[发明专利]具有增强的相电流共享的电源供应器

说明书

本发明公开了一种具有增强的相电流共享的电源供应器、用于增强相电流共享的系统、控制器和方法。例如，公开了一种用于增强相电流共享的电源供应器，其包括：多个电源模块；通信总线，其耦接到所述多个电源模块中的每个电源模块的输入端；和输出电压节点，其耦接到所述多个电源模块中的每个电源模块的电感器的第一侧，其中所述多个电源模块中的每个电源模块包括：数字控制器，其耦接到所述电源模块的所述输入端；和RC电路，其能够生成反馈信号、耦接到所述电感器的第二侧和所述输出电压节点。在一些实施方式中，所述电源供应器是电源管理集成电路(PMIC)的至少部分或形成在半导体IC、晶圆、芯片或晶片上的电源供应器的至少部分。

相关申请的交叉参考

本申请涉及2013年10月28日申请且以引用方式并入本文中的题为“POWER SUPPLYWITH BALANCED CURRENT SHARING”的第61/896,636号美国临时专利申请。本申请据此要求第61/896,636号美国临时专利申请的权利。

本发明涉及的技术领域

本发明大体上涉及多相电源供应器，且特定来说，涉及在半导体集成电路、晶圆、芯片或晶片中且具有增强的相电流共享的多相电源供应器。

先前技术

下垂(droop)补偿控制可用来增大常规电压变换器(例如，在交换模式的电源供应器中)的DC输出阻抗且随着其负载电流增大而降低其输出电压。例如，下垂补偿控制可用于与相电流共享平行操作的常规DC到DC电压变换器(诸如常规多相脉冲宽度调制(PWM)控制器)和电压调节器以使共享的输出相电流平衡。有源下垂控制是下垂补偿控制，其感测通过常规电压变换器的输出电感器的电流并利用感测的电流信息以调整变换器的输出电压和维持所要下垂量。在常规多相电源供应器中，可在多个相之间发生下垂失配，且存在与造成电流共享变得不稳定的常规下垂补偿控制技术相关的固有延迟。

本发明的内容

一个实施方案涉及一种在半导体结构(诸如半导体集成电路(IC)、晶圆、芯片或晶片)上且具有增强的相电流共享的多相电源供应器。多相电源供应器提供有源下垂控制以自动补偿可在所述相之间发生的下垂失配，且还提供了数字校准控制以增强涉及的多个输出相电流的平衡。

附图简述

应了解，附图仅描绘示例性实施方案且因此不应被认为限制范围，所述示例性实施方案的额外特征和详情将通过附图的使用进行描述。

图1是电源供应器的示意方框图，其可用来实施本发明的一个或多个示例性实施方案。

图2是电压对电流图，其示出其中多个电源模块的负载线相同的理想情况。

图3是电压对电流图，其示出其中一个或多个从属模块的负载线的斜率不等于涉及的主控模块的负载线的斜率的实际情况。

图4是描绘根据本发明的一个或多个示例性实施方案的具有增强的相电流共享的电源供应器的操作的示例性方法的流程图。

图5描绘根据本发明的一个或多个示例性实施方案的将电压模式控制用于具有增强的相电流共享的电源供应器的电压交换器的连续时间域中反映的示例性控制图。

图6是描绘仅将数字下垂控制用于高电压环路带宽的具有动态相电流共享的模拟电压变换器的图表。

图7是描绘仅将模拟下垂控制用于高电压环路带宽的具有动态相电流共享的模拟电压变换器的图表。

图8是描绘根据本发明的一个实施方案的将模拟下垂控制和数字下垂控制用于高电压环路带宽的具有动态相电流共享的模拟电压变换器的图表。

图9是示例性系统的示意方框图，其可用来实施本发明的一个或多个示例性实施方案。

附图中的主要组件的参考符号的清单

100 电源供应器