[发明专利]电源监视和切换频率控制

说明书

本申请的实施例涉及电源监视和切换频率控制。诸如电源电路的装置包括输入、信号发生器和频率选择器。输入接收指示由电压转换器的输出电压供应给负载的电流的幅值的信号。基于接收到的信号所指示的、供应给负载的电流的幅值，信号发生器产生频率选择信号。频率选择器通过频率选择信号来选择控制电压转换器中的开关的切换频率以产生输出电压。根据一种配置，在检测到电流的幅值变化之后，信号发生器和频率选择器延迟将切换频率从第一切换频率设置增加到第二切换频率设置。

技术领域

本申请涉及电源监视和切换频率控制领域，特别是涉及一种装置、方法、计算机可读存储介质、系统及其制造方法。

背景技术

一种类型的传统功率转换器是降压转换器。通常，为了将输出电压保持在期望范围内，降压转换器中的控制器将产生的输出电压的幅值与设定点参考电压进行比较。基于相应的误差电压，控制器修改与激活降压转换器中的高侧开关电路系统和低侧开关电路系统相关联的相应切换频率和/或脉宽调制。

在某些情况下，控制器基于由产生的输出电压供应给负载的输出电流的量来控制降压转换器的操作和输出电压的产生。例如，传统技术包括从负载、例如由输出电压供电的处理器接收所谓的VID(电压识别)。VID指示设定点电压，在该设定点电压中产生输出电压来为负载供电。基于从接收的VID值导出的目标设定点电压，电源的控制器调节供应给负载的输出电压的幅值。

为防止电源电感因电流过大而饱和、或避免发生功率级雪崩情况，可配置电压调节器(VR)控制器以通过斩断断PWM的脉冲宽度来限制通过电源电感的峰值电流用于控制开关产生输出电压的信号。然而，由于PWM脉冲截断，相应产生的输出电压(例如Vout)可能会下降到相应负载不再可操作的最小阈值电平以下。

将输出电压保持在最小阈值水平以上的一种常规方式是：i)实现具有更高饱和电流的电感器，ii)实现具有较高VDS能力的功率级，和/或iii)增加电源的总输出电容器。这些实现的缺点是：i)具有较高饱和电流(例如较低电感值)的电感器会引入较高的纹波电流、或需要较高的工作切换频率，从而导致较低的电压转换效率，ii)具有高VDS能力的功率级较昂贵，特别是如果要保持相同的Rdson，并且iii)添加更多的输出电容器会增加电源的尺寸和相应的成本。

发明内容

实现清洁能源(或绿色技术)对于减少人类对环境的影响非常重要。一般来说，清洁能源包括用于减少能源消耗对环境的总体毒性的任何不断发展的方法和材料。

本公开包括观察到(诸如从绿色能源或非绿色能源接收的)原始能源通常需要被转换成适当形式(诸如期望的AC电压、DC电压等)，才能用于为诸如服务器、计算机、移动通信设备、无线基站等终端设备供电。在某些情况下，能量存储在相应的一个或多个电池资源中。替代地，从电压发生器或电压源来接收能量。

无论能源是来自绿色能源还是非绿色能源，都希望最有效地利用由这样的来源提供的原始能源(诸如存储和后续分配)以减少我们对环境的影响。本公开有助于通过更高效的能源转换来减少我们的碳足迹并且更好地利用能源。

本公开还包括观察到可以提高常规电源的功率转换效率。例如，为此，本文中的实施例包括通过实施切换频率控制来提供改进的功率转换性能的新颖方式。

本文的实施例包括控制用于经由电源产生输出电压的切换频率的新颖方式。

更具体地，本文的实施例包括诸如电源的装置和频率控制器，该频率控制器包括输入、信号发生器和频率选择器。输入接收指示由电压转换器的输出电压供应给负载的电流的幅值的信号。基于接收到的信号所指示的、供应给负载的电流的幅值，信号发生器产生频率选择信号。频率选择器通过频率选择信号来选择控制电压转换器中的开关的切换频率以产生输出电压。

如本文所讨论的电源的进一步示例实施例包括开关控制器。开关控制器基于选定的切换频率来控制开关的切换，以将输入电压转换为输出电压。