号以数字方式产生参考补偿信号的数字信号；第三数模转换电路，将参考补偿信号的数字信号转换为参考补偿信号；以及模拟加法电路，将参考补...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴小康，姜礼节，欧阳茜，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川;51