[发明专利]主动下降均流

说明书

技术领域

本发明涉及用于主动下降均流的系统和装置。

背景技术

电源设计已经成为一项严峻而困难的任务。高电流/低电压集成电路需 要一种纯净而稳定的DC电源。这种电源必须能够递送非常快速的瞬态电 流。到达这些负载的电子路径还必须具有低电阻和低电感（1.5V的电源将 以60安培在25mΩ的电阻上完全下降）。传统地，DC电源被设计成将AC 线电压转换成一个或多个DC输出，这些DC输出将通过系统被路由至负载 点。为了降低在系统周围分布高电流信号的有害效应，已经采取了一种以 适度的电压和电流电平来分配功率的可选方法。不是在中心位置将AC电 源电压电平转换为各种负载所需要的DC电压电平，而是通常将AC电源电 压转换为一种“合理的”DC电压，并将其路由至“负载点”（POL），在 那里“合理的”DC电压被就地转换为所需要的低电压。这种技术被称作 “分布式电源架构”或DPA，并在图1中示出。如图1的PDA系统200中 所示，交流-直流电压转换器202可产生中间直流电压Vx，该中间直流电压 Vx可被路由至单个的本地直流-直流转换器204、206、208和210，它们依 次可分别向其对应的POL提供所需的DC电压V1、V2、V3和V4。使用 DPA可以减小误差，因为高电流信号的行进距离被最小化，从而降低了I× R（电阻性）以及L di/dt（电感性）误差。应当注意的是这里使用的术语 “POL转换器”和“DC-DC转换器”是可以互换的，并且应当理解通常在 DPA系统中，电源是通过DC-DC转换器供应给各POL的。

在许多功率分配系统中，只在系统周围将功率分配给多个POL通常是 不够的。复杂的电子系统通常还要被监视和控制以确保最大程度的可靠性 和性能。

发明内容

描述了一种一种用于通过主动下降均流向共同的负载提供电流的系 统。该系统包括：通信总线；以及多个耦合到所述通信总线的POL（负载 点）调节器，所述多个POL调节器中的每个POL调节器具有各自的输出 级，所述输出级被配置成向共同的负载提供经调节的输出电压以向所述共 同的负载提供各自的输出电流，其中每个POL调节器还被配置成根据对应 于所述总线的总线通信协议通过所述总线发送并接收分组；其中所述多个 POL调节器被配置成使所述多个POL调节器中的一个用作主POL调节器， 而所述多个POL调节器中的其余POL调节器用作从POL调节器；其中所 述主POL调节器被配置成通过所述通信总线在分组中发送所述主POL调节 器的数字化的相应输出电流的当前值；其中所述从POL调节器被配置成接 收所述主POL调节器的数字化的相应输出电流的当前值；以及其中通过所 述从POL调节器中的每个相应的从POL调节器基于所述主POL调节器的 数字化的相应输出电流的当前值和各个从POL调节器的数字化的相应输出 电流的当前值之间的差，调节所述相应的从POL调节器的各自的输出级中 的高压侧场效应晶体管（FET）的相应控制信号的占空比，所述多个POL 调节器被配置成平衡所述多个POL调节器的每个POL调节器的电流负载。

在该系统中，每个POL调节器包括控制回路，用来控制它的经调节的 输出电压，其中每个POL调节器被配置成使用所述控制回路与所述多个 POL调节器中的其它POL调节器同时响应瞬态事件；其中所述多个POL调 节器的控制回路相对于彼此是相位交错的。

附图说明

在结合附图阅读时通过参考下面的详细描述可以更加充分地理解本发 明的上述以及其它目的、特征和优点，附图中：

图1示出了分布式电源架构（DPA）系统的一个实施例；

图2示出了其中微控制器通过I²C总线与POL转换器装置进行通信的 系统的一个实施例；

图3示出了其中DC-DC电压转换器以点对点配置互联，并由中央供电 控制器控制以执行特定功能的系统的一个实施例；

图4示出了复杂的DC电源系统中需要的通用功能被组合到单个控制器 中的系统的一个实施例；

图5示出了POL调节器系统的一个实施例，POL调节器被配置为通过 通信总线彼此通信；

图6示出了通常被称作“降压调节器”的电源调节器的一个实施例；

图7示出了根据图5的DPA系统的一个实施例的均流配置的一个实施 例；