具有增强的相电流共享的电源供应器的制造方法
【专利说明】具有増强的相电流共享的电源供应器
[0001] 相关申请的交叉参考
[0002] 本申请设及2013年10月28日申请且W引用方式并入本文中的题为叩OWER SUPPLYWITHBALANCEDCURRENTSHARING"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。
[0003] 本发明设及的技术领域
[0004] 本发明大体上设及多相电源供应器，且特定来说，设及在半导体集成电路、晶圆、 巧片或晶片中且具有增强的相电流共享的多相电源供应器。
[000引先前技术
[0006] 下垂（化OOP)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W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W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。
[0007] 本发明的内容
[000引一个实施方案设及一种在半导体结构（诸如半导体集成电路（1C)、晶圆、巧片或 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 W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W增强设及的多个 输出相电流的平衡。
[0009] 附图简述
[0010] 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。
[0011] 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。
[001引图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。
[0013] 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设 及的主控模块的负载线的斜率的实际情况。
[0014] 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。
[0015] 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。
[0016] 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。
[0017] 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。
[0018] 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。
[0019] 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。
[0020] 附图中的主要组件的参考符号的清单
[0021] 100 电源供应器
[0022] 102a-102n 电源模块
[002引 104 通信总线
[0024] 106a-106n数字控制器
[0025] 108a-108n功率晶体管
[0026] llOa-llOn功率晶体管
[0027] 112a-112n 节点
[002引 114a-114n 输入端
[0029] 116a-116n 输出节点
[0030] 118a-118n电流感测器
[0031] 120a-120n 输入端
[003引 Cla-Cln 电容器
[0033] C2a-C2n 电容器
[0034] Lla-Lln 电感器
[0035] Rla-Rln电阻器
[0036] R2a-R2n电阻器
[0037] 122 输出电容器
[00測 124 输出电阻器
[0039] 200 电压对电流图
[0040] 202 电阻值
[0041] 204 电阻值
[0042] 206 输出电阻
[0043] 300 电压对电流图
[0044] 302 电阻值
[0045] 304 电阻值
[0046] 306 电阻值
[0047] 310 电阻值
[0048] 400 操作方法
[0049] 500 控制图
[0化日]502 模拟下垂部分
[0化1] 504 数字下垂部分
[0化2] 506 数字低通滤波器
[0053] 508 电压补偿器
[0化4] 510 开放环路输出阻抗
[005引 512 输出传送函数
[0056] 600 图表
[0化7] 602 电感器电流
[0化引 604 输出电压
[0059] 606 负载电流
[0060] 700 图表
[0061] 702 电感器电流
[0062] 704 输出电压
[0063] 800 图表
[0064] 802 电感器电流
[0065] 900 系统
[0066] 902 电子电路
[0067] 904 电源供应器
[0068] 发明详述
[0069] 在下文详述中，参考形成其一部分且其中通过特定说明性实施方案的方式示出的 附图。然而，应了解，可W利用其它实施方案且可W作出逻辑更改、机械更改和电更改。此 夕F，不应将附图和说明书中提出的方法解释为限制可W执行个别动作的次序。因此，不应在 限制意义上解释下文详述。在任何可能的情况下，贯穿附图的相同或相似参考符号用来指 代相同或相似结构组件或部件。
[0070] 下垂补偿控制可用来增大电压变换器（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DC-DC电压变换器（举例而言，诸如多相脉冲宽度调制（PWM)控制器）和 电压调节器W使共享的输出相电流平衡。有源下垂控制是下垂补偿控制，其感测通过电压 变换器的输出电感器的电流并利用感测的电流信息W调整变换器的输出电压和维持所要 下垂量。
[0071] 本文中所述的实施方案提供具有增强的相电流共享的电源供应器。在一些实施方 案中，具有增强的相电流共享的电源供应器可包括平行操作的多个DC-DC电压变换器和/ 或电压调节器。就该点而论，例如，具有增强的相电流共享的电源供应器可形成在半导体结 构（诸如半导体集成电路（1C)、晶圆、巧片或晶片）上。在一个示例性实施方案中，在多相 电源供应器中提供有源下垂控制W自动补偿可在多个相之间发生的下垂失配。此外，在多 相电源供应器中提供数字校准控制W增强设及的多个输出相电流的平衡。
[0072] 更准确来说，本文中所述的实施方案提供具有增强的相电流共享的电源供应器。 例如，在一个实施方案中，通过将各自模拟反馈信号添加到用来控制相的每个数字控制环 路完成多相电源供应器中的增强的相电流共享。具体来说，电源供应器包括多个电源模块。 多个电源模块中的每个电源模块包括数字控制器，且多个电源模块中的每个电源模块包括 数字控制器，且多个数字控制器中的每个数字控制