用于電源系統(tǒng)的可擴(kuò)展的電壓斜率控制的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種用于電源系統(tǒng)的可擴(kuò)展的電壓斜率控制的系統(tǒng)。系統(tǒng)可包括(至少)電源電路、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器電路和控制器。所述電源電路可被配置成基于所述D/A轉(zhuǎn)換器提供的輸入電壓向負(fù)載輸出電壓。所述控制器可被配置成使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升來(lái)控制所述D/A轉(zhuǎn)換器(如，以使所述D/A轉(zhuǎn)換器向所述電源電路提供所述輸入電壓)。所述控制器可基于(例如)閥值電壓來(lái)使用所述大幅度電壓斜坡上升或所述小幅度電壓斜坡上升。
【專利說(shuō)明】用于電源系統(tǒng)的可擴(kuò)展的電壓斜率控制

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電源控制，并且更具體地講，涉及用于控制電源操作以使輸出電壓過(guò)沖(overshoot)和下沖(undershoot)最小化的系統(tǒng)。

【背景技術(shù)】
[0002]精確控制電源輸出的電壓并不僅僅需要提供能夠基于電源的構(gòu)造產(chǎn)生所需輸出電壓的輸入電壓。以過(guò)快的速率提供過(guò)高的電壓可能使電源輸出過(guò)沖或下沖所需電壓。輸出電壓過(guò)沖或下沖可(例如)由電源電路中元件的特性所導(dǎo)致的響應(yīng)延遲引起。如電感器和電容器這類設(shè)備以及具有電感和電容性質(zhì)的其他設(shè)備可耗用時(shí)間而成為充電狀態(tài)，然后可在電源達(dá)到穩(wěn)態(tài)時(shí)放電至某種程度。這種行為使電源的電壓輸出連續(xù)地過(guò)沖并且然后下沖所需電壓，直至達(dá)到平衡。
[0003]電壓過(guò)沖和下沖可能不利于系統(tǒng)性能。電壓過(guò)沖可給負(fù)載中的敏感元件(如，處理器)帶來(lái)應(yīng)力，并且在最壞的情況下可損壞敏感元件至負(fù)載可能發(fā)生故障的程度，從而導(dǎo)致消耗并且可能發(fā)生危險(xiǎn)情況。過(guò)沖還浪費(fèi)能量，這對(duì)于以節(jié)能為重要特征的便攜設(shè)備或移動(dòng)設(shè)備可能會(huì)有問(wèn)題。而且，下沖可能對(duì)負(fù)載中敏感元件的工作有負(fù)面影響，并且為了避開此類影響，負(fù)載的啟動(dòng)可能延遲，從而導(dǎo)致系統(tǒng)性能降低。如動(dòng)態(tài)電壓調(diào)節(jié)(DVS)的現(xiàn)有控制技術(shù)已經(jīng)有助于電源輸出電壓中的過(guò)沖或下沖最小化，但不具備處理新興應(yīng)用的需求的能力，此類新興應(yīng)用的需求更復(fù)雜、更敏感并且需要更高準(zhǔn)確度、更快的性能等以降低負(fù)載應(yīng)力和節(jié)約能源。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]總體上，本發(fā)明描述了用于為電源系統(tǒng)提供可擴(kuò)展的電壓斜率控制的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)可包括(至少)電源電路、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器電路和控制器。電源電路可被配置成基于D/A轉(zhuǎn)換器提供的輸入電壓向負(fù)載輸出電壓?？刂破骺杀慌渲贸墒褂么蠓入妷盒逼律仙蛐》入妷盒逼律仙齺?lái)控制D/A轉(zhuǎn)換器(如，以使D/A轉(zhuǎn)換器向電源電路提供輸入電壓)?？刂破骺苫?例如)閥值電壓來(lái)使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升。
[0005]本申請(qǐng)公開了一種設(shè)備，包括:電源電路，所述電源電路被配置成基于輸入電壓向負(fù)載輸出輸出電壓；數(shù)模Φ/Α)轉(zhuǎn)換器電路，所述D/A轉(zhuǎn)換器電路被配置成向所述電源電路提供所述輸入電壓；以及控制器，所述控制器被配置成使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升控制所述D/A轉(zhuǎn)換器電路，所述控制器基于閥值電壓使用所述大幅度電壓斜坡上升或所述小幅度電壓斜坡上升。
[0006]本申請(qǐng)還公開了一種方法，包括:選擇新目標(biāo)電壓和斜坡率以控制從電源電路輸出的電壓；確定舊目標(biāo)電壓和所述新目標(biāo)電壓之間的差值是否大于閥值電壓；以及基于所述確定使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升使待提供的輸入電壓驅(qū)動(dòng)所述電源電路。
[0007]本申請(qǐng)進(jìn)一步公開了至少一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述至少一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上單獨(dú)地或組合地存儲(chǔ)有指令，所述指令當(dāng)被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)導(dǎo)致以下操作，所述操作包括:選擇新目標(biāo)電壓和斜坡率以控制從電源電路輸出的電壓；確定舊目標(biāo)電壓和所述新目標(biāo)電壓之間的所述差值是否大于閥值電壓；以及基于所述確定使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升使待提供的輸入電壓驅(qū)動(dòng)所述電源電路。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0008]隨下面的詳細(xì)描述的進(jìn)行并參考附圖后，要求保護(hù)的主題的多個(gè)實(shí)施例的特征和優(yōu)點(diǎn)將會(huì)變得顯而易見，其中附圖中類似的數(shù)字表示類似的部件，并且其中:
[0009]圖1示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的一種可用的示例性系統(tǒng)；
[0010]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的標(biāo)有各種特性的電壓斜坡(ramp)曲線的例子；
[0011]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的用于電源系統(tǒng)的可擴(kuò)展的電壓斜率控制的示例性操作；
[0012]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的大幅度(large range)電壓斜坡上升的示例性操作的流程圖；
[0013]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的小幅度(small range)電壓斜坡上升的示例性操作的流程圖；以及
[0014]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的定時(shí)模式對(duì)輸出電壓的影響的示例性圖。
[0015]雖然下面的【具體實(shí)施方式】將參照示例性實(shí)施例進(jìn)行，但是實(shí)施例的多個(gè)替代形式、修改形式和變型對(duì)于本領(lǐng)域的技術(shù)人員而言將顯而易見的。

【具體實(shí)施方式】
[0016]在一個(gè)實(shí)施例中，電源電路可包括DC/DC轉(zhuǎn)換器電路，并且閥值電壓可基于DC/DC轉(zhuǎn)換器電路的特性。例如，DC/DC轉(zhuǎn)換器的特性可用來(lái)確定某個(gè)電壓電平，在該電壓電平上可運(yùn)用不同的電壓斜坡上升以有助于避免輸出電壓過(guò)沖和下沖。在操作中，控制器可被配置成確定舊目標(biāo)電壓(如，系統(tǒng)的當(dāng)前輸出電壓)和新目標(biāo)電壓之間的差值，并將該差值與閥值電壓進(jìn)行比較。如果確定該差值大于閥值電壓，則可使用大幅度斜坡上升，并且作為另外一種選擇，如果確定該差值小于閥值電壓，則可使用小幅度斜坡上升。
[0017]在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)使用大幅度斜坡上升時(shí)，控制器可被配置成向D/A轉(zhuǎn)換器提供數(shù)字代碼，這些數(shù)字代碼使D/A轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的輸入電壓以第一增量遞增地增加(如，增加一定量的電壓)。該操作可持續(xù)到控制器確定了輸入電壓的再一個(gè)增量增加(如，增加第一增量)將使電源電路產(chǎn)生的輸出電壓等于或超出中間目標(biāo)電壓。然后，控制器可被配置成輸出數(shù)字代碼以使輸出電壓等于中間目標(biāo)電壓。例如，中間目標(biāo)電壓可根據(jù)閥值電壓設(shè)置，并且可表示這樣的值，在該值上可以使用不同的電壓斜坡上升以使輸出電壓過(guò)沖和下沖最小化。然后，控制器可被配置成再次向D/A轉(zhuǎn)換器提供數(shù)字代碼，這些數(shù)字代碼使輸入電壓以小于第一增量的第二增量遞增地增加。該操作可持續(xù)到控制器確定了輸入電壓以第二增量遞增地增加將使輸出電壓等于或超出新目標(biāo)電壓。然后，控制器可被配置成輸出數(shù)字代碼以使輸出電壓等于新目標(biāo)電壓。然后可將舊目標(biāo)電壓設(shè)定到當(dāng)前的新目標(biāo)電壓，并且可選擇新目標(biāo)電壓以及新的斜坡率(ramp rate)。
[0018]在相同的或不同的實(shí)施例中，當(dāng)舊目標(biāo)電壓和新目標(biāo)電壓之間的差值小于閥值電壓時(shí)，控制器可使用小幅度斜坡上升?？刂破骺杀慌渲贸墒紫却_定舊目標(biāo)電壓是等于、大于或是小于新目標(biāo)電壓。如果確定舊目標(biāo)電壓等于新目標(biāo)電壓，則系統(tǒng)不需要操作(如，系統(tǒng)已處于新目標(biāo)電壓處)。如果確定舊目標(biāo)電壓大于新目標(biāo)電壓，則控制器可用來(lái)(如，輸出數(shù)字代碼)使輸出電壓下降。如果控制器確定了舊目標(biāo)電壓小于新目標(biāo)電壓，則控制器可向D/A轉(zhuǎn)換器提供數(shù)字代碼，這些數(shù)字代碼使輸入電壓以第三增量遞增地增加。在一個(gè)實(shí)施例中，第二增量可等于第三增量。該操作可持續(xù)到控制器確定了輸入電壓以第三增量遞增地增加將使輸出電壓等于或超出新目標(biāo)電壓。控制器還可被進(jìn)一步配置成輸出數(shù)字代碼以使輸出電壓等于新目標(biāo)電壓。然后可將舊目標(biāo)電壓設(shè)定到當(dāng)前的新目標(biāo)電壓，并且可選擇新目標(biāo)電壓以及新的斜坡率。
[0019]圖1不出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的一種可用的不例性系統(tǒng)100。系統(tǒng)100可包括控制器102、D/A轉(zhuǎn)換器(DAC) 104、電源電路106和負(fù)載118?？刂破?02可為(例如)微處理器集成電路(1C)。在一個(gè)操作例中，控制器102可被配置成通過(guò)接口(如，從另一個(gè)控制實(shí)體)接收電源電路106的輸出電壓目標(biāo)?？刂破?02可被配置成向DAC104輸出數(shù)字代碼，這些數(shù)字代碼代表與電源電路106的設(shè)定值(SP)相當(dāng)?shù)哪M電壓電平。例如，SP可通過(guò)控制器102遞增地增加(如，使用第一、第二或第三增量，將參考圖2進(jìn)行說(shuō)明)以尋求所需的目標(biāo)電壓。DAC104可被配置成接收來(lái)自控制器102的數(shù)字代碼，并且基于這些數(shù)字代碼輸出模擬電壓。DAC104可為單獨(dú)的1C，或控制器102可包括針對(duì)DAC104描述的功能并可簡(jiǎn)單地向電源電路106輸出模擬電壓。電源電路106可包括(例如)誤差比較器或誤差放大器108 (誤差比較器/放大器108)、反饋網(wǎng)絡(luò)110和DC/DC轉(zhuǎn)換器電路112。在一個(gè)實(shí)施例中，誤差比較器或誤差放大器108可被配置成從DAC104接收模擬電壓和通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)110接收反饋電壓，并以數(shù)字格式或模擬格式向DC/DC轉(zhuǎn)換器電路112提供兩個(gè)電壓之間的差值。
[0020]DC/DC轉(zhuǎn)換器電路112可基于現(xiàn)有的轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，例如降壓型、升壓型、升降壓型、單端初級(jí)電感轉(zhuǎn)換器(SEPIC)、反激型、功率因數(shù)校正(PFC)反激型、半橋、全橋、0lk等。在大多數(shù)情況下，上述DC/DC轉(zhuǎn)換器拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括基本元件，例如連接到功率級(jí)116上的控制邏輯部分114，其控制如何可將電源電壓(Vs5a)提供給儲(chǔ)存電容器或槽路電容器(C*^)。輸出電壓(如，Cwt兩端的電壓)可提供給負(fù)載118，以及通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)110返回誤差比較器或誤差放大器108。關(guān)于DC/DC轉(zhuǎn)換器電路112描述的各種元件可包括電容器或電感器，或可至少表現(xiàn)出可使DC/DC轉(zhuǎn)換器電路112輸出的電壓過(guò)沖或下沖目標(biāo)電壓的電容或電感行為。這種行為被發(fā)現(xiàn)是有問(wèn)題的，問(wèn)題在于負(fù)載118中包含的電路可能受損，從而導(dǎo)致高昂的維修費(fèi)用或甚至負(fù)載118中的危險(xiǎn)操作；再者，從節(jié)能上說(shuō)，過(guò)沖會(huì)浪費(fèi)電力。在至少一個(gè)實(shí)施例中，過(guò)沖可通過(guò)控制為從電源電路106產(chǎn)生所需的輸出電壓而遞增地增加輸入電壓的方式(如，斜坡上升)而被最小化。
[0021]圖2示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的標(biāo)有各種特性的示例性電壓斜坡曲線200。提供的電壓斜坡曲線200僅是為了舉例說(shuō)明(如，為了解釋將在圖3-5中公開的流程圖的說(shuō)明中提及的各種量)，并非意圖將本文所公開的實(shí)施例限定為任何特定的操作模式或情形。電壓斜坡曲線200公開了 SP(如，就控制器102輸出的數(shù)字代碼而言)如何以符合本發(fā)明的方式隨時(shí)間(如，時(shí)鐘周期)遞增增加。雖然數(shù)字代碼與時(shí)鐘周期的關(guān)系在200中公開，但類似的關(guān)系可以用不同的術(shù)語(yǔ)來(lái)表達(dá)但仍然保持在本發(fā)明范圍內(nèi)(如，DAC104輸出的模擬輸入電壓與秒的關(guān)系等)。
[0022]電壓斜坡曲線200中示出了三個(gè)示例性目標(biāo)電壓:舊目標(biāo)電壓(OT)、新目標(biāo)電壓(NT)和中間目標(biāo)電壓(IT)。OT為電壓斜坡曲線200的起始點(diǎn)。OT可為前一 NT(例如，如果前一電壓斜坡達(dá)到所需的輸出電壓)，并且可等于控制器102在電壓斜坡曲線200的開始處輸出的設(shè)定值(SP)。NT可為在電壓斜坡200完成時(shí)電源電路106的所需輸出電壓。電壓曲線200示為起始于OT以第一增量LI (DLl)/周期的斜坡增加并且電壓遞增增加。在一個(gè)實(shí)施例中，DLl可定義為多個(gè)代碼/周期，其基于當(dāng)選定NT時(shí)設(shè)定的斜坡率。
[0023]IT可對(duì)應(yīng)于某個(gè)電壓電平，在該電壓電平上輸入電壓遞增增加的方式(如，控制器102輸出的數(shù)字代碼)可被改變。在一個(gè)實(shí)施例中，IT可通過(guò)從NT中減去閥值電壓(TH)而確定，TH基于DC/DC轉(zhuǎn)換器電路112的各種行為特性。如電壓斜坡200所示，在IT之后，如果(例如)執(zhí)行小幅度斜坡變化，則控制器102輸出的數(shù)字代碼以第二增量L2(DL2)和/或第三增量S(DS)斜坡變化。DL2和DS的斜坡率小于DLl，并且在至少一個(gè)實(shí)施例中可相等。這是因?yàn)樵贗T之后繼續(xù)以DLl斜坡上升有可能引起輸出電壓過(guò)沖。因此，斜坡率可在IT或靠近IT處降低，從而提供更受控的電壓斜坡。還可進(jìn)行可選的模式調(diào)節(jié)以進(jìn)一步改善電壓斜坡變化至NT的方式。在一個(gè)實(shí)施例中，可選的模式可基于(例如)保持特定的數(shù)字代碼長(zhǎng)于一個(gè)時(shí)間周期。例如，電壓范圍曲線200示出的模式為“1122”，因?yàn)榍皟蓚€(gè)代碼保持一個(gè)時(shí)鐘周期，而后兩個(gè)代碼保持兩個(gè)時(shí)鐘周期。圖2示出的模式僅是為了解釋說(shuō)明，并非旨在限制實(shí)施例僅為該模式。如將在圖6中所示，根據(jù)不同的實(shí)施例可采用不同的模式，每個(gè)不同的模式產(chǎn)生不同的響應(yīng)。
[0024]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的用于電源系統(tǒng)的可擴(kuò)展的電壓斜率控制的示例性操作。在操作300中，可選擇NT和目標(biāo)斜坡率。NT和目標(biāo)斜坡率可基于(例如)控制器102中執(zhí)行的程序代碼、控制器102中的預(yù)定配置、控制器102中的用戶配置等來(lái)選擇。在操作302中，可隨后對(duì)NT和OT(如，其可為前一 NT)之間的差值是否大于TH(NT-OT)TH ?)進(jìn)行確定。如果確定ΝΤ-0Τ>ΤΗ，則在操作304中可執(zhí)行大幅度電壓斜坡上升。這是因?yàn)榇@得的電壓的量大于閥值，因此可采用較大的增量(如，DLl)以較快地增加輸入電壓，并同樣地增加輸出電壓，從而提高響應(yīng)能力。如果在操作302中確定ΝΤ-Ν0〈ΤΗ，則使用較大的增量(如，DLl)會(huì)引起過(guò)沖，因此在操作306中可使用較小的增量(如，DS)來(lái)執(zhí)行小幅度電壓斜坡上升，該較小的增量可以較慢的速率增加輸入和輸出電壓，但提供更精確的控制。
[0025]圖4示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的大幅度電壓斜坡上升304’的示例性操作的流程圖。接著接著來(lái)自圖3的操作302，在操作400中，可通過(guò)從NT中減去TH設(shè)定IT (IT = NT-TH)。IT設(shè)定這樣的電壓電平，在該電壓電平上用于遞增地增加數(shù)字代碼的增量應(yīng)該被改變以(例如)為更精確的控制創(chuàng)造條件。在操作402中，隨后可對(duì)使SP增加第一增量(DLl)是否將使SP等于或超出IT(SP+DL1彡IT ?)進(jìn)行確定。如果在操作402中確定SP+DL1〈IT，則在操作404中SP可增加DLl (如，控制器102可輸出對(duì)應(yīng)于模擬電壓值增加DLl的數(shù)字代碼)，隨后在操作406中在返回操作402之前控制器102可延遲一個(gè)時(shí)間周期(如，一個(gè)時(shí)鐘周期)以確定SP是否可再次增加DLl。如果在操作402中確定不是“等于或超過(guò)IT”而SP不能增加，則在操作408中SP可設(shè)定為IT的當(dāng)前值(SP = IT)。
[0026]隨后可在操作410中對(duì)使SP增加第二增量(DL2)是否將使SP等于或超出NT (SP+DL2彡NT ?)進(jìn)行確定。如果在操作410中確定SP+DL2〈NT，則在操作412中SP可增加DL2 (如，控制器102可輸出對(duì)應(yīng)于模擬電壓值增加DL2的數(shù)字代碼)，隨后在操作414中在返回操作410之前控制器102可等待一個(gè)或多個(gè)時(shí)間周期以確定SP是否可再次增加DL2。例如，增量增加還可根據(jù)可選的定時(shí)模式來(lái)進(jìn)行，因此基于所采用的特定定時(shí)模式，控制器102可以在操作414中延遲不止一個(gè)時(shí)鐘周期。如果在操作410中確定不是“等于或超過(guò)NT”而SP不能增加，則在操作416中SP可設(shè)定為NT的當(dāng)前值(SP = NT)，并且在操作418中在返回操作300 (圖3)之前OT可設(shè)定為NT的當(dāng)前值(0T = NT)。
[0027]圖5示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的小幅度電壓斜坡上升306’的示例性操作的流程圖。接著來(lái)自圖3的操作302，在操作500中可對(duì)NT是否等于OT(NT = OT?)進(jìn)行確定。在操作500中確定NT = OT之后，可返回圖3的操作300(如，不需要操作，因?yàn)镈C/DC轉(zhuǎn)換器電路112的相關(guān)電壓已為NT)。作為另外一種選擇，在操作502中可對(duì)NT是否大于OT(NTX)T ?)進(jìn)行確定。如果在操作502中確定NT〈0T，則在操作504中SP可設(shè)定為NT的當(dāng)前值(SP = NT)或可發(fā)生斜坡下降。是否SP = NT或發(fā)生斜坡下降可取決于采用系統(tǒng)100的特定應(yīng)用。例如，如果負(fù)載118為特別敏感的，或關(guān)注節(jié)電，則可發(fā)生斜坡下降。否則，SP可設(shè)定為NT的當(dāng)前值并且可允許電壓在適當(dāng)?shù)臅r(shí)候下降。在操作504之后(如，在需要斜坡下降的情況下)可任選地進(jìn)行操作506，在操作506中可對(duì)SP是否等于NT (SP = NT?)進(jìn)行進(jìn)一步確定。如果在操作506中確定SP = NT，則在操作508中，在返回圖3的操作300之前，OT可設(shè)定為NT的當(dāng)前值。
[0028]如果在操作502中確定ΝΤ>0Τ，則在操作510中可隨后對(duì)使SP增加第三增量(DS)是否將使SP等于或超出NT (SP+DS彡NT ?)進(jìn)行確定。如果在操作510中確定SP+DS〈NT，則在操作512中SP可增加DS(如，控制器102可輸出對(duì)應(yīng)于模擬電壓值增加DS的數(shù)字代碼)，隨后在操作514中，在返回操作510之前，控制器102可等待一個(gè)或多個(gè)時(shí)間周期以確定SP是否可再次增加DS。例如，增量增加還可根據(jù)可選的定時(shí)模式來(lái)進(jìn)行，因此基于所采用的特定定時(shí)模式，控制器102可以在操作514中延遲不止一個(gè)時(shí)鐘周期。如果在操作510中確定不是“等于或超過(guò)NT”而SP不能增加，則在操作516中SP可設(shè)定為NT的當(dāng)前值(SP = NT)，之后可返回至操作508，在操作508中在返回操作300 (圖3)之前，OT可設(shè)定為NT的當(dāng)前值(0T = NT)。
[0029]圖6示出了根據(jù)本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例的定時(shí)模式對(duì)輸出電壓的影響的示例性圖600。圖600繪制了輸出電壓(V)與時(shí)間(us)的關(guān)系，以用于采用不同的定時(shí)模式時(shí)從電源電路106中觀察到的輸出電壓。在圖6示出的例子中，對(duì)于所有的情況，大幅度斜坡上升采用四個(gè)代碼/周期增量(DLl)，而小幅度斜坡上升則是不同的。例如，標(biāo)為“原始”的曲線為未采用任何符合本發(fā)明的實(shí)施例的輸出電壓的例子。標(biāo)為“1111”的曲線展示了符合本發(fā)明的實(shí)施例的效果，該實(shí)施例使用了其中小幅度斜坡上升包括四個(gè)周期的“一代碼/周期”增量(DL2)的定時(shí)模式。標(biāo)為“1222”的曲線示出其中小幅度斜坡上升包括“一代碼/周期”增量然后三個(gè)“一代碼/兩周期”增量的定時(shí)模式。標(biāo)為“1122”的曲線示出其中小幅度斜坡上升包括兩個(gè)“一代碼/周期”增量然后兩個(gè)“一代碼/兩周期”增量的定時(shí)模式。標(biāo)為“11111111”的曲線示出其中小幅度斜坡上升包括八個(gè)“一代碼/周期”增量的定時(shí)模式。圖6中示出的不同響應(yīng)曲線表明(例如)使用不同的定時(shí)模式可影響在電源電路106的輸出電壓中觀察到的過(guò)沖/下沖的量。
[0030]雖然圖3-5示出了根據(jù)不同實(shí)施例的各種操作，但應(yīng)當(dāng)理解，并非圖3-5中示出的所有操作對(duì)于其他實(shí)施例都是必需的。實(shí)際上，本文充分考慮到:在本發(fā)明的其他實(shí)施例中，圖3-5中所示的操作和/或本文所述的其他操作可按照未在任何附圖中具體示出但仍然完全符合本發(fā)明的方式組合。因此，認(rèn)為涉及未明確在一幅附圖中示出的特征和/或操作的權(quán)利要求落入本發(fā)明的范圍和內(nèi)容內(nèi)。
[0031]如文中任一實(shí)施例中所用，“電路”可以單獨(dú)地或以任何組合形式包括(例如)單個(gè)組件、硬連線電路、可編程電路(如包括一個(gè)或多個(gè)單獨(dú)的指令處理核的計(jì)算機(jī)處理器)、狀態(tài)機(jī)電路和/或存儲(chǔ)由可編程電路執(zhí)行的指令的固件。模塊可以總體或單獨(dú)地體現(xiàn)為形成較大系統(tǒng)的一部分的電路，例如，集成電路(1C)、單芯片系統(tǒng)(SoC)、臺(tái)式計(jì)算機(jī)、膝上型計(jì)算機(jī)、平板電腦、智能手機(jī)等。
[0032]本文所述的任何操作都可以在包括一個(gè)或多個(gè)存儲(chǔ)介質(zhì)的系統(tǒng)中實(shí)施，其中存儲(chǔ)介質(zhì)上單獨(dú)或組合地存儲(chǔ)了指令，當(dāng)一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行這些指令時(shí)，執(zhí)行所述方法。這里，處理器可以包括例如服務(wù)器CPU、移動(dòng)設(shè)備CPU和/或其他可編程電路。另外，意圖可將本文所述的操作分配到多個(gè)物理設(shè)備上，如，在不止一個(gè)不同的物理位置處的處理結(jié)構(gòu)。存儲(chǔ)介質(zhì)可以包括任何類型的有形介質(zhì)，例如，任何類型的磁盤，包括硬盤、軟盤、光盤、致密盤只讀存儲(chǔ)器(CD-ROM)、致密盤可重寫光盤(CD-RW)和磁光盤、半導(dǎo)體設(shè)備，如只讀存儲(chǔ)器(ROM)、隨機(jī)存取存儲(chǔ)器(RAM)，如動(dòng)態(tài)和靜態(tài)RAM、可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EPROM)、電可擦可編程只讀存儲(chǔ)器(EEPROM)、閃存、固態(tài)硬盤(SSD)、嵌入式多媒體卡(eMMC)、安全數(shù)字輸入/輸出(SD1)卡、磁卡或光卡，或任何類型的適于存儲(chǔ)電子指令的介質(zhì)?？梢宰鳛橛煽删幊炭刂圃O(shè)備執(zhí)行的軟件模塊來(lái)實(shí)施其他實(shí)施例。
[0033]因此，本發(fā)明提供了用于電源系統(tǒng)的可擴(kuò)展的電壓斜率控制的系統(tǒng)和方法。系統(tǒng)可包括(至少)電源電路、數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器電路和控制器。電源電路可被配置成基于D/A轉(zhuǎn)換器提供的輸入電壓向負(fù)載輸出電壓?？刂破骺杀慌渲贸墒褂么蠓入妷盒逼律仙蛐》入妷盒逼律仙齺?lái)控制D/A轉(zhuǎn)換器(如，以使D/A轉(zhuǎn)換器向電源電路提供輸入電壓)?？刂破骺苫?例如)閥值電壓來(lái)使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升。
[0034]以下例子屬于進(jìn)一步的實(shí)施例。在一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種設(shè)備。所述設(shè)備可包括:被配置成基于輸入電壓向負(fù)載輸出輸出電壓的電源電路，被配置成向電源電路提供輸入電壓的數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器電路，以及被配置成使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升控制D/A轉(zhuǎn)換器電路的控制器，控制器基于閥值電壓使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升。
[0035]在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了一種方法，該方法可包括:選擇新目標(biāo)電壓和斜坡率以控制從電源電路輸出的電壓，確定舊目標(biāo)電壓和新目標(biāo)電壓之間的差值是否大于閥值電壓，以及基于該確定使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升使待提供的輸入電壓驅(qū)動(dòng)電源電路。
[0036]在另一個(gè)示例性實(shí)施例中，提供了至少一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)。機(jī)器可讀介質(zhì)可具有單獨(dú)地或組合地存儲(chǔ)在其上的指令，當(dāng)通過(guò)一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行該指令時(shí)導(dǎo)致以下操作，包括:選擇新目標(biāo)電壓和斜坡率以控制從電源電路輸出的電壓，確定舊目標(biāo)電壓和新目標(biāo)電壓之間的差值是否大于閥值電壓，以及基于該確定使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升使待提供的輸入電壓驅(qū)動(dòng)電源電路。
[0037]本文中采用的術(shù)語(yǔ)和表達(dá)方式作為描述而非限制的術(shù)語(yǔ)使用，并且在使用此類術(shù)語(yǔ)和表達(dá)方式的過(guò)程中，不旨在排除示出和描述的特征(或其一部分)的任何等同物，并且認(rèn)識(shí)到，各種修改形式可落入權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。因此，權(quán)利要求書旨在涵蓋所有此類等同物。
【權(quán)利要求】
1.一種設(shè)備，包括: 電源電路，所述電源電路被配置成基于輸入電壓向負(fù)載輸出輸出電壓； 數(shù)模(D/A)轉(zhuǎn)換器電路，所述D/A轉(zhuǎn)換器電路被配置成向所述電源電路提供所述輸入電壓；以及 控制器，所述控制器被配置成使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升控制所述D/A轉(zhuǎn)換器電路，所述控制器基于閥值電壓使用所述大幅度電壓斜坡上升或所述小幅度電壓斜坡上升。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述電源電路包括DC/DC轉(zhuǎn)換器電路，所述閥值電壓基于至少所述DC/DC轉(zhuǎn)換器電路的工作特性。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述大幅度電壓斜坡上升將所述控制器配置成: 向所述D/A轉(zhuǎn)換器電路輸出數(shù)字代碼從而使所述輸入電壓以第一增量遞增地增加，所述控制器被配置成向所述D/A轉(zhuǎn)換器電路輸出所述數(shù)字代碼，直至所述控制器確定以所述第一增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出中間目標(biāo)電壓；以及輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述中間目標(biāo)電壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中在確定以所述第一增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出中間目標(biāo)電壓之后，所述控制器進(jìn)一步被配置成: 向所述D/A轉(zhuǎn)換器電路輸出數(shù)字代碼從而使所述輸入電壓以小于所述第一增量的第二增量遞增地增加，所述控制器被配置成輸出所述數(shù)字代碼，直至所述控制器確定以所述第二增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出新目標(biāo)電壓；以及輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述新目標(biāo)電壓。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的設(shè)備，其中所述控制器被配置成基于定時(shí)模式向所述D/A轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字代碼。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中所述小幅度電壓斜坡上升將所述控制器配置成確定舊目標(biāo)電壓是否等于、大于或小于目標(biāo)電壓。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中如果控制器確定所述舊目標(biāo)電壓小于所述目標(biāo)電壓不超出所述閥值，則所述控制器進(jìn)一步被配置成: 向所述D/A轉(zhuǎn)換器電路輸出數(shù)字代碼從而使所述輸入電壓以第三增量遞增地增加，所述控制器被配置成向所述D/A轉(zhuǎn)換器電路輸出所述數(shù)字代碼，直至以所述第三增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出所述新目標(biāo)電壓；以及輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述新目標(biāo)電壓。
8.根據(jù)權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中所述控制器被配置成基于定時(shí)模式向所述D/A轉(zhuǎn)換器輸出數(shù)字代碼。
9.一種方法，包括: 選擇新目標(biāo)電壓和斜坡率以控制從電源電路輸出的電壓； 確定舊目標(biāo)電壓和所述新目標(biāo)電壓之間的差值是否大于閥值電壓；以及基于所述確定使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升使待提供的輸入電壓驅(qū)動(dòng)所述電源電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述電源電路包括DC/DC轉(zhuǎn)換器電路，所述閥值電壓基于至少所述DC/DC轉(zhuǎn)換器電路的工作特性。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述大幅度電壓斜坡上升包括: 輸出數(shù)字代碼從而基于所述斜坡率使所述輸入電壓以第一增量遞增地增加，直至確定以所述第一增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出中間目標(biāo)電壓； 輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述中間目標(biāo)電壓； 輸出數(shù)字代碼從而使所述輸入電壓以小于所述第一增量的第二增量遞增地增加，直至確定以所述第二增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出所述新目標(biāo)電壓；以及輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述新目標(biāo)電壓。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中輸出數(shù)字代碼基于定時(shí)模式進(jìn)行。
13.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中所述小幅度電壓斜坡上升包括: 確定所述舊目標(biāo)電壓是否等于、大于或小于所述新目標(biāo)電壓； 基于確定所述舊目標(biāo)電壓等于所述新目標(biāo)電壓而保持所述目標(biāo)電壓； 基于確定所述舊目標(biāo)電壓大于所述新目標(biāo)電壓而輸出數(shù)字代碼以使所述輸入電壓降低； 基于確定所述舊目標(biāo)電壓小于所述新目標(biāo)電壓而輸出數(shù)字代碼以使所述輸入電壓以第三增量遞增地增加，直至以所述第三增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出所述新目標(biāo)電壓；以及 輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述新目標(biāo)電壓。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的方法，其中輸出數(shù)字代碼基于定時(shí)模式進(jìn)行。
15.至少一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，所述至少一種機(jī)器可讀存儲(chǔ)介質(zhì)上單獨(dú)地或組合地存儲(chǔ)有指令，所述指令當(dāng)被一個(gè)或多個(gè)處理器執(zhí)行時(shí)導(dǎo)致以下操作，所述操作包括: 選擇新目標(biāo)電壓和斜坡率以控制從電源電路輸出的電壓； 確定舊目標(biāo)電壓和所述新目標(biāo)電壓之間的所述差值是否大于閥值電壓；以及基于所述確定使用大幅度電壓斜坡上升或小幅度電壓斜坡上升使待提供的輸入電壓驅(qū)動(dòng)所述電源電路。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)，其中所述電源電路包括DC/DC轉(zhuǎn)換器電路，所述閥值電壓基于至少所述DC/DC轉(zhuǎn)換器電路的工作特性。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)，其中所述大幅度電壓斜坡上升包括: 輸出數(shù)字代碼從而基于所述斜坡率使所述輸入電壓以第一增量遞增地增加，直至確定以所述第一增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出中間目標(biāo)電壓； 輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述中間目標(biāo)電壓； 輸出數(shù)字代碼從而使所述輸入電壓以小于所述第一增量的第二增量遞增地增加，直至確定以所述第二增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出所述新目標(biāo)電壓；以及輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述新目標(biāo)電壓。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的介質(zhì)，其中輸出數(shù)字代碼基于定時(shí)模式進(jìn)行。
19.根據(jù)權(quán)利要求15所述的介質(zhì)，其中所述小幅度電壓斜坡上升包括: 確定所述舊目標(biāo)電壓是否等于、大于或小于所述新目標(biāo)電壓； 基于確定所述舊目標(biāo)電壓等于所述新目標(biāo)電壓而保持所述目標(biāo)電壓； 基于確定所述舊目標(biāo)電壓大于所述新目標(biāo)電壓而輸出數(shù)字代碼以使所述輸入電壓降低； 基于確定所述舊目標(biāo)電壓小于所述新目標(biāo)電壓而輸出數(shù)字代碼以使所述輸入電壓以第三增量遞增地增加，直至以所述第三增量遞增地增加將使所述輸出電壓等于或超出所述新目標(biāo)電壓；以及 輸出數(shù)字代碼以使所述輸出電壓等于所述新目標(biāo)電壓。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的介質(zhì)，其中輸出數(shù)字代碼基于定時(shí)模式進(jìn)行。
【文檔編號(hào)】H02M3/04GK104184316SQ201410172396
【公開日】2014年12月3日 申請(qǐng)日期:2014年4月25日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】S·范, 安德魯·凱米亞, B·趙 申請(qǐng)人:快捷半導(dǎo)體(蘇州)有限公司, 快捷半導(dǎo)體公司