在一開關模式電源中的一種電路和方法，用于當已檢測到穩定的外部時鐘時在內部時鐘和外部同步時鐘之間切換，并當預定數目的順序外部時鐘脈沖超出預定切換周期漏失閾值或以其他方式遺漏時切換回去以使用內部時鐘來運作電源。在一個實施例中，電源系統包括并聯連接于公共負載的多個電源，且當每個電源各自已檢測到穩定的外部時鐘時，每個電源同步于外部時鐘。
【技術實現步驟摘要】
開關模式電源的先進時鐘同步電路關聯申請的交叉引用本申請要求2011年5月I日提交的美國臨時申請S/N 61/481，229的權益，該文獻全篇地援引包含于此。附圖說明本專利技術的特征、優勢和益處將從結合附圖的下面描述中變得更為清楚，附圖為示例目的給出并且不打算使本專利技術局限于此，在附圖中圖I是根據本專利技術的包含同步電路的一個實施例的開關模式電源的實施例的方框圖，而圖IA是包含如圖I所示的多個電源的系統的實施例的方框圖。圖2是示出根據本專利技術的用于在內部時鐘和外部同步時鐘之間來回切換的控制系統的一個實施例的狀態圖；圖3是根據本專利技術的同步電路的一個實施例的方框圖；圖4是示出當外部時鐘漏失(drop out)時通過圖3的同步電路產生替代時鐘脈沖的時序圖；圖5是示出當替代時鐘脈沖驅動轉換器時輸出電壓如何改變的時序圖；圖6是穩定外部時鐘檢測電路的方框圖；圖7是示出在由同步電路檢測到一連串穩定外部時鐘之后從內部振蕩器切換至外部時鐘的時序圖；圖8A是用于檢測何時已檢測到預定的一連串穩定外部時鐘脈沖的替代性電路，而圖8B是示出由一連串外部時鐘所產生的示例性計數器輸出的圖表；圖9是示例性時鐘選擇器電路的示意圖；以及圖10是替代性時鐘選擇器電路的示意圖。具體實施例方式包含多個開關模式電源(SMPS)的系統有時需要與一公共外部時鐘進行同步，以改善EMI和系統的功率轉換效率。這種同步可經由若干方式來實現。根據本專利技術各實施例的時鐘同步電路允許給定的電源在已檢測到穩定外部時鐘時從電源的內部時鐘切換至公共外部時鐘。一旦外部時鐘正在控制電源，則同步電路主動地監測外部時鐘的切換周期并參考相對于外部時鐘本身的任何漏失狀態。也就是說，同步電路將每個外部時鐘脈沖的切換周期與相鄰的先前外部時鐘脈沖(如果有的話)的切換周期進行比較。因此，在一個實施例中，即使外部時鐘切換周期中只經歷10%的滑移，該時鐘脈沖也被認為是“遺漏的”并被“看門狗”電路所產生的替代時鐘脈沖快速地取代。在連續地產生一預定數量的替代脈沖之后，計數器使電源操作切換回到內部振蕩器時鐘以使電源工作。由于替代時鐘脈沖和內部時鐘脈沖兩者的遷變邊沿一般非常接近于外部時鐘遷變邊沿已出現的位置，因此由電源產生的輸出電壓經歷非常小的干擾。當從內部時鐘遷變至外部時鐘時，根據本專利技術一個實施例的同步電路在做出至外部時鐘的切換前進行等待，直到內部時鐘脈沖和外部時鐘脈沖兩者彼此非常接近為止。這也確保了輸出電壓中的最小干擾。圖I是根據本專利技術的包括同步電路200的一個實施例的開關模式電源60的實施例的方框圖。如圖I所示，示例性電源60包括脈寬調制(PWM)控制電路66，其輸入時鐘是由同步電路200輸出的PWM時鐘。PWM控制電路66控制電壓轉換器61的操作，在一個實施例中該電壓轉換器61將輸入電壓Vin轉換成經調節輸出電壓Vo，用于耦合至負載80。負載80可以是使用功率的任何設備，例如膝上計算機、服務器、集成電路(IC)芯片集、模擬電路、電信系統等，如本領域內技術人員熟知的那樣。電壓轉換器61的拓撲結構可以是降壓調節器、升壓調節器、降壓-升壓調節器或任何其它功率轉換器拓撲結構，這也是本領域內技術人員所熟知的。圖I所示的示例性轉換器61是反激功率轉換器。在圖I所示的示例性轉換器61中，依靠變壓器62將Vin轉換至Vo，該變壓器62的主繞組電流因變于MOSFET開關64的狀態，MOSFET開關64的狀態由PWM控制電路66所控制。當MOSFET開關64閉合時，能量被存儲在變壓器62的主繞組中。當MOSFET開關64 斷開時，該能量被傳遞至次級繞組并由此通過整流二極管70至輸出電容器72。由PWM控制電路66所產生的脈沖寬度(即，其占空比)受PWM 66的調節以調整輸出電壓Vo，輸出電壓Vo經由隔離電路被反饋給PWM控制電路66。電源60中對PWM控制電路66的時鐘頻率進行控制的時鐘是由同步電路200產生的。如圖I所見，同步電路200包括時鐘選擇器開關220，時鐘選擇器開關220的輸出時鐘被饋送至PWM控制電路66。由時鐘選擇器開關220輸出的時鐘脈沖在用于電源60運作的外部時鐘、內部時鐘和替代時鐘之間切換。在除了由第二電路244產生替代時鐘脈沖以外的其它所有時間中，當由第一計數器280產生內部時鐘選擇信號時，時鐘選擇器開關220允許內部時鐘運作電源60，且當由第一電路240產生外部時鐘選擇信號時，時鐘選擇器開關220允許外部時鐘運作電源60。當產生替代時鐘脈沖時，時鐘選擇器開關220使該時鐘脈沖運作電源60。第一電路240檢測何時存在穩定外部時鐘并使外部時鐘選擇信號響應于該檢測而產生。第二時鐘244檢測何時外部時鐘的脈沖周期超出先前外部時鐘脈沖的周期達一預定漏失閾值。作為響應，第二電路244產生耦合至時鐘選擇器開關220的替代時鐘脈沖。第一計數器280對由第二電路244順序地產生的替代時鐘脈沖的數量進行計數，并當已達到預定計數時使內部時鐘選擇信號產生。每當外部時鐘脈沖的周期不導致第二電路244產生替代時鐘脈沖時，第一計數器280被外部時鐘脈沖所重置。盡管圖I所示的本專利技術的實施例僅示出一個電源60，然而本專利技術的系統可包括多個電源60模塊,其中每個電源60模塊同步于一公共外部時鐘。圖IA是多個電源60模塊I-N(在這里也稱“電源模塊”)的系統10的實施例的方框圖，其中電源60模塊并聯連接以向公共輸出電壓總線供電，以向負載80提供電壓Vo。如圖IA所示，電源模塊1、2……N各自耦合至單個功率輸出端口，以向負載80提供功率。在一個實施例中，在輸入電壓Vin所耦合至的單個功率輸入端口處將功率提供給電源模塊1-N。本領域內技術人員將認識到，根據本專利技術不需要在單個功率輸入端口將功率提供給電源模塊1-N。相反，每個電源模塊可從單獨的電源(例如，單獨的AC-DC轉換器(未示出))接收功率。系統10中的每個電源模塊具有外部時鐘端子20，并且，如圖IA所示，電源模塊I-N的端子20全部經由總線30彼此耦合。如前面結合圖I描述的那樣，當外部時鐘被饋給至系統10中的每個電源模塊時，每個電源模塊在其相應的同步電路200的控制下操作，以使該電源模塊工作為其PWM時鐘同步于其它電源模塊。圖2是示出根據本專利技術的同步電路200的一個實施例的操作的狀態圖，所述同步電路200用于以受控的方式在內部時鐘和外部同步時鐘(圖2中標記為“同步(SYNC)”)之間來回切換。如圖2所示，當時鐘同步電路200被第一次啟用時，例如當功率第一次施加至包含電路200的開關模式電源60時，狀態圖100處于第一狀態102，其中電源取自電路200的內部時鐘振蕩器210。在狀態104，第一電路240(即，穩定時鐘選擇電路)測量當前外部同步(SYNC)時鐘脈沖的切換周期。在一個實施例中，如果當前外部時鐘脈沖的切換周期基本等于先前外部時鐘脈沖的切換周期，則第一計數器在狀態106遞增。如果當前外部時鐘脈沖的切換周期基本不等于先前外部時鐘脈沖的切換周期，則計數器重置，如狀態108所示。一旦狀態104、106確定了已順序地檢測到具有基本相等切換周期的預定多個外部時鐘脈沖，則狀態圖100指示電路200移動至狀態110。可使用第一計數器中的示例性計數8來使狀態圖100遷變至狀態112。在本文檔來自技高網...
【技術保護點】
一種在內部時鐘和外部時鐘之間切換時鐘的方法，所述時鐘控制開關模式電源，所述方法包括：(a)確定何時已順序地檢測到具有基本相等切換周期的預定多個外部時鐘脈沖并響應于此產生外部時鐘選擇信號；(b)當所述外部時鐘選擇信號產生時，使所述電源的操作切換至所述外部鐘；(c)當所述外部時鐘控制所述電源的操作時，監測所述外部時鐘以確定所述外部時鐘的切換周期是否超出預定漏失閾值；(d)每當所述外部時鐘切換周期超出所述漏失閾值時，產生替代時鐘脈沖以運作所述電源；(e)對順序產生的替代時鐘脈沖的數量進行計數，并當所述計數達到預定數量時產生重置信號；(f)響應于所述重置信號，使所述電源的操作切換回所述內部時鐘；以及(g)重復(a)？(f)。
【技術特征摘要】
...
【專利技術屬性】
技術研發人員：S·P·勞爾，Z·J·拉塔，J·楊，
申請(專利權)人：英特賽爾美國有限公司，
類型：發明
國別省市：
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