專利名稱：脈波電流的前饋控制系統(tǒng)及其控制方法
脈波電流的前饋控制系統(tǒng)及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明為一種控制系統(tǒng)及其控制方法，尤其關(guān)于ー種脈波電流的前饋控制系統(tǒng)及其控制方法。
背景技木一般電腦中的處理單元，如中央處理器(Central Processing Unit, CPU)或圖形處理器(Graphic Processing Unit, GPU)等,會隨著資料處理量而需要不同的所需電力，而負責(zé)調(diào)整并配合處理單元所需電力，則需要透過ー種脈波寬度調(diào)變單元(Pulse WidthModulation Unit, PWM Unit)來控制。脈波寬度調(diào)變單元是位于電腦主機板上負責(zé)提供電流給處理單元的電子元件，脈 波寬度調(diào)變單元會根據(jù)處理単元的電壓變化，以調(diào)節(jié)所輸出的電流給處理單元，無論處理単元的資料處理量增加或減少，脈波寬度調(diào)變單元都會根據(jù)處理単元的電壓變化以調(diào)整提供給處理単元的電流為適當(dāng)?shù)碾娏髦?。請參照圖1A，為已知技術(shù)的脈波寬度調(diào)變單元的供電系統(tǒng)示意圖。已知的供電系統(tǒng)100包括一處理單元110及一脈波寬度調(diào)變單元120，處理單元110是電性連接至脈波寬度調(diào)變單元120，并且由脈波寬度調(diào)變單元120常態(tài)的提供一電流予處理單元110。當(dāng)處理單元110的資料處理量增加時，處理單元110的用電量也會相對的增加，此時脈波寬度調(diào)變單元120會根據(jù)處理単元110的電壓變化，以調(diào)整并提供適當(dāng)?shù)碾娏髦撂幚韱卧?10。當(dāng)處理單元110資料處理量減少時,處理單元110的用電量也會相對的減少，此時脈波寬度調(diào)變單元120會根據(jù)處理単元110的電壓變化，以調(diào)整并提供適當(dāng)?shù)碾娏髦撂幚韱卧?10。脈波寬度調(diào)變單元120根據(jù)處理単元110的電壓變化來調(diào)變提供給處理単元110的電流，是屬于ー種后饋控制(feed-back control)方法,必須等到脈波寬度調(diào)變單元120偵測到處理單元110的電壓變化，脈波寬度調(diào)變單元120才會開始調(diào)變提供給處理単元110的電流，因此后饋控制方法的供電速度無法即時反應(yīng)處理單元110的電カ需求。由于是在處理單元110的電カ過多或不足的情況發(fā)生后，脈波寬度調(diào)變單元120才進行調(diào)變所供應(yīng)的電流，這期間會產(chǎn)生ー個時間間隔，造成處理單元110會在這ー個時間間隔中發(fā)生所需電流的落差。無論提供給處理単元110的電カ過多或不足都可能導(dǎo)致處理單元110的損壞。請參照圖1B，為已知技術(shù)的脈波寬度調(diào)變單元的另ー供電系統(tǒng)示意圖。目前產(chǎn)業(yè)界解決提供給處理單元110的電流過多或不足的方式，是藉由在處理單元110與脈波寬度調(diào)變單元120的間的另外電性連接多個電容器130。這些電容器130可以暫時的儲存提供給處理單元110多余的電力，另外這些電容器130也可以在處理單元110的用電量增加的情況下，將所儲存的電力臨時的提供給處理単元110使用，直到脈波寬度調(diào)變單元120調(diào)變適當(dāng)?shù)碾娏鹘o處理單元110。然而，隨著科技的進步，處理単元110的處理效能也越來越高，因此處理単元110所使用的電カ也會相対的増加。為了因應(yīng)提升效能的處理單元110所需要的電力，電容器130的數(shù)量勢必也必須增加才能應(yīng)付處理單元110的電カ需求。這些增加的電容器130將會占用電腦主機板上一定的空間，使得電腦主機板必須增加其大小，以便應(yīng)付這些被增加的電容器130的數(shù)量。增加電腦主機板的大小，對于現(xiàn)今電腦裝置追求輕薄短小的目的顯然是背道而馳的做法。綜上所述，已知的脈波寬度調(diào)變單元在調(diào)變提供的電流至處理單元吋，將會產(chǎn)生時間間隔的落差及供電速度無法即時反應(yīng)的問題，進而無法滿足目前處理單元高速用電的需求,并且電容器的數(shù)量増加,將會增加電腦主機板的大小。

發(fā)明內(nèi)容鑒于以上的問題，本發(fā)明在于提供一種脈波電流的前饋控制系統(tǒng)及其控制方法，藉以解決習(xí)用的脈波寬度調(diào)變單元供電給處理單元時產(chǎn)生時間間隔的落差，以及供電速度無法即時反應(yīng)等問題。
本發(fā)明揭露一種脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，包括一處理單元及一供電單元。處理単元系選擇性地產(chǎn)生一前饋控制訊號，供電單元系電性連接處理單元，并且供電單元常態(tài)提供一初始電流至處理單元，而且供電單元選擇性地提供一調(diào)變電流至處理單元。其中，當(dāng)處理單元改變ー運算效能之前，處理單元預(yù)先發(fā)出前饋需求訊號至供電單元，供電單元根據(jù)前饋需求訊號對應(yīng)供應(yīng)調(diào)變電流至處理單元。本發(fā)明揭露一種電流脈波的前饋控制方法，包括以下步驟首先，一供電單元常態(tài)供應(yīng)ー初始電流至一處理單元。接著，于處理單元改變ー運算效能之前，處理單元預(yù)先發(fā)出一前饋需求訊號至供電單元。供電單元根據(jù)前饋需求訊號對應(yīng)供應(yīng)ー調(diào)變電流至處理單
J Li ο本發(fā)明的功效在于，使供電單元預(yù)先得知處理單元所需電力，以前饋控制(feed-forward control)方式令供電單元先行提供無電カ落差的調(diào)變電流至處理單元，因此供電単元的供電速度得以快速反應(yīng)并即時調(diào)整，避免出現(xiàn)因后饋控制(feed-backcontrol)方式而造成調(diào)變電流的時間間隔出現(xiàn)。本發(fā)明更因此進一歩減少電容器的配置數(shù)量，以達成電腦主機板的面積更為縮小，以及減少制造成本等功效。有關(guān)本發(fā)明的特征、實作與功效，茲配合圖式作最佳實施例詳細說明如下。

圖IA為已知技術(shù)的脈波寬度調(diào)變單元的供電系統(tǒng)示意圖。圖IB為已知技術(shù)的脈波寬度調(diào)變單元的另ー供電系統(tǒng)示意圖。圖2A為本發(fā)明一實施例的前饋控制系統(tǒng)示意圖。圖2B為本發(fā)明的前饋控制方法的步驟流程圖。圖3A為本發(fā)明另ー實施例的前饋控制系統(tǒng)示意圖。圖3B為本發(fā)明另ー實施例的前饋控制方法的步驟流程圖。圖4A本發(fā)明又一實施例的前饋控制系統(tǒng)示意圖。圖4B為本發(fā)明又一實施例的前饋控制方法的步驟流程圖。主要元件符號說明
100供電系統(tǒng)110處理單元120脈波調(diào)變單元 130電容器200前饋控制系統(tǒng) 210處理單元220供電單元230偵測單元SI 前饋需求訊號 S2 后饋需求訊號Cl 初始電流C2 調(diào)變電流步驟310供電單元常態(tài)供應(yīng)初始電流至處理單元步驟320于處理単元改變運算效能之前，處理單元預(yù)先發(fā)出前饋需求訊號至供電 單元步驟330供電單元根據(jù)前饋需求訊號對應(yīng)供應(yīng)調(diào)變電流至處理單元步驟340以偵測単元偵測處理單元之需求電流值步驟350處理單元根據(jù)需求電流值對應(yīng)產(chǎn)生前饋需求訊號，并發(fā)出前饋需求訊號至供電單元步驟360以偵測單元偵測供應(yīng)至處理單元之調(diào)變電流值及處理單元之需求電流值，若調(diào)變電流值與需求電流值不匹配，處理單元發(fā)出后饋需求訊號至供電單元步驟370供電單元根據(jù)后饋需求訊號對應(yīng)調(diào)整輸送至處理單元之調(diào)變電流
具體實施方式請參照圖2A，為本發(fā)明一實施例的前饋控制系統(tǒng)示意圖。本發(fā)明揭露了一種脈波電流的前饋控制系統(tǒng)200，包括一處理單元210及一供電單元220。其中，處理單元210可為ー圖形處理器(GPU)或一中央處理器(CPU)，但并不以此為限。并且，本實施例的供電單元220可為ー脈沖寬度調(diào)變電源供應(yīng)器(PWM Unit)，但在本發(fā)明中并不對此加以限定。處理單元210可選擇性地產(chǎn)生一前饋(feed-forward)需求訊號SI。供電單元220電性連接至處理單元210，供電單元220常態(tài)提供一初始電流Cl至處理單元210，并且供電単元220亦可選擇性地提供一調(diào)變電流C2至處理單元210。請參照圖2B，為本發(fā)明的前饋控制方法的步驟流程圖，并請繼續(xù)配合參照圖2A。本發(fā)明揭露一實施例的電流脈波的前饋控制方法，包括以下步驟首先，一供電單元220常態(tài)供應(yīng)一初始電流Cl至一處理單元210 (步驟310)。接著，于處理單元210改變ー運算效能之前，處理單元210預(yù)先發(fā)出一前饋需求訊號SI至供電單元220 (步驟320)，供電單元220即根據(jù)前饋需求訊號SI對應(yīng)供應(yīng)ー調(diào)變電流C2至處理單元210 (步驟330)。其中，調(diào)變電流C2并非是一定值，而是供電單元220根據(jù)前饋需求訊號SI以對應(yīng)調(diào)整調(diào)變電流C2。上述步驟330中，所述的供電單元220根據(jù)前饋控制訊號SI對應(yīng)供應(yīng)調(diào)變電流C2至處理單元110后，則回到步驟310，此時調(diào)變電流C2重新定義為初始電流Cl。請參照圖3A及圖4B，為本發(fā)明另ー實施例的前饋控制系統(tǒng)示意圖與步驟流程圖。其中，本發(fā)明所揭露另一實施例的前饋控制系統(tǒng)200除了包括相互電性連接的處理單元210及供電單元220的外，更進ー步包括一偵測單元230。根據(jù)上述步驟320中，進ー步包括下列步驟偵測單元230系電性連接于處理単元210，并且以偵測單元230偵測處理單元210的ー需求電流值(步驟340)，處理單元210根據(jù)需求電流值對應(yīng)產(chǎn)生前饋需求訊號SI，并發(fā)出前饋需求訊號SI至供電單元220 (步驟350)。
請參照圖4A及圖4B，為本發(fā)明的又一實施例的前饋控制系統(tǒng)示意圖與步驟流程圖。其中，本發(fā)明所揭露又一實施例的前饋控制系統(tǒng)200，在上述步驟330后，進ー步包括以下步驟其中，偵測單元230進ー步偵測供應(yīng)至處理單元210的調(diào)變電流值，以及處理單元210的需求電流值。若調(diào)變電流值與需求電流值不匹配時，例如調(diào)變電流值低于需求電流值，或是調(diào)變電流值高于需求電流值的情況下，處理單元210皆會發(fā)出ー后饋(feed-back)需求訊號S2至供電單元220 (步驟360)，令供電單元220根據(jù)后饋需求訊號S2對應(yīng)提供并調(diào)整輸送至處理單元210的調(diào)變電流C2(步驟370)。其中偵測單元230為ー集成電路。本發(fā)明的脈波電流的前饋控制系統(tǒng)及其控制方法，藉由前饋控制(feed-forwardcontrol)方式，能夠使供電單元預(yù)先得知處理單元所需的電力，并且令供電單元先行提供無電カ落差的調(diào)變電流至處理單元，使得供電單元的供電速度能快速反應(yīng)并且即時調(diào)整，避免出現(xiàn)調(diào)變電流的時間間隔出現(xiàn)，進一歩減少電容器的數(shù)量來達成電腦主機板的面積縮小。另外,透過后饋控制(feed-back control)方式配合前饋控制方法,使前饋控制方 法無法調(diào)變提供給處理単元的電流時，能夠根據(jù)處理單元的電壓變化，適時的調(diào)整提供給處理單元的電流，以保證處理單元所需電カ不發(fā)生電カ落差的問題。雖然本發(fā)明的實施例揭露如上所述，然并非用以限定本發(fā)明，任何熟習(xí)相關(guān)技藝者，在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，舉凡依本發(fā)明申請范圍所述的形狀、構(gòu)造、特征及數(shù)量當(dāng)可做些許的變更，因此本發(fā)明的專利保護范圍須視本說明書所附的申請專利范圍所界定者為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種脈波電流的前饋控制方法，其特征在于，包括下列步驟 一供電單元常態(tài)供應(yīng)一初始電流至一處理單元； 于該處理單元改變ー運算效能之前，該處理単元預(yù)先發(fā)出一前饋需求訊號至該供電單元；以及 該供電単元根據(jù)該前饋需求訊號對應(yīng)供應(yīng)一調(diào)變電流至該處理単元。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脈波電流的前饋控制方法，其特征在于，其中該處理單元預(yù)先發(fā)出該前饋需求訊號至該供電単元的步驟中，進ー步包括下列步驟 以ー偵測單元偵測該處理單元的一需求電流值；以及 該處理単元根據(jù)該需求電流值對應(yīng)產(chǎn)生該前饋需求訊號，并發(fā)出該前饋需求訊號至該供電單元。
3.根據(jù)權(quán)利要求I所述的脈波電流的前饋控制方法，其特征在于，其中于該供電單元根據(jù)該前饋需求訊號對應(yīng)供應(yīng)該調(diào)變電流至該處理単元的步驟后，更包括下列步驟 以ー偵測單元偵測供應(yīng)至該處理單元的該調(diào)變電流值及該處理単元的一需求電流值； 若該調(diào)變電流值與該需求電流值不匹配，該處理単元對應(yīng)產(chǎn)生并發(fā)出一后饋需求訊號至該供電単元；以及 該供電単元根據(jù)該后饋需求訊號對應(yīng)調(diào)整輸送至該處理単元的該調(diào)變電流。
4.一種脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，其特征在于，包括 一處理單元，選擇性地產(chǎn)生一前饋需求訊號；以及 一供電單元，電性連接至該處理單元，該供電單元常態(tài)提供一初始電流至該處理單元，以及選擇性地提供一調(diào)變電流至該處理単元； 其中，當(dāng)該處理単元改變運算效能前，該處理単元預(yù)先發(fā)出相對應(yīng)的該前饋需求訊號至該供電單元，該供電單元根據(jù)該前饋需求訊號對應(yīng)供應(yīng)該調(diào)變電流至該處理單元。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，其特征在于，其中進ー步包括一偵測單元，電性連接于該處理單元，該偵測単元偵測該處理單元的一需求電流值，該處理單元根據(jù)該需求電流值發(fā)出該前饋需求訊號至該供電単元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，其特征在于，其中該偵測單元為一集成電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，其特征在于，其中該處理單元為ー圖形處理器(GPU)或一中央處理器(CPU)。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，其特征在干，其中進ー步包括一偵測單元，電性連接至該處理単元，該偵測単元偵測該調(diào)變電流值及該處理單元的該需求電流值，并令該處理單元選擇性發(fā)出相對應(yīng)的一后饋需求訊號至該供電単元，令該供電單元對應(yīng)調(diào)整該調(diào)變電流。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，其特征在于，其中該偵測單元為一集成電路。
10.根據(jù)權(quán)利要求4所述的脈波電流的前饋控制系統(tǒng)，其特征在于，其中該供電單元為一脈沖寬度調(diào)變電源供應(yīng)器(PWM Unit)。
全文摘要
一種脈波電流的前饋控制方法，首先以一供電單元常態(tài)供應(yīng)一初始電流至一處理單元。接著，于處理單元改變運算效能之前，處理單元預(yù)先發(fā)出一前饋需求訊號至供電單元，而供電單元根據(jù)前饋需求訊號對應(yīng)供應(yīng)一調(diào)變電流至處理單元。
文檔編號G06F1/26GK102866756SQ20111018571
公開日2013年1月9日 申請日期2011年7月4日 優(yōu)先權(quán)日2011年7月4日
發(fā)明者黃順治, 張志隆 申請人:技嘉科技股份有限公司