[发明专利]电流停泊切换调节器下游控制器预驱动器

说明书

技术领域

本发明涉及调节器（regulator）电路。

背景技术

在高性能数字系统中使用的、诸如微处理器和图形处理器的常规设备可基于处理的工作量而具有变化的电流需求。例如，当逻辑块在停顿之后重启时或当新请求发起诸如新图像的生成的大计算时，电流需求可能显著增加。相反，当逻辑块成为空闲时电流需求可能显著减少。当电流需求增加并且没有充足的功率时，提供到设备的供电电压可能掉到临界电压电平之下，潜在地使设备无法正确运行。当电流需求减少并且提供到设备的供电电压上升到临界电压电平之上时，设备内的电路可能无法正确运行并甚至可能遭到破坏。

常规的多相切换调节器是在供电电源和设备之间相接的电功率转换设备，对设备提供电流并对电流需求的改变做出响应以维持供电电压电平。然而，常规多相切换调节器依靠大电感器用于电压转换，并且大电感器限制了常规多相切换调节器对电流需求中的显著改变（即电流瞬变）做出快速响应的能力。典型的30A相位的常规多相切换调节器可使用0.5μH的电感器用于电压转换。电流响应被限制在di/dt=V/L，对于V=11V（将12V输入降到1V供电电压电平）和L=0.5μH，得到22A/μs。提供到设备的电流增加10A将要求至少500ns。此外，脉冲宽度调制切换操作的同步将使常规多相切换调节器的电流响应时间增加若干微秒。当设备的时钟周期小于电流响应时间时，设备可能无法正确运行。500MHz的时钟具有2ns的周期，所以在500ns的电流响应时间期间可出现数百个时钟周期。

因此，存在对改进电压电平的调节和/或与现有技术相关联的其他问题的需求。

发明内容

提供了用于生成非重叠使能信号的系统和方法。在电流源的输出处测量峰值电压电平，该电流源配置为将电流提供到电压控制机构。基于峰值电压电平生成非重叠使能信号用于电压控制机构。系统包括电流源、下游控制器和耦连到负载的电压控制机构。电流源配置为将电流提供到电压控制机构。控制器配置为测量电流源的输出处的峰值电压电平并且基于峰值电压电平生成非重叠使能信号。非重叠使能信号将电流的一部分提供到负载。

附图说明

图1A示出根据一个实施例的电功率转换系统，其包括实现为具有单个电感器的电流停泊（current-parking）切换调节器的电功率转换设备；

图1B示出根据一个实施例的、包括多个电功率转换设备的多相切换调节器；

图1C示出根据一个实施例的、具有分立（split）电感器的电流停泊切换调节器；

图2示出根据一个实施例的、用于调节提供到负载的电压电平的方法的流程图；

图3A示出根据一个实施例的、电流停泊切换调节器的下游控制器部分；

图3B示出根据一个实施例的、与使用图3A中示出的下游控制器的电流停泊切换调节器相对应的波形；

图3C示出根据一个实施例的、电流停泊切换调节器的另一下游控制器部分；

图4A示出根据一个实施例的、用于由下游控制器生成非重叠使能信号的方法的流程图；

图4B示出根据一个实施例的、与由下游控制器所生成的非重叠使能信号相对应的波形；

图4C示出根据一个实施例的、下游控制器的预驱动器子电路；

图4D示出根据一个实施例的、图4C中示出的预驱动器子电路的峰值电压检测器；

图4E示出根据一个实施例的、用于由下游控制器生成非重叠使能信号的方法的另一流程图；

图4F示出根据一个实施例的、用于实施用于生成非重叠使能信号的训练过程的方法的另一流程图；

图5A示出根据一个实施例的、用于调节提供到负载的电压电平的方法的另一流程图；

图5B示出根据一个实施例的系统，所述系统包括驱动使用共享的电流源的两个负载的电流停泊切换调节器；

图5C示出根据一个实施例的、系统内的电流停泊切换调节器的示图；以及

图6示出例示性系统，其中可实现各先前实施例的各架构和/或功能性。

具体实施方式

电功率转换设备将期望的输出电压电平提供到负载，诸如设备。电功率转换设备将从电源（例如电池或主电源）所接收的功率转换到被提供到负载的供电电压电平。使用电感器将附加电流传递到负载并采用对流过电感器的平均电流进行调制的切换机构调节输出电压电平。电容器耦连在负载和接地之间以存储任何过剩电流（被提供通过电感器的电流和传递到负载的电流之间的差）。