电源系统中电压转换器的配置的制作方法_3

文档序号:9553475阅读:来源:国知局
常可以起作用来协调以及控制电压转换器110_1、110_2、130_1、130-2以及150-1至150-3的控制器210的操作。例如,在系统300的操作期间,BPM 360实行功能,比如监视电压转换器的输出电压,或者探测电压转换器中任何故障的发生。
[0033]此外,在本实施例中,BPM 360由图3中示出的系统主机395来指令,以通过实行将参考图5来解释的一系列操作来在电源系统300起动期间配置电压转换器110-1、110-2、130-1、130-2以及150-1至150-3的至少一些。虽然这些操作在本实施例中被描述为被实行以配置电源系统300的第二电压转换级中的IBC 130-1以及第三电压转换级中的P0L调节器150-1,BPM 360可以备选地配置第一电压转换级中P頂110-1和110-2的一个以及第二电压转换级中的IBC 130-1和130-2的一个。更通常地,BPM 360可以顺序地或并行地配置电源系统的任何给定电压转换级中的多于一个电压转换器(取决于任何给定电压转换级中的多于一个转换器是否需要被再配置以实行对于下一(下游)电压转换级恰当的电压转换)。此外,通常地,BPM 360可以配置多于两个的电压转换级中的一个或者更多转换器。
[0034]为了使得BPM 360能够起动和配置在电源系统300中的电压转换器110-1、110-2、130-1、130-2以及150-1至150-3的至少一些,来自干线供应的电力被供应至P頂110-1和110-2,从而允许辅助电压转换器340为BPM 360供应用于它起动的所要求的管理电压。在本实施例中,P頂110-1和110-2被预先配置成经由电力总线120输出适当的电压至IBC130-1和130-2,这允许IBC 130-1和130-2的每一个的电力模块270提供操作电压至相应的控制器210。
[0035]参考图5,在步骤S10中,BPM 360通过以下操作开始电源系统300的起动:生成和传送配置控制信号至将被配置的第一电压转换器(即IBC 130-1)的控制器210,以便改变控制器应用于IBC 130-1的控制(更明确来说,将由IBC 130-1的电压转换模块220实行的电压转换)。在本实施例中,控制器210由接收的配置控制信号来配置以改变IBC的电压转换比,以及可以进一步地由接收的配置控制信号来配置以修改它对以上所陈述的IBC的操作的其它方面的控制,例如,用在过电压/过电流保护方案中的电压/电流阈值、在IBC130-1的起动期间使用的开关时序(timing)等等。
[0036]在步骤S10中的配置过程期间,在BPM 360发送错误标记(flag)至图3中示出的系统主机(其最初请求BPM 360来配置电源系统300)之前,BPM 360能够容许它与IBC130-1的通信中的一定数量的通信失败。
[0037]此外,在步骤S10中的IBC 130-1配置期间,被配置的IBC 130-1和其余的(适当地预先配置的)IBC 130-2都不输出电压至IVB 140。因此,不存在由不适当地配置的IBC输出的不适当的电压导致的POL调节器150-1至150-3的任何一个承受损害的风险。
[0038]接着,在步骤S20中,BPM 360生成第二控制信号,这些控制信号包括电压供应触发信号,以导致将被配置的第二电压转换器(即P0L调节器150-1)的输入230被供应IBC130-1和130-2的输出电压,使得P0L调节器150-1的电力模块270能够转换该电压至操作电压,所述操作电压由P0L调节器的控制器210所要求以允许控制器210被配置。在本实施例中,BPM 360发送适当的PMBus命令(比如“OPERAT1N”命令)作为电压供应触发信号至IBC 130-1和130-2,其导致这些IBC的每一个中的控制器210启动IBC的电压转换模块220中的开关元件的开关,使得IBC 130-1和130-2经由它们相应的输出端子240而开始应用电压至IVB 140。
[0039]虽然“OPERAT1N"PMBus命令在本实施例中被采用以启动IBC的电压转换模块220中的开关元件的开关,其它信令可以备选地被使用。例如,“V0UT_C0MMAND”可以用来通过将输出电压从0设置为有限值而将转换器的输出电压从关切换至开。作为进一步的备选,输出电压可以通过V0UT_MARGIN_L0W (以及V0UT_MARGIN_HIGH)来改变。原则上,V0UT_MARGIN_L0ff可以使用该设置而被设置为0伏,但是为了执行输出电压从V0UT_C0MMAND等级至例如V0UT_MARGIN_L0W等级的改变,OPERAT1N命令可能被使用。
[0040]但是,在电压转换器中,通过非标准的PMBus命令(也称为“制造商特定的PMBus命令”),其它开/关信号可以被指定用于导致电压转换器将输出电压供应至下游转换器。例如,在爱立信的BMR 456和457 DC/DC转换器中,存在能够被使用的MFR_REM0TE_CTRL_信号。但是,再次,该信号将与OPERAT1N和0N_0FF_C0NFIG命令以及RC和CTRL开关信号组合被使用。
[0041]在图5的步骤S30中,BPM 360生成进一步的配置控制信号以及传送这些信号至P0L调节器150-1的控制器210,以便改变该控制器应用于P0L调节器150-1的控制(更明确来说,将由P0L调节器150-1的电压转换模块220实行的电压转换)。P0L调节器150-1的控制器210由接收的配置控制信号来配置以改变用于电压调节中的目标输出电压值,以及可以进一步由接收的配置控制信号来配置以修改它对P0L调节器的操作的其它方面的控制,如以上所陈述的。在步骤S30中的P0L调节器150-1的配置期间,被配置的P0L调节器150-1和其余的(适当地预先配置的)P0L调节器150-2和150-3都没有输出电压至负载170。因此,不存在由不适当地配置的P0L调节器输出的不适当的电压而导致的任何负载电路承受损害的风险。
[0042]一旦P0L调节器150-1在步骤S30中已被配置,电源系统300就准备开始供应电力至负载170,以及BPM 360指令P0L调节器150-1至150-3斜升(ramp up)它们的输出电压到它们相应的依照负载170的要求的目标值。
[0043]从前述将领会到,本文所描述的电压转换器配置方案允许电源系统中的电压转换器被安全地和方便地配置,而不需要任何额外的硬件被提供。所描述的配置方案创造了用户在不同电源系统板上使用相同产品代码(即,相同的硬件和默认配置)的灵活性,而不需要实行离板(off-board)预先配置。
[0044][修改和变化]
对于以上所描述的实施例能够作出许多修改和变化。
[0045]例如,虽然在实施例中描述的电压转换器被数字地管理,但是将领会到本发明不限于此类电压转换器,以及本发明还可以被用于改善由模拟信号管理的电压转换器的配置。
[0046]此外,以上描述的在电源系统每一电压转换级中的转换器的数量仅通过示例的方式被给出,以及转换器的更高或者更低数量可以备选地被提供。例如,图3或图6中示出的电源系统可以被修改以具有单个IBC或者多于两个IBC,以及以具有一个、两个或者多于三个P0L调节器。类似地,系统中P頂的数量不限于两个,使得系统可以具有单个PIM或者没有PIM,这取决于馈送电源系统的初始电源的性质。
[0047]以上描述的实施例的电源系统300包括电压转换器110-1、110-2、130-1、130-2以及150-1至150-3,其能够由BPM 360指令来开始或者停止经由它们相应的输出端子输出电压。但是,本文所描述的配置方案不限于它对具有此类功能性的电压转换器的应用性,以及还可以由电源系统控制器用来配置不能够以此方式控制其操作的电压转换器。在根据一备选实施例具有此类电压转换器的电源系统中,由电源系统控制器可控制的至少一个开关(例如,功率M0SFET)可以被提供以便依照由电源系统控制器所生成的控制信号将要配置的电源系统的第一电压转换级中的电压转换器连接到电源系统控制器将配置的下一电压转换级中的电压转换器以及断开该连接。在该备选实施例中,以上提及的由电源系统控制器生成的第二控制信号被配置成闭合所述至少一个开关而使得导致下游电压转换器被供应电源系统的在前电压转换级中的上游电压转换器的输出电压。
[0048]例如,图3的电源系统300能够通过以下操作被修改以与上述类型的电压转换器一起工作:经由BPM 360可控制的相应开关将P頂110-1和110-2的每一个的输出连接至电力总线120,以及类似地经由BPM 360可控制的相应开关将IBC 130-1和130-2的每一个的输出连接至IVB 140。在该变化中,系统中的电压转换器的配置将如在以上描述的实施例中一样地进行,但具有以下不同:步骤S20中生成的第二控制信号将通过闭合连接IBC130-1和130-2至IVB 140的开关而导致P0L调节器150-1至150-3被供应来自IBC 130-1和130-2的电力。配置该变化的电源系统的
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