用于多相电压调节器电路的数字电流模式控制制造技术

在计算机系统中包括的电压调节器电路可包括多个相位电路，该多个相位电路各自经由对应的电感器耦接到经调节的电源节点。这些相位电路可使用由处理多个数据位的数字控制电路生成的相应控制信号来修改该经调节的电源节点的电压电平。模数转换器电路可将该经调节的电源节点的该电压电平与多个参考电压电平进行比较，并且对比较结果进行采样以生成多个数据位。据位。据位。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于多相电压调节器电路的数字电流模式控制

技术介绍


[0001]本公开涉及计算机系统中的电力管理，并且更具体地涉及电压调节器(regulator)电路操作。
[0002]相关技术描述
[0003]现代计算机系统可包括被设计成执行各种功能的多个电路块。例如，此类电路块可包括处理器、被配置为执行软件或程序指令的处理器内核。另外，电路块可包括存储器电路、混合信号或模拟电路等。
[0004]在一些计算机系统中，电路块可被设计成使用不同的电源电压电平进行操作。例如，在一些计算机系统中，电力管理电路(也被称为“电力管理单元”)可生成并监测各种电源信号。
[0005]电力管理电路通常包括一个或多个电源转换器电路，该一个或多个电源转换器电路被配置为使用输入电源信号的电压电平在相应的电源信号线上生成调节器电压电平。此类转换器电路可采用多个电抗电路元件，诸如电感器、电容器等。

技术实现思路

[0006]本专利技术公开了电源转换器电路的各种实施方案。广义地讲，多个相位电路各自经由相应电感器耦接到经调节(regulate)的电源节点，并且可被配置为使用多个控制信号中的相应控制信号来修改经调节的电源节点的电压电平。模数转换器电路可被配置为将经调节的电源信号的电压电平与多个参考电压电平进行比较以生成多个数据位。数字控制电路可被配置为使用该多个数据位来生成多个控制数据字，并且使用这些控制数据字中的对应控制数据字来生成该多个控制信号中的对应控制信号。在另一个实施方案中，模数转换器电路可包括分压器电路，该分压器电路被配置为使用初级电压参考来生成该多个参考电压电平。
附图说明
[0007]图1是用于计算机系统的电源转换器电路的实施方案的框图。
[0008]图2示出了模数转换器电路的实施方案的框图。
[0009]图3示出了用于电力发电机电路的控制电路的实施方案的框图。
[0010]图4示出了相位电路的实施方案的框图。
[0011]图5示出了相位电路的另一个实施方案的框图。
[0012]图6示出了描绘用于操作电源转换器电路的方法的实施方案的流程图。
[0013]图7示出了描绘用于操作电源转换器电路的另一种方法的实施方案的流程图。
[0014]图8是包括电源转换器电路的计算机系统的一个实施方案的框图。
[0015]尽管本公开容易作出各种修改形式和替代形式，但附图中以举例的方式示出并将
在本文中详细描述其具体实施方案。然而，应当理解，附图及具体实施方式并非旨在将本公开限制于例示的特定形式，而正相反，其目的在于覆盖落在由所附权利要求书限定的本公开的实质和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。本文所使用的标题仅用于组织目的，并不旨在用于限制说明书的范围。如在整个本专利申请中所使用的那样，以允许的意义(即，意味着具有可能性)而非强制的意义(即，意味着必须)使用字词“可”。类似地，字词“包括”意味着包括但不限于。
[0016]各种单元、电路或其他部件可被描述为“被配置为”实行一个或多个任务。在此类上下文中，“被配置为”是一般意味着“具有”在操作期间实行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。如此，即使在单元/电路/部件当前未接通时，单元/电路/部件也可被配置为执行任务。通常，形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。类似地，为了描述中方便，可将各种单元/电路/部件描述为执行一个或多个任务。此类描述应当被解释为包括短语“被配置为”。表述被配置为执行一项或多项任务的单元/电路/部件明确地旨在对该单元/电路/部件不援引对35 U.S.C.
§
112第f段的解释。更一般地，对任何元件的表述都明确旨在不调用35 U.S.C.
§
112第f段针对该元件的解释，除非特别表述了“用于
……
的装置”或“用于
……
的步骤”的语言。
[0017]如本文所用，术语“基于”用于描述影响确定的一个或多个因素。此术语不排除可能有附加因素可影响确定。也就是说，确定可仅基于指定的因素或基于所指定的因素及其他未指定的因素。考虑短语“基于B确定A”。此短语指定B是用于确定A的因素或者B影响A的确定。此短语并不排除A的确定也可基于某个其他因素诸如C。该短语还旨在涵盖A仅基于B来确定的实施方案。短语“基于”因此与短语“至少部分地基于”是同义的。
具体实施方式
[0018]计算机系统可包括被配置为执行特定功能的多个电路块。此类电路块可在公共衬底上进行制造，并且可采用不同的电源电压电平。电力管理单元(通常被称为“PMU”)可包括被配置为针对各种电源信号生成经调节的电压电平的多个电源转换器或电压调节器电路。此类电压调节器电路可以既采用无源电路元件(例如，电感器、电容器等)也采用有源电路元件(例如，晶体管、二极管等)。
[0019]许多电源转换器和电压调节器电路采用控制回路，该控制回路感测经调节的电源信号的特定特性并将该特定特性的值与阈值进行比较。基于该比较的结果，可停止电压调节器电路的电源转换器对负载电路进行的充电或放电。
[0020]在一些情况下，电源转换器或电压调节器电路可包括多个相位电路，每个相位电路被配置为在不同时间点激活以对负载电路拉电流或灌电流。每个相位电路由对应的控制回路控制，该控制回路确定每个相位电路在启动后何时停止操作。
[0021]以模拟方式实现的此类控制回路可能是复杂且难以设计的。例如，在采用具有耦接电感器的多个相位电路的电源转换器或电压调节器电路中，必须确定如何在相位之间分配电流以便保持控制回路的稳定性和增益。无法保持控制回路的稳定性和增益可导致电源转换器或电压调节器电路不能在线上为经调节的电源信号保持目标电压电平。附图中所示和下文所述的实施方案可提供用于针对数字域中的相位电路生成控制信号的技术，以便降低复杂性、改善稳定性并允许简化初始化。
[0022]图1中描绘了描绘电源转换器电路的实施方案的框图。如图所示，电源转换器电路100包括数字控制电路101、相位电路102和103，以及模数转换器电路104。虽然在图1所示的实施方案中仅描绘了两个相位电路，但在其他实施方案中，可采用任何合适数量的相位电路。
[0023]相位电路102和103各自分别经由电感器108和109耦接到经调节的电源线，并且被配置为使用控制信号106中的相应控制信号来修改经调节的电源线的电压电平。相位电路102和103中的每一者可由相应的时序或时钟信号单独启用，以对经调节的电源线105拉电流。一旦启用，就使用通常被称为脉宽调制或“PWM”的过程基于感测到的通过电感器108和109的电流来确定对经调节的电源线105拉电流的持续时间。
[0024]为了执行PWM，将控制电流(也被称为“需求电流”)与感测到的通过电感器108和109的电流进行比较。控制信号106的电压电平可对应于此类控制电流，相位电路102和103中的每一者可将此类控制电流分别与感测到的通过电感器108和109的电流进行本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种装置，所述装置包括：多个相位电路，所述多个相位电路各自经由相应电感器耦接到经调节的电源节点，并且被配置为使用多个控制信号中的相应控制信号来修改所述经调节的电源节点的电压电平；模数转换器电路，所述模数转换器电路被配置为将经调节的电源信号的电压电平与多个参考电压电平进行比较以生成多个数据位；数字控制电路，所述数字控制电路被配置为：使用所述多个数据位来生成多个控制数据字；以及使用所述控制数据字中的对应控制数据字来生成所述多个控制信号中的对应控制信号。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述模数转换器电路包括分压器电路，所述分压器电路被配置为使用初级电压参考来生成所述多个参考电压电平。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述模数转换器电路还包括多个比较器电路，所述多个比较器电路各自被配置为将所述经调节的电源信号的所述电压电平与所述多个参考电压电平中的对应参考电压电平进行比较。4.根据权利要求1所述的装置，其中所述数字控制电路还被配置为将所述经调节的电源信号的所述电压电平与阈值进行比较。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述数字控制电路还被配置为响应于确定所述经调节的电源信号的所述电压电平小于所述阈值而生成至少一个脉冲信号。6.根据权利要求5所述的装置，其中所述多个相位电路中的特定相位电路被配置为响应于接收到所述至少一个脉冲信号而对耦接到所述经调节的电源信号的负载电路拉电流。7.一种方法，包括：使用多个相位电路来生成经调节的电源信号，所述多个相位电路各自使用多个控制电流中的对应控制电流来调整所述经调节的电源信号的电压电平；对将所述经调节的电源信号的所述电压电平与多个参考电压电平进行比较的结果进行采样以生成多个数据位；以及处理所述多个数据位以通过数字方式生成所述多个控制电流。8.根据权利要求7所述的方法，还包括将所述经调节的电源信号的所述电压电平与阈值进行比较，并且基于将所述经调节的电源信号的所述电压电平与所述阈值进行比较的结果，生成至少一个脉冲以激活所述多个相位电路中的特定相位电路。9.根据权利要求7所述的方法，还包括使用初级参考电压和电阻分压器来生成所述多个参考电压电平。10.根据权利要求9所述的方法，其中生成至少一个脉冲包括使用所述经调节的电源信号的所述电压电平来从查找表检索信息。11.根据权利要求7所述的方法，其中处理所述多个数据位包括生成多个输出代码，并且使用多个数模转换器电路中的相应数模转换器电路来将所述多个输出代码中的每个输出代码转换成所述多个控制电流中的对应控制电流。12.根据权利要求11所述的方法，还包括将所述多个输出代码中的每个输出代码存储在多个寄存器电...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：