[发明专利]负载点调节器和辅助设备的控制

说明书

相关申请

本申请根据35 U.S.C.§120作为部分继续申请要求2002年12月21 日提交的美国专利申请No.10/326222的优先权。

技术领域

本发明涉及功率控制系统，或更具体而言，涉及控制、编程和监 视负载点调节器阵列以及其它辅助设备的方法和系统。

背景技术

随着电子系统复杂度增加，电子系统经常需要以若干个不同的离 散电压和电流电平来供电。例如，电子系统可以包括需要例如3V、5V、 9V等电压的离散的电路。此外，许多这些电路需要相对较低的电压(例 如1V)，但是电流相对较高(例如100A)。由于多种原因，不希望 通过电子设备在相对较长的距离上以较低电压传递较高的电流。首 先，低电压高电流线路的相对较长的物理行程占用很大的电路板面积 并且使信号线在电路版上的布线拥塞。第二，传送高电流的线路的阻 抗容易消耗大量功率并且使负载调节变复杂。第三，难以设计电压/ 电流特性以适应负载需求的变化。

为了满足这些功率要求，已知在整个电子系统中分配中间总线电 压，并且在电子系统内的功耗点包括一个独立的负载点(“POL”)调 节器，即DC/DC转换器。特别地，每个电子电路各自可包括POL调节 器以将中间总线电压转换为电子电路所需电平。一个电子系统可包括 多个POL调节器以将中间总线电压转换为多个电压电平中的每一个。 理想地，POL调节器可以物理地位于相应的电路附近以最小化低电压 高电流线路通过电子系统的长度。可以使用损耗最小的低电流线路将 中间总线电压传递到多个POL调节器。

利用这种分布式方法，需要协调功率系统的POL调节器的控制和 监视。POL调节器一般与电源控制器协同工作，电源控制器激活、编 程和监视各个POL调节器。本领域中已知控制器使用多连接的并行总 线来激活和编程每个POL调节器。例如，并行总线可以传送接通和关 断每个POL调节器的使能/禁止位，以及用于编程POL调节器的输出电 压设定点的电压识别(VID)码位。控制器可以进一步使用其它连接 以监视由每个POL调节器传递的电压/电流，以检测POL调节器的故障 情况。这种控制系统的缺点是它增加了整个电子系统的复杂度和尺 寸。

本领域也已知在电子系统中包括各种其它设备用于系统支持功 能(也称为辅助设备)。这些设备可以提供：低功率调节，例如线性 调节器、低压差(LDO)线性调节器或其它电源；设备开关，例如机 器操作的开关、磁操作的控制开关、热和磁继电器、延时继电器和致 动器；发动机控制；温度控制，例如风箱和风扇；视觉指示设备，例 如灯、发光二极管(LED)、视频显示监视器、标尺；外围设备等。 在一些情况下，期望与功率系统的POL调节器相一致地协调控制这些 辅助设备，例如，与POL调节器的激活同步地控制风扇的工作；但是， 常规的分布式系统不提供对除了POL调节器之外的其它辅助设备的 灵活控制。

因此，在分布式功率系统内具有一种用于控制和监视POL调节器 以及其它辅助设备的系统和方法是有利的。

发明内容

本发明提供了一种用于控制、编程和监视分布式功率系统内的 POL调节器和辅助设备的系统和方法。

在本发明的实施例中，该功率控制系统包括至少一个POL调节 器、至少一个辅助设备、可操作地连接到该POL调节器和辅助设备的 串行数据总线、以及一个系统控制器，其适于通过所述串行数据总线 与该POL调节器和辅助设备交换数字数据。该辅助设备可包括功率调 节设备、开关设备、发动机控制设备、温度控制设备、和/或外围设备。 至少一个辅助设备控制器可以操作地耦合在辅助设备和串行数据总 线之间。辅助设备控制器可以与系统控制器集成在一起，或者可以在 系统控制器之外。辅助设备控制器可进一步包括至少一个寄存器，其 适于存储编程数据，该编程数据包括接通延迟、关断延迟、输入/输出 信号的极性、故障配置和组成员关系中的至少一个。辅助设备控制器 可以进一步适于从辅助设备接收监视数据，辅助设备控制器通过串行 数据总线向系统控制器传达监视数据。