可重配置功率转换器制造技术

一种功率转换装置，其包含：半导体衬底；多个控制器，其形成于所述半导体衬底上；两个或多于两个转换器相，其形成于所述半导体衬底上；两个或多于两个可编程组件，其形成于所述半导体衬底上，所述可编程组件中的每一个连接到所述两个或多于两个转换器相中的相应转换器相；及互连电路，其形成于所述半导体衬底上。所述两个或多于两个可编程组件可编程，以经由所述互连电路将所述两个或多于两个转换器相选择性地耦合到所述多个控制器。选择性地耦合到所述多个控制器。选择性地耦合到所述多个控制器。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可重配置功率转换器
[0001]相关申请的交叉参考
[0002]本申请要求2020年2月13日提交的美国临时申请第62/976,052号、2020年2月14日提交的美国临时申请第62/977,075号，及2021年2月12日提交的美国专利申请第17/175,466号的权益，每个申请在此出于所有目的以全文引用的方式并入本文中。关于在联邦资助的研究或开发下完成的专利技术的权利的声明
[0003]本专利技术是在政府支持下根据由能源部(DOE)ARPA
‑
E办公室授予的合同号DE
‑
AR0000908完成。政府对本专利技术享有某些权利。

技术介绍

[0004]除非本文中另外指示，否则此章节中所描述的材料并非本申请中的权利要求书的现有技术，且并不因包含于此章节中而被认可为现有技术。
[0005]DC
‑
DC开关转换器将来自DC电源的功率转换成DC负载，例如处理器或其它负载元件，同时转换电压及电流特性。多相开关转换器包含一组并联的功率级。在一些情况下，为了将足够功率提供到不同负载，可并联地组合多个功率级以增加所供应功率及/或提供具有改善电特性(例如，更好地控制的输出电压)的功率。在此类情况下，可针对每一应用具体地设计多级功率转换器。

技术实现思路

[0006]本公开的方面是关于电力供应器，且更特定来说但未必排他地，是关于可重配置功率转换器。
[0007]在一些实施例中，一种功率转换装置包括半导体衬底及形成于所述半导体衬底上的一个或多个控制器电路。两个或多于两个转换器相电路形成于半导体衬底上，且一个或多个可编程组件形成于半导体衬底上，所述一个或多个可编程组件可编程以将两个或多于两个转换器相电路中的任一个选择性地耦合到一个或多个控制器电路中的任一个。
[0008]在一些实施例中，一种功率转换装置包括半导体衬底及形成于所述半导体衬底上的一个或多个控制器电路。两个或多于两个转换器相电路形成于半导体衬底上，且可配置电路将一个或多个控制器电路中的任一个耦合到两个或多于两个转换器相电路中的任一个。
[0009]根据各种方面，提供一种功率转换装置。在一些方面中，所述功率转换装置可包含：半导体衬底；多个控制器，其形成于所述半导体衬底上；两个或多于两个转换器相，其形成于所述半导体衬底上；两个或多于两个可编程组件，其形成于所述半导体衬底上，所述可编程组件中的每一个连接到两个或多于两个转换器相中的相应转换器相；及互连电路，其形成于所述半导体衬底上。所述两个或多于两个可编程组件可编程，以经由所述互连电路将所述两个或多于两个转换器相选择性地耦合到所述多个控制器。
[0010]根据各种方面，提供一种功率转换装置。在一些方面中，所述功率转换装置可包含：控制器，其形成于半导体衬底上；及转换器相，其形成于半导体衬底上，所述转换器相经
由可编程组件通信耦合到控制器。所述可编程组件可编程以将转换器相选择性地耦合到控制器。
[0011]根据各种方面，提供一种功率转换装置。在一些方面中，所述功率转换装置可包含：半导体衬底；一个或多个控制器，其形成于所述半导体衬底上；多个转换器相，其形成于所述半导体衬底上；及可配置互连电路，其将一个或多个控制器中的任一个耦合到多个转换器相中的任一个。
附图说明
[0012]将参看图式描述根据本公开的各种实施例，其中：
[0013]图1为根据本公开的一些方面的可重配置功率转换器的简化框图；
[0014]图2A为说明根据本公开的一些方面的可重配置功率转换器的实例的简化示意图；
[0015]图2B为说明根据本公开的一些方面的可重配置功率转换器的另一实例的简化示意图；
[0016]图3为说明根据本公开的一些方面的通信总线的实例的简化示意图；
[0017]图4为说明根据本公开的一些方面的可重配置功率转换器的时序电路系统的实例的框图；
[0018]图5为说明根据本公开的一些方面的包含分散式时序电路系统的可重配置功率转换器的简化示意图；
[0019]图6A为说明根据本公开的一些方面的包含集成式可重配置电容器的可重配置功率转换器的实例的简化示意图；
[0020]图6B为说明根据本公开的一些方面的包含集成式可重配置电容器的可重配置功率转换器的另一实例的简化示意图；
[0021]图7为说明根据本公开的一些方面的用于控制形成于单个半导体裸片上的功率转换集成电路(IC)装置的方法的实例的流程图；及
[0022]图8为说明根据本公开的一些方面的用于制造可配置功率转换器的方法的实例的流程图。
具体实施方式
[0023]虽然描述了某些实施例，但此些实施例仅作为实例呈现且并不打算限制保护范围。本文中所描述的设备、方法及系统可以多种其它形式体现。此外，可在不脱离保护范围的情况下以本文中所描述的实例方法及系统的形式进行各种省略、替代及改变。
[0024]多相转换器用于从膝上型计算机及平板计算机到服务器、移动电话及以太网交换器的许多计算领域以及其它领域中，以满足苛刻的功率递送要求。多相转换器为一组并联的功率级，所述功率级中的每一个可包含电感器及一个或多个电源开关。并联功率级中的一些可配置以将功率递送到负载且可共享输出电容器。变化的负载要求(例如，不同的输出电压及/或输出电流)可能需要功率级的不同组合以用最优选效率供应必需的功率。本公开的方面可提供一种可重配置功率转换器，其能够根据变化的负载要求而提供功率级的不同组合。在一些实施例中，所述功率转换器经由“硬连线(hardwiring)”在装置及/或封装层级处进行配置，且在其它实施例中，功率转换器经由一个或多个可编程组件进行配置，所述一
个或多个可编程组件可为静态的(例如，固定)或动态的(例如，可基于负载需求而改变)，如下文更详细地描述。
[0025]图1为根据本公开的一些方面的可重配置功率转换器100的简化框图。如图1中所示，可重配置功率转换器100包含第一控制器105及第二控制器110，其各自经由通信总线120耦合到五个转换器电路(也被称作“相”)115a到115e中的每一个，所述通信总线在本文中也被称作可配置电路109的一部分。在一些实施例中，可配置电路109可将相115a到115e中的任一个耦合到控制器105、110中的任一个，且进一步可将时钟125耦合到相115a到115e中的任一个及控制器105、110中的任一个，如下文更详细地描述。
[0026]在一些实施例中，可配置电路109可包含互连电路(例如，个别电导体)，所述互连电路形成于衬底上且经布置以形成控制器电路中的任一个与两个或多于两个转换器相电路中的任一个之间的电连接。在一个实施例中，可配置电路109可包含形成于控制器105、110、相115a到115e及/或时钟125之间的一个或多个电迹线及或开关。在一些实施例中，可配置电路109可例如使用形成于半导体衬底上的一个或多个金属层、跨越半导体衬底形成的接合线及/或形成于电布线结构(例如，电路板、封装衬本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种功率转换装置，其包括：半导体衬底；一个或多个控制器电路，其形成于所述半导体衬底上；两个或多于两个转换器相电路，其形成于所述半导体衬底上；一个或多个可编程组件，其形成于所述半导体衬底上，所述可编程组件能被编程以将所述两个或多于两个转换器相电路中的任一个选择性地耦合到所述一个或多个控制器电路中的任一个。2.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件中的至少一个为所述一个或多个控制器电路的一部分。3.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件中的至少一个为所述两个或多于两个转换器相电路中的至少一个的部分。4.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件中的至少一个定位于至少一个所述一个或多个控制器电路与所述两个或多于两个转换器相电路中的至少一个之间。5.根据权利要求1所述的功率转换装置，其进一步包括互连电路，所述互连电路形成于所述衬底上且布置成形成所述控制器电路中的任一个与所述两个或多于两个转换器相电路中的任一个之间的电连接。6.根据权利要求5所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件配置由所述互连电路形成的所述电连接。7.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件包括基于晶体管的开关。8.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件包括非易失性存储器。9.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件包括数字电路系统。10.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件包括熔丝。11.根据权利要求1所述的功率转换装置，其中所述一个或多个可编程组件包括反熔丝。12.根据权利要求1所述的功率转换装置，其进一步包括耦合到所述两个或多于两个转换器相电路中的至少一个的可配置电容器。13.根据权利要求1所述的功率转换装置，其进一步包括时序电路系统，所述时序电路系统能被编程为以基本上规则地间隔开的时间间隔选择性地触发所述两个或多于两个转换器相电路中的至少一个的操作。14.一种功率转换装置，其包括：半导体衬底；一个或多个控制器电路，其形成于所述半导体衬底上；两个或多于两个转换器相电路，其形成于所述半导体衬底上；及可配置电路，其将所述一个或多个控制器电路中...

【专利技术属性】
技术研发人员：T，
申请(专利权)人：予力半导体公司，
类型：发明
国别省市：