电压调节器的控制电路和控制方法技术

本申请公开了一种用于电压调节器的控制电路和控制方法。所述控制电路包括能量调节电路和开关控制电路。能量调节电路根据温度采样信号产生动态最大输出能量参考值，并根据输出电压、输出电流、以及动态最大输出能量参考值产生调节信号，动态最大输出能量参考值随着温度采样信号的增大而减小，随着温度采样信号的减小而增大。开关控制电路根据调节信号产生开关控制信号，以控制所述电压调节器中至少一个开关管的导通及关断，使得当环境温度为第一温度时，输出电压和输出电流沿第一曲线变化，以及当环境温度为第二温度时，输出电压和输出电流沿第二曲线变化。流沿第二曲线变化。流沿第二曲线变化。

【技术实现步骤摘要】
电压调节器的控制电路和控制方法


[0001]本专利技术涉及一种电子电路，更具体地说，本专利技术涉及一种电压调节器的控制电路和控制方法。

技术介绍

[0002]在如今低电压、大电流微处理器供电应用中，电源性能，尤其是暂态响应性能为至关重要的要求。为了减小负载电流跳变过程中输出电压(即微处理器的供电电压)的电压偏差，以及减少负载电流增加之后微处理器的功率损耗，自适应电压定位(adaptive voltage position，AVP)技术被采用以维持系统的稳定。
[0003]传统自适应电压定位技术的原理如图1所示，输出电压Vo随着输出电流(即负载电流)Io的增大从电压V1开始线性减小，直至输出电流Io到最大负载点Im时，输出电压Vo降到电压V2。其中，电压V1可能是根据微处理器提供的电压识别编码(voltage identification，VID)而设定的参考电压。
[0004]随着微处理器的快速发展，功耗快速增加，也带来了微处理器散热的问题。因此，有需要提供一种改进的电压调节器，具有更好的供电侧电能管理能力以辅助微处理器进行热管理。

技术实现思路

[0005]因此本专利技术的目的在于解决现有技术的上述技术问题，提出一种电压调节器的控制电路和控制方法。
[0006]根据本专利技术的实施例，提出了一种用于电压调节器的控制电路，所述电压调节器为负载提供输出电压和输出电流，所述控制电路包括：能量调节电路，根据输出电压、输出电流、以及环境温度产生调节信号，所述能量调节电路根据输出电压和输出电流得到输出能量值，根据环境温度得到动态最大输出能量参考值，所述动态最大输出能量参考值随着环境温度的增大而减小、随着环境温度的减小而增大，所述能量调节电路进一步根据输出能量值和动态最大输出能量参考值产生调节信号；电压基准调节电路，接收调节信号，并根据输出电压预设目标值和调节信号产生用于设置输出电压的输出电压基准值，所述输出电压基准值随着调节信号的变化而动态变化；以及开关控制信号生成电路，根据输出电压基准值、以及输出电压产生开关控制信号，以控制所述电压调节器中至少一个开关管的导通及关断。
[0007]根据本专利技术的实施例，还提出了一种用于电压调节器的控制电路，所述电压调节器为负载提供输出电压和输出电流，所述控制电路包括：能量调节电路，根据温度采样信号产生动态最大输出能量参考值，并根据输出电压、输出电流、以及动态最大输出能量参考值产生调节信号，其中所述动态最大输出能量参考值和温度采样信号所代表的温度反方向变化；以及开关控制电路，接收调节信号，并根据调节信号产生开关控制信号，以控制所述电压调节器中至少一个开关管的导通及关断，使得当温度采样信号代表了第一温度时，输出
电压和输出电流沿第一曲线变化，以及当温度采样信号代表了第二温度时，输出电压和输出电流沿第二曲线变化。
[0008]根据本专利技术的实施例，还提出了一种用于电压调节器的控制方法，所述电压调节器为负载提供输出电压和输出电流，所述控制方法包括：根据输出电压和输出电流得到输出能量值；根据环境温度得到随着环境温度变化而反方向变化的动态最大输出能量参考值；根据输出能量值和动态最大输出能量参考值产生调节信号；以及根据调节信号产生开关控制信号，以控制电压调节器中至少一个开关管的导通及关断，使得当环境温度为第一温度时，输出电压和输出电流沿第一曲线变化，以及当环境温度为第二温度时，输出电压和输出电流沿第二曲线变化。
附图说明
[0009]为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术进行详细描述：
[0010]图1为传统自适应电压定位技术的原理图；
[0011]图2为根据本专利技术实施例的电压调节器20的电路示意图；
[0012]图3A
‑
3C为根据本专利技术实施例的输出电压Vo
‑
输出电流Io曲线31～33；
[0013]图4为根据本专利技术实施例的能量调节电路22的电路示意图；
[0014]图5为根据本专利技术实施例的积分电路222的电路示意图；
[0015]图6为根据本专利技术实施例的开关控制电路23的电路示意图；
[0016]图7为根据本专利技术另一实施例的开关控制电路23的电路示意图；
[0017]图8为根据本专利技术另一实施例的电压调节器20的电路示意图；
[0018]图9为根据本专利技术一实施例的用于电压调节器的控制方法的流程图900。
[0019]在附图中，相同或对应的标号被用以表示相同或对应的元件。
具体实施方式
[0020]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。
[0021]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“耦接到”或“连接到”另一元件时，它可以是直接耦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“直接耦接到”或“直接连接到”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。
[0022]针对
技术介绍
中提出的问题，本专利技术的实施例提出了一种电压调节器及其控制电
路和控制方法，该电压调节器为负载提供输出电压和输出电流，该控制电路包括：能量调节电路及开关控制电路。能量调节电路根据输出电压、输出电流、以及动态最大输出能量参考值产生调节信号，动态最大输出能量参考值随着环境温度的增大而减小、随着环境温度的减小而增大。开关控制电路根据调节信号产生开关控制信号，以控制电压调节器中至少一个开关管的导通及关断，使得当环境温度为第一温度时，输出电压和输出电流沿第一曲线变化，以及当环境温度为第二温度时，输出电压和输出电流沿第二曲线变化。上述控制电路可以方便的在电压调节器端实现可靠的能量管理，为负载提供持续大功率供能的同时，进一步保障了负载运行的安全性。
[0023]图2为根据本专利技术实施例的电压调节器20的电路示意图。电压调节器20为负载提供输出电压Vo和输出电流Io。电压调节器20的负载例如但不限于中央处理单元(CPU)、图形处理单元(GPU)等。负载例如可以根据结温来调节运行频率，发出指令改变电压调节器20的输出电压Vo等，但响应速度较慢。为了在负载过温之前能本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于电压调节器的控制电路，所述电压调节器为负载提供输出电压和输出电流，所述控制电路包括：能量调节电路，根据输出电压、输出电流、以及环境温度产生调节信号，所述能量调节电路根据输出电压和输出电流得到输出能量值，根据环境温度得到动态最大输出能量参考值，所述动态最大输出能量参考值随着环境温度的增大而减小、随着环境温度的减小而增大，所述能量调节电路进一步根据输出能量值和动态最大输出能量参考值产生调节信号；电压基准调节电路，接收调节信号，并根据输出电压预设目标值和调节信号产生用于设置输出电压的输出电压基准值，所述输出电压基准值随着调节信号的变化而动态变化；以及开关控制信号生成电路，根据输出电压基准值、以及输出电压产生开关控制信号，以控制所述电压调节器中至少一个开关管的导通及关断。2.如权利要求1所述的控制电路，其中所述能量调节电路根据输出电压和输出电流的乘积在一定时长内的积分得到输出能量值。3.如权利要求1所述的控制电路，其中所述能量调节电路进一步包括：计算电路，根据温度采样信号和预设最大能量基准值得到动态最大输出能量参考值；积分电路，接收代表了输出电压的电压采样信号、代表了输出电流的电流采样信号，并根据电压采样信号和电流采样信号的乘积在一定时长内的积分得到输出能量值；以及控制环路，接收输出能量值和动态最大输出能量参考值，并根据输出能量值和动态最大输出能量参考值产生调节信号。4.如权利要求1所述的控制电路，其中当输出能量值小于调节阈值时，调节信号等于零，其中所述调节阈值小于或等于动态最大输出能量参考值。5.如权利要求1所述的控制电路，其中电压基准调节电路进一步包括：限幅电路，根据输出电压预设目标值和最小电压阈值限制输出电压基准值，使得输出电压基准值不大于输出电压预设目标值，且不小于最小电压阈值。6.如权利要求1所述的控制电路，进一步包括：预警电路，根据输出电压基准值提供第一预警信号和第二预警信号；其中当输出电压基准值不等于输出电压预设目标值时，第一预警信号指示电压调节器已经开始进行主动能量调节；以及当输出电压基准值等于最小电压阈值时，第二预警信号指示电压调节器的能量调节达到极限。7.如权利要求1所述的控制电路，其中当环境温度为第一温度时，输出电压和输出电流沿第一曲线变化，以及当环境温度为第二温度时，输出电压和输出电流沿第二曲线变化。8.如权利要求7所述的控制电路，其中电压调节器包括输出电压控制阶段和输出功率控制阶段，当第二温度大于第一温度，且电压调节器工作在输出功率控制阶段时，第二曲线上输出电压和输出电流的乘积小于第一曲线上输出电压和输出电流的乘积。9.一种用于电压调节器的控制电路，所述电压调节器为负载提供输出电压和输出电流，所述控制电路包括：能量调节电路，根据温度采样信号产生动态最大输出能量参考值，并根据输出电压、输出电流、以及动态最大输出能量参考值产生调节信号，其中所述动态最大输出能量参考值
和温度采样信号所代表的温度反方向变化；以及开关控制电路，接收调节信号，并根据调节信号产生开关控制信号，以控制所述电压调节器中至少一个开关管的导通及关断，使得当温度采样信号代表了第一温度时，输出电压和输出电流沿第一曲线变化，以及当温度采样信号代表了第二温度时，输出电压和输出电流沿第二曲线变化。10.如权利要求9所述的控制电路，其中电压调节器包括输出电压控制阶段和输出功率控制阶段，当第二温度大于第一温度，且电压调节器工作在输出功率控制阶段时，第二曲线上输...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡望淼，张方禹，姜礼节，刘超，张加欣，周景海，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：