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CN112912819A - 在电力辅助单元中提供高带宽电容器电路的方法与装置 - Google Patents

在电力辅助单元中提供高带宽电容器电路的方法与装置 Download PDF

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CN112912819A
CN112912819A CN201980070796.9A CN201980070796A CN112912819A CN 112912819 A CN112912819 A CN 112912819A CN 201980070796 A CN201980070796 A CN 201980070796A CN 112912819 A CN112912819 A CN 112912819A
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controller
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马克·A·默西尼
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Dell Products LP
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Abstract

一种信息处理系统包含电力供应单元与电力辅助单元。电力供应单元为电力轨提供电力。电力辅助单元包含电力储存组件，转换器，该转换器包含被耦合以从电力储存组件向电力轨提供电力的开关装置，以及控制器，该控制器被配置成接收指示负载所需电力的负载指示并提供基于负载指示的中间输出。控制器包含升压组件，以接收中间输出并提供控制器输出。控制器输出是由偏置组件提供的偏置电压位准与中间输出之和。控制器输出耦合到开关装置的闸极。响应于控制器输出，转换器将电力从电力储存组件提供到电力轨。

Description

在电力辅助单元中提供高带宽电容器电路的方法与装置
相关申请的交叉引用
本申请要求2018年10月30申请的题为“用于在电力辅助单元中提供高带宽电容器电路的方法与装置”的美国专利申请16/175,824的优先权，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“基于电力辅助单元的充电来提供平台电力峰值限制的方法与装置”的共同未决的美国专利申请16/175,813(DC-112326)中，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“基于活动特征提供动力辅助单元输出的动态调节的方法与装置”的共同未决的美国专利申请第16/175,816(DC-112327)号中，其揭露内容通过引用结合到本文中。
相关主题包含在与此同时提交的题为“基于活动特征提供电力辅助单元输出的动态调节的方法与装置”的共同未决的美国专利申请16/175,820(DC-112328)号中，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“用于用电力辅助单元提供平滑通电运行的装置与方法”的共同未决的美国专利申请16/175,827(DC-112330)号中，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“控制电力辅助单元的方法与装置”的共同未决的美国专利申请16/175,830(DC-112331)中，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“用于用电力辅助单元提供平滑通电运行的方法与装置”的共同未决的美国专利申请16/175,827(DC-112330)中，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“用电力辅助单元来延长电力保持的方法与装置”的共同待决的美国专利申请16/175,828(DC-112333)中，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“用于提供峰值优化的电力供应单元的方法与装置”的共同未决的美国专利申请16/175,831(DC-112334)中，其揭露内容通过引用并入本文。
相关主题包含在与此同时提交的题为“将电流指示器分配到多个端点的方法与装置”的共同未决的美国专利申请16/175,832(DC-112336)中，其揭露内容通过引用并入本文。
技术领域
本揭露总体上关于一种信息处理系统，并且更具体地关于在电力辅助单元中提供高带宽电容器电路。
背景技术
随着信息的价值与使用不断增加，个人与企业寻求其他方式来处理与储存信息。一种选择是信息处理系统。信息处理系统通常出于业务、个人或其他目的处理、编译、储存与/或传递信息或数据。因为技术与信息处理的需求与要求在不同的应用程序之间可能会有所不同，所以信息处理系统在处理什么信息，如何处理信息，处理、储存或传递多少信息以及处理、储存或传递信息的速度与效率也可能有所不同。信息处理系统的变化允许信息处理系统是通用的或针对特定使用者或特定用途配置的诸如金融事务处理、预订、企业数据储存或全球通信。另外，信息处理系统可以包含可以被配置为处理、储存与传递信息的各种硬件与软件资源，并且可以包含一个或多个计算机系统、数据储存系统与联网系统。
发明内容
一种信息处理系统，可以包含电力供应单元与电力辅助单元。电力供应单元可以为电力轨供电。电力辅助单元可以包含：电力储存组件，转换器，其包含被耦合以从电力储存组件向电力轨提供电力的开关装置，以及控制器，其被配置成接收指示负载所需要的电力的负载指示，并且基于负载指示提供中间输出。控制器可以包含升压组件，以接收中间输出并提供控制器输出。控制器输出可以是由偏置组件提供的偏置电压位准与中间输出之和。控制器输出可以耦合到开关装置的闸极。转换器可以响应于控制器输出而从电力储存组件向电力轨提供电力。
附图说明
应当理解，为了图示的简单与清楚起见，图式中图标的组件未必按比例绘制。例如，某些元素的尺寸相对于其他元素被放大了。结合本文呈现的图式示出与描述了结合本揭露的教导的实施方式，其中：
图1是根据本揭露实施方式的信息处理系统的框图；
图2是根据本揭露的实施方式的包含用于信息处理系统的电力辅助单元的电力控制系统的框图；
图3是根据本揭露的实施方式的包含用于信息处理系统的电力辅助单元的电力供给系统的框图；以及
图4示出了控制PAU的方法；
图5是根据本揭露的另一实施方式的包含用于信息处理系统的电力辅助单元的电力供给系统的框图；
在不同图式中使用相同的附图标记表示相似或相同的项目。
具体实施方式
提供以下结合图式的描述以帮助理解本文揭露的教导。以下讨论将集中于教导的具体实施方案与实施方式。提供此焦点是为了帮助描述这些教导，并且不应将其解释为对这些教导的范围或适用性的限制。然而，其他教导当然可以用于该应用中。这些教导还可以用在其他应用中，并具有几种不同类型的体系结构，例如分布式计算体系结构、客户端/服务器体系结构或中间件服务器体系结构以及相关资源。
图1示出了信息处理系统100的实施方式，该信息处理系统100包含处理器102与104、芯片组110、内存120、连接至视频显示器134的图形适配器130、包含基本输入与输出系统/可扩展固件接口(BIOS/EFI)模块142的非挥发性RAM(NV-RAM)140、磁盘控制器150、硬盘驱动器(HDD)154、光盘驱动器156、连接到固态驱动器(SSD)164的磁盘仿真器160、连接到附加资源174的输入/输出(I/O)接口170与可信平台模块(TPM 176、网络接口180与基板管理控制器(BMC)190)。处理器102通过处理器接口106连接到芯片组处理器接口110进行连接，并且处理器104通过处理器接口108连接到芯片组。在特定的实施方式中，处理器102与104通过高容量的一致性结构在一起，诸如超高速传输链路，快速通道互联等。
芯片组110表示集成电路或集成电路组，其管理处理器102与104与信息处理系统100的其他组件之间的数据流。在特定实施方式中，芯片组110表示一对集成电路，诸如北桥组件与南桥组件。在另一实施方式中，芯片组110的一些或全部功能与特征与处理器102与104中的一个或多个集成在一起。内存120通过内存接口122连接到芯片组110。内存接口122的示例包含双倍数据速率(Double Data Rate；DDR)内存信道且内存120表示一个或多个DDR双列直插式内存模块(Dual In-Line Memory Module；DIMM)。在特定实施方式中，内存接口122表示两个或多个DDR通道。在另一实施方式中，处理器102与104中的一个或多个包含内存接口，该内存接口为处理器提供专用内存。DDR通道与连接的DDR DIMM可以符合特定的DDR标准，诸如DDR3标准、DDR4标准、DDR5标准等。内存120可以进一步表示内存类型的各种组合，诸如动态随机存取内存(DRAM)DIMM、静态随机存取内存(SRAM)DIMM，非挥发性DIMM(NV-DIMM)、储存类内存设备、只读存储器(ROM)设备等。
图形适配器130经由图形接口132连接到芯片组110，并向视频显示器134提供视频显示输出136。图形接口132的示例包含快速周边组件互连(Peripheral ComponentInterconnect-Express；PCIe)接口且图形适配器130可以根据需要或期望包含四通道(x4)PCIe适配器、八通道(x8)PCIe适配器、16通道(x16)PCIe适配器或其他配置。在特定实施方式中，图形适配器130设置在系统印刷电路板(PCB)上。视频显示输出136可以包含数字视频接口(DVI)、高清多媒体接口(HDMI)、显示端口接口等，并且视频显示器134可以包含监视器、智能型电视、诸如笔记本电脑显示器的嵌入式显示器等。
NV-RAM 140、磁盘控制器150与I/O接口170通过I/O信道112连接到芯片组110。I/O通道112的示例包含一个或多个连结在芯片组110与NV-RAM 140、磁盘控制器150与I/O接口170中的每个之间的点对点PCIe。芯片组110还可以包含一个或多个其他I/O接口，包含工业标准体系结构(Industry Standard Architecture；ISA)接口、小型计算机串行接口(SmallComputer Serial Interface；SCSI)接口、内部集成电路(Inter-Integrated Circuit；I2C)接口、系统分组接口(System Packet Interface；SPI)、通用串行总线(USB)、另一个接口或它们的组合。NV-RAM 140包含BIOS/EFI模块142，该BIOS/EFI模块142储存机器可执行代码(BIOS/EFI代码)，该代码可执行用于检测信息处理系统100的资源，提供资源的驱动器，初始化资源以及提供资源的公共访问机制。BIOS/EFI模块142的功能与特征将在下面进一步描述。
磁盘控制器150包含磁盘接口152，该磁盘接口152将磁盘控制器连接到硬盘驱动器(HDD)154、光盘驱动器(ODD)156与磁盘仿真器160。磁盘接口152的示例包含集成驱动电子(IDE)接口、高级技术附件(ATA)(诸如并行ATA(PATA)接口或串行ATA(SATA)接口)、SCSI接口、USB接口、专有接口或它们的组合。磁盘仿真器160允许固态驱动器(SSD)164通过外部接口162连接到信息处理系统100。外部接口162的示例包含USB接口、IEEE1394(火线)接口、专有接口、或其组合。或者，固态驱动器164可以设置在信息处理系统100内。
I/O接口170包含外围接口172，该外围接口将I/O接口连接到附加资源174、TPM176以及网络接口180。外围接口172可以是与I/O信道112相同类型的接口，或者可以是不同类型的接口。这样，当外围接口172与I/O信道是相同类型时，I/O接口170扩展了I/O信道112的容量，并且当它们是不同类型时，该I/O接口将信息从适合于该I/O通道的格式转换成适合于外围信道172的格式。附加资源174可以包含数据储存系统、附加图形接口、网络适配器(NIC)、声音/视频处理卡、另一附加资源或它们的组合。附加资源174可以位于主电路板上、位于信息处理系统100内的单独的电路板或附加卡上、位于信息处理系统外部的设备或其组合中。
网络接口180表示设置于信息处理系统100内，位于信息处理系统的主电路板上集成在另一个组件(诸如芯片组110)上，位于另一个合适的位置或其组合中的网络通信设备。网络接口设备180包含网络信道182，该网络信道182向信息处理系统100外部的设备提供接口。在特定实施方式中，网络信道182的类型与外围设备通道172的类型不同，并且网络接口180将信息从适合于外围信道格式转换为适合于外部设备的格式。在特定实施方式中，网络接口180包含网络适配器(NIC)或主机总线适配器(HBA)，并且网络信道182的示例包含无限带宽信道、光纤信道、千兆位以太网信道、专有信道体系结构，或其组合。在另一个实施方式中，网络接口180包含无线通信接口，并且网络信道182包含WiFi信道、近场通信(NFC)通道、蓝芽或低能量蓝芽(BLE)通道、基于蜂巢的接口(诸如作为全球移动系统(GSM)接口、码分多址(CDMA)接口、通用移动电信系统(UMTS)接口、长期演进(LTE)接口或其他基于蜂巢的接口)，或者它们的组合。网络信道182可以连接到外部网络资源(未示出)。该网络资源可以包含另一信息处理系统、数据储存系统、另一网络、网格管理系统、另一合适的资源或其组合。
BMC 190经由一个或多个管理接口192连接到信息处理系统100的多个组件，以提供对信息处理系统的组件的带外监视、维护与控制。这样，BMC 190表示不同于处理器102与处理器104的处理设备，它为信息处理系统100提供了各种管理功能。例如，BMC 190可以负责电力管理、冷却管理等。术语基板管理控制器(baseboard management controller；BMC)通常在服务器系统的情境中使用，而在消费级设备中，BMC可以称为嵌入式控制器(embedded controller；EC)。数据储存系统中包含的BMC可以称为储存机柜处理器。刀片服务器的机箱中包含的BMC可以称为机箱管理控制器，刀片服务器的刀片中包含的嵌入式控制器可以称为刀片管理控制器。BMC 180提供的能力与功能可能会根据信息处理系统的类型而有很大不同。BMC 190可以根据智能平台管理接口(Intelligent PlatformManagement Interface；IPMI)进行运行。BMC 190的示例包含集成的戴尔远程访问控制器(iDRAC)。管理接口192表示BMC 190与信息处理系统100的组件之间的一个或多个带外通信接口，并且可以包含内部集成电路(I2C)总线、系统管理总线(SMBUS)、电力管理总线(PMBUS)、低引脚数(LPC)接口、诸如通用串行总线(USB)或串行外围设备接口(SPI)之类的串行总线、诸如以太网络接口之类的网络接口、诸如快速周边组件互连(PCIe)接口之类的高速串行数据链接、网络控制器边带接口(NC-SI)等。如本文所使用的，带外访问是指与BIOS/运行系统执行环境分开地在信息处理系统100上执行的运行，即与处理器102与104对代码的执行以及对信息处理系统响应执行的代码执行的程序不同。
根据需要或期望，BMC 190用于监视与维护诸如储存在BIOS/EFI模块142中的代码之类的系统固件、图形接口130的可选ROM、磁盘控制器150、附加资源174、网络接口180或信息运行系统100的其他元素。特别地，BMC 190包含网络接口194，该网络接口可以根据需要或期望连接到远程管理系统以接收固件更新。此处，BMC 190接收固件更新，将更新储存到与BMC关联的数据储存装置，将固件更新传输到作为固件更新对象的设备或系统的NV-RAM，从而替换当前运行与设备或系统相关联的固件，并重新启动信息处理系统，然后设备或系统将使用更新的固件映像(firmware image)。BMC 190利用各种协议与应用程序编程接口(application programming interface；API)来指导与控制用于监视与维护系统固件的过程。用于监视与维护系统固件的协议或API的示例包含与BMC 190关联的图形用户界面(GUI)GUI、由分布式管理任务组(DMTF)定义的接口(诸如Web服务管理(WS-MAN)接口、管理组件元传输协议(MCTP)或鲑接口(Redfish interface))，各种供货商定义的接口(诸如戴尔EMC远程访问控制器管理员(RACADM)实用程序、戴尔EMC开放管理储存服务器管理员(OMSS)实用程序、戴尔EMC开放管理内存服务(OMSS)实用程序、或戴尔EMC开放管理部署工具包(DTK)套件)、BIOS设置实用程序(诸如由“F2”引导选项调用)、或根据需要或期望的其它协议或API。
在特定实施方式中，BMC 190被包含在信息处理系统100的主电路板(诸如，基板、主板或其任何组合)上，或者被集成到信息处理系统的另一组件(诸如，芯片组110或其他合适的组件)上，根据需要或期望。这样，BMC 190可以是信息处理系统100内的集成电路或芯片组的一部分。BMC190的示例包含集成的戴尔远程访问控制器(iDRAC)等。BMC 190可以在与信息处理系统100中其他资源分开的电力平面上运行。因此BMC 190可以在信息处理系统100的资源关闭时通过网络接口194与管理系统进行通信。在此，信息可以从管理系统发送到BMC 190，并且该信息可以储存在与BMC相关联的RAM或NV-RAM中。在BMC 190的电源平面掉电之后，储存在RAM中的信息可能会丢失，而在NV-RAM中储存的信息可以通过BMC的电力平面的掉电/上电循环来保存。
在典型的使用情况下，信息处理系统100表示企业级处理系统，诸如可以在数据中心或其他计算密集型处理环境中找到的系统。在这里，系统电力负载可能非常大，不仅在总电力消耗方面，而且在峰值电力需求、快速电力需求位准变化、电力故障容忍度、紧急掉电运行时电压位准保持与电压位准变化、与其他动态电力状态方面。这样，典型的信息处理系统包含电力管理系统，以根据需要通信与管理各种电力状态与更改。用于信息处理的电力系统可以包含为信息处理系统提供一个或多个电压轨的电力供应单元(power supplyunit；PSUs)，用于管理信息处理系统CPU特有的要求更高的电力负载的CPU电压调节器(voltage regulator；VRs)以及其他根据需要或期望的逻辑与控制组件。
随着电力系统对信息处理系统的需求的增加，信息处理系统可以采用耦合在PSUs与信息处理系统的各种负载(包含CPU VR)之间的电力辅助单元(power assist unit；PAU)来为负载提供电压轨支持与峰值需求电流，并且电力辅助单元更靠近负载以提供更干净、更快的电压轨支持与峰值需求电流。特别地，现有解决方案通常将提供较大的PSUs，以维持电压轨位准与电源峰值电流需求，并且将在负载组件附近提供大量电容器，以确保快速响应负载变化的电力需求。PAU的添加使中间路径能够通过提供电力储存组件与控制逻辑来确保电力稳定性与容量，从而随着负载的增加将电力储存组件耦合到电压轨。然后，当负载减小时，可以对电力储存组件进行充电以保持为下一次负载增大做好准备。
用于PAU的控制逻辑可以是可编程的，以根据需要或期望提供不同的电压位准支持与峰值电流支持。例如，信息处理系统可以包含一个以上的PAU，每个PAU配置为满足信息处理系统的负载的不同部分的独特需求。此外，控制逻辑可以为不同的负载状况或系统工作状态提供不同的电压与电流调节方案。例如，根据需要或期望，PAU可以配置为在负载的需求峰值期间为电源提供支持，在不同的平台负载状态下提供不同的调节方案，以在紧急掉电情况下辅助保持电力，在PSUs上缓冲电力需求以避免不必要地循环(cycling)闲置/非工作(off-duty)的PSUs，以在将PSUs从闲置切换到工作(on-duty)时平滑电力转换，反之亦然，为其他负载状况或系统工作状态提供不同的电压与电流调节方案。而且，控制逻辑可以基于各种系统状态或状况来提供不同的充电方案与充电速率。例如，根据需要或期望，PAU可以配置为基于信息处理系统负载存量(inventory)、基于动态电力消耗与负载状况、基于硬件限制或管理系统施加的电力上限来提供不同的充电速率。
图2示出了用于类似于信息处理系统100的信息处理系统的电力控制系统200。电力控制系统200包含一个或多个PSU 202、电流监视组合器206、系统电流监视分配器208、一个或多个PAU 210、一个或多个CPU VR 214、复杂可编程逻辑设备(complex programmablelogic device；CPLD)218、内部集成电路(I2C)接口多任务器(I2C MUX)220、基板管理控制器(BMC)222、一个或多个CPU 228、一个或多个PCIe适配器230、另一系统电流监视分配器232与一个或多个非挥发性内存标准(NVMe)接口234。将理解，电力控制系统200表示信息处理系统的整个电力系统的各种监视、管理与控制方面，以及图2并非旨在示出主题信息处理系统的实际配电网络。图3示出了简化的电力供应系统，如下文进一步描述。
PSU 202表示一种切换电力转换器设备，其接收输入电力(通常是交流(AC)电力线输入)并提供一个或多个输出电压轨(通常是直流电力轨)。PSU 202可配置为以各种运行模式运行，诸如待机模式、正常电力模式与恒定电流模式。此外，基于信息处理系统上制定的各种平台电力状态，一个或多个电压轨可以被通电而其他电力轨被断电。这样，PSU 202包含I2C接口，该I2C接口经由I2C MUX 220连接到BMC 222，并且允许将各种状态与配置信息传送到BMC以及从BMC接收各种控制信息，如下文进一步描述的。另外，PSU 202向电力控制系统200提供各种硬件状态信号。此类硬件状态信号可以包含各种双向状态信号，诸如由OCW模块204提供的过电流警告(over-current warning；OCW)、电力正常信号(power-oksignal；POK)、恒定电流(CC)信号，输入电压状态(input voltage status；Vin_Good)信号、系统管理总线(SMB)警报(SMB_ALERT)信号或其他根据需要或期望的双向状态信号。如下文进一步描述的，硬件状态信号还可包含各种模拟信号，诸如PSU电流位准(PSU_IMON)信号或其他根据需要或期望的模拟信号。响应于由OCW模块204提供的过电流警告，将SMB_ALERT信号提供给CPLD 218。
在特定实施方式中，PSU_IMON信号是电压位准信号，诸如其中PSU 202在主电源中提供电流感测电阻器，并且其中PSU_IMON信号表示感测电阻器两端的电压。在另一实施方式中，PSU_IMON信号是电流位准信号，诸如其中PSU 202提供电流跟随器电路，其输出电流基于主电源的电流。在任一实施方式中，电流监控组合器206被运行以从PSU 202接收PSU电流位准(PSU_IMON)信号以及从电力控制系统200的一个或多个附加PSU接收其他PSU电流位准信号，并将PSU电流位准信号组合为提供系统电流位准(Sys_IMON)信号。例如，其中PSU_IMON信号是电压位准信号的情况下，可以提供Sys_IMON信号作为电压加法电路的输出，以使得Sys_IMON电压与PSU_IMON电压的总和成比例。在另一示例中，其中PSU_IMON信号是电流位准信号的情况下，可以将Sys_IMON信号提供为电流加法电路的输出，使得Sys_IMON电流与PSU_IMON电流的总和成比例。将理解的是，在特定的PSU专用于为信息处理系统的特定部分(例如信息处理系统的子系统)提供电力的情况下，可以利用类似于电流监视组合器206的电流监视组合器，以根据需要或期望，为信息处理系统的部分或子系统提供电流位准信号。注意，Sys_IMON信号指示由PSU 202与一个或多个附加PSU提供的电流的总量，并且不应与提供给信息处理系统的负载的总电流相混淆。特别地，如下面进一步描述的，PAU 210可替代地向负载提供电流，或者从PSU 202与一个或多个附加PSUs接收电流以对PAU的电力储存装置充电。这样，提供给负载的总电流将大于Sys_IMON信号指示的电流(当PAU 210向负载提供电流时)，或者小于Sys_IMON信号指示的电流(当PAU接收电流为电力储存装置充电时)。
在典型的信息处理系统中，CPU VR 214接收Sys_IMON信号作为当前比例信号，并且CPU VR基于Sys_IMON信号调节提供给CPU 226的电力。例如，CPU VR 214可以确定PSU202向信息处理系统提供的电力低于完全额定的电力位准，并且作为响应，CPU VR可以增加CPU 226的电压位准以提高CPU的性能，从而利用更多的PSU 202电力容量。在另一个示例中，CPU VR 214可以确定PSU 202正在以完全额定电力位准或以接近额定电力位准向信息处理系统提供，作为响应，CPU VR可以降低CPU 226的电压位准以降低CPU的性能，从而降低PSU 202的利用的电力。在典型情况下，信息处理系统的储存装置(诸如一个或多个双列直插式储存模块(DIMM))可以与CPU 226共享一个电力轨，因此Sys_IMON信号可用于优化储存装置的电力消耗。这样，在电力控制系统200中利用Sys_IMON信号将信息处理系统上的电力状况预先通知CPU VR 214，使得CPU VR可以前瞻性地响应电力状况以更好地利用PSU202。CPUVR 214提供关于CPU VR的状态与运行的信息(CPU_Inf)到CPU 226，使得CPU可以根据该信息根据需要或期望来调节CPU的处理运行。CPU VR 214进一步包含I2C接口，该I2C接口经由I2C MUX 220连接到BMC 222，并且允许将各种状态与配置信息传送到BMC以及从BMC接收各种控制信息，如下文进一步描述的。另外，如下文进一步所述，CPU VR 214提供由OCW模块216提供给CPLD 218的过电流警报(ALERT#)。
在本实施方式中，电力控制系统200将Sys_IMON信号提供给PAU 210、PCIe适配器230、NVMe接口234与信息处理系统的其他组件，使得PAU、PCIe适配器，可以预先将信息处理系统上的电力状况通知NVMe接口与信息处理系统的其他组件，并且可以前瞻性地响应电力状况以更好地利用PSU202。但是，因为Sys_IMON信号是电流比例信号，因此，Sys_IMON信号不能直接呈扇形扩散到PAU 210、PCIe适配器230、NVMe接口234与信息处理系统的其他组件。取而代之的是，将来自电流监视组合器206的Sys_IMON信号提供给系统电流监视分配器208，以生成Sys-IMON信号的多个副本。特别地，系统电流监视分配器208将Sys_IMON信号的各个副本提供给CPU VR 214、PAU 210以及系统电流监视分配器232。此外，系统电流监视分配器232将Sys_IMON信号的各个副本提供给PCIe适配器230及NVMe接口234。例如，系统电流监控器分离器208与232可以利用电流镜像电路，该电流镜像电路基于接收到的电流信号输入来产生一个或多个镜像电流信号输出。典型地，CPU VR 214与CPU 226的制造商结合或由CPU 226的制造商提供。因此，与Sys_IMON信号相关联的要求通常由CPU的制造商发布的CPUVR的规范来定义。例如，Sys_IMON信号可以类似于由一个或多个微处理器制造商发布的各种规范中所指定的各种系统级电力信号。在此，接收到Sys_IMON的电力控制系统200的每个设备将被理解为符合特定的CPU VR规范。
CPLD 218表示可编程装置，该可编程装置为利用电力控制系统200的信息处理系统提供各种逻辑功能。特别地，CPLD 218包含多个通用I/O(GPIOs)，并且被程序设计为在GPIOs上接收的信号与GPIOs上提供的信号之间提供各种关系。这样，CPLD 218被配置为从PSU 202接收SMB_ALERT信号，从CPU VR 218接收ALERT#信号，以及从PAU 210接收PAU邻接电荷位准指示(PAU_Critical_Charge)，如下文进一步描述。如下文进一步所述，CPLD 218进一步配置为向PAU 210提供PAU充电使能信号(PAU_Charge_Enable)，向CPU 226提供处理器过热信号(PROCHOT#)，并向PCIe适配器230(B30)与NVMe接口234(UI)提供电力制动(BRAKE)信号。
PCIe适配器230表示包含电力控制系统200的信息处理系统的一个或多个PCIe根埠和端点设备。在特定实施方式中，Sys_IMON信号被PCIe适配器230接收作为由Sys_IMON分离器232分离的电流比例信号。在另一个实施方式中，其中在PCIe适配器230被配置为接收电压比例信号的情况下，诸如通过包含将电流比例信号转换为电压比例信号的方式，将Sys_IMON信号转换为电压比例信号。无论哪种情况，PCI适配器230都基于Sys_IMON信号来调节其电力分布。例如，PCIe适配器230可以确定PSU 202向信息处理系统提供的电力低于完全额定的电力位准，并且作为响应，PCIe适配器可以提高其性能，从而利用PSU 202的更多电力容量。另一个示例，PCIe适配器230可以确定PSU 202正在以完全额定电力位准或以接近额定电力向信息处理系统提供信息，并且作为响应，PCIe适配器可以降低其性能，从而降低了PSU 202的电力利用率。PCIe适配器230进一步包含I2C接口，该I2C接口经由I2C MUX220连接到BMC 222，并允许将各种状态与配置信息传送到BMC以及从BMC接收各种控制信息，如下文进一步描述。将理解的是，PCIe适配器230可以表示两个或更多个PCIe适配器，每个PCIe适配器根据需要或期望从Sys_IMON分离器232接收单独的Sys_IMON信号。
NVMe接口234表示包含电力控制系统200的信息处理系统的一个或多个非挥发性内存(non-volatile memory)控制器。在特定实施例中，NVMe接口234接收Sys_IMON信号作为由Sys_IMON分离器232分离的电流比例信号。在另一实施例中，其中在NVMe接口234被配置为接收电压比例信号的情况下，诸如通过包含将电流比例信号转换为电压比例信号的方式，将Sys_IMON信号转换为电压比例信号。在任一情况下，NVMe接口234均可确定PSU 202向信息处理系统提供的电力低于完全额定的电力位准，并且作为响应，NVMe接口可提高其性能，从而利用PSU 202的更多电力容量。在另一个示例中，NVMe接口234可以确定PSU 202正在以完全额定电力位准或以接近完全额定电力位准向信息处理系统提供信息，并且作为响应，NVMe接口可以降低其性能，从而降低PSU 202的电力利用率。接口230更包含I2C接口，该I2C接口经由I2C MUX 220连接到BMC 222，并允许将各种状态与配置信息传送到BMC以及从BMC接收各种控制信息，如下文进一步描述的。将理解的是，NVMe接口234可以表示两个或多个NVMe接口，根据需要或期望，每个接口从Sys_IMON分离器232接收单独的Sys_IMON信号。将进一步理解，NVMe接口的I2C接口可与PCIe适配器230的I2C接口共享公共I2C总线。此外，将理解，电源管理系统200可包含一个或多个附加子系统，诸如网络接口设备(networkinterface device；NIC)、储存适配器或信息处理系统的另一个子系统，其可以根据需要或期望接收Sys_IMON信号并相应地调整子系统的性能。
PAU 210是连接于PSU 202与信息处理系统的负载之间的电源，如下面关于图3所示与所述，以信息处理系统的负载提供了更清洁、更快的电压轨支持与峰值需求电流。PAU210包含控制逻辑，如下面关于图3-5所示与所述，以根据需要或期望提供不同的电压位准支持与峰值电流支持。例如，信息处理系统可以包含一个以上的PAU，每个PAU配置为满足信息处理系统负载不同部分的独特需求。此外，如下文进一步描述的，控制逻辑可以为不同的负载状况或系统工作状态提供不同的电压与电流调节方案。例如，PAU 210从Sys_IMON分配器201接收Sys_IMON信号，并在来自负载的需求尖峰期间提供对电力的支持。PAU 210还接收各种控制、状态与状态信号，此处显示为(Misc_Control)信号，并在不同的平台负载状态下提供不同的调节方案。PAU 210在紧急掉电情况下辅助保持电力，缓冲PSU 202上的电力需求，以避免不必要地循环闲置的PSUs，并在将PSUs从闲置/非工作状态切换到工作状态时平滑电力转换，反之亦然。PAU 210根据需要或期望为其他负载状况或系统工作状态提供不同的电压与电流调节方案。而且，PAU210基于各种系统状态或状况提供不同的充电方案与充电速率。例如，PAU210可以配置为基于信息处理系统组件的存量以及已知或假定的负载，基于动态电力消耗与负载状况的测量，以及基于由硬件限制或管理系统施加的电力上限，根据需要或期望，提供不同的充电速率。PAU 210进一步包含I2C接口，该I2C接口经由I2CMUX 220连接到BMC 222，并且允许将各种状态与配置信息传送到BMC以及从BMC接收各种控制信息，如下文进一步描述的。PAU 210将PAU_Critical_Charge信号提供给CPLD 218，并从CPLD接收PAU_Charge_Enable信号。最终，PAU 210包含充电器212，其向BMC 222提供充电状态指示(PAU_Charge)，如下面进一步描述的。通常，PAU 210以保持PSU 202与一个或多个附加PSUs在其额定工作电流的100％下工作的目标进行运行。因此，当PSUs全部以100％额定工作电流位准工作时，则当负载状况增加时，PAU 210运行以向负载提供电流，否则将在峰值电流供应状况下由PSU提供电流，即，PAU 210运行以提供电流来满足负载中的尖峰的需求。此外，当PSUs全部以100％额定工作电流位准运行时，则当负载状况降低时，PAU 210工作以从PSU汲取电流以对电力储存设备充电。因此，在最佳情况下，PSUs始终以其额定工作电流位准的100％运行，并且负载需求中的所有电流峰值均由PAU 210提供，而负载需求中的所有电流下降由PAU吸收负载，为储能设备充电。
I2C MUX 220运行以将来自PSU 204、PAU 210、CPU VR214、CPU 226、PCIe适配器230与NVMe界面234的I2C总线复用到BMC 222的I2C界面。这里，BMC 222用于监视、管理并通过各种I2C总线上的通信来维护PSU 204、PAU 210、CPU VR 214、CPU 226、PCIe适配器230与NVMe界面234的运行。特别地，BMC 222可以包含运行管理代码以执行BMC的功能的处理器，并且可以进一步包含在管理代码的指导下使BMC处理器从各种重复任务中卸除的协处理器，例如I2C服务例程。将理解的是，I2C总线与I2CMUX 220的配置是示例性的，并且利用电力控制系统200的信息处理系统可以采用与这里示出的I2C总线配置不同的I2C总线配置。此外，将理解，根据需要或期望，BMC 222与PSU 204、PAU 210、CPU VR 214、CPU 226、PCIe适配器230与NVMe接口234之间的通信可以经由其他通信标准。例如，BMC 222与CPU 226之间的通信可以通过I2C总线传输到与CPU通信的平台控制器中枢(PCH)，或者BMC可以通过平台环境控制接口(Platform Environment Control Interface；PECI)直接与CPU通信，根据需要或期望。
在运行中，电力控制系统200提供三种机制来控制流向包含电力控制系统的信息处理系统的负载的电力：如虚线信号线所示的硬件保护机制，如虚线信号线所示的快速固件控制，如实线信号线所示的缓慢的固件控制回路。硬件控制机制是最快的控制机制，主要由CPLD 218控制。此外，硬件控制机制会提供最粗糙的响应，诸如通过对信息处理系统的运行施加最大节流，从而比快速或慢速固件控制回路性能下降的更多。在此，CPLD 218从PSU202接收SMB_ALERT信号，从PAU 210接收PAU_Charge_Critical信号，以及从CPU VR 214接收ALERT#信号。这些信号各自提供相应的发送组件处于临界负载状态的指示。对于PSU 202与CPU VR 216，临界负载状况表示以下事实：PSU或CPU VR处于最大负载，并且无法向其各自的负载提供进一步的电流，从而导致其电力轨的一个或多个上的电位电压下降。对于PAU210，临界负载状况(如PAU_Charge_Critical信号的生效所示)表示以下事实：PAU的电力储存组件已放电至临界位准，使得PAU不再能够向所需的各种电压轨提供电力。当CPLD 218接收到一个或多个临界负载状况信号时，CPLD将PROCHOT#信号提供给CPU226。作为响应，CPU226采取措施降低CPU的电力消耗，诸如通过降低CPU的性能状态，根据需要或期望，降低CPU的运行频率或运行电压，或关闭CPU的内部单元，以降低CPU的负担。CPLD 218还通过将BRAKE信号提供给PCIe适配器230与NVMe接口234来响应一个或多个临界负载状况信号。作为响应，PCIe适配器230与NVMe接口234采取行动以降低其电力消耗。CPU，PCIe适配器或设备或NVMe接口为降低其各自的电力消耗而采取的特定步骤在本领域中是已知的，并且超出了本公开的范围，并且在本文中将不再进行描述，除非本实施方式需要进一步描述。最终，当CPLD 218没有接收到临界负载状况信号时，CPLD将PAU_Charge_Enable信号提供给PAU210以指示电力控制系统200的其他设备都没有处于临界负载状况，并且PAU可以随机地对其储存装置根据需要充电。注意，可以由CPLD 218基于临界负载状况的确切条件来提供对PAU 210的控制。例如，如果SMB_ALERT信号生效，则CPLD 218可以生效BRAKE信号并且使PROCHOT#无效并且使PAU_Charge_Enable信号无效，而如果PAU_Charge_Critical信号生效，则CPLD可以生效BRAKE信号并且使PROCHOT#信号无效，但也可以保持PAU_Charge_Enable信号有效，以允许PAU 210充电。还要注意，其他硬件电力控制信号可以在典型的信息处理系统中提供，并且可以组成硬件保护机制的其他功能。例如，特定的架构可以包含用于内存组件的MEMHOT#或EVENT#信号。可以在其他架构上提供其他基于硬件的电力控制信号，并且根据需要或期望，这样的信号将被理解为包含在硬件保护机制中。此外，硬件保护机制与快速与慢速固件控制回路之间的区别并不是唯一的。例如，CPLD可以进一步响应于临界负载条件而运行以向BMC提供中断，并且BMC可以随后应用基于特定固件的控制作为响应。
快速固件控制回路包含PSU_IMON信号与分布式Sys_IMON信号。这里，如上所述，CPU VR 214、PCIe适配器230与NVMe接口234响应系统电流位准的变化，如Sys_IMON信号所示。在特定实施方式中，当系统电流位准超过特定阈值时，PAU 210接收Sys_IMON信号并运行以向信息处理系统的负载提供电流。在另一个实施方式中，PAU 210监视特定电压轨的电压位准，并且当电压下降到阈值位准以下时，PAU提供电流以将电压轨维持在高于阈值位准的电压位准。应当理解，与基于电压位准的控制相比，基于系统电流位准的PAU 210的控制可以提供对电压下降状况的开始的更快的指示，并且因此可以提供更理想的解决方案。在又一个实施方式中，PAU 210基于系统电流位准与各种电压轨的电压位准两者进行运行。
慢速固件控制回路主要由I2C接口组成，BMC 222通过I2C接口运行以监视、管理与维护PSU 202、PAU 210、CPU VR 214、CPU 226、PCIe适配器230与NVMe接口234，以及PAU 210接收的各种控制、状态与状态(Misc_Control)信号。慢速固件控制环路在不同的平台负载状态下提供不同的调节方案，例如在紧急掉电状况期间，PSU工作/非工作循环，或根据需要或期望的其他负载状况或系统运行状态。而且，慢速固件控制环路根据各种系统状态或状况提供不同的PAU充电方案与充电速率。
图3示出了电力供应系统300，其包含PSU 310与320、负载330、电流参考340、PAU使能逻辑(PAU enable logic)342与类似于PAU 210的PAU350。PSU310与320每个都包含AC供电，以从电力分配系统接收电力，并运行以向负载330提供一个或多个调节后的输出电压(Vbus+)。PSU 310与320还分别提供输入电力正常(POK)信号，该信号表示AC供电的电力良好，指示各个PSU正在以最大额定电流运行的恒定电流(CC)信号与指示各个PSU提供的电流量的PSU IMON信号。在特定实施方式中，由PSU 210与220的GPIO提供CC与POK信号中的一个或多个。PSU IMON信号是与各个PSUs提供的电流成比例的电流位准信号。将PSU IMON信号求和并作为输入提供给电流参考340，电流参考340提供输出到PAU 350的Sys_IMON信号。在特定实施方式中，Sys_IMON信号是各个PSU IMON信号的平均值。
PAU使能逻辑342从PSU 310与320接收POK与CC信号，并且向PAU 350提供使能(PAU_Enable)信号。在特定实施方式中，将POK信号提供给第一“及”闸(AND-gate)的输入，CC信号被提供给第二“及”闸的输入。第一与第二“及”闸的输出被提供给第三“及”闸的输入。第三“及”闸的输出提供PAU_Enable信号。因此，在该实施方式中，除非PSU 210与PSU220都以其各自的CC信号所指示的全部容量运行，否则PAU_Enable信号确保PAU 250未被启动。因此，当PSU 210与220中的一个或两个未以全部容量运行时，PAU 250将不向负载230提供电流，从而允许由PSU提供来自负载的任何额外需求。此外，除非PSUs 210与PSU 220都在其各自的AC供电上接收到良好的电力，否则PAU_Enable信号确保PAU 250未被启动。根据需要或期望，可以使用用于提供PAU_Enable信号的其他机制。
PAU 350包含电力转换器352、电力储存组件354与控制器356。电力转换器352以第一模式运行以从电力储存组件354接收电力，并且向与PSUs 210与220的经调节的电力输出(Vbus+)并联的负载330提供经调节的电流，如控制器356所指示的那样。在第二模式中，电力转换器352运行以从PSUs 210与220的经调节的电力输出(Vbus+)接收电力以对电力储存组件354充电。在特定实施方式中，转换器352表示由来自控制器356的脉宽调制输入信号驱动的切换电力电路。通常，当PSU_Enable信号生效时，则控制器356驱动转换器354基于Sys_IMON信号指示的电流位准提供电流。当PSU_Enable信号无效时，控制器356驱动转换器354，以将电压位准维持在或略低于PSUs 210与220的经调节的电力输出(Vbus+)的电压位准。例如，其中经调节的电力输出(Vbus+)是12V，则，如果控制器356驱动转换器354以将电压位准维持在11.5V，则可以将PAU 250置于第二充电模式。此外，可以基于Sys_IMON信号的状态来确定充电速率，使得当Sys_IMON信号指示负载330所汲取的平均电流较低时，则PAU 250可以处于充电模式的高充电速率状态，而当Sys_IMON信号指示负载330所汲取的平均电流较高时，则PAU 250可以处于充电模式的低充电速率状态。电力储存组件354表示可再充电电源，诸如根据需要或期望的超级电容器、可再充电电池或另一可再充电电源。在特定实施方式中，控制器356实施为可编程的Sys_IMON阈值。此处，BMC可以通过I2C接口与PAU 350通信，并且可以设置Sys_IMON阈值级别，使得当Sys_IMON信号高于Sys_IMON阈值时，控制器356切换到向负载330提供经调节的电流的模式。
将注意的是，PSUs 210与220通常在两个或多个电压轨上以不同的电压位准提供电力，以向包含电力供应系统300的信息处理系统的不同子系统提供电力。在特定实施方式中，电力供应系统300针对每个电压轨包含类似于电流参考340的分离的电流参考，类似于PAU使能逻辑342的分离的PAU使能逻辑，以及类似于PAU 350的分离的PAU。在另一个实施方式中，电力供应系统300针对每个电压轨包含类似于电流参考340的分离的电流参考与类似于PAU使能逻辑342的分离的PAU使能逻辑，但是单个PAU包含类似于转换器354的分离的转换器与类似于控制器356的分离的控制器。在此，PAU还可以包含与为每个转换器供电的电力储存组件354相似的单个电力储存组件，或者PAU可以包含用于每个转换器的分离的电力储存组件。
图4示出了从判定框402开始的控制电力辅助单元的方法400，其中确定用于电力控制系统的Sys_IMON信号指示相关联的信息处理系统是否在小于100％的电流位准下运行。如果是这样，则在判定框402中采用“是”分支，在框404中，电力控制系统的PAU在电压源模式下运行，并且该方法继续循环回到判定框402，直到信息处理系统开始在大于100％的电流位准下运行。在此，在示例性情况下，PAU在11.5V作为电压源运行，并且PAU可以在电压源模式下对电力储存组件充电。当Sys_IMON信号指示相关联的信息处理系统未以小于100％电流位准运行时，即，信息处理系统以大于100％电流位准运行时，采用判定框402的“否”分支，在判定框406中，确定Sys_IMON信号指示相关联的信息处理系统是否在以大于预定电流位准(此处示出为示例性电流位准的140％)运行。如果不是这样，则在采用判定框406的“否”分支，判定框410中，确定是否由电力控制系统的PSU给出了计数器超时或OCW指示之一。例如，用于PSU的控制器在从电压源模式更改之前可以等待5毫秒(ms)，以便允许PSUs在接合PAU的运行之前处理较短的峰值负载。如果既没有计数器超时也没有给出OCW指示，则采用判定框410的“否”分支，并且该方法继续循环回到判定框402，直到信息处理系统开始以大于100％的电流位准运行。
如果计数器超时或给出了OCW指示，则采用判定框410的“是”分支，并且该方法进行至框414，如下文进一步所述。返回到判定框406，如果Sys_IMON信号指示相关联的信息处理系统正在以大于预定电流位准的位准进行运行，则在框408中采取“是”分支，并且在电流源模式下运行PAU，然后，方法进行到判定框412。在判定框412中，确定另一个定时器中是否超时或电压轨是否下降到阈值电压位准以下中的一个。如果第二计数器都没有超时，或者电压轨也没有下降到阈值电压位准以下，则采用判决框412的“否”分支，并且该方法继续循环回到判决框402，直到信息处理系统开始以超过电流位准的100％运行。例如，PSU的控制器可以在从高电流源模式更改之前等待5ms，以便允许PAU在解除PAU的运行与恢复其运行之前处理峰值负载。如果第二计数器超时或者电压轨下降到阈值电压位准以下，则采用判定框412的“是”分支，在框414中以当电流源模式运行PAU，并且该方法继续循环回到判定框402，直到信息处理系统开始以大于100％的电流位准运行。
在特定实施方式中，类似于电力供应系统300的电力供应系统包含两个或多个PAU，它们支持公共电压轨，其中每个PAU物理上位于信息处理系统的印刷电路板上的特定负载附近。例如，分离的PAU可以专用于信息处理系统的两个或多个处理器中的每个处理器。在另一示例中，第一PAU可以专用于信息处理系统的一个或多个处理器，而第二PAU可以专用于信息处理系统的其他负载。在任一示例中，分离的PAU可以与它们要支持的特定负载在物理上位于同一位置。在此，每个PAU支持实施不同的控制方案以对各自的电力储存组件进行充电与放电。例如，用于在每个PAU上提供电流支持的触发条件(例如使能信号条件，Sys_IMON触发阈值等)可能会有所不同，放电阈值(诸如为了提供电流支持而要维持的最小充电位准)放电率等可能会有所不同。而且，PAU的运行特性可以基于触发事件或充电环境的类型。例如，基于触发事件是基于硬件、基于快速固件控制回路还是基于慢速固件控制回路，放电特性在PAU中可能不同。在另一示例中，基于与放电特性相似的考虑，PAU中的充电特性可能不同。因此，将理解，PAU是可编程的，并且可以根据需要或期望来配置PAU的特定运行特性，以满足特定信息处理系统的需求。这样，将进一步理解，PAU可以包含嵌入式控制器、逻辑状态机、可程序数组(programmable array)等，其例如通过信息处理系统的BMC通过I2C或其他数据接口来提供PAU的可程序性。提供嵌入式控制的特性在本领域中是已知的，并且除非本实施方式需要说明，否则在此将不进一步揭露。
在特定实施方式中，类似于PAU 210与350的PAU提供对电力储存组件的充电速率的主动控制。例如，通过监视Sys_IMON信号，PAU可以确定在系统电流较低时向电力储存组件提供更多的电荷，而在系统电流较高时向电力储存组件提供更少的电荷。在另一个示例中，BMC可以基于与Sys_IMON信号的电流状态不直接相关的信息处理系统的条件，通过I2C或其他数据接口配置PAU充电速率。在此，基于信息处理系统的带外管理，BMC可能知道改变信息处理系统的处理负载的基于时间的事件即将发生，因此，BMC可以指示PAU以与仅由Sys_IMON信号指示的速率不同的速率充电。例如，在将信息处理系统计划很快经历更大的处理负载的情况下，PAU可以被引导以更高的速率充电，将系统电力预算推向更接近最大状态，以预期更大的处理负载。在另一个示例中，BMC可以调查信息处理系统各个组件的电力使用情况，并指示PAU根据电力使用情况更改充电速率。在这里，例如，与信息处理系统的其他组件相比，BMC可以确定当前用电量的很大一部分是由处理器使用的，因此可以指示PAU以较低的速率为电力储存组件充电，因为处理器负载更加不可预测。
在特定实施方式中，还基于信息处理系统的组件的存量来确定PAU的充电速率。在这里，BMC维护信息处理系统中各个组件的存量，并进一步维护每个组件的电力预算。然后，BMC将PAU的最大充电速率(CRMax)确定为：
CRMax＝PAvailable–PBudget 公式1
这里，PAvailable是可用电力容量，并给出为：
PAvailable＝ΣCPSU 公式2
其中，ΣCPSU是活动PSU的容量之和。PBudget是信息处理系统的电力预算，并给出为：
PBudget＝CPU+内存+储存装置+风扇+杂项. 公式3
这里，即使PSU可以基于Sys_IMON信号确定可以以特定的速率对电力储存组件进行充电，但是基于存量，PSU仍可以将充电速率保持在最大充电速率CRMax或在最大充电速率CRMax以下。
在另一个实施方式中，还基于对信息处理系统施加的电力上限来确定PAU的充电速率。这里，BMC可以基于数据中心热状况、工作负载管理状况等而具有降低信息处理系统的电力消耗的指示。这样，BMC可以指示PAU强制执行较低的最大充电速率(CRMax)，以降低至信息处理系统的总电力消耗。
图5示出了类似于电力供应系统300的电力供应系统500，并且包含PSU 510、负载520、类似于PAU 350的PAU 530以及充电模块540。PSU510类似于PAU 310与320，包含交流供电，以从电力分配系统接收电力，并向负载520提供一个或多个经调节的输出电压轨(Vbus+)。PSU 510还提供一个IMON信号，该信号指示PSU向负载520提供的电流量。IMON信号作为PAU 530的输入提供。
PAU 530与PAU 350类似地运行，并且包含类似于转换器352的转换器532，类似于电力储存装置354的电力储存装置534以及类似于控制器356的控制器536。转换器532以第一模式运行以如以下进一步描述的，如控制器536所指示的，从电力储存组件534接收电力并且向与PSU 510的经调节的电力输出(Vbus+)并联地负载520提供经调节的电流。在第二模式中，电力储存组件534由充电模块540充电。在特定实施方式中，充电模块540表示转换器532以如上所述从经调节的电力输出(Vbus+)向电力储存组件534充电的功能。在另一实施方式中，充电模块540表示升压转换器、电池或另一电源，其将电力储存组件534充电至大于经调节的电力输出(Vbus+)的电压位准的电压以便提供更大的能量容量以提供PAU 530的峰值辅助功能。例如，充电模块540可以表示一个升压转换器，该升压转换器从+12V轨，+3.3V轨接收电力，并将电力储存组件534上的电压位准提升到+24V的水平。
如图所示，转换器532包含具有由控制器536的输出控制的闸极的单硅器件533。控制器536包含向硅器件533的闸极提供偏置电压的升压模块537。在低于硅器件533阈值电压的电压位准下选择偏置电压。将控制器536的中间输出538加到升压模块537提供的偏置电压上，使得转换器532具有快速导通时间(例如30微秒(μsec)，而没有偏置电压的典型开启时间为120+μsec)。在特定实施方式中，中间输出538基于来自PSU 510的IMON信号而产生，或者可以如以上关于图3所描述地被提供。在另一个实施方式中，中间输出538基于经调节的电力轨(Vbus+)的电压的检测而产生，如插入件560所示。在特定实施方式中，升压模块537表示纽扣电池、隔离的转换器输出、电荷泵(charge pump)输出等配置为向硅器件533的闸极提供固定偏置的器件。如图所示，硅器件533表示N型金属氧化物半导体场效晶体管(NMOS FET)，控制器536的输出具有正电压位准偏置，然而，可以根据需要或期望使用其他电路实施方案。例如，在稳定电力状态下，根据需要或期望，可能需要使用PMOS FET产生相对较长的延迟。
为了本揭露的目的，信息处理系统可以包含可运行以计算、分类、处理、传输、接收、检索、发起、切换、储存、显示、表明、检测、记录、再现、处理、或利用任何形式的信息、情报或商业数据、科学、控制、娱乐或其他目的的任何工具或工具集合。例如，信息处理系统可以是个人计算机、笔记本电脑、智能电话、平板设备或其他消费电子设备、网络服务器、网络储存装置、交换路由器或其他网络通信设备，或任何其他合适的设备，且尺寸、形状、性能、功能与价格可能会有所不同。此外，信息处理系统可以包含用于执行机器可执行代码的处理资源，例如中央处理单元(CPU)、可程序逻辑数组(programmable logic array；PLA)、嵌入式设备，诸如片上系统(System-on-a-Chip；SoC))或其他控制逻辑硬件。
信息处理系统还可包含用于储存诸如软件或数据之类的机器可执行代码的一个或多个计算机可读介质。信息处理系统的其他组件可以包含一个或多个可以储存机器可执行代码的储存装置、一个或多个与外部设备进行通信的通讯端口以及各种输入与输出(I/O)设备(诸如键盘、鼠标与视频显示器)。信息处理系统还可包含一个或多个总线，可运行以在各种硬件组件之间传输信息。
根据本揭露的各种实施方式，本文描述的方法可以由计算机系统可执行的软件程序来实现。此外，在示例性非限制性实施方式中，实现方案可以包含分布式处理、组件/对象分布式处理与并行处理。可选地，虚拟计算机系统处理可以被构造为实现本文描述的方法或功能中的一个或多个。
本揭露内容考虑了一种计算机可读介质，其包含指令或响应于传播的信号而接收并执行指令；以便连接到网络的设备可以通过网络传送语音、视频或数据。此外，可以经由网络接口设备在网络上发送或接收指令。
尽管计算机可读介质被示为单一介质，但是术语“计算机可读介质”包含单一介质或多种介质，诸如集中式或分布式数据库，与/或相关联的储存一组或多组指令的缓存或服务器。术语“计算机可读介质”还应当包含能够储存、编码或携带一组指令以供处理器执行或者使计算机系统执行本文揭露的方法中的任何一个或多个的任何介质。在特定的非限制性示例性实施方式中，计算机可读介质可以包含固态内存，诸如储存一个或多个非挥发性只读存储器的储存卡或其他封装产品。
此外，计算机可读介质可以是随机存取内存或其他挥发性可重写内存。另外，计算机可读介质可以包含磁光或光学介质，诸如磁盘或磁带或其他储存装置，以储存经由载波信号(诸如通过传输介质传送的信号)接收的信息。电子邮件的数字附文件或其他独立信息档案或档案集可以被视为等同于有形储存介质的分布介质。因此，本揭露被认为包含可以在其中储存数据或指令的计算机可读介质或分布介质以及其他等效物与后继介质中的任何一个或多个。
尽管以上仅详细描述了几个示例性实施方式，但是本领域技术人员将容易理解，在实质上不脱离本揭露的新颖性教导与优点的情况下，可以对示例性实施方式进行许多修改。
因此，所有这样的修改旨在被包含在如所附申请专利范围所限定的本揭露的实施方式的范围内。在申请专利范围中，装置加功能的条款旨在覆盖本文描述为执行所列举功能的结构，不仅覆盖结构上的等同物，而且还覆盖等同的结构。

Claims (20)

1.一种信息处理系统，包含：
电力供应单元，其被配置为向电力轨提供电力以向信息处理系统的负载提供电力；以及
电力辅助单元，其耦合到所述电力轨，所述电力辅助单元包含：
电力储存组件；
转换器，其包含开关装置，该开关装置被耦合以从所述电力储存组件向电力轨提供电力，该开关装置包含闸极；以及
控制器，其被配置为接收指示负载所需的电力的负载指示并基于所述负载指示提供中间输出，所述控制器包含升压组件，以接收中间输出并提供控制器输出，其中，所述控制器输出是由偏置组件提供的偏置电压位准与中间输出之和，其中所述控制器输出耦合到所述闸极；
其中，所述转换器响应于所述控制器输出，从所述电力储存组件向所述电力轨提供电力。
2.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述负载指示表示由所述电力供应单元向所述负载提供的电流位准。
3.如权利要求2所述的信息处理系统，其中所述负载指示由所述电力供应单元提供。
4.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述负载指示表示所述电力轨的电压位准。
5.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述开关装置包含N型金属氧化物半导体场效晶体管。
6.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述升压组件包含电池。
7.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述升压组件包含电荷泵。
8.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述电力储存组件以高于所述电力轨的第二电压位准的第一电压位准运行。
9.如权利要求8所述的信息处理系统，更包含：
充电模块，其被配置为将所述电力储存组件维持在第一电压位准。
10.如权利要求1所述的信息处理系统，其中所述电力储存组件包含电容器与可再充电电池之一。
11.一种方法，包含：
由信息处理系统的电力供应单元向电力轨提供电力以为所述信息处理系统的负载提供电力；
将所述信息处理系统的电力辅助单元的转换器耦合到所述电力轨与所述电力辅助单元的电力储存组件，其中，所述转换器经由开关装置耦合到所述电力轨与所述电力储存组件；
电力辅助单元接收指示负载所要求的电力位准的负载指示；以及
所述动力辅助单元的控制器基于所述负载指示提供中间输出；
通过所述控制器的升压组件向开关装置的闸极提供控制器输出，其中，所述控制器输出是由偏置组件提供的偏置电压位准与中间输出之和，其中所述转换器响应于所述控制器输出从电力储存组件向电力轨提供电力。
12.如权利要求11所述的方法，其中所述负载指示表示由所述电力供应单元向所述负载提供的电流位准。
13.如权利要求12所述的方法，更包含：
由所述电力供应单元提供负载指示。
14.如权利要求11所述的方法，其中所述负载指示表示所述电力轨的电压位准。
15.如权利要求11所述的方法，其中所述开关装置包含N型金属氧化物半导体场效晶体管。
16.如权利要求11所述的方法，其中所述升压组件包含电池。
17.如权利要求11所述的方法，其中所述升压组件包含电荷泵。
18.如权利要求11所述的方法，其中所述电力储存组件在高于所述电力轨的第二电压位准的第一电压位准下运行。
19.如权利要求18所述的方法，更包含：
通过信息处理系统的充电模块将电力储存组件充电到第一电压位准。
20.一种信息处理系统的电力辅助单元，所述电力辅助单元包含：
电力储存组件；
转换器，其包含开关装置，所述开关装置被耦合以从信息储存系统的电力供应单元将来自电力储存组件的电力提供给电力轨，所述开关装置包含闸极；以及
控制器，其被配置为接收指示信息处理系统的负载所需的电力的负载指示，并基于所述负载指示提供中间输出，所述控制器包含升压组件，以接收中间输出并提供控制器输出，其中所述控制器输出是由偏置组件提供的偏置电压位准与中间输出之和，其中所述控制器输出耦合到所述闸极；
其中，所述转换器响应于所述控制器输出，将电力从所述电力储存组件提供给电力轨以补充电力供应单元。
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