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用于电压转换器的数字辅助控制环制造技术

技术编号:20885367 阅读:22 留言:0更新日期:2019-04-17 13:34
本发明专利技术公开了一种装置,包括驱动器电路、比较器电路和计数器电路。驱动器电路可被配置为向负载电路供应电流。比较器电路可被配置为执行参考电压与负载电路两端的电压的比较。计数器电路可被配置为基于比较来修改数字计数值。驱动器电路可被进一步配置为使用数字计数值来调节电流的值。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电压转换器的数字辅助控制环
技术介绍

本文所述的实施方案涉及集成电路实现的领域,更具体地讲,涉及降压转换器电路的实现。相关技术描述计算系统可包括一个或多个片上系统(SoC),每个系统可将若干不同功能集成到单个集成电路上。在单一集成电路中包括众多功能的情况下,例如,移动计算系统诸如平板电脑中的芯片数量可以保持很低,这可以实现针对此类移动计算系统的减少的组装成本以及更小的形状因数。SoC中可包括很多功能块,诸如存储器、计时器、串行端口、锁相环(PLL)、模数转换器(ADC)等。各种SoC和/或给定SoC上的各种功能块可能利用不同电压电平的功率信号。由于计算系统可包括具有给定输出电压电平的单个电源,因此可使用一个或多个电压转换器或电压调节器来生成不同电压电平的功率信号。在给定计算系统中实现电压调节电路的设计者可从各种电压转换和电压调节电路中选择。用于将具有第一电压的DC功率信号转换成具有第二电压的DC功率信号的电路类型包括线性调节器和开关调节器。降压转换器(有时也称为降压调节器)是开关调节器的一个示例。
技术实现思路
本专利技术公开了电压转换装置的各种实施方案。广义地讲,设想了一种装置、系统和方法,其中该装置包括驱动器电路、比较器电路和计数器电路。驱动器电路可被配置为向负载电路供应电流。比较器电路可被配置为执行参考电压与负载电路两端的电压的比较。计数器电路可被配置为基于比较来修改数字计数值。驱动器电路可被进一步配置为使用数字计数值来调节电流的值。在另一个实施方案中,该计数器电路可以被进一步配置为响应于来自负载电路的负载电路的至少一部分正从第一操作状态切换到第二操作状态的指示,存储特定数字计数值。在另一个实施方案中,该计数器电路可以被进一步配置为响应于来自负载电路的负载电路的至少一部分正从第二操作状态切换到第一操作状态的指示,读取所存储的特定数字计数值。该计数器电路还可被配置为利用所存储的特定数字计数值替换当前的数字计数值。在一个实施方案中,计数器电路可被进一步配置为响应于确定基准电压与负载电路两端的电压之间的差值大小小于阈值差值而在第一模式下操作,否则在第二模式下操作。在另一个实施方案中,为了在第一模式下操作,该计数器电路还可被配置为基于比较修改第一数字计数值,以及保持第二数字计数值的恒定值。该计数器电路可被进一步配置为级联第一数字计数值与固定恒定值,以及将级联的第一数字计数值发送到驱动器电路,以用于调节电流的值。在另一个实施方案中,为了在第二模式下操作,该计数器电路还可被配置为保持第一数字计数值的恒定值。该计数器电路还可被配置为以基于比较的方式修改第二数字计数值,以及将第二数字计数值发送到驱动器电路,用于调节电流的值。在另一个实施方案中,为了在第二模式下操作,计数器电路可被进一步配置为响应于确定自从第二数字计数值的最近修改所接收的控制信号的值已切换,保持第二数字计数值的恒定值。附图说明下面的详细描述参照附图,现在对这些附图进行简要说明。图1示出了电压转换系统的一个实施方案的框图。图2示出了用于电压转换器的伺服控制环电路的一个实施方案的框图。图3示出了描绘用于电压转换器的一个实施方案的波形的图示。图4示出了描绘用于电压转换器的另一个实施方案的波形的图示。图5示出了描绘用于操作针对电压转换器的伺服控制环电路的方法的一个实施方案的流程图。图6示出了例示用于更新伺服控制环电路中计数值的方法的一个实施方案的流程图。图7示出了用于电压转换器的伺服控制环电路的另一个实施方案的框图。图8示出了描绘用于电压转换器另一个实施方案的波形的图示。图9示出了描绘了用于操作针对电压转换器的伺服控制环电路的方法的一个实施方案的流程图。图10示出了例示用于操作伺服控制环电路中的计数器的方法的一个实施方案的流程图。虽然本公开中所述的实施方案可受各种修改形式和另选形式的影响,但是其具体实施方案在附图中以举例的方式示出并将在本文详细描述。然而,应当理解,附图和对其的详细描述不旨在将实施方案限制为所公开的特定形式,而相反,本专利技术旨在涵盖落入所附权利要求书的实质和范围内的所有修改、等同物和另选方案。本文所使用的标题仅用于组织目的,并不旨在用于限制说明书的范围。如在整个本申请中所使用的那样,以允许的意义(即,意味着具有可能性)而非强制的意义(即,意味着必须)使用“可能”一词。类似地,字词“包括”、“包含”是指包括但不限于。各种单元、电路或其他部件可被描述为“被配置为”执行一个或多个任务。在此类上下文中,“被配置为”为通常表示“具有”在操作期间执行一个或多个任务的“电路”的结构的宽泛表述。如此,即使在单元/电路/部件当前未接通时,单元/电路/部件也可被配置为执行任务。通常,形成与“被配置为”对应的结构的电路可包括硬件电路。类似地,为了描述中方便,可将各种单元/电路/部件描述为执行一个或多个任务。此类描述应当被解释为包括短语“被配置为”。表述被配置为执行一个或多个任务的单元/电路/部件明确地旨在对该单元/电路/部件不调用35U.S.C.§112(f)的解释。本说明书包括参考“一个实施方案”或“实施方案”。短语“在一个实施方案中”或“在实施方案中”的出现不一定是指相同的实施方案,尽管通常设想包括特征的任何组合的实施方案,除非在本文明确地否认。特定特征、结构或特性可以与本公开一致的任何合适的方式被组合。具体实施方式可以在很多计算系统中发现电压转换电路,向一个或多个集成电路(IC)或给定IC中的电路子集提供特定电压电平的电源信号。降压转换器是一种类型的电压转换电路,其可用于生成具有给定电压电平的信号。降压转换器接收输入功率信号(Vin)并生成具有降低的电压电平的输出功率信号(Vout)。为了将Vin的电压电平降低到Vout上所需的电压电平,降压转换器可通过例如开关、晶体管或另一类型的跨导器件将Vin耦合到Vout给定量的时间。降压调节器可包括一个或多个控制电路,控制电路向耦接到输出的负载(即,IC或其他电路)生成所需的电压电平的功率信号。这些控制电路中的每个可生成在给定量时间内启用和禁用相应跨导器件的信号。例如,部件诸如电容器和电感器可用于存储电荷并且在晶体管关闭的时间段期间调节电流。Vout的电压电平可取决于晶体管导通和关闭的平均时间量,其分别被称为“导通时间”或“Ton”和“关闭时间”或“Toff”。控制电路,在本文中也称为“主控制环”或简称“主环”,可生成具有给定频率的脉宽调制(PWM)和/或脉冲频率调制(PFM)信号。在主控制环对来自Vout信号的反馈做出响应时,可以在一个或多个周期上对所生成的信号做出调节。例如,可监测流往负载的电压电平(Vout)或电流(Iout)的量,并且可基于该反馈来调节PWM/PFM信号,以提供更多或更少功率,从而匹配来自负载的需求。来自负载的功率需求增大或减小可导致主控制环难以完全匹配的Vout电压电平的相应减小或增大。主环可能够对增大或减小的电力需求中的大部分做出响应,但可能不能保持Vout所需的电压电平。在一些实施方案中,可使用辅助控制环(本文也称为“伺服控制环”或简称“伺服环”)对突发大量功率改变做出响应,而主控制环主要对更平缓的改变做出响应。伺服控制环的一个考虑是伺服环对电力需求变化做出响应所在的频率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置,包括:驱动器电路,所述驱动器电路被配置为向负载电路供应电流;比较器电路,所述比较器电路被配置为执行参考电压与所述负载电路两端的电压的比较;和计数器电路,所述计数器电路被配置为基于所述比较来修改数字计数值;其中所述驱动器电路被进一步配置为使用所述数字计数值来调节所述电流的值。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.22 US 15/272,5261.一种装置,包括:驱动器电路,所述驱动器电路被配置为向负载电路供应电流;比较器电路,所述比较器电路被配置为执行参考电压与所述负载电路两端的电压的比较;和计数器电路,所述计数器电路被配置为基于所述比较来修改数字计数值;其中所述驱动器电路被进一步配置为使用所述数字计数值来调节所述电流的值。2.根据权利要求1所述的装置,其中所述计数器电路被进一步配置为响应于来自所述负载电路的所述负载电路的至少一部分正从第一操作状态切换到第二操作状态的指示,存储特定数字计数值。3.根据权利要求2所述的装置,其中所述计数器电路被进一步配置为:响应于来自所述负载电路的所述负载电路的所述至少一部分正从所述第二操作状态切换到所述第一操作状态的指示,读取所存储的特定数字计数值;以及利用所存储的特定数字计数值替换当前的数字计数值。4.根据权利要求1所述的装置,其中所述计数器电路被进一步配置为响应于确定所述参考电压与所述负载电路两端的所述电压之间的差值大小小于阈值差值而在第一模式下操作,否则在第二模式下操作。5.根据权利要求4所述的装置,其中为了在所述第一模式下操作,所述计数器电路被进一步配置为:基于所述比较来修改第一数字计数值;保持第二数字计数值的恒定值;级联所述第一数字计数值与固定恒定值;以及将所述级联的第一数字计数值发送到所述驱动器电路以用于调节所述电流的所述值。6.根据权利要求4所述的装置,其中为了在所述第二模式下操作,所述计数器电路被进一步配置为:保持所述第一数字计数值的恒定值;以基于所述比较的方式来修改所述第二数字计数值;以及将所述第二数字计数值发送到所述驱动器电路以用于调节所述电流的所述值。7.根据权利要求4所述的装置,其中为了在所述第二模式下操作,所述计数器电路被进一步配置为响应于确定自从所述第二数字计数值的最近修改所接收的控制信号的值已切换,保持所述第二数字计数值的恒定值。8.一种方法,包括:由主控制电路向负载电路供应电流;由辅助控制电路执行参考电压与所述负载电路两端的电压的比较;基于所述比较来修改数字计数值;以及使用所述数字计数值来调节所述电流的值。9.根据权利要求8所述的方法,还包括响应于确定所述负载电路的至少一部分正从第一操作模式切换到第二操作模式,存储特定数字计数值。10.根据权利要求9所述的方法,还包括:响应于确定所述负载电路的所述至少一部分正从所述第二操作模式切换到所述第一操作模式,读取所存储的特定数字计数值;以及利用所存...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·阿塔赫J·B·弗莱彻E·O·托雷斯F·戈兹尼
申请(专利权)人:苹果公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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