[发明专利]分布式电源管理系统及适当地倾斜均流的方法

说明书

本申请是要求2008年7月18日第61/082025号美国申请、2009年7月19日第12/505795号美国申请优先权的、申请日为2009年7月20日、申请号为200910173351.1的题为“适当地倾斜均流的方法”的发明专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及分布式电源管理系统及适当地倾斜均流的方法。

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。

发明内容

本发明的各种实施例提供了一种分布式电源管理系统，包括：通信总线；以及一组耦合到所述通信总线的POL（负载点）调节器，其中所述一组POL调节器中的每个POL调节器都包括耦合到公共负载作为均流配置一部分的各自的输出级，其中每个POL调节器对应所述均流配置中各自的相；其中每个POL调节器被配置：至少根据由所述POL调节器的各自的输出级产生的POL调节器的各自的输出电压，通过所述POL调节器的各自的输出级提供各自的输出电流；通过所述通信总线发送和接收信息；所述一组POL调节器中的每个POL调节器，根据由所述一组POL调节器中的一个或多个POL调节器通过所述通信总线发送的监视信息使所述POL调节器的各自的输出电压的斜坡周期的起动时间相互同步：以及在所述POL调节器的各自的输出电压的斜坡周期期间调制用于控制所述POL调节器的输出级的低侧FET(场效应晶体管)的LS栅极信号的占空比。

本发明的各种实施例还提供了一种POL（负载点）调节器，包括接口，所述接口被配制成通过通信总线与包括在均流配置中的其它POL调节器通信，其中所述均流配置也包括所述POL调节器；输出级，所述输出级被配制成耦合到公共负载，并且还被配置产生各自的输出电压，以及至少根据所产生的各自的输出电压提供各自的输出电流；以及控制单元，所述控制单元被配置：所述其它POL调节器中的每个POL调节器，根据由所述POL调节器和其它POL调节器中的一个或多个POL调节器通过所述通信总线发送的监视信息，使所述各自的输出电压的斜坡周期的起动时间相互同步：以及在所述各自的输出电压的斜坡周期期间调制用于控制所述输出级的低侧FET(场效应晶体管)的LS栅极信号的占空比。

本发明的各种实施例还提供了一种用于管理耦合到通信总线的POL调节器间的均流的方法，其中所述POL调节器给公共负载供能，所述方法包括：作为主POL调节器运行所述POL调节器中的一个POL调节器；作为从POL调节器运行所述POL调节器中的其它POL调节器；通过使所述主POL调节器和所述从POL调节器中的每个POL调节器产生各自的输出电压，以及至少根据各自的输出电压提供各自的输出电流，向所述公共负载提供总电流，其中每个各自的输出电流是所述总电流的一部分；根据由所述POL调节器通过所述通信总线发送的信息，使每个所述POL调节器的各自的输出电压的各自斜坡周期的各自起动时间与每个所述其它的POL调节器的各自的输出电压的各自斜坡周期的各自起动时间同步；以及通过在第一个POL调节器的各自输出电压的各自斜坡周期期间调制用于控制所述POL调节器的至少第一个POL调节器中各自输出级的各自低侧FET(场效应晶体管)的各自LS栅极信号的占空比，减少所述POL调节器间的回流电流。