一种集成电路，包括： 具有输出节点的功率输出级； 耦合至所述功率输出级的控制器电路，所述控制器电路基于对所述输出节点处的电压浪涌的检测，选择性地将所述功率输出级切换到电流突变下降模式，所述功率输出级具有相关联的电流突变下降速率；以及 耦合至所述输出节点和所述功率输出级的浪涌通知输入的处理器，所述功率输出级基于来自所述处理器的通知信号加速所述电流突变下降速率。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术的实施例一般涉及向计算机处理器递送功率。更具体而言，各实施例涉及当处理器将其电流消耗从高电流改为低电流时保护计算机处理器免遭电压浪涌。讨论诸如膝上计算机或“笔记本”计算机等移动计算平台已经成为了现代社会的一个整体部分，并且变得越来越普及。尽管消费者期望更长的电池寿命、更小的平台尺寸和更强的功能的发展趋势，然而它向计算机设计者和制造商提出了重大的挑战。问题的一个特定方面涉及向移动计算平台的中央处理单元(CPU)的功率递送。笔记本计算机的电池寿命可被量化为电池容量和平均平台功耗之比。由此，降低平均平台功耗就可增加电池寿命，并且可增强移动计算平台的整体可销售性。结果，越来越多的注意力针对开发用于降低功耗的技术。已确定，典型CPU的各部分在相当大百分比的时间内是不工作的，而这时，向这些部分应用时钟就要求额外的功率。因此，降低功耗的典型方法涉及只要实际上有可能使CPU的未使用部分不选通时钟就将CPU置于低功率状态。相反，许多笔记本计算机CPU用主动的时钟选通技术来设计。当CPU的未使用部分没有选通时，CPU的电流需求从相对较高的数值转移到相对较低的数值，导致通常被称为高—低电流消耗瞬变的情况。类似地，当CPU的未使用部分被选通时，电流需求从相对较低的数值转移到相对较高的数值，导致通常被称为低—高电流消耗瞬变的情况。然而，供应给处理器的电压应当尽可能地保持恒定(保持在例如±7.5％等容限窗之内)，以使CPU能够如所设计的那样运作。不幸的是，高—低电流消耗瞬变往往会导致处理器电压浪涌，而低—高电流消耗瞬变往往会导致处理器电压“下降”。此外，尽管如果电压降低到指定的界限之下，但下降通常会导致CPU发生操作故障，但是处理器电压的浪涌构成了对CPU的可靠性降低的风险，这一风险仅在重复浪涌之下操作某一段时间过去之后才在CPU故障中表现出来。附图说明图1示出了用于调节施加于CPU 26的电压(即，Vcc)的电路10的常规方法的一个可能实现，其中，电路10使用了一种滞后类型的开关调节器。在CPU 26的恒定电流消耗的情况中，将输出节点16的电压与参考电压进行比较，该参考电压被设为由诸如齐纳二极管、带隙参考等参考电压组件所提供的期望电压电平(如，1V)。当输出节点16处的电压比参考电压低VH时，比较器18生成一逻辑高信号，导致金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动器30能够导通功率输出级14中的开关晶体管(Qsw)。当Qsw被导通时，输出电感器(L)中的电流突变上升。如果输出16处的电压比参考电压大VH，则比较器18输出一逻辑低信号，导致MOSFET驱动器30截止Qsw，并导通同步晶体管(QSYNC)。当QSYNC导通时，流过输出电感器的电流从峰值向零安培突变下降。应当注意，为讨论目的简化了CC 12，并且电流突变是公知的现象，可用以下公式来描述。v(t)=Ldi(t)dt]]>公式1根据公式1，电感突变上升速率为di(t)dt=VDC-VCCL]]>公式2电感突变下降速率为di(t)dt=VCCL]]>公式3由于系统电压(如，VCC)通常是在8.4-21伏特的数量级上，由此远大于处理器电压，因此在突变上升模式中通过输出电感器的电压要远高于在突变下降模式中通过输出电感器的电压。结果，通过电感器的电流突变上升速率实质上快于突变下降速率。由于突变下降速率相对较慢，因此输出节点16处的电压浪涌通常大于与突变上升模式相关联的电压降。电压浪涌可估算如下vSURGE(t)=1C∫(iL-ICUP)dt+VESR]]>公式4由于与移动计算平台相关联的紧密空间限制，可将去耦解决方案的空间最小化的一种可能的输出去耦可通过使用连接到输出节点16的多层陶瓷电容(MLCC)22来实现，其中，MLCC 22具有小的波形因数。尽管在实际的应用中，可使用若干MLCC来达到所需的最小总电容量，然而为简明起见图1仅示出了一个电容。MLCC 22具有相对较小的等效串联电阻(ESR)，但是不幸的是具有相对较低的电容量。可以从公式4中示出，通过使用MLCC 22用于输出去耦，VESR是基本可忽略的。然而，由于低电容量，MLCC 22的电压浪涌要大得多，因为C出现在公式4的分母中。图2以曲线图24示出了常规功率输出级所估算的电压浪涌，其中功率输出级使用了200nH的输出电感器。在所示的示例中，由于相对较慢的突变下降速率，超过了电压浪涌阈值(VMAX)。降低输出节点处的电压浪涌的一种方法是降低输出电感器的电感，以增加电感器突变下降电流。然而，这一方法是要付出代价的。例如，当降低电感时，脉动电流会增加，这会导致除电感器的高磁损耗之外还会产生不合需要的高输出电压脉动，从而导致更低的功率转换效率。因此，需要降低与功率输出级的电流突变下降模式相关联的电压浪涌，而不会负面地影响输出电压脉动。附图的简要描述对本领域的技术人员而言，当阅读以下说明书以及所附权利要求书，并参考以下附图，本专利技术的各实施例的各种优点将会变得显而易见，附图中图1是具有常规功率输出级电路的示例电路图；图2是常规电压浪涌响应曲线的示例曲线图；图3是具有依照本专利技术的一个实施例的电路的计算机系统的示例的框图；图4A和4B是具有依照本专利技术的实施例的功率输出级电路的示例的示意图；图5是依照本专利技术的一个实施例的电压浪涌响应曲线的曲线图；图6是常规突变下降和依照本专利技术的实施例的突变下降之间的比较的示例的图示；图7是依照本专利技术的一个实施例的方法的流程图；以及图8是依照本专利技术的一个实施例的方法的流程图。详细描述图3示出了计算机系统32，它具有电源34和包含控制器电路42和功率输出级38的电路36。“CC”42也可被称为开关式电压调节器。计算机系统32可以是诸如膝上计算机等移动计算平台的一部分。尽管将主要是以移动计算平台来描述电路36，然而本专利技术的各实施例并不如此局限。实际上，电路36可用于其中电压浪涌是主要关注问题的任何环境。尽管如此，存在非常适合电路36的移动计算平台的若干方面。电源34提供了未调节的输入电压(VDC)，而电路36将输入电压转换成适合于处理器操作的电压电平(VCC)。通常，电源34包含常规(可频繁充电)的电池包，它由诸如锂离子电池单元或任一其它类型的DC电压源等一系列电池单元构成。在通常的情况下，电池单元组合在一起以提供对地为18伏特的数量级上的系统电压，并且还可根据电池电荷水平或任何电压电平(通常在8V到21V的范围内)之间的AC/DC适配器的操作而变化。电源34也可包括AC/DC适配器(未示出)，它能够提供系统电压，同时将常规的110V或220V，50Hz或60Hz的AC电压转换成在8V以上直至到21V的范围内的DC电压，作为对电池单元的替换。为讨论的目的，使用了8-21V的范围，但是更大(或更小)的范围也可能是适用的。计算机系统32使用改进的电路36来保护CPU 40免于当CPU 40处于电流突变下降模式中时遭受电压浪涌。具体地，电路36具有功率输出级38和耦合到功率输出级38的CC或开关调节器42。此处使用术语“耦合”以包括任何类型的直接或间接连接，并包括但不限于，电、光、电磁、机械或其任一组合的连接。CPU 40耦本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
【专利技术属性】
技术研发人员：D·恩古严，A·韦茨曼，
申请(专利权)人：英特尔公司，
类型：发明
国别省市：
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