基于由电压调节器场效应晶体管的脉宽调制器切换所确定的相效率的切相制造技术

本发明专利技术提供了一种多相电源操作方法，该方法包括：基于多个相中的每个相的脉冲宽度的比较来识别该多相电源中的该多个相中的最低效相；以及通过所识别的最低效相将负载的供电量减小。减小。减小。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】基于由电压调节器场效应晶体管的脉宽调制器切换所确定的相效率的切相

技术介绍

[0001]当给予了潜在可变的输入电压后，电压调节器自动地维持恒定的输出电压电平，以便为敏感型电子设备提供稳定的供电电压。电压调节器通常用于诸如计算机电源等设备中，用于稳定处理器、存储器和其他部件所用的直流(DC)电压。电压调节器用于使用机电机制或电子部件来调节DC和/或交流(AC)电压。
[0002]通常用于计算系统中的高功率DC
‑
DC电压调节器可包括多个相，其中每个相促成了稳定的输出电压。切相是以下过程：在当前耗电较少时，关闭一个相，以提高电源效率。
附图说明
[0003]在附图的各图中以示例而非限制的方式示出了本公开。
[0004]图1示出了根据实施方案的计算系统。
[0005]图2示出了根据实施方案的多相电源中的各相。
[0006]图3示出了根据实施方案的多相电源中的各相的电压波形。
[0007]图4示出了根据实施方案的多相电源中的各部件。
[0008]图5示出了根据实施方案的用于执行切相的过程。
具体实施方式
[0009]以下描述阐述了众多具体细节诸如特定系统、部件、方法等的示例，以便提供对实施方案的良好理解。然而，对于本领域技术人员将显而易见的是，可在没有这些具体细节的情况下实践至少一些实施方案。在其他情况下，未详细描述众所周知的部件或方法，或者以简单的框图格式呈现众所周知的部件或方法，以便避免不必要地混淆实施方案。因此，所阐述的具体细节仅是示例性的。特定具体实施可因这些示例性细节而异，并且仍设想在实施方案的范围内。
[0010]为负载供电的多相电源包括多个相，每个相促成了电源所生成的输出电压。当电源为可变负载(诸如计算系统)供电时，总效率通过切相得到增加，其中当负载所需功率减小时，禁用一个或多个相。在理想的多相电源中，各电源相具有同等效率，使得各相同等地共享负载，并且每个相为负载提供等量的功率。然而，在实践中，即使在可允许的制造公差内，一个或多个相也可能由于它们的部件设备的偏差而具有更高的损耗。例如，设备几何形状、构造和其他因素可能影响电源相的性能。因此，当执行切相时，可关闭更高效的相(例如，当按数字顺序来选择所关闭的相时)，从而导致电源的总效率更低。
[0011]响应于功率需求减小而执行切相的多相电源的一个实施方案识别出其电源相中最低效的电源相，并且当执行切相时，首先禁用这些最低效的相。通过针对每个相，将该相的所测脉冲宽度与基于电源的输入电压、输出电压和切换频率所计算的标称基本脉冲宽度进行比较，电源识别出最低效的相。在每个周期中利用更长的导通时间来输送与一个或多个其他相相同量的功率的相被确定为比其他相更低效。因此，当负载所需功率减小时，切相
机制首先禁用所识别的最低效相。最低效相是针对该相的供电量而言遭受最大能耗(例如，以热的形式)的相。
[0012]电源相通常变得越来越低效，这是因为它们由于运行压力而随时间老化。切相机制减小了最低效相运行并经受运行压力的时间量。结果，最低效相往往遭受更小程度的老化，直到另一相变得更低效。因此，切相机制自动地均衡了多个相之间的相耗损。
[0013]图1示出了计算系统100的一个实施方案，其中实现了基于上述相效率检测机制的切相机制。一般而言，计算系统100被体现为多种不同类型的设备中的任一个设备，包括但不限于膝上型计算机或台式计算机、移动设备、服务器等。计算系统100包括通过总线101而彼此通信的多个部件102
‑
108。在计算系统100中，部件102
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108中的每个部件能够直接通过总线101或者经由其他部件102
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108中的一个或多个部件与其他部件102
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108中的任一个部件进行通信。计算系统100中的部件101
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108包含在单个物理壳体内，诸如膝上型计算机或台式计算机主机机箱或移动电话外壳。在另选实施方案中，计算系统100的各部件中的一些部件被体现为外围设备，使得整个计算系统100不驻留在单个物理壳体内。
[0014]计算系统100还包括用于从用户接收信息或向用户提供信息的用户接口设备。具体地，计算系统100包括输入设备102，诸如键盘、鼠标、触摸屏或用于从用户接收信息的其他设备。计算系统100经由显示器105诸如监视器、发光二极管(LED)显示器、液晶显示器或其他输出设备向用户显示信息。
[0015]计算系统100还包括用于通过有线或无线网络传输和接收数据的网络适配器107。计算系统100还包括一个或多个外围设备108。外围设备108可包括海量存储设备、位置检测设备、传感器、输入设备或计算系统100所使用的其他类型的设备。
[0016]计算系统100包括一个或多个处理单元104，其在多个处理单元104的情况下，能够并行运行。处理单元104接收并执行存储在存储器系统106中的指令109。在一个实施方案中，处理单元104均包括驻留在公共集成电路衬底上的多个计算节点。存储器系统106包括计算系统100所用的存储设备，诸如随机访问存储器(RAM)模块、只读存储器(ROM)模块、硬盘和其他非瞬态计算机可读介质。
[0017]计算系统100的一些实施方案可包括比图1所示的实施方案更少或更多的部件。例如，某些实施方案在没有任何显示器105或输入设备102的情况下实施。其他实施方案具有多于一种特定部件；例如，计算系统100的一个实施方案可具有多个总线101、网络适配器107、存储设备106等。
[0018]通过电源110为计算系统100中的部件101
‑
108供电。在一个实施方案中，电源110是多相电源，其通过禁用其最低效的电源相，对其负载(例如，部件101
‑
108)的功率需求减小作出响应。
[0019]图2示出了包括电压调节器201和N个电源相1
‑
N的多相电源110的一个实施方案。电压调节器201控制着相1
‑
N中的每个相之中的场效应晶体管(FET)的切换，以将输入电压V
IN
转换为更低的稳定输出电压V
OUT
。电源110中的一组脉冲宽度传感器210(1)
‑
210(N)分别用于针对相1
‑
N中的每个相而生成脉冲宽度测量结果。脉冲宽度传感器210(1)
‑
210(N)均测量了上FET(例如，211(1)
‑
211(N)之一)在其相应相中的导通时间。例如，基于在上FET 211(1)的栅极处所测的电压，脉冲宽度传感器210(1)测量了上FET 211(1)在相1中的导通时间。使用FET来实现多相电源110中的相1
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N；然而，另选实施方案利用其他类型的切换设备
来代替所示的FET，诸如双极结晶体管(BJT)、绝缘栅双极晶体管(IGBT)等。
[0020]图3是示出本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种多相电源操作方法，所述方法包括：基于多个相中的每个相的脉冲宽度的比较来识别所述多相电源中的所述多个相中的最低效相；以及通过所识别的最低效相将负载的供电量减小。2.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：通过测量所述多相电源中的所述多个相中的每个相的脉冲宽度，生成多个脉冲宽度测量结果。3.根据权利要求1所述的方法，其中减小所述负载的供电量包括：响应于检测到所述负载的功率需求的第一次减小，禁用所识别的最低效相。4.根据权利要求3所述的方法，所述方法还包括：基于所述多个相中的每个相的所述脉冲宽度的比较来识别所述多个相中的下一个最低效相；以及响应于检测到所述负载的所述功率需求的第二次减小，禁用所述下一个最低效相。5.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：测量所述多相电源的输入电压；测量所述多相电源的输出电压，其中所述输出电压被施加到所述负载；以及基于所述多相电源的切换频率、所测输入电压和所测输出电压来计算基本脉冲宽度，其中对所述多个相中的每个相执行所述脉冲宽度的比较包括：确定每个脉冲宽度与所述基本脉冲宽度之间的差。6.根据权利要求1所述的方法，其中通过所识别的最低效相来减小所述负载的供电量包括：禁能所识别的最低效相的一个或多个切换控制信号。7.根据权利要求1所述的方法，所述方法还包括：将所述最低效相的标识符记录在存储设备中，其中通过所识别的最低效相来减小所述负载的供电量包括：从所述存储设备中读取所记录的标识符，以及禁用与所记录的标识符对应的所述最低效相。8.根据权利要求1所述的方法，其中所述识别所述最低效相包括：将所述多个相中具有最宽脉冲宽度的相识别为所述最低效相。9.根据权利要求1所述的方法，其中：针对所述多个相中的每个相，所述脉冲宽度的比较是多项比较中的一项比较；并且针对所述多相电源的多个连续相周期中的一个周期，执行所述多项比较中的每项比较。10.一种多相电源，所述多相电源包括：输入端，所述输入端被配置为接收多个脉冲宽度测量结果，其中所述多个脉冲宽度测量结果包括针对所述多相电源中的多个相中的每个相的所测脉冲宽度；比较逻辑单元，所述比较逻辑单元与所述输入端耦接，并且被配置为基于执行所述多个脉冲宽度测量结果的比较来识别所述多个相中的最低效相；和切相逻辑，所述切相逻辑与所述比较逻辑单元耦接，并且被配置为通过所识别的最低效相将负载的供电量减小。
11.根据权利要求10所述的多相电源，其中所述切相逻辑被配置为通过响应于检测到所述负载的功率需求的减小来禁用所识别的最低效相，而通过所识别的最低效相将所述负载的供电量减小。12.根据权利要求10所述的多相电源，所述多相电源还包括：输入电压传感器，所述输入电压传感器被配置为测量所述多相电源的输入电压；输出电压传感器，所述输出电压传感器被配置为测量所述多相电源的输出电压，其中所述输出电压被施加到所述负载；和基本脉冲宽度计算单元，所述基本脉冲宽度计算单元被配置为基于所述多相电源的切换频率、所测输入电压和所测输出电压来计算基本脉冲宽度，其中所述比较逻辑单元被配置为通过确定所述脉冲宽度测量结果中的每个脉冲宽度测...

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