特許 6870004 フィードバックを用いた電源

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6870004

(24)【登録日】2021年4月16日

(45)【発行日】2021年5月12日

(54)【発明の名称】フィードバックを用いた電源

(51)【国際特許分類】

   H02M 3/155 20060101AFI20210426BHJP

【ＦＩ】

   H02M3/155 H

【請求項の数】15

【全頁数】15

(21)【出願番号】特願2018-560647(P2018-560647)

(86)(22)【出願日】2017年4月19日

(65)【公表番号】特表2019-517237(P2019-517237A)

(43)【公表日】2019年6月20日

(86)【国際出願番号】US2017028308

(87)【国際公開番号】WO2017200689

(87)【国際公開日】20171123

【審査請求日】2020年3月25日

(31)【優先権主張番号】62/338,614

(32)【優先日】2016年5月19日

(33)【優先権主張国】US

(31)【優先権主張番号】15/192,840

(32)【優先日】2016年6月24日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】595020643

【氏名又は名称】クゥアルコム・インコーポレイテッド

【氏名又は名称原語表記】ＱＵＡＬＣＯＭＭ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ

(74)【代理人】

【識別番号】100108855

【弁理士】

【氏名又は名称】蔵田 昌俊

(74)【代理人】

【識別番号】100109830

【弁理士】

【氏名又は名称】福原 淑弘

(74)【代理人】

【識別番号】100158805

【弁理士】

【氏名又は名称】井関 守三

(74)【代理人】

【識別番号】100112807

【弁理士】

【氏名又は名称】岡田 貴志

(74)【代理人】

【識別番号】100184332

【弁理士】

【氏名又は名称】中丸 慶洋

(72)【発明者】

【氏名】スットン、トッド

(72)【発明者】

【氏名】トゥーテン、チャールズ

【審査官】 麻生 哲朗

(56)【参考文献】

【文献】 特表２０１５−５２６０５９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 米国特許出願公開第２００６／０１０８９８９（ＵＳ，Ａ１）

【文献】 米国特許第０６１３０５２６（ＵＳ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

回路であって、
第２の電源レールに結合された第２の電源と、前記第２の電源は、前記第２の電源レール上のローディングイベントに応答して、トランジェントの第２の電流を前記第２の電源レールに提供し、および前記ローディングイベントを示すフィードバック信号を生成するように構成される、
前記第２の電源に結合され、前記フィードバック信号を受け取り、および前記ローディングイベントに応答して負荷の電流需要を満たすために、前記フィードバック信号に応答して第１の電源レールへ第１の電流および第１の電圧を提供するように構成される、第１の電源と、
前記第１の電源レールに結合された第１の回路と、前記第１の回路は、前記第１の電源から前記第１の電流および前記第１の電圧を受け取り、および前記受け取られた第１の電流および第１の電圧に基づいて、前記第２の電源レールに第２の電圧を提供するように構成される、
を備える、回路。

【請求項2】

前記第２の電源は、前記第１の電源より前に前記ローディングイベントに応答するように構成され、前記第２の電流は、オプションとして、前記第２の電源レールを介してプロセッサに提供される、請求項１に記載の回路。

【請求項3】

前記第１の電源は、前記第１の電源レールに提供された前記第１の電圧に基づいた第２のフィードバック信号を受け取るようにさらに構成される、請求項１に記載の回路。

【請求項4】

前記回路は、前記第２の電源レール上の第３の電圧が公称値を下回って降下するとき、前記第１の電源からの前記第１の電流を増加させるように前記第２のフィードバック信号を修正するために、前記フィードバック信号を使用するように構成される、請求項３に記載の回路。

【請求項5】

前記フィードバック信号を受け取るように構成される第１の端子と、前記第１の電源のフィードバック入力に、および前記第１の電源レールに、結合された第２の端子と、を有する少なくとも１つのキャパシタをさらに備える、請求項３に記載の回路。

【請求項6】

前記フィードバック信号により、前記第１の電源が、事前決定された時間期間の間、前記第１の電源レールに提供される前記第１の電圧を増加させる、請求項３に記載の回路。

【請求項7】

前記第１の電源は、ハイサイドスイッチングトランジスタを備えるスイッチングレギュレータであり、ここにおいて、前記フィードバック信号は、事前決定された時間期間の間、電源入力電圧を前記第１の電源レールに結合するために、前記ハイサイドスイッチングトランジスタをオンにする、請求項３に記載の回路。

【請求項8】

前記第１の電源は、Ｂｕｃｋスイッチングレギュレータを備え、ここにおいて、前記フィードバック信号は、前記Ｂｕｃｋスイッチングレギュレータの１つまたは複数のデューティーサイクルの間、前記ハイサイドスイッチングトランジスタのＯＮの時間を増加させる、請求項７に記載の回路。

【請求項9】

前記第２の電源は、
前記第２の電源レールに結合された第１の端子、第３の電源レールに結合された第２の端子、および制御端子を有する第１のトランジスタと、ここにおいて、前記第３の電源レール上の第３の電圧は、前記第１の電源レール上の第４の電圧よりも大きい、
前記ローディングイベントを検知し、およびロードイベント信号を生成するように構成された検知回路と、
前記ロードイベント信号を受け取るために結合された入力および前記第１のトランジスタの前記制御端子に結合された出力を有するワンショット回路と、前記ワンショット回路は、前記ロードイベント信号に応答して、事前決定された時間期間の間、前記第１のトランジスタをオンにするように構成される、
を備える、請求項１に記載の回路。

【請求項10】

前記回路は、寄生キャパシタンスまたは寄生インダクタンス、および、オプションとして、前記ローディングイベントを検知するためのクロックセンサ、電圧センサ、電流センサのうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載の回路。

【請求項11】

前記第２の電源は、
基準電圧に結合された入力、および前記第２の電源レールに結合された出力を有する増幅器と、
前記増幅器の前記出力から前記第２の電源レールへの電流を検知し、および前記検知された電流に基づいて、前記フィードバック信号を生成するように構成される電流センサと、
を備える、請求項１に記載の回路。

【請求項12】

前記電流センサは、
前記増幅器の前記出力と前記第２の電源レールとの間に結合された抵抗器と、
前記抵抗器の第１の端子に結合された第１の端子、前記抵抗器の第２の端子に結合された第２の端子、および前記フィードバック信号を生み出すように構成された出力を有する第２の増幅器と、
を備える、請求項１１に記載の回路。

【請求項13】

前記フィードバック信号を受け取るために前記電流センサに結合された入力と、前記第１の電源のフィードバック入力に結合された出力とを有する平均化回路をさらに備える、請求項１１に記載の回路。

【請求項14】

前記第２の電源は、
前記第２の電源レール上の第４の電圧よりも大きい第３の電圧を有する第３の電源レールに結合された入力、基準電圧に結合された制御入力、および前記第２の電源レールに結合された出力を有するスイッチングレギュレータと、
前記スイッチングレギュレータの前記出力から前記第１の電源レールへの電流を検知し、および前記検知された電流に基づいて、前記フィードバック信号を生成するように構成される電流センサと、
を備える、請求項１に記載の回路。

【請求項15】

電力を供給する方法であって、
第２の電源レール上のローディングイベントに応答して、トランジェントの第２の電流を第２の電源から前記第２の電源レールに提供することと、
前記ローディングイベントを示すフィードバック信号を生成することと、
前記ローディングイベントに応答して負荷の電流需要を満たすために、前記フィードバック信号に応答して、第１の電源から第１の電源レールへ第１の電流および第１の電圧を提供することと、
第１の回路を通して前記第２の電源レールに前記第１の電流および前記第１の電圧を結合することと、
を備える、方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

［関連出願の相互参照］
[0001] 本願は２０１６年６月２４日に出願された米国出願番号１５／１９２，８４０に対する優先権を主張し、それは２０１６年５月１９日に出願された米国仮出願番号６２／３３８，６１４に対する優先権を主張し、それらの両方の内容は、すべての目的のために全体が参照によってここに組み込まれる。

【背景技術】

【0002】

[0002] 本開示は、電力配信（power delivery）に関する。

【0003】

[0003] 現代の電子回路に電力を配信すること（Delivering）は、ますます努力を要する課題となってきている。マイクロプロセッサ、グラフィックプロセッサ、システムオンチップ（ＳｏＣ’ｓ）、マルチチップモジュール（ＭＣＭ）、および他の大規模集積システムは、ますますスピードを増しながら、電圧および電流の形態でますます多くの量の電力を引き込んでいる（drawing）。しかしながら、そのようなシステム中の回路が適切に動作するために、これらのシステムは、多種多様な負荷電流条件（load current conditions）にわたってある公称範囲（some nominal range）内に維持される電源レール上の電圧を必要とし得る。例えば、マイクロプロセッサのための電源レールは、公称電圧Ｖｄｄを有し得る。マイクロプロセッサが低い電力消費モードで動作している（例えば、小さなまたは少量の（modest）電流のみを引き込んでいる）とき、Ｖｄｄは、Ｖｄｄについてのある最大値を下回るように維持されるべきである。同様に、マイクロプロセッサが低電力消費モードから高電力消費モードに急速に遷移するとき、電流の非常に急速な増加が発生し得るが、Ｖｄｄは、Ｖｄｄについてのある最小値を上回るように維持されるべきである。

【0004】

[0004] 外部の電源回路が、マイクロプロセッサ等のようなターゲット回路の電源レールに電圧および電流を供給するために伝統的に使用されてきた。しかしながら、伝統的な電源回路アーキテクチャには、現代のターゲット回路の電力需要によって課題が生じており、そこで電流要件は増加しており、電源電圧は減少しており、および負荷電流ステップは、ますます速くなっている。

【発明の概要】

【0005】

[0005] ある特定の実施形態の特徴および利点は、ターゲット回路に電力を配信するために共に機能する複数の電源（power supplies）を含む。一実施形態では、ダウンストリーム電源は、負荷電流トランジェント（load current transients）に応答して速い電流配信を提供し、およびアップストリーム電源を制御するためのフィードバック信号を生成して、幅広いローディング条件（loading conditions）にわたってターゲット回路の電流および電圧要件を満たすためにアップストリームおよびダウンストリーム電源が共に機能するようにする。

【0006】

[0006] 以下の詳細な説明および添付の図面は、本開示の性質および利点のさらなる理解を提供する。

【図面の簡単な説明】

【0007】

【図1】[0007] 図１は、ある実施形態による電源回路構成を例示する。

【図2】[0008] 図２は、ある実施形態による例示的な電源回路構成を例示する。

【図3】[0009] 図３は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。

【図4】[0010] 図４は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。

【図5】[0011] 図５は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。

【図6】[0012] 図６は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。

【図7】[0013] 図７は、ある実施形態による電力を供給する方法を例示する。

【詳細な説明】

【0008】

[0014] 以下の説明では、説明のために、非常に多くの例および特定の詳細が、本開示の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、特許請求の範囲に表される本開示が、これらの例における特徴のうちのいくつかまたはすべてを単独であるいは以下に示される他の特徴と組み合わせて含み得ること、また、ここに説明される特徴および概念の修正および同等物をさらに含み得ることは、当業者には明らかであろう。

【0009】

[0015] 図１は、ある実施形態による電源回路構成を例示する。本開示の実施形態は、ターゲット回路に電力（電圧および電流）を提供するように構成されるデュアル電源を含む。図１に例示されるように、（第１の）ローカル電源回路１０１は、ローカル電源レール１１１にローカル電流Ｉ１およびローカル電圧ＶｄｄＬを生み出す（produces）。ダウンストリーム回路１０４は、ローカル電源回路１０１からローカル電流Ｉ１およびローカル電圧ＶｄｄＬを受け取り、およびリモート電源レール１１０上にリモート電圧ＶｄｄＲを生み出すように構成される。ダウンストリーム回路１０４の例は、（例えば、導電トレースまたは金属からの）寄生キャパシタンス、（例えば、パッケージワイヤまたは接続からの）寄生インダクタンス、あるいは（例えば、ブロックヘッドスイッチ（ＢＨＳ）からの）電力分配ファブリック（power distribution fabrics）またはスイッチを含み得る。リモート電源レール１１０は、ターゲット回路にリムーブ電圧ＶｄｄＲおよび負荷電流を提供するために、ターゲット回路１０３の電源入力に結合される。

【0010】

[0016] 本開示の特徴および利点は、例えばターゲット回路１０３によって引き込まれる電流の急速な増加のようなローディングイベントに応答してリモート電源レール１１０に電流を提供するための、ローカル電源回路１０１よりもダウンストリームの第２の電源回路１０２を含む。図１に例示されるように、第２の（またはリモート）電源回路１０２は、リモート電源レール１１０に結合された出力を有する。ダウンストリーム回路１０４は、例えばローカル電源回路１０１からターゲット回路１０３への電力の配信に遅延を引き起こし得、それは、ローディングイベントがターゲット回路１０３において発生するとき、リモート電源レール１１０上のＶｄｄＲの降下を引き起こし得る。リモート電源回路１０２は、例えば、ターゲット回路１０３の近くに配置（configured）され得る。さらに、リモート電源回路１０２は、ローカル電源回路１０１よりも物理的にサイズが小さい可能性があり、かつ異なるトポロジーを有し得る。したがって、リモート電源回路１０２は、例えばローカル電源回路１０１よりも速く、リモート電源レール１１０上のローディングイベントに応答するように構成され得る。いくつかの実施形態では、リモート電源回路１０２は、ローディングイベントに応答して、第１の時間期間内に電流を提供し得、一方でローカル電源回路１０１は、ローディングイベントに応答して、第１の時間期間よりも長い第２の期間内に電流および／または電圧を提供し得る。

【0011】

[0017] 図１に例示されるように、リモート電源回路１０２は、第２のリモート電源レール１５０に結合され得、それは、例えばローディングイベントに応答してリモート電源レール１１０へと素早くエネルギを結合するために、レール１１０上のＶｄｄＲよりも高い電圧値Ｖｄｄ２（Ｖｄｄ２＞ＶｄｄＲ）を有し得る。有利には、リモート電源回路１０２は、リモート電源レール１１０上のローディングイベントを検知するように構成され得、それは、ターゲット回路へのリモート電源回路の近接性に起因して、格段により速い応答時間を提供し得る。上述したように、リモート電源回路１０２は、例えば、レール１１０上のおよび／または回路１０３からのローディングイベントに応答して、ターゲット回路１０３のために、リモート電源レール１１０にリモート電流Ｉ２を提供する。リモート電源回路１０２は、ローディングイベントを検知するための検知回路１０７を含み得る。ここに説明される様々な実施形態において、リモート電源回路構成は、例えばローディングイベントを検知するための、電圧センサ、電流センサ、またはクロックセンサを含み得る。したがって、リモート電源回路１０２中の検知回路は、ターゲット回路１０３から、１０８において、クロック信号または電圧ＶｄｄＲを受け取る、あるいは電流を検知し得る。

【0012】

[0018] 本開示の実施形態は、有利には、例えば、ローカル電源回路１０１に結合され、およびローディングイベントに応答して生み出されたリモートフィードバック信号を生成するリモート電源回路１０２を含み得る。したがって、ローカル電源回路１０１は、リモートフィードバック信号を受け取り、リモートフィードバック信号に応答して、ローカル電流Ｉ１およびローカル電圧ＶｄｄＬをローカル電源レール１１１に生み出すように構成される。以下に例示されるように、いくつかの実施形態では、ローカル電源回路１０１はまた、例えばレール１１１上のローカル電圧ＶｄｄＬに基づいたローカルフィードバック信号を受け取り得る。図１に例示される構成の様々な実施形態を使用して、１つの電源回路は、ローディングイベントに応答してターゲット回路に速いトランジェント電力（transient power）を提供し得、別の電源回路は、ローディングイベントが発生したことを示すフィードバック信号を受け取り得、よって電圧および電流は、ターゲット回路の変化するダウンストリームローディング要件を満たすために、修正されることができる。

【0013】

[0019] この実施形態では、ローカル電源回路１０１は、例えば、ターゲット回路１０３のための電力のプライマリソースであり得、第２の電源回路１０２は、主としてターゲット回路１０３へのトランジェント電力を提供し得る。電源回路１０２はリモートフィードバック信号を電源回路１０１に提供するので、電源回路１０２は、ここにおいて「リモート」電源と呼ばれ、電源回路１０１は、ここにおいて「ローカル」電源と呼ばれる。当業者は、これは単に命名法（a naming convention）であること、およびこれらの名前は逆にされる（reversed）可能性がある、または他の名前が利用される可能性があることを認識することになる。

【0014】

[0020] 図２は、別の実施形態に従って、例示的な電源回路構成を例示する。この例では、ローカル電源回路２０１は、ハイサイドスイッチ（high side switch）２１０、ロウサイドスイッチ（low side switch）２１１、インダクタ２１２、および出力キャパシタ２１３を備えるスイッチングレギュレータである。スイッチ２１０および２１１は、例えば、ＭＯＳトランジスタであり得る。スイッチングレギュレータは、電源入力電圧Ｖｄｄｉｎを受け取り、ローカル電源レール電圧ＶｄｄＬを生み出し、それは制御回路２１４の入力におけるローカルおよびリモートフィードバック信号（「ＦＢ_Ｌ」および「ＦＢ_Ｒ」）によってレギュレートされる。この例では、例えば、Ｖｄｄｉｎは、ＶｄｄＬよりも大きく、およびスイッチングレギュレータは、Ｂｕｃｋスイッチングレギュレータである。図２に例示されるように、様々な実施形態によるローカルフィードバック２５０は、例えば、キャパシタ２１３、またはキャパシタンス２３３のようなさらにダウンストリームのポイントから、提供され得る。

【0015】

[0021] この例では、ＶｄｄＬは、リモート電源レール電圧ＶｄｄＲを生み出すために、寄生キャパシタンス２３１、２３３、および２３６、寄生インダクタンス２３２および２３４、およびブロックヘッドスイッチ（ＢＨＳ）２３５を備えるダウンストリーム回路２０３を通して結合される。ＢＨＳは、ターゲット回路１０３またはプロセッサ２０４の非アクティビティの時間の間（during times of Target Circuit 103, or Processor 204, inactivity）、電力消費を削減するために、図１におけるリモート電源レール（remote supply rail）１１０またはＶｄｄＲから、図１におけるターゲット回路１０３またはプロセッサ２０４を切断する手段を提供する。この例におけるダウンスチーム回路（は、マルチチップモジュール（ＭＳＭ）パッケージまたは集積回路（ＩＣ）の境界２０５に関連する寄生ＬおよびＣを含み得る。ＢＨＳ２３５は、例えばプロセッサ２０４および／または１つまたは複数の他のプロセッサ２９０のようなＩＣ上のターゲット回路にＶｄｄＬを分配（distribute）し得、それらの各々はまた、ここに説明されるようなリモート電源回路を含み得る。寄生キャパシタ２３６におけるリモート電源電圧レール２１６上のリモート電圧ＶｄｄＲは、プロセッサ２０４に結合される。電源（supply）２０１は、いくつかの実施形態では、電力管理集積回路（ＰＭＩＣ）においてインプリメントされ得、それは、境界２０５によって定義されるパッケージの外部にあり得る、および／またはパッケージとは別個であり得る。

【0016】

[0022] この例では、リモート電源回路２０２は、レール２１６に電荷パケットを配信するための回路を備える。例えば、回路２０２は、リモート電源レール２１６に結合された第１の端子、ＶｄｄＲよりも大きい電圧Ｖｄｄ２を有する第２のリモート電源レール２２７に結合された第２の端子を有するＰＭＯＳトランジスタ２２２を含む。電源レール２２７は、例えば、別のオフパッケージ電源（off package power supply）２２６によって駆動され得、それは、ＶｄｄＲよりも大きい第２のオンパッケージレール電圧を提供し得る。トランジスタ２２２の制御端子は、ワンショット回路（one shot circuit）２２１によって駆動される。回路２２１は、負荷電流の増加に応答して、降下しないようＶｄｄＲを維持する（maintain VddR from drooping）ためにＶｄｄ２からＶｄｄＲに電荷パケットを配信するため、ロードイベント信号を受け取ることに応答して、事前決定された時間期間の間、トランジスタ２２２をＯＮにする。ワンショット回路２２１は、検知回路２２０（以下に説明される）によって生成されるロードイベント信号を受け取るために結合された入力と、トランジスタ２２２の制御端子に結合された出力とを有する。この例では、検知回路２２０は、ローディングイベントを検知し、およびロードイベント信号を生成するクロック検知回路である。このケースではローディングイベントは、例えば、特定のプロセッサクロックがＯＮになる時であり得、それは、プロセッサロード電流が増加することになることを示し得る。ワンショット２２１およびトランジスタ２２２は、電荷パケット（またはクーロン）を配信するので、これらのコンポーネントは、時に、併せて「クーロンキャノン」と呼ばれる。

【0017】

[0023] この例では、ロードイベント信号はまた、リモートフィードバック信号である。例えば、検知されたプロセッサクロックがＯＮに遷移するとき、ロードイベント信号が生成されて、事前決定された時間期間の間ＰＭＯＳ２２２をＯＮにするようにワンショット２２１をトリガする（すなわち、クーロンキャノンを発射する）。ロードイベント信号はまた、ローカル電源２０１の動作を調整するために、制御回路２１４のリモートフィードバック入力ＦＢ_Ｒに送られる。例えば、一実施形態では、ローカルフィードバックは、電圧制御ループおよび／または電流制御ループをインプリメントし得、およびリモートフィードバックは、ハイサイドトランジスタをＯＮにし得る。例えば、ハイサイドトランジスタは、制御回路２１４におけるラッチにより典型的なスイッチングレギュレータサイクルの間にＯＮおよびＯＦＦになるようにトリガされ得る。リモートフィードバック入力（ＦＢ_Ｒ）においてリモートフィードバック信号を受け取ることは、事前決定された時間期間の間、Ｖｄｄｉｎをローカル電源レール２１５に結合するために（例えば、即座に）ハイサイドスイッチングトランジスタをＯＮにするようにラッチをトリガし得、それは、ハイサイドトランジスタが典型的に１サイクルの間にＯＮである典型的な時間期間よりも長い可能性がある。特に、ハイサイドスイッチは、例えば、パルス幅変調スイッチングサイクルの間の初期に（early）ＯＮにされ得、そのサイクルの残りの間および場合によっては１つまたは複数の後続のサイクルの間、ＯＮのままとなり得る。したがって、ハイサイドスイッチングトランジスタのＯＮ時間は、スイッチングレギュレータのデューティーサイクルの間またはそれより長い間増加される。別の実施形態では、リモートフィードバック信号が、例えば、電圧制御ループまたは電流制御ループへと導入され得る。その結果は、ローディングイベントを補償するために、ダウンストリームに素早くより多くの電力を提供するために、スイッチングレギュレータ出力電流または出力電圧、あるいはその両方を増加させることである。

【0018】

[0024] 上述したように、パッケージは、信号ＩＣまたはモジュール上の１つまたは複数のプロセッサのような多くのターゲット回路を含み得る。各そのようなプロセッサは、同様のリモート電源回路２０２を有し得る。したがって、プロセッサの各々は、ロードイベント信号を生成し得、それは、（図２に破線で示される）ＯＲゲートにおいて組み合わせられ、およびリモートフィードバック信号として使用されて、ローカル電源回路２０１が、複数の異なるプロセッサからのローディングイベントに応答するようにし得る。図２はまた、レール電圧ＶｄｄＲにおける増加を検知し、およびある最大公称値を下回るようにＶｄｄＲを維持するために電荷パケットを放電するための、ロウサイドトランジスタ２２８およびロウサイドクーロンキャノン２２９を例示する。

【0019】

[0025] 図３は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。いくつかの実施形態では、リモートフィードバック信号は、リモート電源レール上のリモート電圧が公称値を下回って降下するとき、ローカル電源からのローカル電流を増加させるようにローカルフィードバック信号を修正し得る。この例では、リモートフィードバック信号およびローカルフィードバック信号は、キャパシタ３５１および抵抗器３５０を使用して組み合わせられて、制御回路３００への修正されたフィードバック信号を生み出す。ここで、ロードイベント信号は、プルダウン３５２によって反転させられ、キャパシタ３５１を通してローカル電源回路のフィードバック経路へとＡＣ結合された、正パルスである。キャパシタ３５１は、リモートフィードバック信号を受け取るように構成される第１の端子と、ローカル電源のフィードバック入力（ＦＢ）に、および（例えば、抵抗器３５０を通して）電源レール３１５に、結合された第２の端子とを有する。リモートフィードバック信号の負のパルスは、フィードバック入力が減少されることをもたらし（ローカル電源出力は、そのパルスの期間の間、実際よりも低く見える）、それにより、例えば、事前決定された時間期間の間、ローカル電源がローカル電圧ＶｄｄＬ（および電流）を増加させる。

【0020】

[0026] したがって、この例では、ローディングイベントが発生するとき、ロードイベント信号が生成され、それは、クーロンキャノンに、リモート電源レール３１０へと電荷を発射（fire charge）させ、またローカル電源へのフィードバックＦＢ（例えば、電圧）も減少させる。トランジスタ２２２を閉じるための時間期間（例えば、電荷パケットのサイズ）は、ローカル電源（local supply）２０１からのローカル出力電圧の増加がリモート電源レール３１０に伝播して増加された負荷電流を提供するまで、最小電圧を上回るようリモート電源レール３１０を維持するために丁度充分な電荷を投入（inject）するために、カスタマイズされ得る。

【0021】

[0027] 図４は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。この例では、リモート電源回路４００は、増幅器４０１および電流センサ（例えば、抵抗器４０２および増幅器４０３）を含む。増幅器４０１は、基準電圧Ｖｓｅｔに結合され入力と、リモート電源レール４１０に結合された出力とを有する。この例では、増幅器４０１の第２の入力は、リモート電源レール４１０に結合される。その結果、ＶｄｄＲはＶｓｅｔと比較される。ＶｄｄＲが（例えば、ローディングイベントに応答して）Ｖｓｅｔを下回って下がるとき、増幅器４０１は、レール４１０へと出力電流Ｉｏを生み出し得る。この例では、出力電流は抵抗器４０２によって検知されて、電圧を生み出し、それは、増幅器４０３によって検知される。増幅器４０３は、今度は、リモートフィードバック信号を生み出し、それはこのケースでは、リモート電源４００からレール４１０への電流に対応する信号である。フィードバック信号は、制御回路４５１のフィードバックループに組み込まれ得て、ローカル電源２０１に、ターゲット回路（ここではプロセッサ２０４）の電流需要を満たすために、必要に応じてより多くの電圧または電流を生み出させる。この例では、リモートフィードバック信号を生成するためにリモート電源からリモート電源レールへの電流を検知するためのメカニズムは、抵抗器および増幅器を使用してインプリメントされる。しかしながら、例えばパラレル検知トランジスタ回路（parallel sense transistor circuits）のような、他の電流センサ回路および構成もまた使用される可能性があることは理解されるべきである。

【0022】

[0028] 一実施形態では、平均化回路４５０は、例えば、フィードバック信号を受け取り、および平均を生み出すように構成される。平均化回路４５０は、リモートフィードバック信号を受け取るための、リモート電源回路４００中の電流センサに結合された入力と、ローカル電源２０１のフィードバック入力（ＦＢ）に結合された出力とを有し得る。したがって、ローカル電源は、例えば、リモート電源４００からの平均電流に応答して、ターゲット回路への平均電流を生み出し得る。例示的な平均化回路は、例えば、フィルタ（例えば、ローパスフィルタ（ＬＰＦ））、インテグレータ、またはＰＩＤ（proportional-integral-differential）制御回路を含み得る。

【0023】

[0029] 図５は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。この例では、リモート電源回路５００は、リモート電源レール５１０上の電圧ＶｄｄＲよりも大きい電圧Ｖｄｄ２を有する第２のリモート電源レール２２７に結合された入力を有するスイッチングレギュレータ５０１を含む。スイッチングレギュレータ５０１はさらに、例えば、レギュレータの出力電圧を設定するための、基準電圧Ｖｓｅｔに結合された制御入力を含む。スイッチングレギュレータ５０１は、出力電流Ｉｏを生み出すための、リモート電源レール５１０に結合された出力を有する。この例では、スイッチングレギュレータはさらに、電圧ＶｄｄＲを検知するためにリモート電源レール５１０に結合されたフィードバック入力を含む。ＶｄｄＲは、Ｖｓｅｔと比較され、およびＶｄｄＲが（例えば、ローディングイベントに起因して）Ｖｓｅｔの公称値から逸脱し始めるとき、スイッチングレギュレータ５０１は、例えば、ＶｄｄＲをＶｓｅｔに戻すように駆動するために、リモート電源レール５１０へとまたはリモート電源レール５１０から電流Ｉｏを駆動すること（driving current Io into or out of remote power supply rail 510）によって応答する。この例では、スイッチングレギュレータ入力Ｖｄｄ２は出力ＶｄｄＲよりも大きいので、スイッチングレギュレータは、Ｂｕｃｋスイッチングレギュレータ（すなわち、Ｖｉｎ＞Ｖｏｕｔ）である。

【0024】

[0030] リモート電源回路５００はさらに、スイッチングレギュレータ５０１の出力からリモート電源レール５１０への電流を検知し、およびそれに従ってリモートフィードバック信号を生成するように構成される電流センサ５０３を含む。リモートフィードバック信号は、アップストリームローカル電源回路２０１の制御回路５５１のフィードバック入力（ＦＢ）に結合される。図４に関連して上述されたように、フィードバック信号は、ローカル電源回路２０１がリモート電源回路５００によって生み出される電流の平均を生み出すように、平均化回路４５０によって受け取られ得る。したがって、リモート電源回路５００は、負荷トランジェント（load transients）に応答し、およびトランジェント電流を生み出すように構成される、より小さくより速いスイッチングレギュレータであり得、ローカル電源回路５００は、より遅い平均電流を駆動するように構成される、より大きくより遅いスイッチングレギュレータであり得る。

【0025】

[0031] 図６は、ある実施形態による別の例示的な電源回路構成を例示する。この例では、ローカル電源回路６９０は、キャパシタ６１８上に電圧ＶｄｄＬを生み出すために、スイッチ６１０／６１１および６１５／６１６を含む２つのスイッチングステージによって駆動される複数のインダクタ６１２および６１７を備える、マルチフェーズスイッチングレギュレータを含む（電圧および電流制御ループは示されていない）。ＶｄｄＬは、例えば、寄生インダクタンスおよびキャパシタンスのような遅延回路６５０を通して結合され、負荷（load）６９５におけるダウンストリームリモート電源レール電圧ＶｄｄＲを生み出す。

【0026】

[0032] この例では、リモート電源回路６９１は、例えば、Ｖｓｅｔのような事前決定された値にＶｄｄＲを維持するように構成される高効率スイッチングレギュレータと高速線形増幅器との両方を含む。スイッチングレギュレータは、第２のリモート電源レール電圧Ｖｄｄ２と接地との間に結合されたスイッチ６３０／６３１を備え、ここでＶｄｄ２＞ＶｄｄＲであり、スイッチングレギュレータは、Ｂｕｃｋスイッチングレギュレータ（すなわち、Ｖｉｎ＞Ｖｏｕｔ）である。スイッチ間の中間スイッチングノード（an intermediate switching node）は、インダクタ６３２を通してＶｄｄＲに結合される。スイッチングレギュレータの出力上の電圧はＶｄｄＲであり、それは、基準電圧Ｖｓｅｔに結合された制御入力、ＶｄｄＲに結合されたフィードバック入力、およびスイッチ６３０／６３１をＯＮおよびＯＦＦにするドライバ出力を有する制御回路６３４によってレギュレートされる。同様に、線形増幅器６３７は、Ｖｄｄ２と接地との間で電力供給され、および、Ｖｓｅｔに結合された１つの入力と、ユニティゲイン構成（a unity gain configuration）において線形増幅器の出力に結合された第２の入力とを有し得、ここで線形増幅器の出力はＶｄｄＲに結合される。したがって、ＶｄｄＲがＶｓｅｔによって設定された公称値から逸脱するとき、線形増幅器は出力電流Ｉｏ１で最も速く応答し（responds fastest with an output current Io1）、およびスイッチングレギュレータは、ＶｄｄＲを公称値に維持するために、より効率的なＩｏ２で応答する。

【0027】

[0033] この例では、電流検知回路は、負荷６９５と、線形増幅器およびスイッチングレギュレータの出力との間で結合された直列抵抗器（series resistor）６３５を含む。差動検知増幅器６３６は、負荷を公称値に維持するために、負荷へと駆動される電流に対応するフィードバック信号へと、抵抗器６３５を横切る（across）差動電圧を、変換（translates）する。上述したように、ローディングイベントにもまた対応するフィードバック信号は、回路６５１によって平均化され得、アップストリームローカル電源回路６９０中のスイッチングレギュレータのフィードバック入力に提供され得る。

【0028】

[0034] 図７は、ある実施形態による電力を供給する方法を例示する。ここに説明されるある特定の実施形態の特徴および利点は、複数の電源を含み得、ここでダウンストリーム電源（例えば、クーロンキャノンまたはＢｕｃｋコンバータ）は、負荷電流トランジェントに応答して電流配信を提供し、およびアップストリーム電源（例えば、より大きなＢｕｃｋまたはより多くの電力、電流および／または電圧出力を有するＢｕｃｋ）を制御するためのフィードバック信号を生成して、アップストリームおよびダウンストリーム電源が幅広いローディング条件にわたってターゲット回路の電流および電圧要件を満たすために共に機能するようにする。例えば、７０１において、電圧および電流は、第１の電源（例えば、電源１０１、２０１、および／または６９０）によって生み出され得る。様々な実施形態において、第１の電源からの電圧および電流は、例えば、ダウンストリームフィードバック信号に応答して生み出され得、およびローカルフィードバックに応答してさらに生み出され得る。第１の電源は、第１の時間期間内に、ダウンストリーム電源レール上のローディングイベントに応答して、電流および電圧を生み出すように構成される。７０２において、電圧および電流は、ターゲット回路のためのダウンストリーム電源レールに結合される。上述したように、第１の電源からの電圧および電流は、例えば、寄生キャパシタンスおよび寄生インダクタンスのような様々なダウンストリーム回路（例えば、回路１０４、２０３、６５０および／または図３〜図５において電源（supply）２０１とプロセッサ２０４との間に例示された１つまたは複数の要素）を通して結合され得、それは、ダウンストリーム電源レール上でのローディングイベントの時間と、第１の電源が増加された電流で応答することができる時間との間に遅延を引き起こし得る。７０３において、電流は、第２の電源（例えば、電源１０２、２０２、４００、５００、および／または６９１）から生み出される。第２の電源は、例えば、より速くローディングイベントに応答するために、負荷の近くに配列され得る。電流は、ローディングイベントに応答して、第２の電源からダウンストリーム電源レールに生み出される。第２の電源は、例えば、ターゲット回路の急速に変化する電流需要に応答して、素早くより小さいトランジェント電流を提供するために、第１の電源よりも小さくかつより速いように構成され得る。電流は、第１の時間期間よりも短い第２の時間期間内に生み出され得る。７０４において、ダウンストリームフィードバック信号が、ローディングイベントに応答して生成され、第１の電源に提供される。第１の電源は、フィードバック信号を受け取り、負荷の電流需要を満たすために出力電流を増加させ得る。

【0029】

[0035] 上述の説明は、特定の実施形態の態様がどのようにインプリメントされ得るかの例とともに本開示の様々な実施形態を例示する。上述の例は、唯一の実施形態であると見なされるべきではなく、以下の特許請求の範囲によって定義される特定の実施形態の利点および柔軟性を例示するために提示されている。上記開示および以下の特許請求の範囲に基づいて、他の配列（arrangements）、実施形態、インプリメンテーションおよび同等物が、特許請求の範囲によって定義される本開示の範囲から逸脱することなく用いられ得る。
以下に本願の出願当初の特許請求の範囲に記載された発明を付記する。
[Ｃ１] 回路であって、
第１の電源レールに結合された第１の電源と、前記第１の電源は、前記第１の電源レール上のローディングイベントに応答して、第１の電流を前記第１の電源レールに提供し、およびフィードバック信号を生成するように構成される、
前記第１の電源に結合され、前記フィードバック信号を受け取りかつ前記フィードバック信号に応答して第２の電源レールへ第１の電圧および第２の電流を生み出すように構成される、第２の電源と、
前記第２の電源レールに結合された回路と、前記回路は、前記第２の電源から前記第２の電流および前記第１の電圧を受け取り、および前記受け取られた第２の電流および第１の電圧に基づいて、前記第１の電源レールに第２の電圧を生み出すように構成される、
を備える、回路。
[Ｃ２] 前記第１の電源は、前記第２の電源よりも速く前記ローディングイベントに応答する、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ３] 前記第２の電源は、前記第２の電源レールに生み出された前記第１の電圧に基づいた第２のフィードバック信号を受け取るようにさらに構成される、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ４] 前記第１の電源レール上の第３の電圧が公称値を下回って降下するとき、前記フィードバック信号は、前記第２の電源からの前記第２の電流を増加させるために、前記第２のフィードバック信号を修正する、Ｃ３に記載の回路。
[Ｃ５] 前記フィードバック信号を受け取るように構成される第１の端子と、前記第２の電源のフィードバック入力に、および前記第２の電源レールに、結合された第２の端子と、を有する少なくとも１つのキャパシタをさらに備える、Ｃ３に記載の回路。
[Ｃ６] 前記フィードバック信号により、前記第２の電源が、事前決定された時間期間の間、前記第２の電源レールに生み出される前記第１の電圧を増加させる、Ｃ３に記載の回路。
[Ｃ７] 前記第２の電源は、ハイサイドスイッチングトランジスタを備えるスイッチングレギュレータであり、ここにおいて、前記フィードバック信号は、事前決定された時間期間の間、電源入力電圧を前記第２の電源レールに結合するために、前記ハイサイドスイッチングトランジスタをオンにする、Ｃ３に記載の回路。
[Ｃ８] 前記第２の電源は、Ｂｕｃｋスイッチングレギュレータを備え、ここにおいて、前記フィードバック信号は、前記Ｂｕｃｋスイッチングレギュレータの１つまたは複数のデューティーサイクルの間、前記ハイサイドスイッチングトランジスタのＯＮの時間を増加させる、Ｃ７に記載の回路。
[Ｃ９] 前記第１の電源は、
前記第１の電源レールに結合された第１の端子、第３の電源レールに結合された第２の端子、および制御端子を有する第１のトランジスタと、ここにおいて、前記第３の電源レール上の第３の電圧は、前記第１の電源レール上の第４の電圧よりも大きい、
前記ローディングイベントを検知し、およびロードイベント信号を生成するための検知回路と、
前記ロードイベント信号を受け取るために結合された入力および前記第１のトランジスタの前記制御端子に結合された出力を有するワンショット回路と、前記ワンショット回路は、前記ロードイベント信号に応答して、事前決定された時間期間の間、前記第１のトランジスタをオンにする、
を備える、Ｃ３に記載の回路。
[Ｃ１０] 前記回路は、寄生キャパシタンスおよび寄生インダクタンスを備える、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ１１] 前記ローディングイベントを検知するためのクロックセンサをさらに備える、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ１２] 前記ローディングイベントを検知するための電圧センサをさらに備える、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ１３] 前記ローディングイベントを検知するための電流センサをさらに備える、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ１４] 前記第１の電流は、前記第１の電源レールを介してプロセッサに提供される、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ１５] 前記第１の電源は、
基準電圧に結合された入力、および前記第１の電源レールに結合された出力を有する増幅器と、
前記増幅器の前記出力から前記第１の電源レールへの電流を検知し、および前記検知された電流に基づいて、前記フィードバック信号を生成するように構成される電流センサと、
を備える、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ１６] 前記電流センサは、
前記増幅器の前記出力と前記第１の電源レールとの間に結合された抵抗器と、
前記抵抗器の第１の端子に結合された第１の端子、前記抵抗器の第２の端子に結合された第２の端子、および前記フィードバック信号を生み出すための出力を有する第２の増幅器と、
を備える、Ｃ１５に記載の回路。
[Ｃ１７] 前記フィードバック信号を受け取るために前記電流センサに結合された入力と、前記第２の電源のフィードバック入力に結合された出力とを有する平均化回路をさらに備える、Ｃ１５に記載の回路。
[Ｃ１８] 前記第１の電源は、
前記第１の電源レール上の第４の電圧よりも大きい第３の電圧を有する第３の電源レールに結合された入力、基準電圧に結合された制御入力、および前記第１の電源レールに結合された出力を有するスイッチングレギュレータと、
前記スイッチングレギュレータの前記出力から前記第１の電源レールへの電流を検知し、および前記検知された電流に基づいて、前記フィードバック信号を生成するように構成される電流センサと、
を備える、Ｃ１に記載の回路。
[Ｃ１９] 電力を供給する方法であって、
フィードバック信号に応答して、第１の電源から第１の電源レールへ第１の電圧および第１の電流を生み出すことと、前記第１の電源は、第１の時間期間内に、第２の電源レール上のローディングイベントに応答して、電流および電圧を生み出すように構成される、
第１の回路を通して前記第２の電源レールに前記第１の電圧および第１の電流を結合することと、
前記第１の時間期間より短い第２の時間期間内に、前記ローディングイベントに応答して、第２の電源から前記第２の電源レールに第２の電流を生み出すことと、
前記ローディングイベントに応答して、前記フィードバック信号を生成することと、
を備える、方法。
[Ｃ２０] 装置であって、
フィードバック信号に応答して、第１の電源レールに第１の電圧および第１の電流を生み出すための第１の手段と、前記第１の手段は、第１の時間期間内に、第２の電源レール上のローディングイベントに応答して、電流および電圧を生み出すように構成される、
前記第１の電圧および第１の電流を前記第２の電源レールに結合するための手段と、
前記第１の時間期間より短い第２の時間期間内に、前記ローディングイベントに応答して、前記第２の電源レールに第２の電流を生み出すための手段と、
前記ローディングイベントに応答して、前記フィードバック信号を生成するための手段と、
を備える、装置。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】