TW201351155A

TW201351155A - 控制的中間滙流排架構最佳化

Info

Publication number: TW201351155A
Application number: TW102115633A
Authority: TW
Inventors: Karim Wassef; Richard Hock; Vijayan J Thottuvelil; Michael J Model; Allen F Rozman
Original assignee: Gen Electric
Priority date: 2012-05-01
Filing date: 2013-05-01
Publication date: 2013-12-16

Abstract

一種中間匯流排架構功率系統包含將一輸入電壓轉換成一中間匯流排上之一匯流排電壓之一匯流排轉換器及自該中間匯流排上之匯流排電壓供應一輸出電壓之一負載點轉換器。另外，該中間匯流排架構功率系統包含基於一已監測的系統變數或一系統約束來控制一系統變數以改良一整體系統效能之一決策引擎最佳化控制器。在另一態樣中，操作一中間匯流排架構功率系統之一方法包含將一輸入電壓轉換成一中間匯流排上之一匯流排電壓，及將該中間匯流排上之匯流排電壓轉換成一輸出電壓。該方法亦包含基於一已監測的系統變數或一系統約束來控制一系統變數以改良整體系統效能。

Description

控制的中間滙流排架構最佳化

相關申請案交互參照

本申請案主張於2011年5月20日由Vijayan Joseph Thottuvelil，Michael Model，Allen Rozman及Karim Wassef申請之名稱為「Bus Conversion System Optimizer」之美國臨時申請案第61/488440之優先權，與本申請案共同讓與且以引用方式併入本文中。

本申請案主張於2011年5月20日由Richard Hock申請之名稱為「Controlled Intermediate Bus Architecture For Optimized Efficiency」之美國臨時申請案第61/488450之優先權，與本申請案共同讓與且以引用方式併入本文中。

本申請案大致係關於功率轉換，且更具體言之，本申請案係關於一種中間匯流排架構功率系統及一種操作一中間匯流排架構功率系統之方法。

中間匯流排功率系統通常包含透過一中間匯流排結構將一DC匯流排電壓提供至複數個負載點轉換器(POL)之一匯流排轉換器。該複數個POL之各者對可隨時間改變之一負載提供一分離輸出電壓。熟習此項技術者應認知，POL可為模組化或離散實施方案且亦可對多個負載提供複數個輸出電壓。整體系統效率與該匯流排轉換器之效率成比例，以及與所使用之該複數個POL之效能成比例。此整體系統效率取決於包含一DC輸入電壓及DC匯流排電壓以及匯流排轉換器及POL之設計及操作特徵之諸多因素。因此，該整體系統效率之最佳化為負載的，且取決於多種因素。此區域中之改良將證明本技術之優點。

本發明之實施例對應於一中間匯流排架構功率系統及操作一中間匯流排架構功率系統之一方法。

在一實施例中，該中間匯流排架構功率系統包含將一輸入電壓轉換成一中間匯流排上之一匯流排電壓之一匯流排轉換器，及自該中間匯流排上之匯流排電壓供應一輸出電壓之一負載點轉換器。另外，該中間匯流排架構功率系統包含基於一已監測的系統變數或一系統約束來控制一系統變數以改良一整體系統效能之一決策引擎最佳化控制器。

在另一態樣中，操作一中間匯流排架構功率系統之方法包含將一輸入電壓轉換成一中間匯流排上之一匯流排電壓及接著將該中間匯流排上之匯流排電壓轉換成一輸出電壓。該方法亦包含基於一已監測的系統變數或一系統約束來控制一系統變數以改良整體系統效能。

上文已闡述本發明之替代特徵使得熟習此項技術者可更好地理解下列本發明之詳細描述。將在下文描述形成本發明之技術方案之標的之本發明額外特徵。熟習此項技術者將瞭解，其可輕易使用所揭示之概念及特定實施例作為用於設計或修改其他結構之一基礎以實施本發明之相同目的。

100‧‧‧中間匯流排架構功率系統

105‧‧‧匯流排轉換器

110‧‧‧中間匯流排

115₁‧‧‧負載點轉換器

115₂‧‧‧負載點轉換器

115_N‧‧‧負載點轉換器

600‧‧‧基於決策之控制器

605‧‧‧決策引擎最佳化控制器

610‧‧‧獨立變數

615‧‧‧相依變數

620‧‧‧系統約束

700‧‧‧中間匯流排架構功率系統

705‧‧‧匯流排轉換器

706‧‧‧匯流排連接

710‧‧‧中間匯流排

715₁‧‧‧負載點轉換器

715₂‧‧‧負載點轉換器

715_N‧‧‧負載點轉換器

720‧‧‧決策引擎最佳化控制器

900‧‧‧中間匯流排架構功率系統

905‧‧‧匯流排轉換器

906‧‧‧匯流排連接

910‧‧‧中間匯流排

915₁‧‧‧負載點轉換器

915₂‧‧‧負載點轉換器

915_N‧‧‧負載點轉換器

920‧‧‧決策引擎最佳化控制器

925‧‧‧資料及控制匯流排

930‧‧‧功率介面模組

1000‧‧‧中間匯流排架構功率系統

1005‧‧‧匯流排轉換器

1006‧‧‧匯流排連接

1010‧‧‧中間匯流排

1015₁‧‧‧負載點轉換器

1015₂‧‧‧負載點轉換器

1015_N‧‧‧負載點轉換器

1020‧‧‧決策引擎最佳化控制器

1025‧‧‧資料及控制匯流排

1030‧‧‧功率介面模組

1035‧‧‧全域系統控制器

1100‧‧‧中間匯流排架構功率系統

1105‧‧‧匯流排轉換器

1106‧‧‧匯流排連接

1110‧‧‧中間匯流排

1115₁‧‧‧負載點轉換器

1115₂‧‧‧負載點轉換器

1115_N‧‧‧負載點轉換器

1120‧‧‧決策引擎最佳化控制器

1125‧‧‧資料及控制匯流排

1130‧‧‧功率介面模組

1135‧‧‧全域系統控制器

1145‧‧‧並聯匯流排轉換器

1146‧‧‧並聯匯流排連接

C_IB‧‧‧中間匯流排電容

V_BUS‧‧‧匯流排電壓

V_INPUT‧‧‧輸入電壓

V_O1‧‧‧輸出電壓

V_O2‧‧‧輸出電壓

V_ON‧‧‧輸出電壓

V_SOURCE‧‧‧電源電壓

現結合附圖參考下列描述，其中：圖1繪示一中間匯流排功率系統之一簡化方塊圖，其可用於檢查中間匯流排架構之各種一般特徵；圖2繪示各種輸出電壓處之一典型48伏特輸入、400瓦特轉換器之一組效率曲線；圖3繪示一負載點(POL)轉換器之一例示性之效率曲線組，其大體上展示增加之效率特徵隨較低中間匯流排電壓而變化；圖4繪示因各種匯流排分佈損失而引起之中間匯流排損失特徵之一實例；圖5繪示一寬功率轉換效率(整體標示為500)，其組合先前關於圖2、圖3及圖4所討論之效率特徵；圖6繪示根據本發明之原理而建構之一基於決策之控制器之一實施例之一方塊圖；圖7繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之一實施例之一方塊圖；圖8A、圖8B及圖8C繪示用於根據本發明之原理而實施之一中間匯流排架構功率系統之效率最佳化之方法之實施例之流程圖，整體標示為800、820、850；圖9繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之另一實施例之一圖式；圖10繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之又一實施例之一方塊圖；圖11繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之又一實施例之一方塊圖；及圖12繪示根據本發明之原理而實施之操作一中間匯流排架構功率系統之一方法之一實施例之一流程圖。

對於具有至少50瓦特之功率能力之DC功率系統，一匯流排轉換器常用於產生供應複數個負載點轉換器(POL)之一中間匯流排電壓，其繼而對分離負載提供複數個輸出電壓。圖1繪示一中間匯流排功率系統之一簡化方塊圖(整體標示為100)，其可用於檢查中間匯流排架構之各種一般特徵。該中間匯流排功率系統100包含使用一輸入電壓(例如，48伏特DC)以在一中間匯流排110上提供一中間匯流排電壓之一匯流排轉換器105。該中間匯流排功率系統100亦包含提供N個獨立調節之DC輸出電壓(例如，1.0伏特、1.2伏特等)之複數個POL 115₁至115_N，如展示。

一般而言，對於一恆定輸入電壓，一匯流排轉換器之效率會隨著其匯流排輸出電壓增加而增加。例如，一12伏特輸出匯流排電壓轉換器將比一6伏特輸出匯流排電壓轉換器更有效，此係因為對於一恆定功率位準，該6伏特匯流排電壓轉換器供應為之該12伏特匯流排電壓轉換器之輸出電流兩倍之輸出電流，從而增加電阻損失，引起較低之整體效率。

圖2繪示各種輸出電壓處之一典型48伏特輸入、400瓦特轉換器之一組效率曲線(整體標示為200)。顯而易見，除極輕負載處，該匯流排轉換器因其輸出電壓之增加而針對一給定輸出功率進行更有效操作。另外，較低輸出電壓所招致之較高損失亦限制可用輸出功率。例如，若來自該匯流排轉換器之一輸出電流被吸納逾33安培，則一5伏特輸出匯流排轉換器僅可供應約165瓦特，而相同轉換器可在12伏特輸出處遞送400瓦特。

圖3繪示一POL轉換器之一例示性效率曲線組(整體標示為300)，其展示增加之效率特徵隨較低中間匯流排電壓而變化。POL轉換器之效率特徵隨其輸出電壓、其負載電流及供應該POL轉換器輸入之匯流排電壓而變化。與匯流排轉換器相反，一POL轉換器之效率隨著匯流排電壓之減少而增加。因此，將一較低匯流排電壓供至POL轉換器增加其效率，而匯流排轉換器藉由一較高匯流排電壓而更有效地操作。

產生損失之一第三因素係由於匯流排分佈電阻。圖4繪示因各種匯流排分佈損失而引起之中間匯流排損失特徵之一實例(整體標示為400)。如藉由檢查該損失特徵400可見，分佈損失因匯流排電壓之減小(該匯流排電壓之減小係因可供應至一所要負載之電流之增加而引起)而增加。

組合先前所討論之效率特徵產生一例示性整體效率特徵。圖5繪示一寬功率轉換效率(整體標示為500)，其組合先前關於圖2、圖3及圖4所討論之效率特徵。在此實例中，最佳整體效率係藉由以最低匯流排電壓(在此情況中為5伏特)操作而獲得。然而，在此輸出電壓處，僅可自匯流排轉換器之輸出獲得165瓦特(在33A處為5V)，此係因為該匯流排轉換器將限制其輸出電流。在此簡單實例中，將該匯流排電壓自輕負載處之5伏特調整至最大負載處之14伏特提供具有最佳化效率之一系統。當然，其他實例可展示不同之效率曲線組。

由於該匯流排電壓因輸入電壓及負載電流而改變，所以使用未調節之匯流排轉換器時之最佳化系統效率為更複雜。此外，儘管一未調節之匯流排轉換器自身可具有比一經調節之匯流排轉換器之效率稍高之一固有效率，然其供應之「未控制」匯流排電壓可導致低於使用具有一最佳化匯流排電壓之一經調節之匯流排轉換器之一功率系統之效率之一整體功率系統效率。

本發明之實施例使用基於一已監測的系統變數或一系統約束來控制一系統變數以改良一整體系統效率之一決策引擎最佳化控制器。相較於一中間匯流排功率系統之各組成部分之效率最佳化，此提供該中間匯流排功率系統之一整體效率之最佳化。即使該中間匯流排功率系統之一些組成部分以小於其最大可用效率而操作，然亦可達成此整體效率最佳化。該等組成部分之操作功率系統資料及操作特徵可提前被儲存或即時量測以用於最佳化該整體效率。

該中間匯流排功率系統之控制可由與該等組成部分之一或多者(例如，匯流排轉換器)或一獨立控制器整合之一局域控制器而提供。該局域控制器亦可結合一全域系統控制器或該三項實施例之一些組合而操作。

另外，多個匯流排轉換器可用於提供一中間匯流排電壓且與複數個POL轉換器共用一中間匯流排電流。此等匯流排轉換器之至少一者為一經調節之匯流排轉換器，而其他匯流排轉換器可為調節或未調節。

圖6繪示根據本發明之原理而建構之一基於決策之控制器之一實施例之一方塊圖(整體標示為600)。該基於決策之控制器600包含使用獨立變數610、相依變數615及系統約束620以對一對應系統提供控制決策之一決策引擎最佳化控制器605。該決策引擎最佳化控制器605使用用於判定如何回應於已監測的獨立變數615或系統約束620而改變獨立變數610之一決策引擎。在一實施例中，該決策引擎使用一系列邏輯操作及基於相依變數及影響一個獨立變數之數學計算。在一更一般實施例中，可連同系統約束一起考量任意數量之相依變數及獨立變數。

例如，該決策引擎最佳化控制器605可包含用於執行一匯流排轉換器之調節及控制之一數位控制器之部分。更具體言之，例如，該決策引擎最佳化控制器605可包含嵌入於在一數位控制器積體電路(IC)上實行之電腦編碼中之一演算法或若干演算法。該數位控制器IC可包含實行該決策引擎最佳化控制器605演算法及一匯流排轉換器之調節及控制兩者之一單一數位控制器。替代地，該數位控制器IC可包含實行該匯流排轉換器調節、控制及該決策引擎最佳化控制器之多個數位控制IC。

一般而言，圖6之所繪示之實施例及待討論之相關實施例具有獨立於或取決於所使用之一控制架構之多個變數。出於本發明之目的，定義若干獨立變數，作為可直接控制之該等變數。相應地，出於本發明之目的，定義相依變數，作為經監測以判定(例如)是否已達成一所要結果之該等變數。

一般而言，多個變數可用作為於使用一決策引擎最佳化控制器之本發明之一實施例內控制之獨立變數。對應於一相關實施例之功率解決方案之任意成員之獨立變數實例可包含一輸出電壓(諸如一匯流排電壓)、(功率解決方案之任意成員之)一切換頻率或相位、(功率解決方案之任意成員之任意組件之)一切換時序、(功率解決方案之任意成員之任意組件之)一閘極驅動電壓、(功率解決方案之任意成員之)多個致能切換裝置、(功率解決方案之任意成員之)多個致能切換階段或一主動產生擾動。熟習此項技術者能認知，其他獨立變數可同樣地控制於本發明之一實施例中。

多個變數亦可用作為藉由使用一決策引擎最佳化控制器之本發明之一實施例而監測之相依變數，及可用於或不可用於一決策中以對一獨立變數作一改變。對應於一相關實施例之功率解決方案之任意成員之相依變數實例可包含一輸出電流、一效率、一功率耗散、一電磁干擾(EMI)、一輸出突波、一瞬時回應、一溫度、一電流共用信號或對一主動產生之擾動之一回應。再者，熟習此項技術者能認知，其他變數可同樣地監測於一實施例中。

另外，系統約束可用於一決策中以對一獨立變數作改變或限制一獨立變數之改變。系統約束亦可限制一相依變數之改變。該等約束包含在系統操作之前所建立之預設條件，以及為使用者所作出之改變以影響系統操作之使用者設定之約束。現場約束為系統操作中所固有之該等約束，其中警報可視為現場系統約束之一特殊例子。另外，當一系統在系統操作期間適應其功能性時，發生適應約束。此外，熟習此項技術者能認知，此等類別內之特定約束或其他約束可應用於一實施例中。

在為一匯流排電壓之一獨立變數之實例中，一對應相依變數為一匯流排電流，此係因為其部分取決於該匯流排電壓。例如，該匯流排電壓可經改變使得該匯流排電流滿足由系統約束所設定之需求。另一相依變數為可被間接改良為(相關於一靜態匯流排電壓)新匯流排電壓與匯流排電流變數之一結果之一系統效率。

另外，一獨立變數可為一主動產生之擾動，及一或多個相依變數可回應於該主動產生之擾動。替代地，該等獨立及相依變數可使用被動系統特徵。此外，主動產生之擾動及被動系統特徵之一混合可組成獨立及相依變數。

一獨立變數亦可用作為一相依變數。此之一實例為藉由一決策引擎最佳化控制器判定之一匯流排電壓，但可因其他影響而發生改變及因此需要被監測。在此情況中，其為一相依變數，及該控制器可制定一改變以影響其作為一獨立變數。相依變數亦可被直接或間接監測。此之實例為一匯流排電流作為一直接相依變數，及一系統效率作為一間接相依變數。

一決策引擎最佳化控制器可監測一匯流排轉換器之溫度、電流及功率耗散。基於此等相依變數，該決策引擎最佳化控制器可在匯流排電壓或切換頻率及相位中建立一偏壓以基於該等相依變數來最小化優值。例如，獨立及相依變數可連同匯流排電壓一起使用匯流排切換頻率及相位之獨立變數以改良多個並聯匯流排轉換器之間之一熱分佈。對應相依變數可包含匯流排轉換器功率耗散、匯流排轉換器溫度及匯流排轉換器輸出電流。

一決策引擎最佳化控制器可監測一系統特徵隨時間之改變，且回應於該改變。例如，一匯流排分佈損失可因隨時間之降級(例如，因環境腐蝕)而改變。在此情況中，一約束(諸如一最大匯流排電壓)可經改變以對此降級進行補償。

圖7繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之一實施例之一方塊圖(整體標示為700)。該中間匯流排架構功率系統700包含一匯流排轉換器705，其具有一匯流排連接706，將一DC輸入電壓V_INPUT轉換成一中間匯流排710上之一DC匯流排電壓V_BUS。該中間匯流排架構功率系統700亦包含具有連接至該中間匯流排710之複數個負載點轉換器(POL)715₁、715₂...715_N，該中間匯流排710自該匯流排電壓V_BUS供應複數個對應輸出電壓V_O1、V_O2...V_ON。

該中間匯流排架構功率系統700進一步包含嵌入於且藉此耦合至匯流排轉換器705，及基於一已監測的系統變數或系統約束而控制一系統變數以改良整體系統效能之一決策引擎最佳化控制器720。例如，該決策引擎最佳化控制器720可包含用於執行一匯流排轉換器之調節及控制之一數位控制器之部分。更具體言之，例如，該決策引擎最佳化控制器720可包含嵌入於在一數位控制器IC上實行之電腦代碼中之一演算法或若干演算法。該數位控制器IC可包含實行該決策引擎最佳化控制器720演算法以及一匯流排轉換器之調節及控制兩者之一單一數位控制器。替代地，該數位控制器IC可包含實行該匯流排轉換器調節、控制及該決策引擎最佳化控制器之多個數位控制IC。

本發明有匯流排轉換器705能自動調整匯流排電壓V_BUS之若干優點。首先，無需外部控制器，此係因為在此實施例中，決策引擎最佳化控制器720(亦即，至少其功能性及意圖)已整合至該匯流排轉換器705中。事實上，此方法可用於不同類型之匯流排轉換器中，自僅使用類比介面及類比控制之匯流排轉換器至一完全數位匯流排轉換器(包含介面及控制)之範圍。第二，由於無需外部控制器，所以設計及開發被簡化。此可期望大幅增加效率改良方案之一採用位準，該方案使用具有系統負載之匯流排電壓調變。第三，此方案提供與現有插座互換之反向足跡，其中一現有匯流排轉換器被代替。具體言之，在現有應用中，經完全調節之類比轉換器上之一有效效率升壓可藉由使用類比介面及數位控制一組合而獲得。亦支援改裝選項以便可以節約能量及成本。

該匯流排連接706在該匯流排轉換器705與由可分離控制之一個或複數個並聯開關(例如，場效電晶體(FET))組成之中間匯流排710之間提供一可控制連接。此能力容許修改用於該匯流排連接706之一開關電阻。替代地，該匯流排連接706可包含一簡單低阻抗焊接或連接器式連接以改良系統效率。

在該所繪示之實施例中，該匯流排轉換器705包含該決策引擎最佳化控制器720，且可自動(亦即，在沒有來自一外部控制器之任意通信之情況下)改變匯流排電壓V_BUS以最佳化該中間匯流排架構功率系統700之效率。此可藉由該匯流排轉換器705量測(例如)其輸出電流及將該匯流排電壓V_BUS自動設定至改良以一固定匯流排電壓操作而滿足之一系統功率轉換效率之位準，同時滿足通電所需之一負載遞送至一設計最大值(亦即，一約束)之需求而完成。當該匯流排轉換器705通電時，(例如)可自動啟用該決策引擎最佳化控制器720中之演算法，或替代地，當該匯流排轉換器705為通電時，可停用該決策引擎最佳化控制器720中之演算法。若該決策引擎最佳化控制器720中之演算法為停用，則使用者可藉由經由(例如)一數位通信匯流排與該匯流排轉換器通信而啟用該決策引擎最佳化控制器720。替代地，該匯流排轉換器705之一接針可被該使用者使用以指示該匯流排電壓變化演算法是否被啟用。

另外，其他實施例可透過匯流排電壓V_BUS(亦即，使用中間匯流排710作為一通信匯流排)在該匯流排轉換器705與該等POL 715₁、 715₂...715_N之間提供通信以被整合決策引擎最佳化控制器720使用。例如，該中間匯流排電壓V_BUS可經調變以在該匯流排轉換器705與該等POL轉換器715₁、715₂...715_N之至少一者之間載送數位或類比資訊。

該匯流排轉換器705亦可使用額外方法以依據一操作特徵(例如，包含(但不限於)一輸出電流、一輸入電流、一輸出功率、一輸入功率、一輸入電壓等)而改良系統效率。例如，該匯流排轉換器705可依據一操作特徵而調整其切換頻率。另外，其可有利於減小較低輸出功率位準處之一切換頻率以進一步改良效率。

依據一輸出特徵良效率之另一方法可為，該匯流排轉換器705適應地調整其各種功率開關之間之時序。特定言之，可使用主要參考功率開關與二級參考同步整流器之間之時序調整。依據一輸出特徵改良效率之又一方法為，該匯流排轉換器705適應地調整一或多個功率開關之閘極驅動之一位準。效率改良之額外方法之此等實例意欲為繪示性而非限制性。

此等效率改良方案中之一例示性理念在於，該匯流排轉換器705始終以最低可能匯流排電壓V_BUS(或一最佳切換頻率、一最佳切換時序關係、一最佳閘極驅動電壓等)操作，同時滿足所汲取之輸出電流滿足其設計約束之條件。

圖8A、圖8B及圖8C繪示用於根據本發明之原理而實施之一中間匯流排架構功率系統之效率最佳化之方法之實施例之流程圖，整體標示為800、820、850。一般而言，該等方法800、820及850可應用至由如關於本發明所討論之決策引擎最佳化控制器之實施例所提供之控制決策。

在一實例中，此等方法可使用類比電路或數位電路或兩者之一組合而實施為一匯流排轉換器(例如，圖7之匯流排轉換器705)之部分。由於數位實施方案通常提供更好的靈活度，所以數位實施方案可為一較佳實施例。可建立若干關鍵參數作為在匯流排轉換器製造測試期間儲存於該匯流排轉換器中之值，或作為透過一數位介面(諸如一功率管理匯流排)改變或儲存之值。此可在組裝匯流排轉換器之前或組裝之後，及在需要該匯流排轉換器來操作遞送輸出功率之前而發生。

此等參數之實例包含可使一匯流排電壓Vo(例如，圖7之中間匯流排710之DC匯流排電壓V_BUS)經調整至其附近以最佳化效率之一單一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1。另外，該等參數可包含一第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1(可減小一匯流排電壓Vo以低於其用於改良效率)，及一第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2(需要升高該匯流排電壓Vo以高於其以基於最小及最大容許匯流排轉換器輸出電壓Vo,min、Vo,max而避免超過最大額定匯流排轉換器電流能力Io,max)。在此情況中，例如，Io,1可選擇為Io,max之70%，及Io,2可選擇為Io,max之85%。

方法800使用一單一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1，且起始於一步驟802。接著，在一步驟804中，量測由一中間匯流排供應之一輸出電流Io。一決策步驟806判定該輸出電流Io是否小於該匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1。若該輸出電流Io小於該匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1，則在一步驟808中，計算大於或等於一最小容許匯流排轉換器輸出電壓Vo,min之一新的較低輸出電壓Vo。此新的較低輸出電壓Vo設定於一步驟810中，及該方法返回至步驟804。若在步驟806中，該輸出電流Io不小於該匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1，則在一步驟812中計算小於或等於一最大容許匯流排轉換器輸出電壓Vo,max之一新的較高輸出電壓Vo。此新的較高輸出電壓Vo設定於一步驟814中，及該方法800再次返回至步驟804，其中繼續量測該輸出電流Io且對應地調整該輸出電壓Vo。

方法820使用第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1及第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2，及起始於一步驟822中。接著，在一步驟824中，量測由一中間匯流排供應之一輸出電流Io。一決策步驟826判定該輸出電流Io是否小於該第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1。若該輸出電流Io小於該第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1，一決策步驟828判定一輸出電壓Vo是否大於一最小容許匯流排電壓Vo,min。若該輸出電壓Vo不大於該最小容許匯流排電壓Vo,min，則該方法820返回至步驟824，其中繼續量測該輸出電流Io。

若該決策步驟828判定該輸出電壓Vo大於該最小容許匯流排電壓Vo,min，則在一步驟830中計算一新的較低輸出電壓Vo，及在一步驟832中設定該新的較低輸出電壓Vo(其中該新的較低輸出電壓Vo等於(Vo×Io)/(Io,1)，其大於或等於該最小容許匯流排電壓Vo,min)。該方法820再次返回至該步驟824，其中繼續量測該輸出電流Io。

若在決策步驟826中，該輸出電流Io不小於該第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1，則一決策步驟834判定該輸出電流Io是否大於或等於該第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2。若該輸出電流Io不大於或等於該第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2，則該方法820再次返回至該步驟824，其中繼續量測該輸出電流Io。

若該輸出電流Io大於或等於該第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2，則在一步驟836中計算一新的較高輸出電壓Vo，及在一步驟838中設定該新的較高輸出電壓Vo(其中該新的較高輸出電壓Vo等於(Vo×Io)/(Io,2)，其小於或等於最大容許匯流排電壓Vo,max)。該方法820接著返回至該步驟824，其中繼續量測該輸出電流Io且相應地調整該輸出電壓Vo。

方法850亦使用第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1及第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2以及使用離散輸出電壓步級之輸出電壓修改。該方法850起始於一步驟852，及在一步驟854中量測一輸出電流Io。接著，一決策步驟856判定該輸出電流Io是否大於該第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2。若該輸出電流Io大於該第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2，則將一輸出電壓Vo升高至一最大容許匯流排電壓Vo,max，及該方法850返回至步驟854。

若該輸出電流Io不大於該第二匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,2，則一決策步驟860判定該輸出電流Io是否小於該第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1。若該輸出電流Io不小於該第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1，則該方法850再次返回至步驟854。若該輸出電流Io小於該第一匯流排轉換器輸出電流臨限值Io,1，則一決策步驟862判定該輸出電壓Vo是否大於一最小容許匯流排電壓Vo,min。若該輸出電壓Vo不大於一最小容許匯流排電壓Vo,min，則該方法850再次返回至步驟854。若該輸出電壓Vo大於一最小容許匯流排電壓Vo,min，則一決策步驟864判定一電壓步級數是否大於一步級數限制值Co。若該電壓步級數不大於該步級數限制值Co，則該電壓步級數在一步驟866中增加一個，及該方法850返回至步驟854。若該電壓步級數大於Co，則該輸出電壓Vo在一步驟868中藉由一校正固定電壓步級Vstep而降低。在一步驟870中，將該電壓步級數重設為零，及該方法850再次返回至步驟854。

特定言之，例如，該方法850可降低用於匯流排轉換器705之一輸出電壓變更方案之實施方案複雜性。在離散步驟中對匯流排電壓V_BUS提供變更可容許使用一查詢表以判定用於某一特定功率位準之一新匯流排電壓V_BUS或系統變數之其他組合，及藉此消除需要乘法或除法之計算。使用離散匯流排電壓步級亦可最小化匯流排電壓改變之頻率，藉此減少匯流排電壓位準之擾動。使用決策步驟864可減慢匯流排電壓減小之速率以確保將系統適當調整至一較低匯流排電壓(及因此一較高匯流排電流)。

匯流排電壓改變可以可變步長而實施以在最佳化時容納不同參數。例如，在減小匯流排電壓V_BUS期間，該匯流排電壓V_BUS中之較小步長可有利地用於在達成一最後匯流排轉換器輸出位準之前容許系統負載平衡。類似地，接續於負載功率位準之增加，該匯流排電壓V_BUS在較大步級中漸增以快速適應該新的負載功率位準。

除了在增加匯流排電壓但藉由使用較小步級更逐步降低匯流排電壓時具有侵略性之外，此等例示性方法之諸多其他變更亦為可能的。依據其他變數(諸如一匯流排電壓Vo，溫度等)使用Io,1及Io,2對Io,max之變數比率亦可使優點突出。另外，此等例示性方法可藉由併入其他參數或變數而修改。例如，可使用一週期T1，其係關於一匯流排轉換器電流量測效率最佳化需要多久(例如，每次T1秒)。替代地，在一輸出電流Io等於或大於Io,2時增加一輸出電壓之一變化率S1或當該輸出電流Io小於Io,1時減小一輸出電壓Vo之一變化率S2為其他實例。

此外，該匯流排電壓V_BUS之改變可藉由因一中間匯流排電容C_IB之充電而以比觸發一過電流條件更低之速率變換該匯流排電壓V_BUS而達成。該最大容許匯流排電壓變化率可被一使用者設定或自預測試或藉由程式化該所使用之電容之值而判定(舉例而言，諸如，在一系統之製造測試期間)。

由於機載功率轉換系統可基於特定功率子系統特徵中之小差異而隨單元變化，所以測試期間(諸如，組件模組或組裝系統之製程期間)所構成之實際測量可用於判定一變數(諸如匯流排電壓V_BUS)之最佳設定。最佳設定可隨一或多個功率轉換系統變數(諸如輸出功率、模組溫度等)而變化。預測試及特徵容許使用預最佳化設定，藉此減少實際系統使用期間所涉及之計算且增加回應於新變數值之速度。

例如，在一功率轉換實施例(諸如中間匯流排架構功率系統700)中，匯流排電壓V_BUS可能需要改變以容納一增加之負載位準。在某些情況中，負載位準可發生快速增加以便超過用於匯流排轉換器705之一輸出電流限制。為支持負載位準之此短期增加而未使該匯流排轉換器705關機，可在一預定時間段內將該匯流排轉換器705之電流限制增加至較高電流位準，從而支持該匯流排轉換器705在一瞬時負載條件中之繼續操作。此能力可容許該匯流排電壓V_BUS之最佳化之更侵略性設定。

對於熟習此項技術者應顯而易見，使用一自主匯流排轉換器(例如，一自主匯流排轉換器具有一嵌入式決策引擎最佳化控制器)之一中間匯流排架構功率系統之上文所描述之特徵及優點亦可應用至另一中間匯流排架構功率系統，其中一匯流排轉換器使用為獨立且與自身分離之一決策引擎最佳化控制器。

圖9繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之另一實施例之一圖式，整體標示為900。該中間匯流排架構功率系統900包含一匯流排轉換器905，其具有一匯流排連接906，將一輸入電壓V_INPUT轉換成具有如展示連接之一中間匯流排電容C_IB之一中間匯流排910上之一匯流排電壓V_BUS。該中間匯流排架構功率系統900亦包含具有連接至該中間匯流排910之若干輸入之複數個POL轉換器(POL)915₁、915₂...915_N，該中間匯流排910自該匯流排電壓V_BUS供應複數個對應輸出電壓V_O1、V_O2...V_ON。

該中間匯流排架構功率系統900進一步包含基於一已監測的系統變數或系統約束來控制一系統變數以改良整體系統效能之一決策引擎最佳化控制器920。另外，該中間匯流排架構功率系統900包含操作為一通信匯流排之一資料及控制匯流排925，及連接至提供輸入電壓 V_INPUT之一電源電壓V_SOURCE之一功率介面模組930。

如之前，該匯流排電流906提供該匯流排轉換器905至該中間匯流排910之一可控制連接。該匯流排連接906可包含一個或複數個並聯開關(例如FET)，其中各開關可獨立控制以容許修改該複數個並聯開關之一開關電阻。替代地，該匯流排連接906可包含一簡單低阻抗焊接或連接器式連接以改良系統效率。該功率介面模組930之目的在於，在該電源電壓V_SOURCE饋送至該匯流排轉換器905之前調節該電源電壓V_SOURCE(例如，以提供電磁干擾之過濾、雙重電源電壓饋送之處置或該輸入電壓V_INPUT之升壓以促進穿越)。

在該所繪示之實施例中，該資料及控制匯流排925連接於該中間匯流排架構功率系統900之組成部分之間，以容許在該等組成部分之所有或至少一部分之間進行資料傳送。另外，該決策引擎最佳化控制器920可提供透過該資料及控制匯流排925而控制之該等組成部分之系統控制。此處，將資料及控制信號整合至該資料及控制匯流排925中。替代地，該等資料及控制信號可使用分離匯流排。

在一情況中，該決策引擎最佳化控制器920為與其他組成部分分離之一獨立系統控制器，替代地，該決策引擎最佳化控制器920可整合成該等其他組成部分之一或多者，舉例而言，諸如，匯流排控制器905或POL 915₁、915₂...915_N之一或多者。

在一實施例中，該決策引擎最佳化控制器920在調整該等組成部分內之各種參數(例如，匯流排電壓V_BUS或一頻率或一切換時序)時自動操作以最佳化一整體系統效率。如提及，該等組成部分之各者係透過該資料及控制匯流排925而與該等其他組成部分之一或多者資料通信。例如，該資料及控制匯流排925可根據一內部整合電路(I²C)通信匯流排規格而操作。替代地，可使用其他通信匯流排及匯流排協定，包含一控制器區域網路(CAN)匯流排、一串列周邊介面(SPI)匯流排，或任意有線、無線或光學通信匯流排方法。當然，此通信可為雙向或單向通信，如需要。

如之前，在某些實施例中，該等組成部分之至少一部分之間之通信可透過匯流排電壓V_BUS而完成。此可包含匯流排轉換器905與PLO 915₁、915₂...915_N之間之通信。作為一實例，該匯流排電壓V_BUS可藉由一較高頻率資料信號而調變，其中該等作用組成部分之各者包含調變及解調高頻率資料信號，從而與該決策引擎最佳化控制器920通信之一能力，無關於其位置(亦即，獨立或整合)。在一些實施例中，經由中間匯流排910之通信可消除一分離資料及控制匯流排925之需要(例如，上文圖7之實施例之一者)。

如提及，該決策引擎最佳化控制器920可整合成該等組成部分之一者(例如，匯流排轉換器905)，容許其監測系統效能且引導其他組成部分以執行內部調整。在此實例中，該匯流排轉換器905包含充分處理及記憶體能力以在(例如)調整該匯流排電壓V_BUS時執行作為該決策引擎最佳化控制器920，同時亦指令該等POL 915₁、915₂...915_N之一或多者以調整一切換頻率。當然，該等POL 915₁、915₂...915_N亦可以其他方式調整。

該等組成部分之各者(例如，POL 915₁、915₂...915_N)可展示其等自身獨特效能特徵。一個POL模型在相較於一不同POL模型時可展示一不同效率曲線。該等模型之各者亦可與其他調整進行不同反應，諸如，切換時序或切換頻率之改變。不同POL模型之間之此等固有差異可使一整體系統效率最佳化變複雜，且可在考量該等固有差異時引起比以另外方式完成之效率較低之一整體效率。

該決策引擎最佳化控制器920(無論獨立或整合)可經組態以讀取個別組成部分(例如，POL 915₁、915₂...915_N)之型號，藉此瞭解該中間匯流排架構功率系統900之特定組態。該決策引擎最佳化控制器920 可接著以各特定型號之特定代表性特徵而程式化，且在計算整體效率最佳化時考量此資訊。以此方式，該決策引擎最佳化控制器920可稍不同地調整該等組成部分之各者，藉此通常達成比在不具有此資訊之情況下以另外方式完成之效率最佳化更佳之一效率最佳化。

例如，針對不同之POL，一最佳切換頻率可為不同，其取決於特定操作條件。另外，一最佳匯流排電壓V_BUS亦可經修正以最佳化一特定組態之效率。例如，此模型特定資訊可儲存於該決策引擎最佳化控制器920中作為查詢表，或此資訊可被包含作為被該決策引擎最佳化控制器920使用之一控制演算法之部分。

替代地，該等組成部分之各者可具有在一測試階段處判定之其特定效能特徵之某些態樣，及接著儲存至所測試之組成部分之非揮發性記憶體中之此資訊。該決策引擎最佳化控制器920可接著連同型號一起讀取此資訊，或可讀取此資訊而非型號，及使用一最佳化演算法中之特定效能特徵。以此方式，當該中間匯流排架構功率系統900可藉由考量該等組成部分之實際測試特徵而非其代表性特徵進行調整及最佳化時，可獲得一較高效率。

另外，該決策引擎最佳化控制器920可改變該匯流排電壓V_BUS以藉由利用一演算法以最佳化效率以判定最大效率之操作點。例如，該決策引擎最佳化控制器920可執行增量該匯流排電壓V_BUS之一常式，同時監測至該中間匯流排架構功率系統900之一輸入電流。接著，將該匯流排電壓V_BUS設定於最小輸入電流之點處。此演算法可週期性運行或根據命令運行。該演算法可使用平均或平滑技術以避免回應於瞬時條件。

端視該決策引擎最佳化控制器920之處理能力，一最佳化演算法可超過可用處理器頻寬，尤其在該處理器具有其他任務要執行(諸如，迴圈補償及工作週期判定)時。因此，例如，可有利地使用該決策引擎最佳化控制器920內之一分離處理器以執行最佳化任務或使用一多核心處理器中之一分離核心。

在該中間匯流排架構功率系統900中，匯流排電壓V_BUS之調整可有利地優先於由一負載直接提供之負載功率資訊。此容許調整該匯流排電壓V_BUS以在實際上改變至新位準之負載前最佳對應於新負載功率位準。來自該負載之資訊可直接提供至該決策引擎最佳化控制器920，無關於其位置。

應理解，高溫操作減少電子裝置之壽命且降低裝置可靠性。各功率組件之一操作溫度係與該組件連同影響其之局部周圍溫度及氣流之功率損失成比例。在複雜之電子系統中，功率裝置係定位於由特定負載裝置所指定之諸多位置中，該等特定負載裝置直接供能且因此經歷高度變化之局部周圍溫度及氣流。另外，許多系統在不存在冗餘功率組件之情況下操作，及因此，一單一功率組件之故障可引起該中間匯流排架構功率系統900及該負載系統之功能之損失。

為達成最佳系統壽命及可靠性，操作各功率組件為有益的，使得其內部裝置達成其等實際操作溫度與其等最大額定溫度之間之最大可能裕度。可藉由調整各功率組件之切換頻率或匯流排電壓V_BUS而平衡及最小化各功率組件所達成之個別功率損失。

在中間匯流排架構功率系統900之一實施例中，各功率組件使用(或至少關鍵功率組件使用)內部溫度量測及報告能力。此能力容許決策引擎最佳化控制器920藉由平衡或最大化各功率組件之溫度裕度而最佳化可靠性及裝置壽命。此可透過個別功率裝置切換頻率之改變或匯流排電壓V_BUS之改變而完成，同時確保該系統具有適當操作裕度以容許轉變增加功率位準。

當針對一恆定總負載功率降低匯流排電壓V_BUS時，匯流排轉換器905內之損失增加，而一POL內之損失更大程度地減少，及因此，總系統損失減少。然而，該匯流排轉換器905中之增加損失將使其經理更高之內部裝置溫度。因此，取決於影響功率組件之局部周圍溫度及氣流，一不同匯流排電壓V_BUS可達成該中間匯流排架構功率系統900中之裝置之最佳操作溫度裕度。其他操作參數(例如，一切換頻率、一輸入或輸出電流以及一輸入或輸出電壓)亦可為控制及最佳化的關注點。例如，此包含多個POL中之切換頻率之座標以消除其等之間之差頻或次諧波。

受該匯流排電壓V_BUS影響之另一因素為由用於儲存中間匯流排910之能量之中間匯流排電容C_IB提供之一保持時間。此儲存能量與該匯流排電壓V_BUS乘該中間匯流排電容C_IB之值之平方成比例。該儲存能量係用於在中斷至該匯流排轉換器905之輸入電壓V_INPUT時之保持時間期間將功率提供至POL 915₁、915₂...915_N。當針對效率最佳化減小該匯流排電壓V_BUS時，該儲存能量亦因該平方電壓關係而減小達更大量。例如，此可引起在該輸入電壓V_INPUT之暫時中斷期間穿越至該匯流排轉換器905之不可接受保持時間或回應於一迫切的系統關機警報信號之一系統功能關機(容許狀態及資料保留等)之不充分時間。

在一對應實施例中，該決策引擎最佳化控制器920恰在發生操作中斷之前引起該匯流排電壓V_BUS增加至一最大匯流排電壓。增加該匯流排電壓V_BUS至其最大值確保，在該匯流排轉換器905不再能維持該匯流排電壓V_BUS之前將最大能量儲存於該中間匯流排電容C_IB中。此容許使用比恰在中斷或關機之前將該匯流排電壓V_BUS保持在一較低值時所需之該中間匯流排電容C_IB之值更小之一值。

如先前所提及，該決策引擎最佳化控制器920除了控制該匯流排電壓V_BUS之外亦可使用其他方法以最佳化一效率。諸多功率階段使用並聯連接之切換式場效電晶體(FET)。與此並聯組態之一閘極驅動相關聯之損失可超過由一較低之導電或啟動電阻提供之減少之損失。該決策引擎最佳化控制器920可(例如)藉由感測其個別輸出電流而監測POL 915₁、915₂...915_N，及發佈命令以解除以一輕負載操作之該等POL 915₁、915₂...915_N之一者中之一對應閘極驅動。該決策引擎最佳化控制器920亦可停用用於多相位POL中之一相位。

圖10繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之又一實施例之一方塊圖，整體標示為1000。該中間匯流排架構功率系統1000包含一匯流排轉換器1005，其使用一匯流排連接1006，將一輸入電壓V_INPUT轉換成具有如展示所連接之一中間匯流排電容C_IB之一中間匯流排1010上之一匯流排電壓V_BUS。該中間匯流排架構功率系統1000亦包含使用個別POL控制器1、2...N且具有連接至該中間匯流排1010之若干輸入之複數個POL轉換器(POL)1015₁、1015₂...1015_N，該中間匯流排1010自該匯流排電壓V_BUS供應複數個對應輸出電壓V_O1、V_O2...V_ON。

該中間匯流排架構功率系統1000進一步包含耦合至該匯流排轉換器1005及該複數個POL 1015₁、1015₂...1015_N之一決策引擎最佳化控制器1020，其基於一已監測的系統變數或系統約束而控制一系統變數以改良整體系統效能。另外，該中間匯流排架構功率系統1000包含一資料及控制匯流排1025、連接至一電源電壓V_SOURCE以提供輸入電壓V_INPUT之一功率介面模組1030，及耦合至該決策引擎最佳化控制器1020之一全域系統控制器1035。

如之前，該匯流排連接1006提供該匯流排轉換器1005至該中間匯流排1010之一可控制連接。該匯流排連接1006由一個或複數個並聯開關(例如FET)中之一者組成，其中各開關可獨立控制以容許修改該複數個並聯開關之一開關電阻。替代地，該匯流排連接1006可包含一簡單的低阻抗焊接或連接器式連接以改良系統效率。

在該繪示之實施例中，該資料及控制匯流排1025係連接於該中間匯流排架構功率系統1000之組成部分之間，以容許在該等組成部分之至少一部分之間傳送資料及控制信號。此處，資料及控制信號被整合至該資料及控制匯流排1025中。替代地，在其他實施例中，該等資料及控制信號可使用分離匯流排。

此外，該中間匯流排架構功率系統1000中之功率介面模組1030之目的在於在將電源電壓V_SOURCE饋送至該匯流排轉換器1005之前調節該電源電壓V_SOURCE(例如，提供電磁干擾之過濾、雙重電源電壓饋送之處置或輸入電壓V_INPUT之升壓以促進穿越)。

該決策引擎最佳化控制器1020提供可透過該資料及控制匯流排1025控制之該等組成部分之局域系統控制。相應地，該全域系統控制器1035可為提供該中間匯流排架構功率系統1000之監督及過載控制之一更普遍或階層式控制器。該複數個POL控制器1015₁、1015₂...1015_N之各者常在該決策引擎最佳化控制器1020或該全域系統控制器1035之影響下，透過該資料及控制匯流排1025而提供其各自POL轉換器1、2...N之單元控制。

在此配置中，該決策引擎最佳化控制器1020能存取關於該等POL 1015₁、1015₂...1015_N之一或多者之資料，包含靜態資訊(諸如其類型或模型)與其操作特徵。另外，即時操作資訊(例如，其電流負載、輸出電壓等)亦可為可接達。此資訊或其部分接著可藉由該決策引擎最佳化控制器1020而發送至一對應POL控制器以用於判定及設定其最大效率操作點。

例如，該決策引擎最佳化控制器1020可向該等POL控制器1、2...N之一者發信號，條件使得一多相位POL可以停用之一或多個相位操作。若該POL控制器將以停用相位進行更有效地操作，則該POL控制器可自其儲存資料或透過該資料及控制匯流排1025而判定。在此情況中，該等POL控制器1、2...N之一者可指令其對應POL以停用一相位。

替代地，一POL控制器可告知該決策引擎最佳化控制器1020，停用一相位提供更好的效率，及該決策引擎最佳化控制器1020可命令該POL控制器以停用一相位。在接收此命令之後，該POL控制器亦可使用允許停用該相位之一演算法。可藉由此動作判定一操作效率，及可藉由改變該匯流排電壓V_BUS達成進一步改良。

若該新的操作效率高於停用相位之前之效率，則該POL控制器將使得相位保持停用，只要該決策引擎最佳化控制器1020允許。當然，其他POL特徵亦可用於停用該POL之一或多個相位。實例包含停用如上文所提及之並聯操作之FET，或改變該POL之操作頻率。亦可包含將該POL之輸出電壓調整至導致增加效率之一可接受範圍內之一值。

若判定出一POL控制器之輸出為無負載，則該POL控制器可對其對應POL進行斷電。另外，一POL控制器可在該決策引擎最佳化控制器1020或該全域系統控制器1035自主認識或接收信號，其中可對該POL控制器之對應POL啟動一「輕負載」或「睡眠」狀態。替代地，該決策引擎最佳化控制器1020或該全域系統控制器1035可對一適當POL控制器起始命令以在該POL控制器可進行如此操作且仍滿足系統操作需求時進入至一低功率狀態或關機模式。該決策引擎最佳化控制器1020或該全域系統控制器1035可對該POL控制器發信號與充分的提前通知，特定POL輸出將被再次需要及該等適當POL可被恢復以遞送所需功率。

恢復各POL之一所需時間可儲存於該決策引擎最佳化控制器1020、該全域系統控制器1035或適當POL控制器中。例如，該恢復時間可對於所有POL為恆定，或對於一或多個POL為不同，其取決於操作條件。使用此資訊確保充分之恢復時間係用於各POL。此一般類型之控制可應用於經調節或未調節之匯流排轉換器方案。

當將該中間匯流排架構功率系統1000置於一低功率睡眠模式中時，可能有某些事件或系統操作模式。例如，該中間匯流排架構功率系統1000可在日間之一特定時間進入至一睡眠模式中。在該睡眠模式期間，該匯流排轉換器1005及該等POL 1015₁、1015₂...1015_N進入一低功率狀態，其中(例如)該等匯流排電壓V_BUS為一最小電壓，及該等POL 1015₁、1015₂...1015_N在一輕負載狀態中操作。

圖11繪示根據本發明之原理而建構之一中間匯流排架構功率系統之又一實施例之一方塊圖，整體標示為1100。該中間匯流排架構功率系統1100包含一匯流排轉換器1105，其使用一匯流排連接1106，將一輸入電壓V_INPUT轉換成具有如展示所連接之一中間匯流排電容C_IB之一中間匯流排1110上之一匯流排電壓V_BUS。該中間匯流排架構功率系統1100亦包含具有連接至該中間匯流排1110之若干輸入之複數個POL轉換器(POL)1115₁、1115₂...1115_N，該中間匯流排1110自該匯流排電壓V_BUS供應複數個對應輸出電壓V_O1、V_O2...V_ON。

該中間匯流排架構功率系統1100進一步包含耦合至該匯流排轉換器1105及該複數個POL轉換器1115₁、1115₂...1115_N之一決策引擎最佳化控制器1120，其基於一已監測的系統變數或系統約束而控制一系統變數以改良整體系統效能。

另外，該中間匯流排架構功率系統1100包含一資料及控制匯流排1125、連接一電源電壓V_SOURCE以提供輸入電壓V_INPUT之一功率介面模組1130，耦合至該決策引擎最佳化控制器1120之一全域系統控制器1135及使用一並聯匯流排連接1146之一並聯匯流排轉換器1145，該並聯匯流排連接1146與該匯流排轉換器1105並聯耦合至該中間匯流排1110。

該匯流排連接1106及該並聯匯流排連接1146將該匯流排轉換器1105及該並聯匯流排轉換器1145之各自可控制連接提供至該中間匯流排1110。該匯流排連接1106及該並聯匯流排連接1146可(例如)各由一或複數個並聯開關(例如FET)組成，其中各開關可獨立控制器以容許修改該複數個並聯開關之一開關電阻。

該資料及控制匯流排1125係連接於該中間匯流排架構功率系統1100之組成部分之間，以容許該等組成部分之至少一部分之間之資料傳送及控制發信號。此處，資料及控制信號亦被整合至該資料及控制匯流排1125中。替代地，在其他實施例中，該等資料及控制信號可使用分離匯流排。再者，該功率介面模組1130之目的在於，在將電源電壓V_SOURCE饋送至該匯流排轉換器1105及該並聯匯流排轉換器1145之前調節該電源電壓V_SOURCE。

該決策引擎最佳化控制器1120提供可透過該資料及控制匯流排1125控制之該等組成部分之局域系統控制。如之前，該全域系統控制器1135可為提供該中間匯流排架構功率系統1100之監督及過載控制之一更一般控制器或階層式控制器。

該決策引擎最佳化控制器1120或該全域系統控制器1135可在修改該匯流排連接1106及並聯匯流排連接1146之開關電導時提供該複數個並聯開關(例如FET)之分離或集中控制。例如，該複數個並聯開關之一或多者可在輕負載條件期間斷開。另外，該匯流排轉換器1105及並聯匯流排轉換器1145之一者可在輕負載條件期間與該中間匯流排1110電性切斷連接。如先前所討論，此可能需要以考量經恢復之匯流排轉換器之中間匯流排保持時間(中間匯流排電容C_IB能量儲存)及啟動特徵之一方式而完成。在該中間匯流排架構功率系統1100之一實施例中，在修改該匯流排連接1106及並聯匯流排連接1146之開關電阻時控制該複數個並聯開關之該決策引擎最佳化控制器1120之部分可駐存於該匯流排轉換器1105及該並聯匯流排轉換器1145中。

該決策引擎最佳化控制器1120可調節該匯流排轉換器1105及並聯匯流排轉換器1145之各者，使得其共用相等地或呈產生一較高整體系統功率效率之一比例供應至該中間匯流排1110之一總負載電流，同時遞送一所需匯流排電壓V_BUS。此等負載共用特徵可藉由預定限制而約束以滿足其他功率系統要求(諸如瞬時負載能力及步驟負載)。在一實施例中，此等限制或並聯條件可藉由該全域系統控制器1135而判定，且被提供至該決策引擎最佳化控制器1120，其可接著提供該匯流排轉換器1105及並聯匯流排轉換器1145之各者之調節及控制共用。

此可藉由直接或間接手段量測一輸出電流而完成。間接手段可包含使用儲存資料(諸如變壓器匝數比、工作週期等)量測有關切換電晶體中之電流，及計算輸出電流。該決策引擎最佳化控制器1120可在一特定操作條件下具有關於可容許輸出電壓或工作週期偏移之預設限制以在瞬時條件期間限制該中間匯流排1110中之電壓擺動。

該匯流排轉換器1105及並聯匯流排轉換器1145可為經調節類型及未調節類型之一混合。該決策引擎最佳化控制器1120可修改經調節之匯流排轉換器之一輸出電壓以進行匹配(小於或大於未調節之匯流排轉換器)。此條件可達成該中間匯流排架構功率系統1100之較高整體效率，此係由於其可利用一未調節匯流排轉換器之固有較高效率及一經調節之匯流排轉換器之控制能力。

在一些環境中，可存在一最佳效率點，其中該決策引擎最佳化控制器1120設定該經調節之匯流排轉換器之輸出使得有在兩個匯流排轉換器1105、1145之間共用之相等或成比例負載。若一最大效率點需要低於由未調節之匯流排轉換器提供之一匯流排電壓，及經調節之匯流排轉換器自身能供應電流負載，則該決策引擎最佳化控制器1120可斷開該未調節之匯流排轉換器之匯流排連接或使其關機。

圖12繪示根據本發明之原理而實施之操作一中間匯流排架構功率系統之一方法之一實施例之一流程圖，整體標示為1200。該方法 1200起始於一步驟1205中，及在一步驟1210中，將一輸入電壓轉換成一中間匯流排上之一匯流排電壓。接著，在一步驟1215中，藉由一負載點轉換器將該中間匯流排上之匯流排電壓轉換成一輸出電壓，及在一步驟1220中，基於一已監測的系統變數或一系統約束來控制一系統變數以改良整體系統效能。

在一實施例中，控制該系統變數包含調節該輸入電壓(其中此調節包含過濾電磁干擾(EMI))，對該輸入電壓提供多個饋送或增加該輸入電壓之一值以促進穿越條件。

在另一實施例中，控制該系統變數包含內部控制或外部控制提供匯流排電壓之一匯流排轉換器，其中內部控制被定義為嵌入於該匯流排轉換器內之一控制功能，及外部控制被定義為在該匯流排轉換器之外之一控制功能。在任一情況中，可使用該匯流排轉換器至該中間匯流排之一匯流排電壓連接。替代地，控制該系統變數包含控制提供該匯流排電壓之複數個並聯匯流排轉換器，其中在一實例中，該複數個並聯匯流排轉換器之至少一者為一未調節匯流排轉換器。另外，控制該系統變數包含控制提供輸出電壓之一負載點轉換器。此外，控制該系統變數可包含控制複數個負載點轉換器。

在又一實施例中，控制該系統變數包含與該系統之外之一資源通信，其中該資源可為一外部系統控制器。另外，控制該系統變數包含使用測試資料、型號資料或序號資料，其中該測試資料、型號資料或序號資料可為儲存資料或即時資料。替代地，控制該系統變數包含以一逐步方式控制該系統變數之改變，其中該逐步方式可使用一可變步長。此外，控制該系統變數包含控制該系統變數之改變之一變化率。

在又一實施例中，控制該系統變數包含自由中間匯流排上之一匯流排電壓、一輸出電壓、一控制信號切換頻率或相位、一控制信號啟動時間或週期及已啟動之控制裝置的數量所組成之群組中選擇該系統變數。另外，控制該系統變數包含自由供應至中間匯流排之一匯流排電流、一負載點轉換器輸出電流、一系統裝置之一功率耗散、一系統裝置之一效率、一系統裝置之一溫度、一系統裝置之一電磁干擾(EMI)、一系統裝置之一電壓突波或電流突波、一系統裝置之一瞬時回應及對一主動產生之系統擾動之一回應組成之群組選擇已監測的系統變數。

在一進一步實施例中，控制該系統變數包含自由一預設約束、一使用者定義約束、一現場約束及一適應約束組成之群組選擇系統約束。另外，控制該系統變數包含基於一警報信號控制該系統變數，其中在一實例中，該警報信號可指示一系統關機為迫切的。

在又一實施例中，控制該系統變數包含使用該系統之一通信能力。另外，該通信能力符合選自由一內部整合電路(I²C)匯流排規格、一控制器區域網路(CAN)匯流排規格及一串列周邊介面(SPI)匯流排規格組成之群組之一者。另外，該通信能力可使用有線元件、無線元件或光學元件。此外，中間匯流排可用作為該通信能力。該方法1200結束於一步驟1225中。

儘管本文所揭示之方法已參考以一特定順序執行之特定步驟而描述及展示，然應理解，此等步驟可在不脫離本發明之教示之情況下組合、細分或重新排序以形成一等效方法。相應地，除非本文具體指示，否則該等步驟之順序或分組並非為本發明之一限制。

熟習與本申請案相關之此項技術者應瞭解，可對所描述之實施例作進一步添加、刪除、取代及修改。