[发明专利]多相位功率转换器

说明书

一种多相位功率转换器，包括：调节器；值供应系统，被布置用于收集功率转换器的至少一个操作点；以及预测器，用于确定更新相位状态，以在功率转化器的进一步操作期间激活或去激活每个相位(11₁、11₂、11₃、…)。使用基于至少一个收集操作点和从机器学习处理获得的预测器参数的处理来确定更新相位状态。

技术领域

本公开涉及多相位功率转换器。

背景技术

电功率转换器(具体是DC-DC功率转换器)由于它们的高效率以及这种转换器消耗的少量面积/体积而被广泛使用。其中，多相位DC-DC功率转换器尤其适用于在低压下提供大电流，诸如微处理器、图形处理器、网络处理器的高度集成的电子部件所需的电流。

一般地，传统的多相位功率转换器通常包括被称为相位的多个转换器分支。这些相位通常并联连接，以向公共负载提供相应的相位电流。因此，由多相位功率转换器提供给负载的输出电流是相位电流的总和。

当前一代的处理器(诸如CPU或GPU)具有非常高的峰值功率与空闲功率需求之比。然后，用于为这种处理器供电的DC-DC功率转换器需要在各种负载简档(profile)下都表现良好。为此，已知根据一次期望的输出功率来动态地适应同时激活的功率转换器的相位数，以便无论输出功率的水平如何都优化转换器的性能。激活相位数目的这种适应在本领域有时被称为相位添加和下降，或更普遍地被称为切相。

所谓的自动稳相涉及通过将输出电流与阈值进行比较而控制的激活相位的数目的这种变化。但是自动稳相可能不适于输出电流的一些变化行为，诸如切换输出电流。实际上，可以减少激活相位的数目，而能量仍然从刚刚下降的一个相位提供。这样，系统可能会变得不稳定。另外，自动稳相通常会产生延迟(称为重新平衡时间)，要求在减少激活相位的数目之前将输出电流降低到阈值以下。这避免了非常短时间内的相位下降，但是这降低了切相的好处，并且如果输出电流变化过快，甚至可能会阻止适应激活相位的数目。

当特定要求被应用于输出电流时(诸如大电压转换速率)，自动稳相是不适用的。可能需要增加激活相位的数目来满足这种要求，尽管仅考虑功率节省会导致以最少数目的激活相位进行操作。

发明内容

与传统技术相反，本文的实施例包括新颖的多相位功率转换器，其能够通过更多数目的输出情况和要求以优化方式进行操作，包括至少一些以上引用的那些情况和要求。

为了实现该目的或任何其他目的，本文的实施例包括一种电功率转换器，其包括用于向负载提供输出电流和输出电压的多个相位，输出电流和输出电压源于分别由相位(phase，也称为“相位单元”)提供的相位输出电流和相位输出电压。功率转换器的一种实施方式还包括：

-调节器，用于在功率转换器的操作期间选择性地激活每个相位；

-值供应系统，用于收集至少一个操作点，每个操作点均与功率转换器的操作瞬时有关，并且每个操作点均包括针对对应操作瞬时的功率转换器的输入电流、功率转换器的输入电压、相位输入电流、相位输入电压中的一个或多个输入参数和/或输出电流、输出电压、相位输出电流、相位输出电压中的一个或多个输出参数的测量值，和/或每个操作点还包括分配给功率转换器的相同操作瞬时的目标输出电压的至少一个值；以及

-预测器(实施为硬件和/或软件)，用于为多个相位中的每个相位提供指示该相位是否被激活的相应的更新相位状态，更新相位状态控制相应相位的激活。

根据本文的实施例，预测器操作用于使用基于由值供应系统(即，监控器和值生成器)收集的至少一个操作点以及基于从机器学习过程获得的预测器参数的处理来确定更新相位状态。

因此，本文的实施例包括通过使用机器学习过程控制激活相位的数目来在电功率转换器中实施切相的新方式。