动态调节谐振功率转换器制造技术

本公开的实施例涉及动态调节谐振功率转换器。根据一种配置，功率系统包括谐振功率转换器、监控器资源和控制器。在操作期间，谐振功率转换器将输入电压转换为输出电压。监控器资源监测输入电压的大小。控制器根据输入电压的大小动态地控制谐振功率转换器的对应的谐振频率和谐振功率转换器中的开关的开关频率。

【技术实现步骤摘要】
动态调节谐振功率转换器
技术介绍
与众所周知的具有集成的电压调节模块的CPU相比，用于人工智能(AI)芯片的常规CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)和处理器需要更高的电流并且具有非常高的动态负载曲线，并且在明显更低的电源电压下操作。随着相应的VRM(电压调节模块)功率级的功耗增加和输入电压降低，在整个主板上提供12V电压的经典架构已达到其局限性。现代超大规模数据中心架构通常在48VDC上操作，由中央电源在整个相应的机架上进行分配。某些现代处理器以0.9V输入电压操作，并且具有线性的板上电压调节器以调节它们的多芯片解决方案中单独的核芯的电源电压。
技术实现思路
本公开包括观察到常规功率转换器(诸如，中间总线转换器)患有缺陷。例如，当输入电压被维持在狭窄的输入电压范围内时，某些功率转换器(诸如那些应用相对较低或没有调节的功率转换器)将非常有效。但是，功率转换器通常必须被设计为适应大范围的输入电压。如果在狭窄的输入电压范围之外没有足够的调节，则输出电压的幅度会落在期望的狭窄输出电压范围之外。本文的实施例提供了在大范围的输入电压之上经由本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种功率系统，包括：/n谐振功率转换器，将输入电压转换为输出电压；/n监控器资源，被操作为监测所述输入电压的大小；以及/n控制器，被操作为根据所述输入电压的所述大小，控制由所述谐振功率转换器提供的相应的增益，所述控制器还被操作为根据所述输入电压的大小，改变所述谐振功率转换器的谐振频率以产生所述输出电压。/n

【技术特征摘要】
20191017 US 16/655,4501.一种功率系统，包括：
谐振功率转换器，将输入电压转换为输出电压；
监控器资源，被操作为监测所述输入电压的大小；以及
控制器，被操作为根据所述输入电压的所述大小，控制由所述谐振功率转换器提供的相应的增益，所述控制器还被操作为根据所述输入电压的大小，改变所述谐振功率转换器的谐振频率以产生所述输出电压。


2.根据权利要求1所述的功率系统，其中所述控制器还被操作为根据所述输入电压的所述大小，控制：i)开关频率，所述开关频率被施加到所述谐振功率转换器中的开关。


3.根据权利要求1所述的功率系统，其中所述控制器还被操作为将所述输入电压的所述大小映射到开关频率值，并且将控制所述谐振功率转换器中的开关的开关频率设置为所述开关频率值。


4.根据权利要求1所述的功率系统，其中所述控制器还被操作为：
检测第一电压范围，所述输入电压的所述大小驻留在所述第一电压范围内，所述第一电压范围是与所述谐振功率转换器的操作相关联的多个电压范围中的一个电压范围；
识别被分配到所述第一电压范围的谐振频率设置；以及
控制所述谐振功率转换器以在所识别的谐振频率设置处操作。


5.根据权利要求4所述的功率系统，其中所述电压范围中的每个电压范围被分配不同的谐振频率设置。


6.根据权利要求1所述的功率系统，其中所述控制器还被操作为：
在所述输入电压的所述大小落在特定电压范围内的条件期间，将所述谐振功率转换器的所述谐振频率控制为固定的谐振频率设置；以及
根据在所述电压范围内的所述输入电压的大小，改变施加到所述谐振功率转换器中的开关的开关频率的大小。


7.根据权利要求1所述的功率系统，其中谐振功率转换器包括多个开关，所述功率转换器电路的所述多个开关包括第一开关和第二开关；以及
其中所述控制器还被操作为：i)控制所述第一开关的开关以将第一电压以开关周期的第一持续时间施加到所述谐振功率转换器的谐振频率电路的输入，以及ii)控制所述第二开关的开关以将第二电压以所述开关周期的第二持续时间施加到所述谐振功率转换器的所述谐振频率电路的输入。


8.根据权利要求2所述的功率系统，其中所述控制器被操作为将所述开关频率的大小设置为固定值；以及
其中所述控制器被操作为根据所述输入电压的所述大小中的变化来改变所述谐振频率的大小。


9.根据权利要求1所述的功率系统，其中所述功率转换器的输入电压范围被划分为多个输入电压范围，所述多个输入电压中的每个输入电压范围被分配相应的谐振频率设置。


10.根据权利要求9所述的功率系统，其中所述多个输入电压范围包括第一输入电压范围和第二输入电压范围，所述第一输入电压范围被分配第一谐振频率设置，所述第二输入电压范围被分配第二谐振频率设置；以及
其中所述功率转换器的增益是分段增益函数，所述分段增益函数包括与所述第一输入电压范围相关联的第一增益函数以及与所述第二输入电压范围相关联的第二增益函数，所述第二增益函数不同于所述第一增益函数。


11.根据权利要求10所述的功率系统，其中在所述第一输入电压范围与所述第二输入电压范围之间的过渡时间处，所述第一增益函数的大小和所述第二增益函数的大小基本相等。


12.根据权利要求1所述的电源，还包括：
映射信息，提供所述输入电压的所述大小与施加到所述谐振功率转换器的开关的开关频率的设置之间的映射。


13.一种方法，包括：
监测提供给谐振功率转换器的输入电压的大小；
根据所述输入电压的大小动态地控制所述谐振功率转换器的相应的增益和谐振频率；以及
控制所述谐振功率转换器中的开关以将所述输入电压转换为输出电压。


14.根据权利要求13所述的方法，其中控制所述开关包括：
将所述输入电压的所述大小映射到开关频率值；...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·德伯伊，M·J·卡斯珀，J·桑切斯，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT