基于瞬态负载预测来提供供电电压控制的电路和方法技术

公开了一种用于提供降压转换器的负载处的电压控制的装置和方法。该降压转换器处于反馈环路中，以使得参考电压决定馈送到降压转换器的经脉宽调制(PWM)信号，并且该降压转换器的输出电压被反馈给PWM控制电路以维持输出电压的值。该降压转换器处的负载向瞬态负载电流预测电路提供事件计数器，该瞬态负载电流预测电路使用曲线拟合算法或其他自适应控制算法来预测该负载处的电流变化。该瞬态负载电流预测电路随后根据所预测的该负载处的电流变化来操纵参考电压。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于瞬态负载预测来提供供电电压控制的电路和方法S·索基、F·马默帝相关申请的交叉引用本申请要求于2014年11月12日提交的美国临时专利申请号62/078,796的优先权和权益，其通过援引全部纳入于此。
本申请涉及电压转换器，尤其涉及基于瞬态负载预测对电压转换器进行反馈控制。
技术介绍
在示例常规系统中，电压调节器将电压输出到负载(诸如图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)、调制解调器、等等)。负载被设计成从电压调节器接收基本上恒定的电压。然而，随着在负载处功耗增加，输出电压可暂时地跌落。同样，随着在负载处功耗降低，输出电压可具有暂时的过冲。当然，电压调节器尝试将电压维持在期望值，以使得电压在一定量的时间之后最终返回到期望值。但是暂时的跌落或过冲可能导致操作误差或浪费的功率。常规电压调节器使用将负载处的输出电压与参考电压比较的反馈环路。然而，此类反馈环路是反应性的，仅在电压问题被检测到之后才改进它们。附图简述图1是解说根据一个实施例的用于提供恒定或几乎恒定的输出电压的示例反馈环路的架构图。图2是图1的实施例的外部反馈环路的示例图解。图3是根据一个实施例的一种主动供应电压调谐的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：电压调节器，其被配置成维持输出电压；负载，其与所述电压调节器处于通信并被配置成接收所述输出电压，所述负载被进一步配置成执行逻辑功能并输出指示所述负载处的计算活动的数据；第一反馈环路，其与所述输出电压和所述电压调节器的输入处于通信；以及第二反馈环路，其与所述负载和所述电压调节器处于通信并包括瞬态负载电流预测电路，所述瞬态负载电流预测电路被配置成从所述指示计算活动的所述数据计算预测瞬态负载电流并响应于所述预测瞬态负载电流而操纵所述输出电压。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.11.12 US 62/078,796;2015.11.11 US 14/938,6551.一种电路，包括：电压调节器，其被配置成维持输出电压；负载，其与所述电压调节器处于通信并被配置成接收所述输出电压，所述负载被进一步配置成执行逻辑功能并输出指示所述负载处的计算活动的数据；第一反馈环路，其与所述输出电压和所述电压调节器的输入处于通信；以及第二反馈环路，其与所述负载和所述电压调节器处于通信并包括瞬态负载电流预测电路，所述瞬态负载电流预测电路被配置成从所述指示计算活动的所述数据计算预测瞬态负载电流并响应于所述预测瞬态负载电流而操纵所述输出电压。2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述负载包括图形处理单元(GPU)、中央处理单元(CPU)和调制解调器中的至少一者。3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，进一步包括数模转换器(DAC)，其被配置成接收来自所述瞬态负载电流预测电路的输出并响应于来自所述瞬态负载电流预测电路的所述输出而改变所述电压调节器的参考电压的值。4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压调节器包括：脉宽调制(PWM)控制器，其被配置成接收参考电压并响应于所述参考电压而输出经脉宽调制信号；以及同步降压转换器，其被配置成接收所述经脉宽调制信号并根据所述经脉宽调制信号的占空比来将输入电压转换成所述输出电压。5.如权利要求4所述的电路，其特征在于，所述第一反馈环路包括从所述同步降压转换器的输出到所述PWM控制器的信号路径，其中所述PWM控制器被配置成根据所述输出电压和所述参考电压来调节所述经脉宽调制信号的所述占空比。6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述电压调节器包括降压转换器。7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，指示所述负载处的计算活动的所述数据包括事件计数器。8.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述事件计数器中的第一事件计数器包括每当在所述负载处执行相加指令时向上递增的计数器。9.如权利要求7所述的电路，其特征在于，所述事件计数器中的第一事件计数器包括每当在所述负载处执行乘法指令时向上递增的计数器。10.一种方法，包括：在电压调节器电路处，维持所述电压调节器电路的在第一反馈环路中的输出电压；使用所述输出电压对负载供电，其中所述负载包括处理单元，所述处理单元生成指示所述处理单元的活动量的事件计数器；从所述负载接收所述事件计数器；演算负载电流的预测值，其中所述预测值至少部分地基于所述事件计数器；以及响应于所述负载电流的预测值而操纵所述输出电压。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，操纵所述输出电压包括：响应于所述负载电流的预测值的增大而增大所述输出电压；以及响应于所述负载电流的预测值的减小而减小所述输出电压。12.如权利要求10所述的方法，其特征在于，演算所述负载电流的预测值包括：演算指示所述负载电流的变化的值；将所述值应用于提供所述负载电流的预测值的比例积分微分(PID)曲线拟合函数。13.如权利要求10所述的方法，其特征在于，进一步包括：响应于所述输出电压与参考电压之差而维持所述第一反馈环路中的所述输出电压；以及响应于所述负载电流的预测值而演算所述参考电压的值的变化，所述参考电压的值的所述变化根据所述负载电流的预测值被演算为在所述负载处的电流改变时保持所述输出电压稳定。14.如权利要求13所述的方法，其特征在于，进一步包括：基于演算出的所述参考电压的值的变化，将数字输出发送到输出所述参考电压的数模转换器(DAC...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·索基，F·马默帝，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国,US