电源供应电路、及其控制电路与方法技术

本发明专利技术提出一种电源供应电路、及其控制电路与方法。该电源供应电路的控制方法包含：接受一动态电压识别讯号；以及当该动态电压识别讯号要求电源供应电路将目前输出电压改变至一目标值，则产生一补偿讯号用以缩短目前输出电压达到该目标值的时间。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种，特别是根据动态电压识别 (dynamic voltage identification)讯号产生补偿讯号以调整输出电压的电源供应电路、 及其控制电路与方法。
技术介绍
动态电压调整系统的概念主要是希望能够提供一可变动的工作电压，当整个系统需要高速地处理大量资料时，便将电压提高以增快数字讯号处理器或是微处理器的处理速度。而当系统不需要高速处理资料或只是处于待命状态时，则系统便通过指令将其电压降低，如此便可以节省不必要的能源消耗。因此，提供上述工作电压的电源供应电路要能快速调整输出电压，以实时满足处理器所需。图1标出用于供应处理器动态电压的一现有技术的电源供应电路。电源供应电路 10包含有控制电路12，控制一个功率级电路14 ；功率级电路14中包含两个功率晶体管开关Ql及Q2与电感L。控制电路12根据从输出端Vout经反馈电路20萃取出的反馈讯号 FB (或是输出电压Vout)、通过电感L的电感电流Ip及来自中央处理器(CPU) 11的指令的 DVID讯号，产生开关控制讯号控制晶体管Ql、Q2的开与关，以将电能从输入端Vin传送给输出端Vout。通过电感L的电感电流L会将电容C充电，电容C的跨压即为输出端的输出电压Vout，又负载电流Ium由输出端输出并供应中央处理器11。DVID讯号规定定义于英特尔antel)的电源供应电路模块(Voltage Regulator Module ；VRM)的说明书中，其中包括预定电压及电压转换速率(slew rate)指令。例如中央处理器11于DVID讯号中要求输出电压Vout以IOmV/ μ s的电压转换速率由0. 5V调整至0. 8V，因此电源供应电路10需要于(0.8-0. 5)/0.01 = 30 μ s内将输出电压Vout提升至0.8V。另外，英特尔也在上述说明书中列出负载线阻抗(load line impedance)的传输要求规格，其以AVouVAIum表示。例如电源供应电路10的负载线阻抗为Imohm，则可能要求Δ Vout/Δ Iload = lmV/A,即输出电压Vout下降10mV，则负载电流Iload会上升IOA0 然而，现有的电源供应电路10仅侦测电感电流Iy而不会于输出路径上另增耗能元件以侦测负载电流IMAD。参见图2A，当电源供应电路10的输出电压Vout于稳定状态，则电感电流Il的平均值等于负载电流Ium,故上述现有技术可采用平均电感电流l·仍可代表负载电流IMAD。 参见图2B，但当电源供应电路10因应中央处理器11的DVID讯号要求将输出电压Vout由 0. 5V调整至0. 8V，则电感电流込得增力Π，并大于负载电流1_，以提供使电容C充电的额外电流，从而输出电压Vout才可能被提升至输出电压Vout。此时，电源供应电路10会因侦测到升高的电感电流Iy而误认为负载电流Ium也已被提升。然而根据上述负载线阻抗的传输要求，反而会令输出电压Vout意外下垂(droop)。结果实际输出电压Vout的反应会因此延迟，而晚于预定输出电压Vout欲到达目标电压0. 8V的设定时点，即可能无法满足 DVID讯号中电压转换速率的要求。反之，若预定输出电压Vout要由0. 8V降至0. 5V，则会有不希望的负下垂(negative droop)或上升(boost)发生于输出电压，同样实际输出电压 Vout的反应也会被延迟。纵使令电源供应电路10的负载线阻抗为零，然而受限于该电路中反馈回路的有限频宽，上述输出电压Vout的反应延迟仍会发生。有鉴于以上所述，本专利技术即针对现有技术的不足，提出一种根据动态电压识别讯号产生补偿讯号以调整输出电压的，其可改善实际输出电压Vout因下垂或负下垂而造成反应延迟的问题。
技术实现思路
本专利技术目的之一在于克服现有技术的不足与缺陷，提出一种改善实际输出电压因下垂或负下垂而造成反应延迟的电源供应电路。本专利技术的又一目的在于，提出一种电源供应电路的控制电路。本专利技术的再一目的在于，提出一种电源供应电路的控制方法。为达上述目的，就其中一个观点言，本专利技术提供了一种电源供应电路，包含一功率级电路，包含至少一个功率晶体管开关，通过该功率晶体管开关的切换，而将输入电压转换为输出电压；一反馈控制回路，根据该输出电压或与输出电压有关的反馈讯号而反馈控制该功率晶体管开关的切换；以及一补偿讯号产生电路，接受一动态电压识别讯号，当该动态电压识别讯号要求目前输出电压改变至一目标值，则产生一补偿讯号输入该反馈控制回路，以缩短目前输出电压达到该目标值的时间。上述电源供应电路中，该反馈控制回路可包括一误差放大器，其根据输出电压或与输出电压有关的反馈讯号及一由动态电压识别讯号决定的电压讯号，而产生误差放大讯号；及一脉宽调变(PWM)比较器，其根据该误差放大讯号及一斜坡讯号，而产生输出讯号， 以直接或间接控制功率级电路中的该功率晶体管开关；且其中该补偿讯号输入该反馈控制回路中以下位置之一(1)该补偿讯号与该反馈讯号相加，输入该误差放大器的一输入端；(2)该补偿讯号与由动态电压识别讯号决定的该电压讯号相加，输入该误差放大器的另一输入端；(3)该补偿讯号与该误差放大讯号相加，输入该PWM比较器的一输入端；或(4)该补偿讯号与该斜坡讯号相加，输入该PWM比较器的另一输入端。在其中一种实施型态中，该补偿讯号产生电路包括一查表电路，根据该动态电压识别讯号而产生对应的补偿讯号。在其中一种实施型态中，该补偿讯号产生电路包括一判断电路，根据该动态电压识别讯号而产生对应的选择讯号，及一转换电路，根据该选择讯号而将一设定电压转换为补偿讯号；其中该设定电压可为固定值，或根据不同的动态电压识别讯号而为不同的值。就另一个观点言，本专利技术提供了一种电源供应电路的控制电路，用于控制一电源供应电路将输入电压转换为输出电压，该控制电路包含一误差放大器，其根据输出电压或与输出电压有关的反馈讯号及一由动态电压识别讯号决定的电压讯号，而产生误差放大讯号；一脉宽调变(PWM)比较器，其根据该误差放大讯号及一斜坡讯号，而产生输出讯号，以直接或间接控制将输入电压转换为输出电压；以及一补偿讯号产生电路，接受一动态电压识别讯号，当该动态电压识别讯号要求目前输出电压改变至一目标值，则产生一补偿讯号以缩短目前输出电压达到该目标值的时间，其中该补偿讯号输入以下位置之一(1)该补偿讯号与该反馈讯号相加，输入该误差放大器的一输入端；(2)该补偿讯号与由动态电压识别讯号决定的该电压讯号相加，输入该误差放大器的另一输入端；(3)该补偿讯号与该误差放大讯号相加，输入该PWM比较器的一输入端；或(4)该补偿讯号与该斜坡讯号相加，输入该PWM比较器的另一输入端。就又另一个观点言，本专利技术提供了一种电源供应电路的控制方法，用于控制一电源供应电路将输入电压转换为输出电压，所述控制方法包含提供一反馈控制回路，根据该输出电压或与输出电压有关的反馈讯号而反馈控制将输入电压转换为输出电压；接受一动态电压识别讯号；以及当该动态电压识别讯号要求目前输出电压改变至一目标值，则产生一补偿讯号输入该反馈控制回路，以缩短目前输出电压达到该目标值的时间。本专利技术可运用于脉宽调变控制模式或脉频调变控制模式的降压、升压、反压、及升降压等同步或本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电源供应电路，其特征在于，包含：一功率级电路，包含至少一个功率晶体管开关，通过该功率晶体管开关的切换，而将输入电压转换为输出电压；一反馈控制回路，根据该输出电压或与输出电压有关的反馈讯号而反馈控制该功率晶体管开关的切换；以及一补偿讯号产生电路，接受一动态电压识别讯号，当该动态电压识别讯号要求目前输出电压改变至一目标值，则产生一补偿讯号输入该反馈控制回路，以缩短目前输出电压达到该目标值的时间。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：冯介民，王珽弘，郑仲圣，黄建荣，
申请(专利权)人：立锜科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：71