具有负载补偿的电压调节器制造技术

一种电压调节系统(100)在不引入接地缓冲器的典型成本的情况下提供相对稳定电压源。所述所揭示电压调节系统(100)包含电压调节器(120)，所述电压调节器(120)操作以检测负载电流(113)的改变且调节电流旁路机构(130、140)以使总供应电流(174)稳定。举例来说，所述电压调节器(120)包含电流传感器(140)及电流补偿电路(130)。所述电流传感器(140)经配置以基于所述负载电流改变而产生电流补偿信号(132)，而所述电流补偿电路(130)经配置以响应于所述电流补偿信号(132)而调整旁路电流(133)。因此，所述旁路电流(133)动态地补偿所述负载电流改变，使得可变负载(110)的接地电压在负载电流范围内变得相对稳定。

Voltage regulator with load compensation

A voltage regulation system (100) provides a relatively stable voltage source without introducing a typical cost of a ground buffer. The disclosed voltage regulating system (100) includes a voltage regulator (120), the voltage regulator (120) operation to detect the load current (113) changing and adjusting the current bypass mechanism (130, 140) to the total supply current (174) stability. For example, the voltage regulator (120) includes a current sensor (140) and a current compensation circuit (130). The current sensor (140) configured based on the load current change resulting from the current compensation signal (132), and the current compensation circuit (130) configured to response to the current compensation signal (132) and adjust the bypass current (133). Accordingly, the bypass current (133) dynamically compensates for the load current change, so that the ground voltage of the variable load (110) becomes relatively stable in the load current range.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
技术介绍
电压调节器用于提供电压源以用于操作模拟电路。这些电压源可包含供应电压(例如，VDD)及参考电压(例如，VREF)。接收所述电压源的负载电路可在操作期间经历阻抗改变，使得对应负载电流可为操作相依的。举例来说，数/模转换(DAC)电路通常包含具有取决于数字代码的可变电阻的电阻器网络。DAC电路操作以通过在参考电压下操纵电阻器网络而将数字代码转换为模拟信号。当可变电阻根据数字代码改变时，电阻器网络可将不同量的负载电流汲取到接地源。在其中接地源包含寄生元件的可能情景中，改变的负载电流将致使接地电压波动。波动的接地电压直接影响参考电压的稳定性。因此，DAC电路的性能及可靠性可变为代码相依的。为减轻DAC电路的代码相依性，在过去已进行连同电压调节器一起使用接地缓冲器的尝试。接地缓冲器操作以借助于反馈控制机构使电阻器网络的接地电压稳定。然而，接地缓冲器通常增加设计复杂性、电力消耗及整个电路的大小。因此，接地缓冲器的部署在具有严格设计约束的系统中变得不可行。因此，需要一种可在不引发接地缓冲器的设计成本的情况下提供相对稳定电压源的电压调节器。
技术实现思路
在所描述实例中，一种电压调节系统在不引入接地缓冲器的典型成本的情况下提供相对稳定电压源。所述所揭示电压调节系统包含电压调节器，所述电压调节器操作以检测负载电流的改变且响应于所述所检测负载电流改变而调节电流旁路机构。所述电流旁路机构动态地补偿所述负载电流改变，借此使总接地电流稳定。因此，可变负载的接地电压在负载电流范围内变得相对稳定。在一个实例中，本专利技术描述一种用于跨越可变负载供应参考电压的参考电压调节(RVR)电路。所述RVR电路包含：第一输出节点、第二输出节点、电流补偿电路及电流传感器。所述第一输出节点经配置以将输出电流递送到所述可变负载。所述第二输出节点经配置以从所述可变负载收集所述输出电流。所述电流补偿电路耦合于所述第一输出节点与所述第二输出节点之间。所述电流补偿器电路具有控制端子，所述控制端子经配置以接收电流补偿信号，从而经由所述电流补偿器电路而跨越所述第一输出节点及所述第二输出节点调整补偿电流。所述电流传感器与所述第一输出节点及所述第二输出节点耦合以感测所述输出电流的改变。由于所述感测，所述电流传感器经配置以基于所述输出电流的所述所感测改变而产生所述电流补偿信号。在另一实例中，本专利技术描述一种用于跨越可变负载供应参考电压的参考电压调节(RVR)电路。所述RVR电路包含：第一输出节点、第二输出节点、电流补偿电路以及具有供应电流路径及监测电流路径的电流传感器。所述第一输出节点经配置以将输出电流递送到所述可变负载。所述第二输出节点经配置以从所述可变负载收集所述输出电流。所述电流补偿电路耦合于所述第一输出节点与所述第二输出节点之间。所述电流补偿器电路具有控制端子，所述控制端子经配置以接收电流补偿信号，从而经由所述电流补偿器电路而跨越所述第一输出节点及所述第二输出节点调整补偿电流。所述供应电流路径具有供应输出节点，所述供应输出节点与所述第一输出节点耦合以递送维持所述输出电流及所述补偿电流的供应电流。所述监测电流路径经配置以响应于所述输出电流的所述所感测改变而递送监测电流。此外，所述监测电流路径具有用以基于所述监测电流而递送所述电流补偿信号的监测输出节点。在又一实例中，本专利技术描述一种用于跨越可变负载供应参考电压的参考电压调节(RVR)电路。所述RVR电路包含：第一输出节点、第二输出节点、电流补偿电路以及具有第一感测级及第二感测级的电流传感器。所述第一输出节点经配置以将输出电流递送到所述可变负载。所述第二输出节点经配置以从所述可变负载收集所述输出电流。所述电流补偿电路耦合于所述第一输出节点与所述第二输出节点之间。所述电流补偿器电路具有控制端子，所述控制端子经配置以接收电流补偿信号，从而经由所述电流补偿器电路而跨越所述第一输出节点及所述第二输出节点调整补偿电流。所述第一感测级与所述第一输出节点耦合以感测所述输出电流的所述改变。所述第一感测级经配置以产生积极响应于所述输出电流的所述所感测改变的电流感测信号。所述第二感测级与所述第一感测级耦合以接收所述电流感测信号。所述第二感测级经配置以基于所述电流感测信号与预定设定电压之间的比较而产生所述电流补偿信号。在再一实例中，本专利技术描述一种数/模转换(DAC)系统，所述DAC系统包含可变电阻网络、电流补偿电路及电流传感器。所述可变电阻网络具有高参考节点及低参考节点。所述可变电阻网络经配置以将负载电流从所述高参考节点传导到所述低参考节点，使得所述负载电流可基于数字代码而调整。所述电流补偿电路耦合于所述高参考节点与所述低参考节点之间。所述电流补偿器电路具有控制端子，所述控制端子经配置以接收电流补偿信号，从而调整绕过所述可变电阻网络的补偿电流。所述电流传感器与所述高参考节点及所述低参考节点耦合以感测所述负载电流的改变。由于所述感测，所述电流传感器经配置以基于所述负载电流的所述所感测改变而产生所述电流补偿信号。附图说明图1展示根据本专利技术的方面的实例性电压调节系统的示意图。图2展示根据本专利技术的方面的实例性电压调节电路的示意图。图3展示根据本专利技术的另一方面的实例性电压调节电路的示意图。图4展示根据本专利技术的方面的具有两个感测级的实例性电压调节系统的示意图。图5展示根据本专利技术的方面的实例性数/模转换(DAC)电路的示意图。具体实施方式各图未按比例绘制。图1展示根据本专利技术的方面的实例性电压调节系统100的示意图。电压调节系统100包含电压调节电路120及可变负载电路110。在操作中，电压调节电路120跨越可变负载电路110提供相对稳定电压源。电压源可包含供应电压(例如，VDD)及/或参考电压(例如，VREF)。电压调节电路120包含用以动态地调整绕过可变负载电路110的补偿电流133的电流旁路控制机构。当可变负载电路110的阻抗改变时，负载电流113波动。补偿电流133通常补偿负载电流113的波动，借此使接地电流114稳定。接地电流114的稳定化还帮助使跨越可变负载电路110的电压稳定。电压调节电路120包含输入节点124、第一输出节点121及第二输出节点123。在电压调节电路120调节供应电压的情况下，输入节点124经配置以接收供应电压以用于调节。替代地，在电压调节电路120调节参考电压的情况下，输入节点124经配置以接收参考电压(VREF)以用于调节。电压调节电路120监测并调整其在第一输出节点121及第二输出节点123处的输出以跨越所述输出节点维持对应于在输入节点124处接收的电压的电位差。举例来说，输入节点124可相对于接地电压接收参考电压(VREF)。输入参考电压(VREF)可由参考电压产生器(例如，分压器电路)产生。电压调节电路120监测可变负载电路110的负载电流113且相应地调整补偿电流133以维持跨越第一输出节点121及第二输出节点123的相对恒定电位差。因此，以高参考电压(VREFH)调节第一输出节点121而以低参考电压(VREFL)调节第二输出节点123。高参考电压(VREFH)与低参考电压(VREFL)之间的差对应于输入参考电压(VREF)。更具体来说，第一输出节点121耦合到可变负载电路110的高参考节点本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于跨越可变负载供应参考电压的参考电压调节RVR电路，所述RVR电路包括：第一输出节点，其经配置以将输出电流递送到所述可变负载；第二输出节点，其经配置以从所述可变负载收集所述输出电流；电流补偿电路，其耦合于所述第一输出节点与所述第二输出节点之间，所述电流补偿器电路具有控制端子，所述控制端子经配置以接收电流补偿信号，从而经由所述电流补偿器电路而跨越所述第一输出节点及所述第二输出节点调整补偿电流；及电流传感器，其与所述第一输出节点及所述第二输出节点耦合以感测所述输出电流的改变，所述电流传感器经配置以基于所述输出电流的所述所感测改变而产生所述电流补偿信号。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.09.10 US 62/048,482;2015.09.09 US 14/848,8371.一种用于跨越可变负载供应参考电压的参考电压调节RVR电路，所述RVR电路包括：第一输出节点，其经配置以将输出电流递送到所述可变负载；第二输出节点，其经配置以从所述可变负载收集所述输出电流；电流补偿电路，其耦合于所述第一输出节点与所述第二输出节点之间，所述电流补偿器电路具有控制端子，所述控制端子经配置以接收电流补偿信号，从而经由所述电流补偿器电路而跨越所述第一输出节点及所述第二输出节点调整补偿电流；及电流传感器，其与所述第一输出节点及所述第二输出节点耦合以感测所述输出电流的改变，所述电流传感器经配置以基于所述输出电流的所述所感测改变而产生所述电流补偿信号。2.根据权利要求1所述的RVR电路，其中所述电流传感器包含：供应电流路径，其具有供应输出节点，所述供应输出节点与所述第一输出节点耦合以递送维持所述输出电流及所述补偿电流的供应电流；及监测电流路径，其经配置以响应于所述输出电流的所述所感测改变而递送监测电流，所述监测电流路径具有用以基于所述监测电流而递送所述电流补偿信号的监测输出节点。3.根据权利要求2所述的RVR电路，其中：所述供应电流路径包含第一p沟道晶体管，所述第一p沟道晶体管经配置以响应于所述输出电流的所述所感测改变而基于栅极-源极偏置电压传导所述供应电流；且所述监测电流路径包含第二p沟道晶体管，所述第二p沟道晶体管经配置以传导与所述供应电流成比例的所述监测电流且响应于所述输出电流的所述所感测改变而基于所述栅极-源极偏置电压。4.根据权利要求3所述的RVR电路，其中所述监测电流路径包含：电阻器，其与所述第二p沟道晶体管耦合以基于所述监测电流而确立监测设定电压；及比较电路，其经配置以基于所述监测设定电压与预定设定电压之间的比较而产生所述电流补偿信号，所述比较电路具有：第一输入，其与所述电阻器耦合以接收所述监测设定电压；第二输入，其经配置以接收所述预定设定电压；及比较输出，其与所述监测输出节点耦合以递送所述电流补偿信号。5.根据权利要求4所述的RVR电路，其中所述预定设定电压是基于所述电阻器与所述输出电流的所估计最大值的函数而预定的。6.根据权利要求4所述的RVR电路，其中所述电流补偿电路包含n沟道晶体管，所述n沟道晶体管具有：漏极节点，其与所述第一输出节点耦合；栅极节点，其经由所述控制端子与所述监测输出节点耦合以接收所述电流补偿信号；及源极节点，其与所述第二输出节点耦合。7.根据权利要求3所述的RVR电路，其中所述监测电流路径包含：电流源，其经由所述监测输出节点与所述第二p沟道晶体管耦合，所述电流源经配置以传导调整所述监测输出节点处的所述电流补偿信号的设定电流。8.根据权利要求7所述的RVR电路，其中所述设定电流是基于所述输出电流的所估计最大值的函数而预定的。9.根据权利要求7所述的RVR电路，其中所述电流补偿电路包含p沟道晶体管，所述p沟道晶体管具有：源极节点，其与所述第一输出节点耦合；栅极节点，其经由所述控制端子与所述监测输出节点耦合以接收所述电流补偿信号；及漏极节点，其与所述第二输出节点耦合。10.根据权利要求1所述的RVR电路，其中所述电流传感器包含与所述第一输出节点耦合的放大器，所述放大器经配置以产生与所述输出电流的所述改变成比例的反馈控制信号。11.根据权利要求1所述的RVR电路，其中所述电流传感器包含：第一感测级，其与所述第一输出节点耦合以感测所述输出电流的所述改变，所述第一感测级经配置以产生积极响应于所述输出电流的所述所感测改变的电流感测信号；及第二感测级，其与所述第一感测级耦合以接收所述电流感测信号，所述第二感测级经配置以基于所述电流感测信号与预定设定电压之间的比较...

【专利技术属性】
技术研发人员：马克·艾伦·希尔，王必南，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US