[发明专利]管理电源系统内的故障的系统和方法

说明书

相关申请信息

本申请要求按照35U.S.C.§119(c)享受2004年2月12日递交的临时专利申请No.60/544,569的优先权。

技术领域

本发明一般地涉及电源控制系统，具体地涉及管理电源控制系统内的故障的系统和方法，所述系统包括多个电源控制组，其中所述多个电源控制组中的每个电源控制组包括多个单独的负载点调整器。

背景技术

例如高端计算和远程通信应用使用诸如微处理器、现场可编程门阵列(FPGA)、专用集成电路(ASIC)等高度优化的集成电路或许比以往任何时候都多，其中为这种电路选用了硅工艺过程和/或调整成使性能达到最好和使成本降低。结果经常要对于每个电路有不同的电源要求，即不同的离散电压和电流电平。此外，这些电路中有许多要求比较低的电压(例如，1v甚至更低)，但是要求比较大的电流(例如，100a)。由于许多原因，不希望通过电子设备在比较长的距离上以低压传送比较大的电流。首先，低电压要传送比较长的物理路程势必使大电流线占用值得注意的电路板面积，从而使电路板上的信号线布线拥挤。其次，承载大电流的线的阻抗要消耗大量的功率，而且使负载调整复杂化。第三，难以调整伏安特性，以适应负载要求的变化。

业已开发了一些分散的供电体系结构来应对这种系统的供电要求。在这种供电体系结构中，将中间总线电压分配到电子系统各处，而在电子系统内的耗电点分别设置各自的负载点(POL)调整器，即DC/DC变换器。每个POL调整器将中间总线电压变换到相应电子电路所需的电平。理想的是，将POL调整器设置成靠近相应的电子电路，以便使布在电子系统内的低电压大电流线的长度最小化。中间总线电压可以用小电流线输送给多个POL调整器，使损耗最小。

这种分散化处理可以推行到应用中几乎所有的负载(微处理器、FPGA等)都具有各自的电源的程度。也就是说，一种应用(整体来看)可以设计成执行单个主要功能，但电源系统(为其中所设置的芯片供电的)可以由各个独立的POL调整器组成。然而，这种电源系统的缺点是它们不能反映POL调整器所供电的负载之间的相关性。例如，如果有一个POL调整器出了故障，由这个变换器供电的电路也就会有故障，但不能通知或停用与这个电路有关的其他芯片。这可以导致不可预测的负载功能失常，甚至由于使其他芯片和/或与它们有关的POL调整器过载而进一步损害到电源系统。传统的电源系统只是以供电正常信号的形式提供非常简单的故障管理，应用可以用来确定具体POL调整器的供电有故障状况。这通常不足以在出现故障的情况下为负载提供系统级的保护。

因此，有益的是能有一种在具有多个POL调整器的分布式电源系统内管理故障的系统和方法。

发明内容

本发明提供了一种管理电源系统内的故障的系统和方法。负载点调整器按照它们所供电的负载的特性分成一些虚拟组。在负载点调整器之一出现故障状况时，可以有选择地对同一组内其他负载点调整器以同样的方式施行克服故障状况的应对措施。如果故障严重得很，可以将故障状况传播给其他组，以便施行一致的应对措施。

在本发明的一个实施例中，电源控制系统包括多个电源控制组，每个组包括多个各提供各自经调整的电压输出的负载点调整器。负载点调整器可以根据它们所供电的负载特性选择成包含在一些电源控制组内。中间总线控制器通过各电源控制组共同的串行数据总线接口和各组各自的OK状态线与各个电源控制组连接。前端调整器为多个电源控制组的每个组和中间总线控制器提供中间总线电压。每个组的多个负载点调整器各还包括各自的故障管理器，用来检测故障状况和有选择地将故障状况的通知传送给本组的多个负载点调整器中的其他负载点调整器和中间总线控制器。这样，本组和其他组的负载点调整器就可以对故障状况采取共同的响应。