專利名稱：用于具有動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的電壓調(diào)節(jié)的方法和裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電路，尤其涉及電壓調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
通常需要穩(wěn)壓電源或電壓調(diào)節(jié)器(voltage regulator)向微電子器件提供電壓和電流供應(yīng)。所述調(diào)節(jié)器被設(shè)計成以規(guī)定的電流、電壓、以及功率效率從主電源向電負載遞送電力。由于其高效率、高電流容量、以及拓撲靈活性，也被稱作降壓(buck)調(diào)節(jié)器的開關(guān)功率變換器(SPC)是常用的電壓調(diào)節(jié)器。另外，它們可以被設(shè)計成提供由諸如微處理器、微控制器、存儲器件等等之類的器件所需的非常精確的電壓和電流特性。新興前沿技術(shù)的微處理器的功率要求已經(jīng)變得非常難以滿足。隨著微處理器的速度和集成的增加，對于功率調(diào)節(jié)系統(tǒng)的要求提高。特別是，隨著門數(shù)的增加，功率調(diào)節(jié)電流 要求提高，操作電壓降低，并且瞬態(tài)事件(例如在負載處相對較大的電壓尖峰或下降)通常在大小和頻率方面都增加。一些新興的微處理器預(yù)期以小于I. 3伏特且大于100安培來運行。利用下降(step-down)多相(multi-phase)降壓變換器的SPC已經(jīng)是滿足微處理器的低電壓和高電流要求的優(yōu)選拓撲。隨著日益復(fù)雜的功率調(diào)節(jié)拓撲的出現(xiàn)，特別是在多相設(shè)計中用于功率變換器控制的數(shù)字技術(shù)能夠提高精度并且減少系統(tǒng)的總部件數(shù)量，同時還通過數(shù)字可編程反饋控制來支持相同功率系統(tǒng)中的多個應(yīng)用?，F(xiàn)有的反饋控制從負載以及從各個輸出相位取得電壓和電流測量。反饋信息已經(jīng)被用來調(diào)整占空比，即由多相降壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)的每個相位所產(chǎn)生的脈沖的寬度，以使供應(yīng)的電壓和電流處在由微處理器制造商所規(guī)定的負載線容差內(nèi)。這樣的多相脈沖寬度調(diào)制(PWM)電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)已經(jīng)被用在多種環(huán)境和應(yīng)用中。通過快速地激活多個相位以(按照情況要求)向負載灌(source)更多電流或從負載拉(sink)更多電流從而臨時地取代通常較慢的總體電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)響應(yīng)，主動瞬態(tài)響應(yīng)(ATR)已經(jīng)被用于針對在負載處快速變化的功率要求的高頻響應(yīng)。ATR使電壓調(diào)節(jié)器系統(tǒng)能夠被設(shè)計成具有較低的總體輸出電容，同時保持等同的動態(tài)性能。ATR電路包括窗口比較器，其將在負載處的輸出供應(yīng)電壓與如由規(guī)定的負載線所確定的基準電壓進行比較。只要輸出電壓保持在高于或低于規(guī)定的負載線的規(guī)定的容差范圍(即窗口)內(nèi)，ATR電路就不向PWM提供輸入信號，所述PWM繼續(xù)以常規(guī)方式向負載提供電力。另一方面，電壓一處于“窗口”之外，ATR電路就向PWM發(fā)信號通知以修改其操作。例如，如果電壓下降到規(guī)定的電壓范圍以下，則多相系統(tǒng)中所有的低側(cè)電力開關(guān)都被關(guān)斷，并且然后在短延遲之后，所有的高側(cè)電力開關(guān)都被接通，從而使得正常交錯的感應(yīng)器充電并行地進行。

發(fā)明內(nèi)容
根據(jù)本發(fā)明的各種方面的電壓調(diào)節(jié)器中的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法和裝置可以包括轉(zhuǎn)換檢測器，其被配置成將輸出電壓誤差與幅度閾值進行比較。所述電壓調(diào)節(jié)器可以進一步包括頻率檢測器和響應(yīng)電路，所述頻率檢測器被配置成測量幅度閾值被超出的頻率并且將該頻率與頻率閾值進行比較，所述響應(yīng)電路被配置成根據(jù)頻率閾值與幅度閾值被超出的頻率之間的比較來激活響應(yīng)。


當結(jié)合下面的說明性附圖考慮時，通過參照詳細描述和權(quán)利要求可以得到對本發(fā)明更全面的理解。在下面的附圖中，相同的附圖標記指代貫穿附圖的類似的元件和步驟。圖I是電壓調(diào)節(jié)器的示意圖。圖2是顯示動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的一種方法的框圖。圖3是顯示動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的另一方法的框圖。圖4是動態(tài)瞬態(tài)檢測電路的示意圖。 圖5是轉(zhuǎn)換檢測器的示意圖。圖6是頻率檢測器的示意圖。圖7是具有用于動態(tài)瞬態(tài)檢測電路的輸入的電壓調(diào)節(jié)器的實施例的示意圖。圖8是多閾值多響應(yīng)動態(tài)瞬態(tài)檢測電路的示意圖。附圖中的元件和步驟出于簡單和清楚的目的而被示出，并且不一定根據(jù)任何特定序列來呈現(xiàn)。例如，在附圖中示出可以同時執(zhí)行的或者以不同順序執(zhí)行的步驟以幫助增進對本發(fā)明實施例的理解。
具體實施例方式可以按照功能塊部件和各種處理步驟來描述本發(fā)明。這樣的功能塊可以通過被配置成執(zhí)行規(guī)定的功能并實現(xiàn)各種結(jié)果的任何數(shù)量的硬件或軟件部件來實現(xiàn)。例如，本發(fā)明可以采用可以以任何適當?shù)姆绞綄嵤┑母鞣N集成部件和電子器件，例如集成電路、邏輯陣列、處理器、晶體管、電阻器、電容器、感應(yīng)器等等。另外，本發(fā)明可以結(jié)合任何數(shù)量的變換器和/或調(diào)節(jié)器應(yīng)用來實踐，并且所描述的系統(tǒng)僅僅是本發(fā)明的示例性應(yīng)用。此外，本發(fā)明可以采用任何數(shù)量的常規(guī)技術(shù)以用于調(diào)節(jié)功率、修改波形、驅(qū)動電壓開關(guān)、控制驅(qū)動器、對信號進行濾波等等。本發(fā)明的各種代表性實施可以結(jié)合電源來實施。例如，參照圖1，電壓調(diào)節(jié)器100可以驅(qū)動功率級以對負載進行供電(功率級和負載被共同稱為元件112)?？刂破?00利用諸如PWM信號之類的一個或多個控制信號來驅(qū)動功率級以控制對負載的供電。控制器100可以接收反饋信號，例如表示供應(yīng)給負載的電壓和電流的輸出電壓信號和輸出電流信號?？刂破?00可以相應(yīng)地調(diào)整供應(yīng)給負載的電壓和電流。所述負載可以包括需要在快速變化的功率要求期間調(diào)節(jié)和保持的非常精確的功率的微電子部件，例如微處理器?？刂破?00可以以任何合適的方式來實施以控制供應(yīng)給負載的電力。例如，本示例性實施例的控制器100包括跟蹤和保持電路102、第一加法器104、電壓模數(shù)轉(zhuǎn)換器(AIC) 106、比例-積分-微分(PID)濾波器108、以及PWM 110。跟蹤和保持電路102可以對輸出電壓反饋信號的電壓進行采樣，并且在特定持續(xù)時間內(nèi)將值保持在恒定水平。第一加法器104將跟蹤和保持電路102的輸出與目標電壓相加以確定任何電壓輸出誤差的大小，其被電壓ADC 106轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。經(jīng)轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號被提供給PID濾波器108以對信號進行濾波或補償，所述信號然后被提供給PWM IlO0 PWM 110調(diào)整提供給功率級的一個或多個相位的信號的占空比以調(diào)制遞送給負載的電力。電流反饋信號經(jīng)由電流感測(sense) 128被遞送,所述電流感測128感測遞送至負載的電流并且提供對應(yīng)信號。感測到的電流信號可以被電流ADC 126數(shù)字化并且被提供給通道電流124。所述通道電流將針對各種相位的電流信號傳送至AVP電路122，所述AVP電路122可以根據(jù)預(yù)定的負載線來調(diào)整基準電壓，所述預(yù)定的負載線例如是由負載的制造商所提供的負載線。第二加法器120將AVP電路122的輸出與電壓識別碼(VID)相加，所述VID可以包括由處理器或其他負載所提供的基準電壓規(guī)范。例如，所述VID可以包括由微處理器制造商所提供的描述特定功率要求的數(shù)字編號，所述特定功率要求特別是設(shè)定點，即在最小電流的初始負載線電壓。VID DAC 118將數(shù)字結(jié)果轉(zhuǎn)換為模擬電壓以提供針對控制器100的基準電壓。電流平衡114可以平衡在所啟用的相位之間的電流，并且峰值脈沖電流限制116可以限制由任何特定相位所遞送的峰值電流。ATR電路130通過激活多個相位以(按照情況要求)向負載供應(yīng)更多電流或從負載排出更多電流而對在負載處快速變化的功率要求 提供快速響應(yīng)?？刂破?00的各種元件可以包括用于執(zhí)行各種功能的常規(guī)元件，并且可以利用任何適當?shù)募夹g(shù)和配置來實施各種功能中的一種或多種。在一些情況下，在調(diào)節(jié)器的輸出處由于負載電流的變化而會以非?？斓乃俣劝l(fā)生電壓瞬態(tài)。隨著這些電壓瞬態(tài)的頻率增加，電壓調(diào)節(jié)器可能變得越來越難以進行適當響應(yīng)。結(jié)果是，電壓瞬態(tài)之間的響應(yīng)時間的滯后會導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)器的響應(yīng)惡化瞬態(tài)。另外，電壓瞬態(tài)會在正電壓瞬態(tài)和負電壓瞬態(tài)之間快速地轉(zhuǎn)換。這對于用于測量和校正的控制回路而言可能特別成為問題，因為這些轉(zhuǎn)換會以下述頻率發(fā)生，所述頻率不僅對調(diào)節(jié)器提供不足以進行適當響應(yīng)的時間量，而且還需要與所提供的校正動作相比可能非常不同的校正動作。高頻轉(zhuǎn)換會導(dǎo)致電壓調(diào)節(jié)器在發(fā)生正瞬態(tài)時試圖通過提供更多電流來補償負電壓瞬態(tài)，從而導(dǎo)致更嚴重的電壓瞬態(tài)。現(xiàn)在參照圖2，用于動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的過程200可以包括測量電壓誤差(210)，在電壓誤差超出幅度閾值時生成偏移信號(230)，測量偏移信號的頻率(240)，以及如果所述頻率超出頻率閾值則提供校正動作(260)。測量電壓誤差Votot可以以任何合適的方式來執(zhí)行，例如通過將調(diào)節(jié)器的和/或在負載處的輸出電壓與基準電壓進行比較。在本實施例中，電壓誤差Vwra對應(yīng)于提供給負載的輸出電壓與基準電壓之間的差，所述基準電壓例如是經(jīng)由VID DAC 118提供給第一加法器104的基準電壓。電壓誤差Votot可以與任何合適的幅度閾值進行比較(220)。例如，所述幅度閾值可以對應(yīng)于指示需要校正動作的異常高的電壓誤差的閾值，例如對主動瞬態(tài)響應(yīng)所選擇的閾值。然而，所述幅度閾值可以根據(jù)任何合適的標準進行選擇。如果電壓誤差Vwra沒有超出幅度閾值，則該過程繼續(xù)測量電壓誤差Votot(210)。如果電壓誤差超出了幅度閾值，則生成偏移信號(230)，其指示已經(jīng)超出了幅度閾值。在一個實施例中，所述偏移信號可以包括指示電壓誤差Votot的信號。例如，參照圖3，電壓誤差Vemff可以與幅度閾值進行比較(320)。如果電壓誤差Votot的絕對值沒有超出幅度閾值，則偏移信號被保持在其當前狀態(tài)。如果電壓誤差Votot的絕對值超出了幅度閾值，則偏移信號可以被修改。如果電壓誤差Vwra為正，則偏移信號將被設(shè)置為高。如果電壓誤差為負，則偏移信號將被設(shè)置為低(330)。偏移信號的頻率或周期可以通過測量偏移信號的變化之間的時間來進行測量(340)。例如，可以連續(xù)地、間歇地、或以規(guī)律間隔測量偏移信號的頻率或周期(240)。如果頻率或周期小于在所選擇的帶寬內(nèi)或在所選擇帶寬外的頻率閾值，則系統(tǒng)返回測量電壓誤差(210)。如果頻率或周期大于頻率閾值或者以別的方式滿足所選擇的標準，則系統(tǒng)提供校正動作(260)以抵消高頻瞬態(tài)。參照圖4，在本發(fā)明的一個實施例中，高頻轉(zhuǎn)換檢測器400可以在檢測到高頻轉(zhuǎn)換時提供響應(yīng)動作。高頻轉(zhuǎn)換檢測器400可以包括轉(zhuǎn)換檢測器410、頻率檢測器420、以及響應(yīng)電路430。高頻轉(zhuǎn)換檢測器400可以被提供以與輸出電壓Vwt和基準電壓Vref之間的差相對應(yīng)的電壓誤差Votot信號。在一個實施例中，如果檢測到高頻轉(zhuǎn)換，則高頻轉(zhuǎn)換檢測器400可以輸出校正動作信號。在一個實施例中，轉(zhuǎn)換檢測器410可以將誤差電壓與閾值進行比較。所述閾 值可以包括正誤差電壓Votot的轉(zhuǎn)換閾值和負誤差電壓Votot的閾值。在另一實施例中，所述轉(zhuǎn)換閾值可以包括在相同方向上的多個閾值。例如，所述閾值可以包括針對正誤差電壓Verror的第一閾值以及針對正誤差電壓Votot的更大幅度的第二閾值。同樣，所述閾值可以包括多個負的誤差電壓Votot閾值。所述幅度閾值還可以包括可以取決于應(yīng)用進行修改的可編程閾值。現(xiàn)在參照圖5，示例性轉(zhuǎn)換檢測器500可以包括邊緣增強器510和比較器520。在一個實施例中，邊緣增強器510可以被配置成幫助識別具有小幅度的電壓誤差VOTOT。在一個實施例中，邊緣增強器510可以計算包括電壓誤差Votot的加權(quán)和的加權(quán)電壓誤差WmOT。如由下面的等式所示，該加權(quán)和包括當前電壓誤差Votot(t)加上當前電壓誤差(t)與上一電壓誤差Vmtot(t_l)之間的加權(quán)差 Werror = Verror (t) +w · (Verror (t) -Verror (t-Ι))誤差的變化的權(quán)重w可以包括可編程的邊緣增強設(shè)置。權(quán)重w可以包括任何合適的權(quán)重。例如，該權(quán)重可以包括W=
ο比較器520可以被配置成基于加權(quán)誤差是否超出閾值而生成偏移信號。在一個實施例中，比較器520可以包括滯后(hysteretic)比較器。所述滯后比較器可以被配置成生成基于電壓誤差Votot的符號的變化而變化的偏移信號。例如，如果第一電壓誤差為負電壓誤差并且其超出了閾值，則偏移信號可以被設(shè)置為O。如果第二電壓誤差也是超出閾值的負電壓誤差，則偏移信號可以仍然輸出O。如果第三電壓誤差為超出閾值的正電壓誤差，則偏移信號可以被設(shè)置為I。因此，所述偏移信號僅在負和正瞬態(tài)之間存在轉(zhuǎn)換的情況下才發(fā)生變化。因此，對于正的負載電流轉(zhuǎn)換，偏移信號可以從O變?yōu)镮。同樣,對于負的負載電流轉(zhuǎn)換，偏移信號可以從I變?yōu)镺。滯后比較器520還可以包括滯后設(shè)置輸入。所述滯后設(shè)置輸入可以被配置成接收滯后設(shè)置，所述滯后設(shè)置控制滯后比較器520中的滯后。所述滯后設(shè)置可以包括滯后閾值。所述滯后閾值可以被用來調(diào)整滯后比較器520的靈敏度。參照圖4和6，示例性頻率檢測電路420可以測量由轉(zhuǎn)換檢測電路410所生成的偏移信號的頻率，將該頻率與頻率閾值進行比較，以及在超出頻率閾值的情況下輸出高頻瞬態(tài)信號。在另一實施例中，頻率檢測電路420可以由測量轉(zhuǎn)換檢測電路410所生成的轉(zhuǎn)換信號的頻率。示例性頻率檢測電路600可以包括限變器(deglitCher)610、計數(shù)器620、比較器630、以及窗口平均640。在一個實施例中，限變器610可以被配置成接收來自轉(zhuǎn)換檢測電路410的輸入并且接收時鐘輸入。限變器610可以被配置成向計數(shù)器620提供經(jīng)濾波的偏移信號。限變器610可以通過去除來自轉(zhuǎn)換檢測電路410的未指示實際轉(zhuǎn)換的窄脈沖或其他噪聲來進行操作。在一個實施例中，所述限變器可以被用來對偏移信號的變化之間的時鐘周期的數(shù)量進行計數(shù)，并且去除僅僅持續(xù)所編程的數(shù)量的時鐘周期的脈沖。在一個實施例中，限變器610可以向比較器630提供經(jīng)濾波的偏移信號。在另一實施例中，限變器610還可以向窗口平均640提供經(jīng)濾波的偏移信號。在一個實施例中，計數(shù)器620從限變器610接收經(jīng)濾波的輸出。計數(shù)器620可以生成任何合適的計數(shù)以確定偏移信號的周期。在一個實施例中，計數(shù)器620可以被配置成生成包括偏移信號的變化之間的時鐘周期的數(shù)量的計數(shù)。在另一實施例中，計數(shù)器620可以被配置成對接收偏移信號的前沿之間的時鐘周期進行計數(shù)，從而測量負電壓誤差和正電 壓誤差之間的轉(zhuǎn)換之間的時間。前沿可以包括偏移信號在低信號(O)和高信號(I)之間的變化。在另一實施例中，計數(shù)器620可以被配置成對接收偏移信號中的下降沿之間的時鐘周期進行計數(shù)，從而測量正電壓誤差和負電壓誤差之間的轉(zhuǎn)換之間的時間。在另一實施例中，所述計數(shù)器可以被配置成測量偏移信號的頻率。在一個實施例中，比較器630可以被配置成從計數(shù)器620接收計數(shù)并且將該計數(shù)與頻率閾值(tmin)進行比較。在一個實施例中，如果周期大于閾值，則比較器630可以生成頻率偏移信號。同樣，在另一實施例中，比較器630可以將計數(shù)的頻率與頻率閾值進行比較。所述頻率閾值可以包括一個或多個合適的閾值，例如包括頻率上閾值和頻率下閾值的頻率窗口。所述上和下閾值可以根據(jù)任何合適的標準進行選擇，例如根據(jù)與普通操作中的調(diào)節(jié)器所進行的無效的或起到反作用的響應(yīng)相關(guān)聯(lián)的頻率或周期進行選擇。如果所述計數(shù)處于頻率窗口內(nèi)或者以別的方式滿足所選擇的標準，則比較器630可以生成頻率偏移信號。在一個實施例中，比較器630還可以從限變器610接收經(jīng)濾波的偏移信號。經(jīng)濾波的偏移信號可以結(jié)合來自計數(shù)器620的計數(shù)來使用。比較器630可以將所述計數(shù)與經(jīng)濾波的偏移信號的變化之間的頻率閾值進行比較。在一個實施例中，所述頻率閾值可以包括用于進入高頻瞬態(tài)窗口的第一閾值以及用于離開高頻瞬態(tài)窗口的第二閾值。在該實施例中，如果偏移窗口的頻率超出第一閾值，則頻率偏移信號將為高。所述頻率偏移信號隨后將保持為高，直至所述偏移信號的頻率下降到第二頻率以下。在一個實施例中，所述頻率閾值可以包括通過滯后設(shè)置進行調(diào)整的閾值。所述滯后設(shè)置可以被配置成使得，頻率偏移信號在該頻率偏移信號接近頻率閾值時并不快速地變化。在一個實施例中，比較器630可以被耦合到窗口平均640。窗口平均考慮了在所定義的時間跨度或結(jié)果數(shù)量上多個結(jié)果的集合。窗口平均640可以包括被配置成生成高頻瞬態(tài)檢測信號的電路，所述高頻瞬態(tài)檢測信號包括在多個頻率偏移信號上的平均頻率偏移信號。例如，窗口平均640可以僅在其于預(yù)定的或可編程的時間長度或時鐘周期數(shù)量內(nèi)接收到相同的頻率偏移信號的情況下才輸出高頻瞬態(tài)檢測信號。在一個實施例中，窗口平均640可以被耦合到限變器610，并且除了來自比較器630的頻率偏移信號之外還接收經(jīng)濾波的偏移信號。在該實施例中，窗口平均640可以在其于預(yù)定的或可編程的偏移信號數(shù)量內(nèi)從限變器610接收到相同的經(jīng)斷言的頻率偏移信號的情況下斷言(assert)高頻瞬態(tài)檢測信號。窗口平均640可以在其于預(yù)定的或可編程的偏移信號數(shù)量內(nèi)從限變器610接收到相同的解除斷言的高頻偏移信號的情況下對高頻瞬態(tài)信號解除斷言(deassert)。窗口平均640還可以在預(yù)定的或可編程的時間長度或時鐘周期數(shù)量之后對高頻瞬態(tài)信號解除斷言。響應(yīng)電路430可以包括被配置成從頻率檢測器420接收高頻瞬態(tài)信號的電路。該響應(yīng)電路可以是被配置成實施響應(yīng)的任何合適電路。所述響應(yīng)可以包括用于糾正電壓瞬態(tài)的任何合適響應(yīng)。例如，所述響應(yīng)可以包括禁用或修改非線性響應(yīng)電路的輸出，使得電壓調(diào)節(jié)器的反饋回路的有效增益被增加。在一個實施例中，非線性響應(yīng)電路可以包括ATR電路130。所述響應(yīng)可以包括例如通過修改AVP電壓電平或操作來修改有效輸出阻抗。在一個 實施例中，可以修改AVP帶寬以修改輸出阻抗。所述響應(yīng)還可以包括修改影響電壓調(diào)節(jié)器的動態(tài)特性的控制回路。例如，影響動態(tài)特性可以包括修改第一相位和第二相位之間的電流平衡。所述響應(yīng)還可以包括提供輸出偏移以抵消由于電壓調(diào)節(jié)器的響應(yīng)的不對稱性而引起的移位。此外，所述響應(yīng)可以包括修改由PWM 110所生成的開關(guān)頻率或者修改PID 108的操作。例如，參照圖7，電壓調(diào)節(jié)器可以包括針對來自響應(yīng)電路430的校正動作響應(yīng)的附加能力。在該實施例中，電壓調(diào)節(jié)器包括控制器700以及功率級和負載712?？刂破?00包括跟蹤和保持電路702、第一加法器704、電壓ADC 706,PID濾波器708、PWM 710、電流平衡714、峰值脈沖電流限制716、電流感測728、電流ADC 726、通道電流724、自適應(yīng)電壓定位(AVP)電路722、第二加法器720、VID DAC 718、以及主動瞬態(tài)響應(yīng)(ATR)電路730。另外，PID濾波器708進一步包括修改PID輸入，PWM 710進一步包括改變開關(guān)頻率(Fsw)輸入，電流平衡714進一步包括修改相位電流平衡(IBAL)輸入，第二加法器720進一步包括電壓偏移輸入(添加偏移)，AVP電路722進一步包括改變AVP輸入，以及ATR電路730進一步包括用于禁用或修改ATR輸入的輸入。可以響應(yīng)于不同條件而啟用不同的校正動作。例如，某些條件可能要求禁用ATR電路730，而其他條件則可能需要向基準電壓添加偏移?？梢皂憫?yīng)于不同條件的檢測而啟用具有不同校正動作的不同響應(yīng)。例如，現(xiàn)在參照圖8，耦合到多個頻率檢測器820、821、822的多個轉(zhuǎn)換檢測器810、811、812可以被耦合到多個響應(yīng)電路830、831、832。每個轉(zhuǎn)換檢測器810、811、812可以具有不同的幅度閾值，并且每個頻率檢測器可以具有不同的頻率閾值。各種幅度閾值和頻率閾值可以被選擇以激活各種校正動作。在前述的描述中，已經(jīng)參照特定示例性實施例描述了本發(fā)明。然而，可以作出各種修改和變化而不背離如所述的本發(fā)明的范圍。所述描述和附圖要以說明性的方式而非限制性的方式來看待，并且所有這樣的修改都意圖被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。因此，本發(fā)明的范圍應(yīng)當由所描述的通用實施例及其法律等同物來確定，而不是由僅僅上面描述的特定實例來確定。例如，在任何方法或過程實施例中所記載的步驟可以以任何適當?shù)捻樞騺韴?zhí)行，并且不限于在特定實例中所給出的明確順序。另外，在任何系統(tǒng)實施例中所記載的部件和/或元件可以以多種排列被組合以產(chǎn)生與本發(fā)明基本上相同的結(jié)果，并且因此不限于在特定實例中所記載的特定配置。上面已經(jīng)關(guān)于特定實施例對益處、其他優(yōu)點以及針對問題的解決方案進行了描述。然而，任何益處、優(yōu)點、針對問題的解決方案、或可能導(dǎo)致任何特定的益處、優(yōu)點或解決方案出現(xiàn)或變得更突出的任何元件將不被解釋為是關(guān)鍵的、所需的或必要的特征或部件。
術(shù)語“包括”、“包含”或其任何變化意圖指代非排他的包括，使得包括元素的列表的過程、方法、物品、合成物或裝置并不僅僅包括所記載的那些元素，而是還可以包括沒有明確列出的或者對于這樣的過程、方法、物品、合成物或裝置而言固有的其他元素。除了沒有專門記載的那些之外，在實踐本發(fā)明中所使用的上述的結(jié)構(gòu)、布置、應(yīng)用、比例、元素、材料或部件的其他組合和/或修改也可以進行變化或者以別的方式特別地適于特定的環(huán)境、制造規(guī)范、設(shè)計參數(shù)或其他操作要求，而不背離其通用原理。上面已經(jīng)參照示例性實施例描述了本發(fā)明。然而，可以對示例性實施例作出變化和修改而不背離本發(fā)明的范圍。這些和其他的變化或修改意圖被包括在本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，包括 測量電壓誤差； 在所述電壓誤差超出幅度閾值時生成偏移信號； 測量所述偏移信號的頻率；以及 在所述頻率超出頻率閾值的情況下提供校正動作。
2.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述電壓誤差超出幅度閾值時生成偏移信號包括在所述電壓誤差處于電壓窗口之外時生成偏移信號。
3.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述頻率超出頻率閾值的情況下提供校正動作包括在所述頻率處于頻率窗口內(nèi)的情況下提供校正動作。
4.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，所述幅度閾值是可編程的。
5.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，所述頻率閾值是可編程的。
6.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述電壓誤差超出幅度閾值時輸出信號包括 在所述電壓誤差超過第一幅度閾值的情況下輸出第一閾值超出信號；以及 在所述電壓誤差超過第二幅度閾值的情況下輸出第二閾值超出信號。
7.如權(quán)利要求6所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，測量所述信號的頻率包括 測量所述第一閾值超出信號的第一頻率；以及 測量所述第二閾值超出信號的第二頻率。
8.如權(quán)利要求7所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述頻率超出頻率閾值的情況下提供校正動作包括 在所述第一頻率超出第一頻率閾值的情況下提供第一校正動作；以及 在所述第二頻率超出第二頻率閾值的情況下提供第二校正動作。
9.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述電壓誤差超出幅度閾值時生成偏移信號，其中所述偏移信號指示所述電壓誤差。
10.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括禁用非線性響應(yīng)電路。
11.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括通過改變補償器增益響應(yīng)來降低回路增益。
12.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括通過改變AVP下降來修改輸出阻抗。
13.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括通過改變回路帶寬來修改輸出阻抗。
14.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括修改控制回路以實現(xiàn)動態(tài)特性包括修改電流平衡。
15.如權(quán)利要求I所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括添加輸出偏移。
16.一種在電壓調(diào)節(jié)器中進了動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，包括 向功率級提供脈沖寬度調(diào)制信號； 從所述功率級提供電流； 測量輸出電壓； 計算電壓誤差，其中計算所述電壓誤差包括計算所述輸出電壓和目標電壓之間的差； 根據(jù)所述電壓誤差來調(diào)整所述脈沖寬度調(diào)制信號； 在所述電壓誤差超出幅度閾值時生成偏移信號； 測量所述偏移信號的頻率；以及 在所述頻率超出頻率閾值的情況下提供校正動作。
17.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述電壓誤差超出幅度閾值時生成偏移信號包括在所述電壓誤差處于電壓窗口之外時生成偏移信號。
18.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述頻率超出頻率閾值的情況下提供校正動作包括在所述頻率處于頻率窗口內(nèi)的情況下提供校正動作。
19.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，所述幅度閾值是可編程的。
20.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，所述頻率閾值是可編程的。
21.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述電壓誤差超出幅度閾值時輸出信號包括 在所述電壓誤差超過第一幅度閾值的情況下輸出第一閾值超出信號；以及 在所述電壓誤差超過第二幅度閾值的情況下輸出第二閾值超出信號。
22.如權(quán)利要求21所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，測量所述信號的頻率包括 測量所述第一閾值超出信號的第一頻率；以及 測量所述第二閾值超出信號的第二頻率。
23.如權(quán)利要求22所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述頻率超出頻率閾值的情況下提供校正動作包括 在所述第一頻率超出第一頻率閾值的情況下提供第一校正動作；以及 在所述第二頻率超出第二頻率閾值的情況下提供第二校正動作。
24.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，在所述電壓誤差超出幅度閾值時生成偏移信號，其中所述偏移信號指示所述電壓誤差。
25.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括禁用非線性響應(yīng)電路。
26.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括通過改變補償器增益響應(yīng)來降低回路增益。
27.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括通過改變AVP下降來修改輸出阻抗。
28.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括通過改變回路帶寬來修改輸出阻抗。
29.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括修改控制回路以實現(xiàn)動態(tài)特性包括修改電流平衡。
30.如權(quán)利要求16所述的在電壓調(diào)節(jié)器中進行動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法，其中，提供校正動作包括添加輸出偏移。
31.一種動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，包括 轉(zhuǎn)換檢測器，其被配置成將輸出電壓誤差與幅度閾值進行比較； 頻率檢測器，其被配置成測量所述幅度閾值被超出的頻率并且將所述頻率與頻率閾值進行比較；以及 響應(yīng)電路，其被配置成根據(jù)所述頻率閾值與所述幅度閾值被超出的頻率之間的比較而激活響應(yīng)。
32.如權(quán)利要求31所述的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，其中，所述轉(zhuǎn)換檢測器包括 邊緣增強器，其被配置成識別小的幅度；以及 比較器，其被配置成將所述輸出電壓誤差與所述幅度閾值進行比較。
33.如權(quán)利要求32所述的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，其中，所述比較器包括滯后比較器，所述滯后比較器被配置成針對超出所述幅度閾值的正電壓誤差輸出高偏移信號，以及針對超出所述幅度閾值的負電壓誤差輸出低偏移信號。
34.如權(quán)利要求31所述的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，其中，所述頻率檢測器包括 耦合到所述轉(zhuǎn)換檢測器的計數(shù)器； 比較器，其被配置成將由所述計數(shù)器所生成的計數(shù)與最小極限和最大極限進行比較；以及 窗口平均，其被配置成將所述比較器的輸出與前一比較器輸出進行比較。
35.如權(quán)利要求34所述的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，其中，所述頻率檢測器還包括限變器，其被配置成對來自所述轉(zhuǎn)換檢測器的噪聲進行濾波。
36.如權(quán)利要求31所述的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，其中，所述幅度閾值包括可編程閾值。
37.如權(quán)利要求31所述的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，其中，所述頻率閾值包括可編程閾值。
38.如權(quán)利要求31所述的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化電路，還包括 脈沖寬度調(diào)制器，其被配置成根據(jù)目標電壓來提供占空比； 耦合到所述脈沖寬度調(diào)制器的功率級，其中，所述功率級生成輸出電壓，并且其中所述輸出電壓誤差包括所述輸出電壓和基準電壓之間的差。
全文摘要
本發(fā)明公開了用于具有動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的電壓調(diào)節(jié)的方法和裝置。根據(jù)本發(fā)明的各種方面的電壓調(diào)節(jié)器中的動態(tài)瞬態(tài)優(yōu)化的方法和裝置可以包括轉(zhuǎn)換檢測器，其被配置成將輸出電壓誤差與幅度閾值進行比較。所述電壓調(diào)節(jié)器可以進一步包括頻率檢測器和響應(yīng)電路，所述頻率檢測器被配置成測量幅度閾值被超出的頻率并且將該頻率與頻率閾值進行比較，所述響應(yīng)電路被配置成根據(jù)頻率閾值與幅度閾值被超出的頻率之間的比較來激活響應(yīng)。
文檔編號G05F1/565GK102902295SQ20121011895
公開日2013年1月30日 申請日期2012年3月9日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月11日
發(fā)明者A·巴巴扎德, 郭晶虹, 吳文添, R·皮爾森, S·索特韋爾, 湯徹明 申請人:英飛凌科技奧地利有限公司