CN115642775A - 动态负载配置中的电源系统和控制 - Google Patents

Abstract

本公开的实施例涉及动态负载配置中的电源系统和控制。一种装置包括控制器。控制器控制主电源以产生输出信号来为多个动态负载供电，多个动态负载例如以串联或其他合适配置来设置。控制器检测与多个动态负载中的第一动态负载相关联的瞬态功耗状况。然后控制器基于所检测的瞬态功耗状况来调整对主电源的控制和输出信号的产生。

Description

动态负载配置中的电源系统和控制

技术领域

本公开涉及动态负载配置中的电源系统和控制，具体地，涉及一种相应的装置、方法和存储介质。

背景技术

随着数字电路的晶体管密度不断增加，包含这些晶体管的相应负载所消耗的对应电流也不断增加。为了解决这个问题，已经提出串联连接处理器内核。在这种状况下，主电压调节器(亦称VR)为处理器核心负载的串联堆叠供电。主电压调节器和对应的本地电压调节器(与每个负载相关联)均以地为参考，而较高索引的本地VR以较低索引VR的输出为参考。

如果需要，主电压调节器和本地电压调节器可以实现为多相VR。主电源为每个本地VR提供浮动电源。

在运行期间，主VR向动态负载的串联堆叠提供电流，该电流等于处理器内核的平均需求。当对应的负载消耗的功率多于主电源经由提供通过每个动态负载的主电源电流所供应的功率时，本地电压调节器进而提供额外的电流来为相应的动态负载供电。在完美平衡的系统中，理论上每个本地VR都不提供电流。但是，各个负载的功耗可能会发生变化，而没有通知。在这种实例中，分配用于监控相应动态负载的电压调节器向动态负载供应额外的功率，使得跨动态负载的电压不会低于相应的阈值。

发明内容

清洁能源(或绿色技术)的实施对于减少人类对环境的影响非常重要。一般来说，清洁能源包括任何进化的方法和材料，以减少能源消耗对环境的总体毒性。

本公开包括以下观察：例如从绿色能源或非绿色能源接收的原始能源通常转换成适当的形式(例如所需的交流电压、直流电压等)然后才能用于为服务器、计算机、移动通信设备等终端设备供电。无论能量来自绿色能源还是非绿色能源，都希望最有效地利用此类系统提供的原始能源，以减少我们对环境的影响。本公开有助于通过更有效的能源转换来减少我们的碳足迹(和绿色能源)。

本文的实施例包括实现对一个或多个电压调节器的控制以为负载供电的新颖方式。

更具体地，本文的实施例包括具有控制器的装置和/或系统。控制器控制主电源以产生输出信号来为多个动态负载供电，多个动态负载例如以串联设置或其他合适配置来设置。控制器检测与多个动态负载中的第一动态负载相关联的瞬态功耗状况。控制器基于所检测的瞬态功耗状况来调整对主电源的控制和输出信号的产生。

在另外的示例实施例中，控制器基于输出信号的幅度的变化来检测瞬态功耗状况。

在另一示例实施例中，所检测的瞬态功耗状况是为第一动态负载供电的差分电压幅度的所检测变化。在一个实施例中，差分电压是从通过相应的动态负载供应电流的输出信号得到的。在进一步的示例实施例中，控制器：i)监控跨多个动态负载中的每一个的相应差分电压，以及ii)基于与多个动态负载相关联的瞬态功耗状况的多个同时所检测的实例，调整对主电源的控制。

在更进一步的示例实施例中，控制器从与第一动态负载相关联的监控硬件接收反馈信号；反馈指示与第一动态负载相关联的瞬态功耗状况。

在又一示例实施例中，控制器接收与每个动态负载相关联的相应反馈信号；相应反馈指示对于多个动态负载中的相应动态负载是否存在对应的瞬态功耗状况。

本文中的又一实施例包括，经由控制器，响应于与多个动态负载中的第一动态负载相关联的所检测的瞬态功耗状况，调整输出信号的幅度。在一个实施例中，调整输出信号的幅度降低了与为第一动态负载供电的经调节电压相关联的过冲或下冲的幅度。

在进一步的示例实施例中，产生输出信号的主电源包括主功率转换器和辅助功率转换器。主功率转换器被控制器操以在检测到瞬态功耗状况之前在非瞬态动态负载状况期间产生输出信号，为动态负载供电。根据需要，控制器激活辅助功率转换器，以响应于与第一动态负载相关联的瞬态功耗状况来调整输出信号的幅度。

在更进一步的示例实施例中，控制器响应于所检测的瞬态功耗状况以不连续导通模式来操作主电源的辅助转换器。

在进一步的示例实施例中，所检测的瞬态功率状况是与动态负载的串联堆叠中的第一动态负载相关联的第一瞬态功耗状况；控制器还可操作为：i)检测与多个动态负载中的第二动态负载相关联的第二瞬态功耗状况，以及ii)基于与多个动态负载相关联的所检测的第一瞬态功耗状况和与第二动态负载相关联的第二瞬态功耗状况，调整对主电源的控制。

本文的更进一步的示例实施例包括，通过对主电源的调整控制：i)减少为第一动态负载供电的第一电压相对于第一设定点电压的变化，以及ii)增加第二电压相对于第二设定点电压的变化，第二电压为多个动态负载中的第二动态负载供电。

本文的实施例比传统技术有用，因为如本文所讨论的相应辅助功率转换器的实施减少了对与多个功率转换器中的每一个相关联的电容的需要。更具体地，本文中的实施例包括检测布置在多个动态负载的串联堆叠中的动态负载中的瞬态功耗状况，然后将瞬态校正响应(诸如经由辅助功率转换器的正或负补充电流)应用于堆叠中的所有动态负载。

这些和其他更具体的实施例在下面更详细地公开。

注意，尽管本文讨论的实施例适用于功率转换器，但本文公开的概念可以有利地应用于任何其他合适的拓扑以及一般电源控制应用。

注意，本文讨论的任何资源可以包括一个或多个计算机化设备、控制器、移动通信设备、服务器、基站、无线通信设备、通信管理系统、工作站、用户设备、手持或膝上型计算机等，以执行和/或支持本文公开的任何或所有方法操作。换言之，一个或多个计算机化设备或处理器可以被编程和/或配置为如本文所解释的那样操作以执行如本文所描述的不同实施例。

本文中的其他实施例包括用于执行上面总结并在下面详细公开的步骤和操作的软件程序。一个这样的实施例包括一种计算机程序产品，该计算机程序产品包括在其上编码软件指令以供后续执行的非暂态计算机可读存储介质(即，任何计算机可读硬件存储介质)。指令当在具有处理器的计算机化设备(硬件)中执行时，编程和/或使处理器(硬件)执行本文公开的操作。这种布置通常作为软件、代码、指令和/或其他数据(例如，数据结构)被提供，这些数据被布置或编码在诸如光学介质(例如，CD-ROM)、软盘之类的非暂态计算机可读存储介质上、硬盘、记忆棒、存储设备等，或其他介质，例如一个或多个ROM、RAM、PROM等中的固件，或作为专用集成电路(ASIC)等。软件或固件或者其他这样的配置可以安装到计算机化设备上以使计算机化设备执行这里解释的技术。

因此，本文的实施例针对支持如本文所讨论的操作的方法、系统、计算机程序产品等。

本文的一个实施例包括一种计算机可读存储介质和/或其上存储有指令的系统。指令在由计算机处理器硬件执行时，使计算机处理器硬件(例如一个或多个位于同一位置或位于不同位置的处理器设备)：控制电源以产生输出信号，为串联设置的多个动态负载供电；检测与多个动态负载中的第一动态负载相关联或由其引起的瞬态功耗状况；并基于所检测的瞬态功耗状况调整对电源的控制。

为清楚起见，已添加上述步骤的顺序。注意，本文讨论的任何处理操作可以以任何合适的顺序执行。

本公开的其他实施例包括软件程序和/或相应的硬件以执行上面总结并在下面详细公开的任何方法实施例步骤和操作。

应当理解，如本文所讨论的，计算机可读存储介质上的指令、系统、方法、装置等也可以严格地体现为软件程序、固件、软件、硬件和/或固件的混合体，或单独作为硬件，例如在处理器(硬件或软件)内，或在操作系统内或在软件应用内。

如本文所讨论的，本文的技术非常适合在实施一个或多个电感器组件以将电流输送到负载的领域中使用。然而，应当注意，这里的实施例不限于在这样的应用中使用，并且这里讨论的技术也非常适合于其他应用。

此外，请注意，尽管本文中的每个不同特征、技术、配置等可以在本公开的不同位置进行讨论，但在合适的状况下，每个概念可以可选地彼此独立地执行，或者相互结合。因此，如本文所述的一个或多个本发明可以以许多不同的方式体现和观察。

此外，请注意，本文对实施例的初步讨论(实施例的简要说明)有意不指定本公开或要求保护的发明的每个实施例和/或增量新颖的方面。相反，这个简短的描述仅呈现一般实施例和相对于传统技术的新颖性的对应点。对于本发明的附加细节和/或可能的观点(排列)，读者请参阅下文进一步讨论的本公开的详细描述部分(其是实施例的总结)和对应的附图。

附图说明

图1是根据本文实施例的包括主电源和多个功率转换器的电源的示例性总图。

图2是示出根据本文实施例的、每个相应功率转换器中的多个功率转换器相的实施的示例图。

图3是示出根据本文实施例的、包括被操作以调整通过第一动态负载的电流的多个功率转换器相的第一功率转换器的示例图。

图4是示出根据本文实施例的、包括被操作以调整通过第二动态负载的电流的多个功率转换器相的第二功率转换器的示例图。

图5是示出根据本文实施例的、基于监测输出信号的幅度来控制主功率转换器和辅助功率转换器以产生为动态负载的串联堆叠供电的输出信号的示例图。

图6是示出根据本文实施例的、控制主功率转换器和辅助功率转换器以基于监测跨每个相应动态负载的相应电压幅度的反馈来产生为动态负载的串联堆叠供电的输出信号的示例图。

图7是示出根据本文实施例的、基于来自多个功率转换器的反馈而控制主功率转换器和辅助功率转换器以产生为动态负载的串联堆叠供电的输出信号的示例图。

图8是示出根据本文实施例的、辅助功率转换器以升压模式操作以减少在串联堆叠中跨动态负载的电压变化的示例时序图。

图9是示出根据本文实施例的、辅助功率转换器以降压模式操作以减少在串联堆叠中跨动态负载的电压变化的示例时序图。

图10是示出根据本文实施例的、辅助功率转换器以升压模式操作以减少在串联堆叠中跨动态负载的电压变化的示例时序图。

图11是示出根据本文实施例的、辅助功率转换器以降压模式操作以减少在串联堆叠中跨动态负载的电压变化的示例时序图。

图12是示出执行根据本文实施例的方法的计算机处理器硬件和相关软件指令的示例图。

图13是示出根据本文实施例的方法的示例图。

图14是示出根据本文实施例的电路组装的示例图。

本发明的前述和其他目的、特征和优点将从以下对本文优选实施例的更具体描述中变得明显，如附图中所示，其中相同的附图标记在不同视图中指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是强调说明实施例、原理、概念等。

具体实施方式

本文的实施例包括设置在电源中的控制器。控制器控制主电源以产生输出信号，为串联设置的多个动态负载供电。在生成输出信号时，控制器检测与向多个动态负载传送功率相关联的瞬态功耗状况。例如，瞬态功耗状况导致串联堆叠中的跨第一动态负载的相应电压发生变化。为了至少部分地顾及与第一动态负载相关联的所检测的瞬态功耗状况，控制器然后基于所检测的瞬态功耗状况调整对主电源的控制和输出信号的产生。

现在，更具体地，图1是根据本文实施例的包括主电源和多个功率转换器的电源的示例性总图。

在该示例实施例中，系统100包括控制器141、主电源111、调度器131、多个动态负载118-1、118-2、118-3等，以及功率转换器121-1、121-2、121-3等。注意，系统100可以包括任意数量的动态负载和串联设置的对应功率转换器、以及任意数量的对应功率转换器121。

主电源111包括主功率转换器111-M和辅助功率转换器111-A。在一个实施例中，主功率转换器111-M(例如降压转换器或其他合适的拓扑结构)与辅助功率转换器111-A(例如降压转换器或其他合适的拓扑结构)并联设置。因此，本文的实施例包括并联连接以产生输出信号115的主功率转换器111-M和辅助功率转换器111-A。

如进一步所示，每个功率转换器121(例如电压调节器或其他合适的实体)包括对应的控制器。例如，功率转换器121-1包括控制器140-1；功率转换器121-2包括控制器140-2；功率转换器121-3包括控制器140-3；等等。

进一步注意，如本文所述的任何组件都可以实现为硬件、软件、或硬件和软件的组合。例如，调度器131可以实现为调度器硬件、调度器软件、或调度器硬件和软件的组合；控制器141可以实现为控制硬件、控制器软件、或控制器硬件和控制器软件的组合；控制器140-1可以实现为控制器硬件、控制器软件、或控制器硬件和控制器软件的组合；控制器140-2可以实现为控制器硬件、控制器软件、或控制器硬件和控制器软件的组合；等等。

如进一步所示并且如前所述，动态负载中的每一个以串联方式(例如以堆叠方式)设置在主电源111和对应的接地参考之间。主电源111产生输出信号115，例如通过每个动态负载118-1、118-2、118-3等的电源电压或电源电流。当每个动态负载消耗相同的功率时，在平衡状况期间输出信号115的幅度是相对固定的。在这种实例中，当每个动态负载消耗相同量的功率时，跨每个相应动态负载的电压基本相同。

除了通过由主电源111产生的输出信号115供电之外，当对应的动态负载消耗的功率比由输出信号115提供的更多或更少时，各个功率转换器121根据需要向相应的动态负载提供补充的正电流或负电流。

此外，在该示例实施例中，单独的电压源为功率转换器121供电。例如，输入电压Vin1为功率转换器121-1供电；例如，输入电压Vin2为功率转换器121-2供电；输入电压Vin3为功率转换器121-3供电；等等。

每个动态负载118具有其自己的本地(浮动)接地参考(标记为电压RTN)，其独立于与电源111相关联的接地。通常，如前所述，由输出信号115提供的电源电流通过每个动态负载118的流动引起跨动态负载产生相应的电压。

作为更具体的示例，来自输出信号115的电源电流通过动态负载118-1的流动引起跨动态负载118-1的电压为Vout1-RTN1；电源电流115通过动态负载118-2的流动引起跨动态负载118-2的电压为Vout2-RTN2；电源电流115通过动态负载1183的流动引起跨动态负载118-3的电压为Vout3-RTN3；等等。

理想地，在平衡状况期间，动态负载118中的每一个表示基本上相等的电阻(或阻抗)，使得电压Vout1-RTN1、Vout2-RTN2、Vout3-RTN3等中的每一个基本上彼此相等。期望将跨每个动态负载的电压幅度维持在基本相同的固定电压设置。在一个实施例中，诸如施加到负载118-1的第一电压、施加到负载118-2的第二电压等的每个目标电压是相等的电压。然而，本文中的其他实施例包括为负载118-1、118-2等供应不相等或不同的目标电压，但不会对这个系统的行为产生不利影响。因此，在一个实施例中，希望将跨每个动态负载的电压幅度维持在对应的基本上固定的分配电压设置。如本文所讨论的，本文的实施例包括确保跨每个动态负载的相应电压基本恒定，即使一个或多个动态负载碰巧消耗比预期更多或更少的电流。

注意，动态负载118可以是任何合适的电路装置、例如具有以下项的堆叠系统：多个印刷电路板(每个板是或具有动态负载)，同一半导体芯片中的多个处理器(每个动态负载是半导体芯片中的处理器核心)，单独的半导体芯片，单独的电路，芯片、电路等的任意组合。

在一个实施例中，每个动态负载118是处理器、处理器系统、电路装置等，其取决于由调度器131生成的调度执行一个或多个指令。调度器131尝试平衡指令的执行，使得在给定的时间块，每个动态负载118消耗基本相同的功率量，并且其中跨每个动态负载的相应电压降基本相等。如前所述，当每个动态负载消耗相同的功率量时，跨每个动态负载的电压基本相同。

基于指令的调度以及每个动态负载执行相应一组调度指令所需的预期功率，调度器131产生供应给电源111的相应控制信号106(或其他合适的信息)。在一个实施例中，控制信号106通知电源111供应多少电流通过动态负载118的串联连接以适应给定时间块的调度指令。

如前所述，注意到每个动态负载可能存在功耗变化。在这种实例中，跨动态负载的电压可能会发生变化，并导致可能损坏一个或多个动态负载的过压状况或欠压状况。本文中的实施例包括实施相应的功率转换器(例如电压调节器)，其以监督方式对每个动态负载进行操作，以确保跨每个动态负载的电压基本恒定，即使一个或多个动态负载碰巧消耗比预期更多或更少的电流。

例如，在一个实施例中，功率转换器121-1监测跨动态负载118-1的相应电压(Vout1-RTN1)。在操作期间，功率转换器121-1供应通过动态负载118-1的正补充电流，以防止在相应的瞬态功耗状况期间跨相应动态负载的电压下降到低于阈值电平。相反，功率转换器121-1供应通过动态负载118-1的负补充电流，以防止在瞬态功耗状况期间跨动态负载的电压上升到阈值电平以上。其他功率转换器中的每一个都以类似的方式操作。

如果没有这些电流调整和对欠压和过压状况的预防，系统100的动态负载可能会被损坏或不满足性能目标。

根据进一步的示例实施例，控制器141从系统的一个或多个实体、节点等中的任何一个接收反馈105以控制向每个动态负载118供电的输出信号115的生成。基于接收到的反馈105和控制信号106，控制器141产生控制信号109。如本文进一步讨论的，控制信号109控制主功率转换器和/或辅助功率转换器111-A的操作以向动态负载提供功率。

例如，在一个实施例中，基于反馈105，控制器141检测与多个动态负载118中的第一动态负载相关联的瞬态功耗状况。控制器141可能知道或可能不知道一个或更多的动态负载118中的哪个经历瞬态功耗状况。尽管如此，如本文进一步讨论的，基于反馈105，控制器141基于所检测的瞬态功耗状况调整对电源111的控制，以减少经历瞬态功耗状况的一个或多个动态负载两端的电压变化。

图2是示出根据本文的实施例的包括多个功率转换器相以维持跨相应动态负载的电压的功率转换器的实施方式的示例图。

在该示例实施例中，功率转换器121-1(例如电压调节器或其他合适的实体)包括控制器140-1以及对应的多个功率转换器相VR1-PH1(功率转换器相1)、VR1-PH2(功率转换器相2)、VR1-PH3(功率转换器相3)等。

在一个实施例中，功率转换器121-1中的每个功率转换器相均相对于彼此异相操作。附加地或替代地，多个功率转换器相彼此同相地操作。

此外，在本示例实施例中，功率转换器121-2包括控制器140-2以及对应的多个功率转换器相VR2-PH1(功率转换器相1)、VR2-PH2(功率转换器相2)、VR2-PH3(功率转换器相3)等。

在一个实施例中，功率转换器121-2中的每个功率转换器相均相对于彼此异相操作。附加地或替代地，多个功率转换器相彼此同相地操作。

更进一步地在该示例实施例中，功率转换器121-3包括控制器140-3以及对应的多个功率转换器相VR3-PH1(功率转换器相1)、VR3-PH2(功率转换器相2)、VR3-PH3(功率转换器相3)，依此类推。

在一个实施例中，功率转换器121-3中的每个功率转换器相相对于彼此异相操作。附加地或替代地，多个功率转换器相彼此同相地操作。

图3是示出根据本文实施例的第一功率转换器的示例图，该第一功率转换器包括调整通过第一动态负载的电流的多个功率转换器相。

在本示例实施例中，功率转换器121-1包括电容C1(例如一个或多个电容器)和多个功率转换器相，包括功率转换器相VR1-P1；功率转换器相VR1-P2和功率转换器相VR1-P3。请注意，功率转换器121-1(亦称VR1)可以包括任意数量的相。

功率变换器相VR1-P1包括电感器VR1-L1、开关Q111、开关Q112、驱动器D111和驱动器D112。请注意，本文讨论的任何开关都可以以任何合适的方式实现，例如通过MOSFET、包括GaN和SiC的半导体材料；以及任何功率半导体，包括BJT、IGBT、JFET等。

开关Q111和开关Q112串联在本地输入电压Vin1与本地(浮动)接地参考RTN1之间。例如，开关Q111的漏极(D)被连接以接收输入电压Vin1；开关Q111的源极(S)连接到开关Q112的漏极(D)；开关Q112的源极(S)连接到接地参考RTN1。电感器VR1-L1连接在节点118-1N1与开关Q111的源极节点之间，如前所述，该源极节点连接到开关Q112的漏极节点。

功率转换器相VR1-P2包括电感器VR1-L2、开关Q121、开关Q122、驱动器D121和驱动器D122。开关Q121和开关Q122串联在本地输入电压Vin1与本地(浮动)接地参考RTN1之间。例如，开关Q121的漏极(D)连接到输入电压Vin1；开关Q121的源极(S)连接到开关Q122的漏极(D)；开关Q122的源极(S)连接到接地参考RTN1。电感器VR1-L2连接在节点118-1N1与开关Q121的源极节点之间，如前所述，该源极节点连接到开关Q122的漏极节点。

功率转换器相VR1-P3包括电器感VR1-L3、开关Q131、开关Q132、驱动器D131和驱动器D132。开关Q131和开关Q132串联在本地输入电压Vin1与本地(浮动)接地参考RTN1之间。例如，开关Q131的漏极(D)连接到输入电压Vin1；开关Q131的源极(S)连接到开关Q132的漏极(D)；开关Q132的源极(S)连接到接地参考RTN1。电感器VR1-L3连接在节点118-1N1和开关Q131的源极节点之间，如前所述，该源极节点连接到开关Q132的漏极节点。

如前所述，电源111产生输出信号115，例如注定要经过动态负载118-1的电源电流。理想地，电源电流115流过动态负载118-1导致预定的电压降(Vout1-RTN1)。然而，对应的动态负载118-1的大小可以不同于如前所述的预期值。

在一个实施例中，控制器140-1监测功率转换器121-1(VR1)和动态负载118-1的一个或多个参数以确定是否调整通过动态负载118-1的电流量。例如，在一个实施例中，控制器140-1监测电压Vout1-RTN1并借助于比较器251将其与参考电压RV11(例如较高电压阈值电平)进行比较。如果电压Vout1-RTN1高于参考电压RV11，例如因为动态负载1181没有消耗足够量的功率，所以通过实施由功率转换器121-1的一个或多个功率转换器相提供的负补充电流，控制器140-1激活一个或多个功率转换器121-1中的功率转换器相，以减少通过动态负载118-1的电流总量。如下文进一步详细讨论的，控制器140-1激活功率转换器121-1中的一个或多个功率转换器相，以控制电压Vout1-RTN1的幅度并防止其上升到阈值电平(例如参考电压RV11或其他合适的值)以上。

此外，在一个实施例中，控制器140-1监控电压Vout1-RTN1并借助于比较器252将其与参考电压RV12(例如较低电压阈值电平)进行比较。如果电压Vout1-RTN1等于或低于参考电压RV12，例如因为动态负载1181需要的功率比供电电流115提供的更多，以由功率转换器121-1的一个或多个功率转换器相提供正补充电流，控制器140-1激活功率变换器121-1中的一个或多个功率变换器相，以增加通过动态负载118-1的电流总量(例如提供正补充电流)。这可以防止监控电压Vout1-RTN1低于较低阈值电平RV12。

图4是示出根据本文实施例的第二功率转换器的示例图，该第二功率转换器包括调节通过第二动态负载的电流的多个功率转换器相。

在本示例实施例中，功率转换器121-2包括电容C2(例如一个或多个电容器)和多个功率转换器相，包括功率转换器相VR2-P1；功率转换器相VR2-P2和功率转换器相VR2-P3。请注意，功率转换器121-2(亦称VR2)可以包括任意数量的相。

功率变换器相VR2-P1包括电感器VR2-L1、开关Q211、开关Q212、驱动器D211和驱动器D212。请注意，本文讨论的任何开关都可以以任何合适的方式实现，例如通过MOSFET、包括GaN和SiC的半导体材料；以及任何功率半导体，包括BJT、IGBT、JFET等。

开关Q211和开关Q212串联在本地输入电压Vin1与本地(浮动)接地参考RTN1之间。开关Q211的漏极(D)连接到输入电压Vin2；开关Q211的源极(S)连接到开关Q212的漏极(D)；开关Q212的源极(S)连接到接地参考RTN2。电感器VR2-L1连接在节点118-2N1与开关Q211的源极节点之间，如前所述，该源极节点连接到开关Q212的漏极节点。

功率变换器相VR2-P2包括电感器VR2-L2、开关Q221、开关Q222、驱动器D221和驱动器D222。开关Q221和开关Q222串联在本地输入电压Vin2与本地(浮动)接地参考RTN2之间。开关Q221的漏极(D)连接到输入电压Vin2；开关Q221的源极(S)连接到开关Q222的漏极(D)；开关Q222的源极(S)连接到接地参考RTN2。电感器VR2-L2连接在节点118-2N1与开关Q221的源极节点之间，如前所述，该源极节点连接到开关Q222的漏极节点。

功率转换器相VR2-P3包括电感器VR2-L3、开关Q231、开关Q232、驱动器D231和驱动器D232。开关Q231和开关Q232串联在本地输入电压Vin2与本地(浮动)接地参考RTN2之间。开关Q231的漏极(D)连接到输入电压Vin2；开关Q231的源极(S)连接到开关Q232的漏极(D)；开关Q232的源极(S)连接到接地参考RTN2。电感器VR2-L3连接在Vout1节点与开关Q231的源极节点之间，如前所述，该源极节点连接到开关Q232的漏极节点。

如前所述，电源111产生注定要经过动态负载118-1、118-2等的电源电流115。理想地，电源电流115流过动态负载118-2引起预定的电压降(Vout2-RTN2)。然而，对应的动态负载的大小可能与之前讨论的预期值不同。

在一个实施例中，控制器140-2监控功率转换器121-1(VR2)和动态负载118-2的一个或多个参数以确定是否调整通过动态负载118-2的电流量。例如，在一个实施例中，控制器140-2监控电压Vout2-RTN2并借助于比较器351将其与参考电压RV21进行比较。如果电压Vout2-RTN2高于参考电压RV21，例如因为动态负载118-2如果没有消耗足够量的功率，则控制器140-2激活功率转换器121-2中的一个或多个功率转换器相以减少通过动态负载118-2的总电流量。如下文进一步详细讨论的，控制器140-2激活功率转换器121-2中的一个或多个功率转换器相，以防止电压Vout2-RTN2上升到阈值电平(例如参考电压RV21或其他合适的值)以上。

此外，在一个实施例中，控制器140-2监控电压Vout2-RTN2并借助于比较器352将其与参考电压RV22(例如较低电压阈值电平)进行比较。如果电压Vout2-RTN2等于或低于参考电压RV22，例如因为动态负载1182需要的功率比供电电流115提供的更多，以通过功率转换器121-2的一个或多个功率转换器相提供正补充电流，控制器140-2激活功率变换器121-2中的一个或多个功率变换器相以增加通过动态负载118-2的电流总量。这可以防止监控电压Vout2-RTN2低于较低阈值水平RV22。如前所述，每个功率转换器都包括如图4所示的电路装置。

图5是示出根据本文实施例的基于监测输出信号的幅度来控制主功率转换器和辅助功率转换器以产生为动态负载的串联堆叠供电的输出信号的示例图。

在该示例实施例中，主电源111的主功率转换器111-M包括高侧开关电路装置QH-M、低侧开关电路装置QL-M和电感器L-M。这样的电路装置代表可操作以产生输出信号115的一个或多个功率转换器相。

高压侧开关电路装置QH-M和低压侧开关电路装置QL-M串联设置在输入电压源510(其供应输入电压Vin)与接地参考之间。

如前所述，控制器141接收指示例如与产生输出信号115相关联的电流幅度的控制信号106(或其他合适的消息信息)。通过产生驱动高侧开关电路装置QH-M的栅极节点的控制信号S1和驱动低侧开关电路装置QL-M的栅极节点的控制信号S2，控制器141控制流过电感L-M的电流以产生处于所需电压或电流幅度的输出信号115。

顾名思义，主功率转换器111-M将大部分功率提供给动态负载118的堆叠。例如，在稳态状况期间，当相应动态负载118中的每一个消耗相同量的功率时，跨每个动态负载的相应电压基本相等。在这种实例中，不需要激活辅助功率转换器111-A。

如进一步所示，主电源111包括辅助功率转换器111-A。辅助功率转换器111-A包括串联设置在输入电压源510(供应输入电压Vin)与接地参考之间的一个或多个功率转换器相，例如高侧开关电路装置QH-AUX和低侧开关电路装置QL-AUX。高侧开关电路装置QL-AUX和低侧开关电路装置QH-AUX的开关控制引起通过电感器Laux的正或负电流Iaux。

如前所述，控制器141接收反馈105，其指示例如一个或多个动态负载是否经历相应的瞬态功耗状况。在该示例实施例中，反馈105表示节点525处的电压，该电压将输出信号115(例如输出电流)供应给动态负载的堆叠。换言之，控制器141监测输出信号115以确定是否存在与动态负载118中的一个或多个相关联的瞬态功耗状况。

在一个实施例中，响应于检测到相应的瞬态功耗状况，例如基于输出信号115的变化检测，控制器141产生驱动高端开关电路装置QH-AUX的栅极的控制信号S3和驱动低侧开关电路装置QL-AUX的栅极的控制信号S4。

通过产生驱动高端开关电路装置QH-AUX的栅极节点的控制信号S3和驱动低端开关电路装置QL-AUXM的栅极节点的控制信号S4，控制器141控制流经电感Laux(一个或多个电感器)的正或负补充电流以产生处于所需电压或电流幅度的输出信号115。换言之，响应于检测到相应的瞬态功耗状况，控制器141激活并控制辅助功率转换器111-A以产生处于期望的电压或电流幅度的输出信号115。

在一个实施例中，由辅助功率转换器111-A产生的电流Iaux的幅度根据取决于跨相应动态负载的监测电压与参考电压之间的差异大小而变化。例如，当与一个或多个动态负载相关联的所检测变化大时，辅助功率转换器111AUX产生的Iaux电流的幅度大；当所检测的动态负载变化小时，辅助功率转换器111-AUX产生的Iaux电流的幅度小。

因此，本文的实施例包括多个功率转换器级(辅助功率转换器111-A和主功率转换器111-M)，功率转换器级包括多个开关QH-M、QL-M、QH-AUX、QL-AUX；基于例如来自多个动态负载118和/或功率转换器121的相应反馈信号来控制多个开关的状态。

图6是示出根据本文的实施例的基于监测跨每个相应动态负载的相应电压幅度来控制主功率转换器和辅助功率转换器以产生为动态负载的串联堆叠供电的输出信号的示例图。

如前所述，控制器141接收反馈105，其指示例如动态负载118中的一个或多个是否经历相应的瞬态功耗状况。

在该示例实施例中，反馈105表示或包括跨每个相应动态负载118的相应电压。

可以在任何合适的位置感测跨动态负载的电压的幅度。例如，每个功率转换器中的控制器可以被配置为包括适当的电路装置来测量每个跨动态负载的电压(受监控的电压，例如Vout1-RTN1、Vout2-RTN2、Vout3-RTN3等)。附加地或替代地，用于测量和监测跨相应动态负载的电压的电路可以位于控制器141中。

借助控制器141或其他合适的实体，每个被监测电压相对于阈值的测量和比较提供了动态负载是否经历瞬态功耗状况的指示，该指示可以是正的或负的。例如，如果跨相应动态负载的测量电压小于所需的参考电压，则动态负载正在经历功耗的瞬时增加。相反，如果跨相应动态负载的测量电压大于参考电压，则动态负载正在经历功耗的瞬时下降。

每个功率转换器121-1、121-2、121-3等实施对应的反馈控制回路，以将跨相应动态负载的电压幅度维持在期望的参考值。在瞬态功耗状况期间，分配给动态负载的相应功率转换器向动态负载供应正或负补充电流。此外，为了减少与跨经历瞬态功耗状况的动态负载的电压相关联的过冲和下冲，如下文进一步所示，本文的实施例包括也基于来自各个功率转换器的反馈来激活辅助功率转换器111-AUX。

在一个实施例中，响应于检测到由一个或多个监测电压不同于期望的参考电压值所指示的相应瞬态功耗状况，控制器141产生驱动高侧开关电路装置QH-AUX的栅极的控制信号S3和驱动低压侧开关电路装置QL-AUX的栅极的控制信号S4。

通过产生驱动高端开关电路装置QH-AUX的栅极节点的控制信号S3和驱动低端开关电路装置QL-AUXM的栅极节点的控制信号S4，控制器141控制流经电感Laux(一个或多个电感器)的正或负补充电流，作为对与一个或多个动态负载相关联的所检测的瞬态功耗状况的响应。

如本文进一步讨论的，激活辅助功率转换器以向动态负载的堆叠吸收或提供电流有助于维持跨每个动态负载118的电压。更具体地，辅助功率转换器111-A的实施以及吸收和提供通过动态负载的补充电流减小了每个功率转换器121-1中所需的相应电容器的尺寸。

换言之，因为辅助功率转换器111-A根据需要向动态负载的串联吸收或提供电流，所以与需要吸收或提供所需额外电流的相应功率转换器相比，由于辅助功率转换器111-A吸收或提供电流，因此减少了每个功率转换器中对相应电容的需求。

图7是示出根据本文实施例的基于来自多个电压调节器的反馈控制主功率转换器和辅助功率转换器以产生为动态负载的串联堆叠供电的输出信号的示例图。

在该示例实施例中，每个相应的功率转换器监控与相应动态负载相关联的瞬态功耗状况。响应于检测到瞬态功耗状况，对应的控制器操作相应的高侧开关电路装置和低侧开关电路装置以提供正或负补充电流(相对于输出信号115)，以将跨动态负载的电压的幅度维持在所需的电压水平。

在一个实施例中，功率转换器的相应控制器产生相应的控制信号和/或状态信息，其指示相应由动态负载经历的瞬态功耗状况的程度。

例如，控制器140-1监控一个或多个参数，例如跨动态负载118-1的电压(Vout1-RTN1)的幅度。控制器1401产生控制信号821-1以指示动态负载118-1所经历的瞬态功耗状况的程度。

控制信号821-1(反馈105的一部分)可以以任何合适的方式实现。例如，控制信号可以被实现为指示瞬态功耗状况的幅度和极性(功率过度消耗或欠消耗)的多位信号。根据另外的实施例，控制信号821-1可以实现为电流或电压信号，其幅度指示相应动态负载118-1经历瞬态功耗状况的程度。

不管实施方式如何，借助于控制信号8211，控制器141接收指示瞬态功耗状况的幅度和极性的信息。

与功率转换器121-2相关联的控制器140-2监控一个或多个参数，例如跨动态负载118-2的电压(Vout2-RTN2)的幅度。控制器140-2产生控制信号821-2以指示动态负载118-2经历瞬态功耗状况的程度。

控制信号821-2可以以任何合适的方式实现。例如，控制信号821-2(例如反馈105的一部分)可以被实现为指示瞬态功耗状况的幅度和极性(功率过度消耗或欠消耗)的多位信号。根据另外的实施例，控制信号821-2可以被实现为例如电压电流，其幅度指示相应动态负载118-2经历瞬态功耗状况的程度。不管实施方式如何，借助于控制信号821-2，控制器141接收指示动态负载118-2所经历的瞬态功耗状况的幅度和极性的状态信息。

控制器140-3监控一个或多个参数，例如跨动态负载118-3的电压(Vout3-RTN3)的幅度。控制器140-3产生控制信号821-3以指示动态负载118-3经历瞬态功耗状况的程度。

控制信号821-3可以以任何合适的方式实现。例如，控制信号可以被实现为指示瞬态功耗状况的幅度和极性(功率过度消耗或欠消耗)的多位信号。根据另外的实施例，控制信号821-3可以被实现为例如电压电流，其幅度指示相应动态负载118-3经历瞬态功耗状况的程度。不管实施方式如何，借助于控制信号821-3，控制器141接收指示瞬态功耗状况的幅度和极性的状态信息。

如下文进一步讨论的，基于接收到的控制信号821-1、821-2、8213等，控制器141决定是否启动辅助功率转换器111-AUX，如果启动，辅助功率转换器111-AUX是否提供正或负电流。

图8是示出根据本文实施例的辅助功率转换器以升压模式操作以减少跨动态负载的电压变化的示例时序图。请注意，辅助电流从低电位(Vout1+Vout2+Vout3+Vout4)流向高电位(Vin)。

在如时序图800所示的该示例实施例中，假设动态负载118-1经历瞬态功耗状况，其中动态负载118-1消耗的功率(如从IO2逐步下降到IO1，差量D8所示)少于由输出信号115提供的功率的量。假设堆叠中的其他动态负载118-2、118-3等都没有经历至少T81和T86之间的瞬态功耗状况。

在这种实例中，如前所述，功率转换器121-1以所谓的升压模式操作以提供通过动态负载118-1的负补充电流，从而将电压(Vout1-RTN1)保持在期望的电压电平。虚线810指示在不激活辅助功率转换器111-AUX的状况下将发生的电压(Vout1-RTN1)增加(过冲)，如下面进一步讨论的。如图所示，电容器电流820(与电容器C1相关联)在时间T81和T87之间变化。

反馈105指示在时间T81或其前后与动态负载118-1相关联的瞬态功耗状况。

响应于检测到与动态负载118-1相关联的瞬态功耗状况，除了功率转换器121-1控制跨动态负载118-1的电压幅度之外，控制器141以降压模式启动辅助电源转换器111-AUX的激活以产生补充电流Iaux，这减少了对应的过冲，如跨动态负载118-1的电压信号Vout1-RTN1所示。

更具体地，在时间T81，发生与动态负载118-1相关联的负载释放(IO1到IO2)。以前面讨论的方式，功率转换器121-1操作以提供通过动态负载118-1的负电流。在时间T82和T83之间，控制器141激活低侧开关电路装置QL-AUX(而高侧开关电路装置QH-AUX关闭)，降低借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。参见电流820。

在时间T83和T84之间，控制器141激活高侧开关电路装置QH-AUX(而低侧开关电路装置QL-AUX关闭)，减少借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。注意，在时间T82之前和时间T83之后，控制器141在三态中控制辅助功率转换器111-AUX中的高侧开关电路装置和低侧开关电路装置。

辅助功率转换器111-AUX的这种临时激活(例如激活低侧开关电路装置和高侧开关电路装置的一个或多个周期，例如在T82和T84之间)减少了与跨动态负载118-1的电压Vout1-RTN1相关的过冲(从虚线810到电压Vout1-RTN1)。

正如下面在图10中进一步讨论的那样，动态负载118-2、118-3等中的每一个因此在T82和T84之间经历与输出信号115和辅助电流Iaux相关联的电流的减小，导致电压下降状况。然而，如下文进一步讨论的，相应的功率转换器121-2、功率转换器121-3等防止跨动态负载118-2、118-3等的电压下降到阈值水平以下。

在某些状况下，请注意堆叠中的多个动态负载会经历相同的正或负瞬态功耗状况。在这种实例中，控制器141以如前所述的方式启动对辅助功率转换器的激活，以同时降低跨那些动态负载(其经历瞬态功耗状况)的过冲/下冲电压。然而，如果反馈105指示相同数量的动态负载经历负瞬态功耗状况和正瞬态功耗状况，则控制器141不激活辅助功率转换器111-AUX，因为如此做无益。

图9是示出根据本文实施例的辅助功率转换器以降压模式操作以减少跨动态负载的电压变化的示例时序图。请注意，电流从高电位(Vin)流向低电位(Vout1+…+Vout4)。

在时序图900中的该示例实施例中，假设动态负载118-1经历瞬态功耗状况，其中动态负载118-1消耗的功率(如从IO1到IO2的逐步升高，差量D9所示)多于输出信号115提供的功率的量。假设堆叠中的其他动态负载118-2、118-3等都没有经历瞬态功耗状况。

在这种实例中，如前所述，功率转换器121-1以所谓的降压模式操作以提供通过动态负载118-1的正补充电流，从而将电压(Vout1-RTN1)保持在期望的电压电平。虚线910指示在不激活辅助功率转换器111-AUX的状况下将另外发生的电压(Vout1-RTN1)减小(更大的下冲状况)，如下文进一步讨论。如图所示，电容器电流920在时间T91和T96之间变化。

反馈105指示在时间T91附近发生的这种瞬态功耗状况。响应于检测到与动态负载118-1相关联的瞬态功耗状况，控制器141以所谓的降压模式启动对辅助功率转换器111-AUX的激活以生成Iaux，这减少了对应的下冲状况，如由跨动态负载118-1的电压信号Vout1-RTN1所示。

更具体地，在时间T91，发生与动态负载118-1相关联的负载阶跃(IO1到IO2)。以前面讨论的方式，功率转换器121-1操作以提供通过动态负载118-1的正补充电流。在时间T92和T93之间，控制器141激活高侧开关电路装置QH-AUX(而低侧开关电路装置QL-AUX关闭)，增加借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。在T93和T94之间，控制器141激活低侧开关电路装置QL-AUX(而高侧开关电路装置QH-AUX关闭)，增加借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。

辅助功率转换器111AUX的这种临时激活(例如激活高侧开关电路装置和低侧开关电路装置的一个或多个周期/序列)减少了与跨动态负载118-1的电压Vout1-RTN1相关联的下冲。再次，虚线910指示如果辅助功率转换器111-AUX在T92和T94之间没有被激活而将另外出现的Vout1-RTN1的电压幅度。

正如下面在图11中进一步讨论的那样，当辅助功率转换器在T82和T84之间被激活时，动态负载118-2、118-3等中的每一个因此经历与输出信号115和Iaux相关联的电流的增加，导致在激活辅助功率转换器期间的电压增加状况。然而，如下文进一步讨论的，相应的功率转换器121-2、功率转换器121-3等防止跨动态负载118-2、118-3等的电压升高到阈值电平以上。

图10是示出根据本文实施例的辅助功率转换器以升压模式操作以减少跨动态负载的电压变化的示例时序图。

在时序图1000所示的该示例实施例中，再次假设动态负载118-1经历瞬态功耗状况，其中动态负载118-1消耗的功率少于输出信号115提供的功率的量。假设堆叠中的其他动态负载118-2、118-3等都没有经历瞬态功耗状况。

在这种实例中，如前所述，功率转换器121-1以所谓的升压模式操作以提供通过动态负载118-1的负补充电流，从而将电压(Vout1-RTN1)保持在期望的电压电平。虚线1010指示在不激活辅助功率转换器111-AUX的状况下将另外发生的电压(Vout1-RTN1)增加(过冲)，如下文进一步讨论。

如前所述，控制器141在时间T11或其之前借助于反馈105检测瞬态功耗状况。响应于检测到与动态负载118-1相关联的瞬态功耗状况，控制器141以升压模式启动对辅助功率转换器111-AUX的激活以生成Iaux，这减少了相应的过冲，如由跨动态负载118-1的电压信号Vout1-RTN1所示(与指示在不激活辅助功率转换器的情况下的Vout1-RTN1的虚线1010相比)。

更具体地，在时间T11，功率转换器121-1操作以提供通过动态负载118-1的负电流。在时间T11和T12之间，控制器141激活低侧开关电路装置QL-AUX(而高侧开关电路装置QH-AUX关闭)，降低借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。在T12和T13之间，控制器141激活高侧开关电装置路QH-AUX(而低侧开关电路装置QL-AUX关闭)，降低借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。信号1015指示在不激活辅助功率转换器111-AUX的情况下将另外出现的输出信号115的幅度。

在时间T11之前和时间T13之后，请注意控制器141以三态控制辅助功率转换器111-AUX中的高侧开关电路装置和低侧开关电路装置。

辅助功率转换器111-AUX的这种临时激活(例如激活低侧开关电路装置并且然后高侧开关电路装置的一个或多个周期/序列)减少了与跨动态负载118-1的电压Vout1-RTN1相关联的过冲。

图11是示出根据本文实施例的辅助功率转换器以降压模式操作以减少跨动态负载的电压变化的示例时序图。

在该示例实施例中，在时序图1100中，假设动态负载118-1经历瞬态功耗状况，其中动态负载118-1消耗的功率多于输出信号115提供的功率的量。假设堆叠中的其他动态负载118-2、118-3等都没有经历瞬态功耗状况。

在这种实例中，如前所述，功率转换器121-1以所谓的降压模式操作以提供通过动态负载118-1的正补充电流，从而将电压(Vout1-RTN1)保持在期望的电压电平。虚线1110指示在不激活辅助功率转换器111-AUX的状况下将另外发生的电压(Vout1-RTN1)减小(下冲)，如下面进一步讨论。

反馈105指示该瞬态功耗状况。响应于检测到与动态负载118-1相关联的瞬态功耗状况，控制器141以降压模式启动对辅助功率转换器111-AUX的激活以产生补充电流Iaux，这减小了相应的下冲，如由跨动态负载118-1的电压信号Vout1-RTN1所示。更具体地，在时间T21之前，功率转换器121-1操作以提供通过动态负载118-1的正补充电流。此外，在时间T21和T22之间，控制器141激活高侧开关电路装置QH-AUX(同时低侧开关电路装置QL-AUX关闭)，增加借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。在时间T22和T23之间，控制器141激活低侧开关电路装置QL-AUX(而高侧开关电路装置QH-AUX关闭)，增加借助于输出信号115供应给动态负载的电流幅度。信号1115指示在不激活辅助功率转换器111-AUX的状况下将另外出现的输出信号115的幅度。

辅助功率转换器111-AUX的这种临时激活(例如激活高侧开关电路装置并且然后低侧开关电路装置的一个或多个周期/序列)减少了与跨动态负载118-1的电压Vout1-RTN1相关联的下冲。虚线1110指示在不激活辅助功率转换器111-AUX的状况下将另外出现的电压Vout1-RTN1的幅度。

时序图1100指示在辅助功率转换器111-A的降压模式操作期间跨相应动态负载118-2、118-3等的电压Vout2-RTN2、Vout3-RTN3等经历电压增加。然而，相应的功率转换器121-2、121-3等快速地将相应的电压Vout2-RTN2、Vout3-RTN3等调节回期望的电平。

图12是根据本文实施例的用于实现本文所讨论的任何操作的计算机设备的示例框图。

如图所示，本示例的计算机系统1200(例如由一个或多个资源中的任何一个实现，资源例如是每个控制器140、电压调节器等)包括：互连1211，其耦合计算机可读存储介质1212，例如可以在其中存储和检索数字信息的非暂态类型的介质(或硬件存储介质)；处理器1213(例如，诸如一个或多个处理器设备的计算机处理器硬件)；I/O接口1214(例如，用于输出控制信号到功率转换器相、监控电流等)；和通信接口1217。

I/O接口1214提供到任何合适的电路例如功率转换器相的连接。

计算机可读存储介质1212可以是任何硬件存储资源或设备，例如存储器、光存储、硬盘驱动器、软盘等。在一个实施例中，计算机可读存储介质1212存储由控制器应用140-A(例如由控制器140-1、140-2、140-3等中的任何一个实施)使用的指令和/或数据以执行如本文所述的任何操作。

此外，在该示例实施例中，通信接口1217使计算机系统1200和处理器1213能够在诸如网络190的资源上进行通信，以从远程源检索信息并与其他计算机通信。

如图所示，计算机可读存储介质1212编码有由处理器1213执行的控制器应用140-A(例如，软件、固件等)。控制器应用140-A可以被配置为包括用于实现本文中所讨论的任何操作的指令。

在一个实施例的操作期间，处理器1213通过使用互连1211访问计算机可读存储介质1212，以便启动、运行、执行、解释或以其他方式执行存储在计算机可读存储介质1212上的控制器应用140-A中的指令。

控制器应用140-A的执行产生处理功能，例如处理器1213中的控制器进程140-B。换句话说，与处理器1213相关联的控制器进程140-B代表在计算机系统1200中的处理器1213内部或其上执行控制器应用140-A的一个或多个方面。

根据不同的实施例，注意计算机系统1200可以是微控制器设备、逻辑、硬件处理器、混合模拟/数字电路装置等，被配置为控制电源并执行如本文所述的任何操作。

现在将通过图13中的流程图讨论由不同资源支持的功能。请注意，以下流程图中的步骤可以按任何合适的顺序执行。

图13是示出根据本文实施例的控制功率转换器的方法的示例图。

在处理操作1310中，控制器141控制电源111以产生输出信号115来为串联设置的多个动态负载118供电。

在处理操作1320中，控制器检测与多个动态负载118中的一个或多个相关联的瞬态功耗状况。

在处理操作1330中，控制器141基于所检测的瞬态功耗状况调整对电源111的控制。

图14是示出根据本文实施例的电路板上的电源和多个互连的功率转换器相的组装的示例图。

在该示例性实施例中，组装器1440接收基板1410和系统100的对应组件，在系统中固定一个或多个组件，例如主电源111(主功率转换器111-M和辅助功率转换器111-AUX)、控制器141、功率转换器121、动态负载118等。组装器1440将每个功率转换器、主电源、对应动态负载等固定(耦合)到基板1410上。

经由如本文所述的相应电路路径1422(例如1422-1、1422-2、1422-3等)，组装器1440提供在相应电压调节器与动态负载之间的连接性。注意，诸如与功率转换器121、动态负载118、主电源111等相关联的组件可以以任何合适的方式固定或耦合到基板1410。例如，与主电源111、功率转换器121和动态负载118相关联的一个或多个组件可以焊接到基板1410、插入设置在基板1410上的插座等。

进一步注意，衬底1410是可选的。如附图中所示和如本文所述的一个或多个电路路径或连接中的任何一个可以设置在电缆或其他合适的介质中。

在一个非限制性示例实施例中，一个或多个动态负载118和/或主电源111和对应组件独立于衬底1410设置在它们自己的衬底上；负载118的基板通过电线、电缆、链路等直接或间接连接到基板1410。电压调节器或电源控制器的任何部分和对应功率转换器相也可以设置在插入基板1410的插座中的独立较小板上。

经由一个或多个电路路径1422(例如一个或多个迹线、电缆、连接器、电线、导体、导电路径等)，组装器1440耦合相应的主电源和与提供功率转换器到对应动态负载的连接性相关联的动态负载的堆叠。

因此，本文的实施例包括一种系统，该系统包括：基板1410(例如电路板、独立板、母板、预定耦合到母板的独立板、主机等)；包括如本文所述的对应组件的功率转换器121；主电源111，和负载118。

再次注意，每个负载118或动态负载的集合可以是任何合适的电路或硬件，例如一个或多个CPU(中央处理单元)、GPU(图形处理单元)和ASIC(专用集成电路，例如包括一个或多个更多人工智能加速器)，其可以位于基板1410上或设置在远程位置。

再次注意，这里的技术非常适合用于电路应用，例如那些实现反馈监控的电路应用。然而，应当注意，这里的实施例不限于在这样的应用中使用，并且这里讨论的技术也非常适合于其他应用。

基于本文阐述的描述，已经阐述了许多特定细节以提供所要求保护的主题的全面理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些特定细节的情况下实践要求保护的主题。在其他实例中，没有具体描述本领域技术人员公知的方法、装置、系统等，以不混淆要求保护的主题。详细描述中的一些部分已经在对存储在诸如计算机存储器的计算系统存储器内的数据比特或二级制数字信号的操作的算法或符号表示方面被呈现。这些算法描述或表示是在数据处理领域中本领域普通技术人员使用以将其工作的实质传递给本领域其他技术人员的技术的示例。本文所描述的算法，并且通常，被认为是产生期望结果的操作或类似处理的自相关序列。在该上下文中，操作或处理涉及对物理量的物理操纵。典型地但是不一定，这样的量可以采取能够被存储、传输、组合、比较或以其他方式操纵的电或磁信号的形式。有时为了方便，主要出于普遍使用的原因，将这样的信号称为比特、数据、值、元素、符号、字符、术语、数、数字等。然而，应该理解，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联并且仅仅是方便的标记。除非特别声明，如从以下讨论中显而易见的是，在本说明书讨论中使用诸如“处理”、“计算”、“估算”、“确定”等术语指计算平台的动作或过程，诸如计算机或类似的电子计算设备，其操纵或变换表示为在计算平台的存储器、寄存器、其他信息存储设备、传输设备或显示设备内的物理电子或磁量。

尽管本发明已经被具体示出并且参考其优选和总结实施例被描述，但是本领域技术人员将理解，在不脱离如所附权利要求限定的本申请的精神和范围的情况下，可以在其中进行形式和细节上的各种改变。这样的变化旨在由本申请的范围所涵盖。这样，本申请的实施例的前述描述不意在是限制性的。相反，在以下权利要求中呈现了对本发明的任何限定。

Claims (33)

1.一种装置，包括：

控制器，可操作为：

控制电源以产生输出信号，为串联设置的多个动态负载供电；

检测与所述多个动态负载中的第一动态负载相关联的瞬态功耗状况；以及

基于所检测的所述瞬态功耗状况，调整对所述电源的控制。

2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器可操作为基于所述输出信号的幅度的变化来检测所述瞬态功耗状况。

3.根据权利要求1所述的装置，其中，所述瞬态功耗状况是为所述第一动态负载供电的差分电压的幅度的所检测变化，所述差分电压源自所述输出信号。

4.根据权利要求3所述的装置，其中，所述控制器还可操作为：i)监控跨所述多个动态负载中的每个动态负载的相应差分电压，以及ii)基于与所述多个动态负载相关联的瞬态功耗状况的多个同时检测的实例，调整对所述电源的控制。

5.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器可操作为从与所述第一动态负载相关联的监控硬件接收反馈信号，所述反馈指示与所述第一动态负载相关联的所述瞬态功耗状况。

6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器可操作为从所述多个动态负载中的每个动态负载接收相应的反馈信号，相应的所述反馈信号指示相应的所述反馈所从属的动态负载的对应瞬态功耗状况。

7.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器还可操作为：响应于与所述多个动态负载中的所述第一动态负载相关联的所检测的所述瞬态功耗状况，调整所述输出信号的幅度。

8.根据权利要求7所述的装置，其中，所述输出信号的幅度的调整可操作为：减小为所述第一动态负载供电的经调节电压的幅度相对于阈值的变化。

9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源包括主功率转换器和辅助功率转换器，所述主功率转换器可操作为：在检测到所述瞬态功耗状况之前在非瞬态动态负载状况期间，产生所述输出信号以为所述动态负载供电；以及

其中所述控制器可操作为：响应于与所述第一动态负载相关联的所检测的所述瞬态功耗状况，激活所述辅助功率转换器来调整所述输出信号的幅度。

10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述控制器可操作为响应于所检测的所述瞬态功耗状况以非连续导通模式操作所述电源的辅助转换器。

11.根据权利要求1所述的装置，其中所检测的所述瞬态功率状况是第一瞬态功耗状况；以及

其中所述控制器还可操作为：i)检测与所述多个动态负载中的第二动态负载相关联的第二瞬态功耗状况，以及ii)基于与所述第一动态负载相关联的所检测的所述第一瞬态功耗状况以及与所述第二动态负载相关联的所述第二瞬态功耗状况，调整对所述电源的控制。

12.根据权利要求1所述的装置，其中，经调整的对所述电源的控制可操作为：i)减少为所述第一动态负载供电的第一电压相对于第一设定点电压的变化，以及ii)增加第二电压相对于第二设定点电压的变化，所述第二电压为所述多个动态负载中的第二动态负载供电。

13.根据权利要求12所述的装置，其中，第一功率转换器控制为所述第一动态负载供电的所述第一电压的幅度，所述第一功率转换器可操作为相对于所述第一设定点电压调节所述第一电压；以及

其中第二功率转换器控制为所述第二动态负载供电的第二电压的幅度，所述第二功率转换器可操作为相对于所述第二设定点电压调节所述第二电压。

14.一种方法，包括：

控制电源以产生输出信号，为串联设置的多个动态负载供电；

检测与所述多个动态负载中的第一动态负载相关联的瞬态功耗状况；以及

基于所检测的所述瞬态功耗状况，调整对所述电源的控制。

15.根据权利要求14所述的方法，还包括：

基于所述输出信号的幅度的变化，检测所述瞬态功耗状况。

16.根据权利要求14所述的方法，其中，所述所检测的所述瞬态功耗状况是为所述第一动态负载供电的差分电压的幅度的所检测变化，所述差分电压源自所述输出信号。

17.根据权利要求16所述的方法，还包括：

监测跨所述多个动态负载中的每个动态负载的相应差分电压，以及ii)基于与所述多个动态负载相关联的瞬态功耗状况的多个同时所检测的实例，调整对所述电源的控制。

18.根据权利要求14所述的方法，还包括：

从与所述第一动态负载相关联的监控硬件接收反馈信号，所述反馈信号指示与所述第一动态负载相关联的所述瞬态功耗状况。

19.根据权利要求14所述的方法，还包括：

接收指示与所述多个动态负载中的每个动态负载相关联的对应瞬态功耗状况的相应反馈信号。

20.根据权利要求14所述的方法，还包括：

响应于与所述多个动态负载中的所述第一动态负载相关联的所检测的所述瞬态功耗状况，调整所述输出信号的幅度。

21.根据权利要求20所述的方法，还包括：

通过调整所述输出信号的所述幅度，减少为所述第一动态负载供电的经调节电压的幅度的变化。

22.根据权利要求14所述的方法，还包括：

在检测到所述瞬态功耗状况之前在非瞬态动态负载状况期间，产生所述输出信号以为所述动态负载供电；以及

响应于与所述第一动态负载相关联的所述瞬态功耗状况，激活辅助功率转换器以调整所述输出信号的幅度。

23.根据权利要求14所述的方法，还包括：

响应于所检测的所述瞬态功耗状况，以非连续导通模式操作所述电源的辅助转换器。

24.根据权利要求14所述的方法，其中，所述所检测的所述瞬态功率状况是第一瞬态功耗状况，所述方法还包括：

i)检测与所述多个动态负载中的第二动态负载相关联的第二瞬态功耗状况，以及ii)基于与所述第一动态负载相关联的所检测的所述第一瞬态功耗状况和与所述第二动态负载相关联的所述第二功耗状况，调整对所述电源的控制。

25.根据权利要求14所述的方法，其中调整对所述电源的控制：i)减小为所述第一动态负载供电的第一电压相对于第一设定点电压的变化，以及ii)增加第二电压相对于第二设定点电压的变化，所述第二电压为所述多个动态负载中的第二动态负载供电。

26.根据权利要求25所述的方法，还包括：

实施第一功率转换器以控制为所述第一动态负载供电的所述第一电压的幅度，所述第一功率转换器相对于所述第一设定点电压调节所述第一电压；以及

实施第二功率转换器以控制为所述第二动态负载供电的所述第二电压的幅度，所述第二功率转换器相对于所述第二设定点电压调节所述第二电压。

27.一种系统，包括：

电路基板；和

权利要求1所述的装置，所述装置耦合到所述电路基板。

28.一种方法，包括：

接收电路基板；以及

将权利要求1所述的装置连接到所述电路基板。

29.一种计算机可读存储介质，其上存储有指令，所述指令在由计算机处理器硬件执行时使所述计算机处理器硬件：

控制电源以产生输出信号，为串联设置的多个动态负载供电；

检测与所述多个动态负载中的第一动态负载相关联的瞬态功耗状况；以及

基于所检测的所述瞬态功耗状况调整对所述电源的控制。

30.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源包括可操作为产生所述输出信号的主功率转换器和辅助功率转换器；以及

其中所述主功率转换器和所述辅助功率转换器被并联以产生所述输出信号。

31.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源包括可操作为产生所述输出信号的主功率转换器和辅助功率转换器，所述辅助功率转换器是降压转换器。

32.根据权利要求1所述的装置，其中所述电源包括主功率转换器和辅助功率转换器以产生所述输出信号；以及

其中所述辅助功率转换器包括可操作为输出辅助电流以产生所述输出信号的电感器。

33.根据权利要求9所述的装置，其中，所述辅助功率转换器包括多个开关，所述多个开关的状态基于相应的所述反馈信号受控，相应的所述反馈信号中的每个反馈信号指示相应的反馈所从属的动态负载的对应功耗状况。

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