一种基于优化PSM调制模式的自适应电压调节器

摘要

一种基于优化PSM调制模式的自适应电压调节器，属于电力电子技术领域，用于负载处理器(CPU或DSP)电源电压的自适应在线调节。该自适应电压调节器采用延迟线复制负载处理器的关键路径，采用负载处理器工作时钟的N分频信号作为延迟测试信号，用触发器检测延迟测试信号在延迟线中传输速度是否达到要求。当负载处理器在一定工作频率下，若工作电压VDD过高，延迟测试信号能够通过延迟线，则设法关断外部功率变换器的功率开关管以降低工作电压；当延迟测试信号不能通过延迟线，则设法采用不同占空比的优化PSM调制信号导通外部功率变换器的功率开关管以提高工作电压，最终实现保证负载处理器在给定的工作时钟频率下工作电压最低，从而有效地降低负载处理器的功耗。

主权项

一种基于优化PSM调制模式的自适应电压调节器，包括一个时钟信号产生器CLKG、一段延迟线、两个触发器D0和D1、一个状态机和一个数字PWM信号产生电路；外部时钟信号源为时钟信号产生器CLKG提供参考时钟信号CLK_REF；时钟信号产生器CLKG根据外部负载处理器请求的工作频率的控制信号CLKG_Ctrl产生三个时钟信号：负载处理器时钟信号CLK_CPU、延迟线复位信号RST和延迟测试信号TCLK；所述延迟线复位信号RST和延迟测试信号TCLK为负载处理器时钟信号CLK_CPU的N分频信号，N为大于等于2的整数，且延迟线复位信号RST上升沿比延迟测试信号TCLK的上升沿滞后一个负载处理器时钟信号CLK_CPU的时钟周期；其中，延迟线复位信号RST同时输入到延迟线复位端、触发器D0的边沿触发端和触发器D2的边沿触发端；延迟测试信号TCLK输入到延迟线的延时测试端；负载处理器时钟信号CLK_CPU输入到负载处理器的时钟信号输入端；外部功率变换器的输出电压VDD同时为外部负载处理器和延迟线供电；延迟线的输出信号OX分成两路：一路输入到触发器D1的数据输入端，另一路经过一个延迟单元后输入到触发器D0的数据输入端；触发器D0锁存的延迟信号E0和触发器D1锁存的延迟信号E1分别输入到状态机，状态机产生一个M位的数字信号dM‑1dM‑2…d1d0并输入到数字PWM信号产生电路，数字PWM信号产生电路产生不同占空比的PWM信号用于控制外部功率变换器中主开关管的导通或截止。