[发明专利]改善电压识别瞬变响应的方法以及电压调节器

说明书

技术领域

本发明是有关于电压调节器，且特别是有关于改善电压识别瞬变响应的方法以及电压调节器的电路结构。

背景技术

现今的中央处理器(CPU)的电压识别(voltage Identification，VID)是高度动态的而且是非常快速地由低变高以及由高变低。CPU的VID瞬变很可能在很短的时间内连续发生，因此导致计算机的性能不完全依赖于CPU的效能，还将受到电压调节器的VID追逐速度(chasing speed)的影响。通常，CPU仅仅在电压调节器的输出电压稳定至期望VID时才会处理给定的任务；换句话说，如果电压调节器的VID追逐速度不能满足给定规格(given spec)，CPU将有可能会因为电压不符而受损，或者可能会因为需要等待更长时间而闲置过久并因此降低系统的性能。

在自适应电压定位(adaptive voltage position，AVP)系统中，电压调节器会根据感测到的电感电流产生电流感测信号并依据产生的电流感测信号来提供下调电压控制信号(droop control signal)以调节输出电压；请参阅图1A及图1B，其分别绘示出在VID向上瞬变以及向下瞬变两种情形下电流感测信号与输出电压的状态示意图。从图1A所示的VID值由VID1改变至VID2之VID向上瞬变期间或者图2A所示的VID值由VID2改变至VID1之VID向下瞬变期间可以得知，电感电流IL因VID值的改变而有额外的增加或减少，致使电流感测信号VCS0会相应地增大或减小，进而导致输出电压VOUT平均值呈非线性变化，结果造成输出电压VOUT的实际稳定时间Ta大于给定的VID瞬变稳定时间规格Ts。

发明内容

本发明的目的之一是提供一种改善电压识别瞬变响应的方法，其能够在给定的VID瞬变稳定时间规格内将输出电压稳定至目标电压识别值。

本发明的再一目的是提供一种电压调节器，其能够在给定的VID瞬变稳定时间规格内将输出电压稳定至目标电压识别值。

本发明实施例提出的一种改善电压识别瞬变响应的方法，应用于电压调节器。本实施例中的方法包括步骤：持续感测电压调节器的电感电流以输出电流感测信号；在稳态操作期间，采样电流感测信号而得采样结果以用于提供下调电压控制信号；当自稳态操作期间进入电压识别瞬变期间，保持住上述之采样结果以用于提供下调电压控制信号；以及将下调电压控制信号作为产生用于调节电压调节器的输出电压之脉宽调制信号的考虑因素。

在本发明的实施例中，上述之将下调电压控制信号作为产生用于调节电压调节器的输出电压之脉宽调制信号的考虑因素的步骤可包括：对电压调节器的输出电压的反馈值与电压识别值之间的差异进行放大处理后输出误差信号；以及比较误差信号与下调电压控制信号以依据比较结果输出脉宽调制信号。又或者，上述之将下调电压控制信号作为产生用于调节电压调节器的输出电压之脉宽调制信号的考虑因素的步骤包括：对电压调节器的输出电压的反馈值与复合信号之间的差异进行放大处理后输出误差信号，其中复合信号由下调电压控制信号与电压识别值经复合而得；以及比较误差信号与斜坡信号以输出脉宽调制信号。

本发明实施例提出的一种电压调节器包括：电感电流感测器、采样及保持模块以及脉宽调制比较器。其中，电感电流感测器感测电压调节器的电感电流以输出电流感测信号；采样及保持模块电性耦接至电感电流感测器以接收电流感测信号并择机对电流感测信号进行采样以提供采样结果用于产生下调电压控制信号；脉宽调制比较器利用下调电压控制信号作为考虑因素来产生脉宽调制信号以调节电压调节器的输出电压。再者，采样及保持模块的采样结果在电压调节器的电压识别瞬变期间保持不变。

在本发明的实施例中，上述之电压调节器可为电流模式电压调节器或者是电压模式电压调节器；当为电流模式电压调节器，电压调节器更可包括误差放大器，其中误差放大器根据电压调节器的输出电压的反馈值与电压识别值之间的差异输出误差信号，而脉宽调制比较器通过比较下调电压控制信号与误差信号以产生上述之脉宽调制信号；当为电压模式电压调节器，电压调节器更可包括下调电压控制模块以及误差放大器，其中下调电压控制模块根据采样及保持模块的采样结果产生下调电压控制信号，误差放大器根据电压调节器的输出电压的反馈值与复合信号之间的差异输出误差信号，此处的复合信号为由电压识别值与下调电压控制信号经由合并器复合而得，而脉宽调制比较器通过比较误差信号与斜坡信号以产生上述之脉宽调制信号。