供電電源及其控制方法技術

公開了供電電源及其控制方法。通過補償參數產生一幅值信號，基于該幅值信號對上升的參考電壓進行補償，產生補償后的參考電壓。該供電電源包括根據補償后的參考電壓將輸入電壓轉換為輸出電壓的電壓調節器。根據本發明專利技術的實施例，避免了現有技術中參考電壓從初始值上升到目標值的過程中因電感電流額外增大而導致輸出電壓變化到目標值的速率偏小的問題，縮短了輸出電壓的安定時間。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術的實施例涉及電源，尤其涉及供電電源及其控制方法。
技術介紹
在計算機系統中，電壓調節器提供給處理器(例如CPU)的工作電壓由基于處理器需求而產生的動態電壓識別編碼(voltage identification code，VID code)決定。圖1為現有的處理器供電電源的框圖。處理器103基于其所需工作電壓產生VID編碼。參考調節電路101接收VID編碼和一速率指令，以受控速率將參考電壓Vref從初始值增大至與VID編碼對應的目標值。該目標值可能與所需的工作電壓相等。速率指令被用以指示工作電壓的所需變化速度，可以是SetVID_Fast或SetVID_Slow指令。電壓調節器102包括控制電路106和開關變換電路107。開關變換電路107包括至少一個開關管，通過該至少一個開關管的導通與關斷將輸入電壓Vin轉換為輸出電壓Vout。控制電路106接收參考電壓Vref，并根據該參考電壓Vref產生控制信號CTRL，以控制開關變換電路107中至少一個開關管的導通與關斷。輸出電壓Vout作為處理器103的工作電壓，應當在參考電壓Vref達到目標值后快速進入穩定狀態，以滿足安定時間Tsettle的要求。一般地，電壓調節器102采用自適應電壓定位(AVP，Adaptive Voltage Position)控制技術，它能響應負載電流iload的變化獲得較為穩定的輸出電壓Vout。AVP控制的基本原理可以表示為：Vout＝Vref-RLL*iload (1)其中RLL為負載調整率。在實際應用中，電感電流iL而非負載電流iload被檢測來實現AVP。如圖1所示，除了參考電壓Vref，電感電流iL和輸出電壓Vout均被反饋至控制電路106以調節控制信號CTRL，從而控制開關變換電路107中至少一個開關管的導通與關斷。當滿足以下條件時，開關變換電路107中至少一個開關管被導通：Vout+RLL*iL＜Vref (2)在穩態時，忽略輸出紋波，電感電流iL等于負載電流iload。然而，在參考電壓Vref的上升過程中，電感電流iL需額外的電流對輸出電容器Cout充電，即iL＝icap+iload (3)將式(3)代入式(2)，可得Vout+RLL*iload+RLL*icap＜Vref (4)從式(4)可以看出，由于在參考電壓Vref的上升過程中，電感電流iL額外的增大，輸出電壓Vout將會相應的偏小，從而拖長了輸出電壓Vout的安定時間。圖2為圖1所示現有處理器供電電源的波形圖，其中虛線部分為參考電壓Vref的波形圖，實線部分為輸出電壓Vout的波形圖。如圖2所示，在t1時刻，參考電壓Vref為初始值VREF1，輸出電壓Vout等于參考電壓Vref。在t2時刻，與目標值VREF2相對應的VID編碼被傳遞至參考調節電路101。目標值VREF2大于初始值VREF1，參考電壓Vref開始逐漸增大，輸出電壓Vout隨著參考電壓Vref逐漸增大。在t3時刻，參考電壓Vref到達與VID2對應的目標值VREF2。在t5時刻，輸出電壓Vout的調節結束，進入目標值VREF2的預設范圍。從圖2可以看出，穩態運行時(t1-t2時段與t5時刻之后)，電感電流iL可代替負載電流Iload實現AVP。然而，在參考電壓Vref的上升過程中(t2t5時段)，電感電流iL的一部分要對輸出電容器Cout充電，輸出電壓Vout的上升速率小于參考電壓Vref的上升速率，導致輸出電壓Vout的安定時間Tsettle將超出要求的時間。現有的解決方法是在將參考電壓Vref調節至與VID編碼對應的目標值后，參考電壓Vref繼續保持上升以獲得合適的輸出電壓Vout。然而電感上存儲的能量將引起輸出電壓Vout過沖，導致輸出電壓Vout的安定難以滿足安定時間Tsettle的要求，尤其是在參考電壓Vref采用較快的速率變化時。
技術實現思路
為了解決前面提到的一個或多個技術問題，本專利技術的目的是提供一種與現有技術不同的供電電源及其控制方法。根據本專利技術實施例的一種供電電源，包括：參考調節電路，接收電壓識別編碼，將參考電壓從初始值增大至與電壓識別編碼對應的目標值；參考補償電路，接收基于補償參數產生的幅值信號，基于該幅值信號對參考電壓進行補償，產
生補償后的參考電壓，該補償參數用于對參考電壓上升過程中額外增大的電感電流進行補償；以及電壓調節器，包括：開關變換電路，包括至少一個開關管，通過該至少一個開關管的導通與關斷將輸入電壓轉換為輸出電壓；控制電路，耦接至參考補償電路以接收補償后的參考電壓，并根據補償后的參考電壓產生控制信號以控制開關變換電路中至少一個開關管的導通與關斷。根據本專利技術實施例的一種供電電源的控制方法，其中該供電電源包括根據補償后的參考電壓將輸入電壓轉換為輸出電壓的電壓調節器，該控制方法包括：從處理器接收電壓識別編碼；將參考電壓從初始值增大至與電壓識別編碼對應的目標值；基于補償參數計算一幅值信號，該補償參數用于對參考電壓上升過程中額外增大的電感電流進行補償；以及基于該幅值信號對參考電壓進行補償，產生補償后的參考電壓。根據本專利技術的實施例，避免了現有技術中參考電壓從初始值上升到目標值的過程中因電感電流額外增大而導致輸出電壓上升到目標值的速率偏小的問題，縮短了輸出電壓的安定時間。附圖說明圖1為現有的處理器供電電源的框圖；圖2為圖1所示現有處理器供電電源的波形圖；圖3為根據本專利技術一實施例的處理器供電電源200的框圖；圖4為根據本專利技術一實施例的處理器供電電源300的電路原理圖；圖5為根據本專利技術一實施例的圖4所示處理器供電電源300的波形圖；圖6為根據本專利技術又一實施例的圖4所示處理器供電電源300的波形圖；圖7為根據本專利技術一實施例的產生補償后的參考電壓的電路原理圖；圖8為根據本專利技術又一實施例的產生補償后的參考電壓的電路原理圖；圖9為根據本專利技術一實施例的處理器供電電源控制方法的流程圖。具體實施方式下面將詳細描述本專利技術的具體實施例，應當注意，這里描述的實施例只用于舉例說明，并不用于限制本專利技術。在以下描述中，為了提供對本專利技術的透徹理解，闡述了大量特定細節。然而，對于本領域普通技術人員顯而易見的是：不必采用這些特定細節來實行本專利技術。在其他實例中，為了避免混淆本專利技術，未具體描述公知的電路、材料或方法。在整個說明書中，對“一個實施例”、“實施例”、“一個示例”或“示例”的提及意味著：結合該實施例或示例描述的特定特征、結構或特性被包含在本專利技術至少一個實施例中。因此，在整個說明書的各個地方出現的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當的組合和、或子組合將特定的特征、結構或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領域普通技術人員應當理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應當理解，當稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標記指示相同的元件。這里使用的術語“和/或”包括一個或多個相關列出的項目的任何和所有組合。如本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種供電電源，包括：參考調節電路，接收電壓識別編碼，將參考電壓從初始值增大至與電壓識別編碼對應的目標值；參考補償電路，接收基于補償參數產生的幅值信號，基于該幅值信號對參考電壓進行補償，產生補償后的參考電壓，該補償參數用于對參考電壓上升過程中額外增大的電感電流進行補償；以及電壓調節器，包括：開關變換電路，包括至少一個開關管，通過該至少一個開關管的導通與關斷將輸入電壓轉換為輸出電壓；控制電路，耦接至參考補償電路以接收補償后的參考電壓，并根據補償后的參考電壓產生控制信號以控制開關變換電路中至少一個開關管的導通與關斷。

【技術特征摘要】
1.一種供電電源，包括：參考調節電路，接收電壓識別編碼，將參考電壓從初始值增大至與電壓識別編碼對應的目標值；參考補償電路，接收基于補償參數產生的幅值信號，基于該幅值信號對參考電壓進行補償，產生補償后的參考電壓，該補償參數用于對參考電壓上升過程中額外增大的電感電流進行補償；以及電壓調節器，包括：開關變換電路，包括至少一個開關管，通過該至少一個開關管的導通與關斷將輸入電壓轉換為輸出電壓；控制電路，耦接至參考補償電路以接收補償后的參考電壓，并根據補償后的參考電壓產生控制信號以控制開關變換電路中至少一個開關管的導通與關斷。2.如權利要求1所述的供電電源，其中該幅值信號基于負載調整率、輸出電容器的容值以及輸出電壓的上升速率來計算。3.如權利要求1所述的供電電源，其中參考補償電路基于幅值信號產生參考補償信號并疊加至參考電壓以產生補償后的參考電壓，該參考補償信號被設置為幅值信號。4.如權利要求1所述的供電電源，其中參考補償電路基于幅值信號產生參考補償信號并疊加至參考電壓以產生補償后的參考電壓，該參考補償信號被設置為以一定斜率增大至幅值信號。5.如權利要求1所述的供電電源，其中補償后的參考電壓被設置為在接收到電壓識別編碼時從初始值開始斜坡上升，在達到參考電壓與幅值信號的和值時保持在參考電壓與幅值信號的和值，其中補償后的參考電壓的上升速率大于參考電壓的上升速率。6.如權利要求5所述的供電電源，其中補償后的參考電壓在輸出電壓進入目標值的預設范圍后被減小至目標值。7.如權利要求6所述的供電電源，其中輸出電壓被用作與第一閾值電壓和第二閾值電壓比較，若輸出電壓大于第二閾值電壓且小于第一閾值電壓，則視為輸出電壓進入目標值的預設范圍。8.如權利要求1所述的供電電源，其中參考調節電路以數字方式產生參考電壓的數字信號；參考補償電路包括：補償產生電路，基于該幅值信號以數字方式產生參考補償信號的數字信號；數字加法單元，用于將參考補償信號的數字信號與參考電壓的數字信號相加，產生補償后的參考電壓的數字信號；以及第一數模轉換電路，將補償后的參考電壓的數字信號轉換為補償后的參考電壓提供至控制電路。9.如權利要求1所述的供電電源，其中參考調節電路以數字方式產生參考電壓的數字信號；；參考補償電路包括：第二數模轉換電路，將參考電壓的數字信號轉換為參考電壓；補償產生電路，基于該幅值信號以數字方式產生參考補償信號的數字信號；第三數模轉換電路，將參考補償信號的數字信號轉換為參考補償信號；以及模擬加法電路，將參考補...

【專利技術屬性】
技術研發人員：吳小康，姜禮節，歐陽茜，
申請(專利權)人：成都芯源系統有限公司，
類型：發明
國別省市：四川;51