使用耦接电感器的降压转换器的固定断路时间控制制造技术

本发明专利技术公开一种包括调节器单元的系统。该调节器单元包括第一相位单元和第二相位单元，该第一相位单元和第二相位单元的输出部分别通过第一耦接电感器和第二耦接电感器耦接到电路块的电源节点。该第一相位单元可被配置为响应于确定感测电流大于需求电流来通过该第一电感器使电源节点放电第一时间段。该第二相位单元的操作可跟随第一相位单元的操作，直到第二时间段已结束之后。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】使用耦接电感器的降压转换器的固定断路时间控制
本文所述的实施方案涉及集成电路，并且更具体地涉及用于生成稳定电源电压的技术。
技术介绍
各种电子设备如今成为消费者的日用品。具体地，移动设备已变得无所不在。移动设备可包括移动电话、个人数字助理(PDA)、将电话功能与其它计算功能诸如不同PDA功能和/或一般应用程序支持组合的智能电话、平板电脑、膝上型计算机、网络呼应、智能手表、可穿戴电子设备等。此类移动设备可包括多个集成电路，每个集成电路执行不同的任务。在一些情况下，执行不同任务的电路可被集成到形成片上系统(SoC)的单个集成电路中。在SoC内的不同功能单元可在不同的电源电压电平下操作。在一些设计中，电源或调节器电路可包括在SoC内或外部，以生成用于SoC中所包括的无数功能单元的不同电压电平。调节器电路可包括一个或多个反应性电路部件。例如，各个调节器子组件可采用电感器或电容器的组合。反应性电路部件可与调节器电路一起制造在集成电路上，或者它们可作为离散部件包括在半导体封装或电路板中。
技术实现思路
本专利技术公开了一种包括集成电路芯片和去耦接单元的系统的各种实施方案。广义地讲，设想了一种系统，其中第一电感器耦接到电路块的电源节点，并且第二电感器耦接到电源节点并且电感耦接到第一电感器。第一相位单元可被配置为使用电源节点的基准电压和电压电平生成需求电流，并且比较需求电流与通过第一电感器提供至电源节点的电流。第一相位单元可被进一步配置为响应于确定提供至电源节点的电流大于需求电流来通过第一电感器使电源节点放电第一时间段。另外，第一相位单元可响应于确定第一时间段已结束来通过第一电感器使该电源节点充电。第二相位单元可被配置为自第一相位单元开始通过第一电感器使电源节点充电之后，响应于确定第三时间段已结束来通过第二电感器使电源节点放电第二时间段并通过第二电感器使该电源节点充电。在一个实施方案中，第一相位单元可包括耦接到第一电感器的第一驱动器电路。第一相位单元可被进一步配置为在通过第一电感器使电源节点充电时确定在第一驱动器电路的第一输出末端处的第一平均电压。在另一个实施方案中，第二相位单元可包括耦接到第二电感器的第二驱动器电路。第二相位单元可被进一步配置为在通过第二电感器使电源节点充电时确定在第二驱动器电路的第二输出末端处的第二平均电压。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示出了计算系统的一个实施方案。图2示出了调节器单元的一个实施方案。图3示出了调节器单元的相位单元的一个实施方案。图4示出了调节器单元的相位单元的另一个实施方案。图5示出了滤波器电路的一个实施方案。图6示出了与操作调节器单元的一个实施方案相关联的示例波形。图7示出了流程图，该流程图示出一种用于操作调节器单元的方法的一个实施方案。尽管本公开容易作出各种修改形式和替代形式，但附图中以举例的方式示出并将在本文中详细描述其具体实施方案。然而，应当理解，附图及具体实施方式并非旨在将本公开限制于例示的特定形式，而正相反，其目的在于覆盖落在由所附权利要求书限定的本公开的实质和范围内的所有修改形式、等同形式和替代形式。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。如在整个本专利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)使用字词“可”。类似地，字词“包括”意味着包括但不限于。各种单元、电路或其他部件可被描述为“被配置为”实行一个或多个任务。在此类上下文中，“被配置为”是一般意味着“具有”在操作期间实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/部件也可被配置为实行任务。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/部件描述为实行一个或多个任务。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项或多项任务的单元/电路/部件明确地旨在对该单元/电路/部件不援引对35U.S.C.§112第f段的解释。更一般地，对任何元件的表述都明确旨在不调用35U.S.C.§112第f段针对该元件的解释，除非特别表述了“用于…的装置”或“用于…的步骤”的语言。具体实施方式计算系统可包括多个功能单元或电路块。这些电路块可以一起安装在共同的集成电路封装或电路板中。一些计算系统可包括单个集成电路上的多个电路块，通常被称为“片上系统”或者“SoC”。计算系统内的每个电路块可在不同的电压电平下操作，该电压电平可不同于计算系统的主电源的电压电平。为了生成所期望的电压电平，可采用一个或多个调节器单元。在一些计算系统中，使用DC-DC开关调节器来生成所期望的电压电平。开关调节器快速切换一系列设备，例如晶体管，开启和关闭，以便通过电感器向负载传输电荷或从负载传输电荷(通常分别称为“充电循环”和“放电循环”)。该负载可以包括上述电路块中的一个或多个。通过调节持续时间，开启并关闭单独设备，可将负载处的电压电平保持在期望值的预定范围内。为了控制设备开启和关闭的方式以便保持在负载处的期望值的电压电平，调节器采用不同的控制方法。例如，在电流模式控制方法中，可能需要倾斜补偿来保持电流环路的稳定性。与执行倾斜补偿相关的电路増加面积、功率消耗和电路复杂度。在采用多个耦接电感器的情况下，斜率补偿电路可能甚至变得更加复杂。在附图中示出和下文中描述的实施方案可提供用于使用在调节器单元中具有固定断路时间控制机构的多个耦接电感器同时限制对设计复杂度、面积和功率消耗的影响的技术。在图1中示出了包括多个设备或功能单元的计算系统的框图。在所示实施方案中，计算系统100包括调节器单元101和电路块102a和102b。调节器单元101耦接到电源105和稳定电源103。电路块102a和102b也耦接到稳定电源103。另外，电路块102a通过通信总线104耦接到电路块102b。如下文更详细地描述，在各种实施方案中，调节器单元101可被配置为使用电源105生成稳定电源103。稳定电源103的电压电平可以根据电路块102a和102b的需要而小于、等于、或大于电源105的电压电平。虽然在图1所示的实施方案中仅示出了单个稳定电源，但在其它实施方案中，可采用多个稳定电源。在此类情况下，不同的设备可耦接不同的稳定电源。或者，单个设备可耦接到多个稳定电源。在所示实施方案中，电路块102a或102b中的任一者可包括处理器、处理器复合体或存储器。在一些实施方案中，电路块102a和102b可包括输入/输出(I/O)电路或模拟/混合信号电路。在各种实施方案中，计算系统100可被配置为用于台式计算机、服务器或移动或可穿戴计算应用程序中。需注意，虽然图1仅示出了两个电路块，但在其它实施方案中，可以采用任何合适数量的电路块。也可以采用另外的通信总线来连接各种设备。如本文所用和所述的，在各实施方案中，处理器或具有一个或多个处理器或处理器内核的处理器复合体可以代表执行计算操作的通用处理器。例如，处理器可为中央处理单元(CPU)诸如微处理器、微控制器、专用集成电路(ASIC)或现场可编程门阵列(FPGA)。在本公开中，存储器可以描述任何合适类型的存储器，例如诸如动态随机存取存储器本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种装置，包括：第一电感器，所述第一电感器耦接到电路块的电源节点；第二电感器，所述第二电感器耦接到所述电路块的所述电源节点并电感地耦接到所述第一电感器；第一相位单元，所述第一相位单元被配置为：通过所述第一电感器使所述电源节点放电第一时间段；以及响应于确定所述第一时间段已结束来通过所述第一电感器使所述电源节点充电；和第二相位单元，所述第二相位单元被配置为：通过所述第二电感器使所述电源节点放电第二时间段；以及自所述第一相位单元开始通过所述第一电感器使所述电源节点充电之后，响应于确定第三时间段已结束来通过所述第二电感器使所述电源节点充电。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.09.22 US 62/398,312;2017.01.11 US 15/403,2551.一种装置，包括：第一电感器，所述第一电感器耦接到电路块的电源节点；第二电感器，所述第二电感器耦接到所述电路块的所述电源节点并电感地耦接到所述第一电感器；第一相位单元，所述第一相位单元被配置为：通过所述第一电感器使所述电源节点放电第一时间段；以及响应于确定所述第一时间段已结束来通过所述第一电感器使所述电源节点充电；和第二相位单元，所述第二相位单元被配置为：通过所述第二电感器使所述电源节点放电第二时间段；以及自所述第一相位单元开始通过所述第一电感器使所述电源节点充电之后，响应于确定第三时间段已结束来通过所述第二电感器使所述电源节点充电。2.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一相位单元包括耦接到所述第一电感器的第一驱动器电路，并且其中所述第一相位单元被进一步配置为在通过所述第一电感器使所述电源节点充电时确定在所述第一驱动器电路的第一输出末端处的第一平均电压。3.根据权利要求2所述的装置，其中所述第二相位单元包括耦接到所述第二电感器的第二驱动器电路，并且其中所述第二相位单元被进一步配置为在通过所述第二电感器使所述电源节点充电时确定在所述第二驱动器电路的第二输出末端处的第二平均电压。4.根据权利要求3所述的装置，其中所述第二相位单元被进一步配置为使用所述第一平均电压和所述第二平均电压来调节所述第二时间段。5.根据权利要求4所述的装置，其中所述第一相位单元包括耦接到所述第一输出末端的第一滤波器电路，其中所述第一滤波器电路被配置为使用第一输出末端的电压电平生成第一滤波电压，其中所述第二相位单元包括耦接到所述第二输出末端的第二滤波器电路，其中所述第二滤波器电路被配置为使用所述第二输出末端的电压电平生成第二滤波电压，其中为了调节所述第二时间段，所述第二相位单元被进一步配置为比较所述第一滤波电压和所述第二滤波电压。6.根据权利要求1所述的装置，其中所述第一相位单位被进一步配置为：使用所述电源节点的基准电压和电压电平来生成需求电流；比较所述需求电流与通过所述第一电感器提供至所述电源节点的电流；以及响应于确定提供至所述电源节点的电流大于所述需求电流来通过所述第一电感器使所述电源节点放电所述第一时间段。7.一种用于操作电压调节器单元的方法，所述方法包括：通过所述第一电感器使电路块的电源节点放电第一时间段；响应于确定所述第一时间段已结束：通过所述第一电感器使所述电源节点充电；以及通过第二电感器使所述电源节点放电第二时间段，其中所述第二电感器被电感耦接到所述第一电感器；以及自开始通过所述第一电感器使所述电源节点充电之后，响应于确定第三时间段已结束来通过所述第二电感器使所述电源节点充电。8.根据权利要求7所述的方法，还包括：在通过所述第一电感器使所述电源节点充电期间，确定在耦接到所述第一电感器的第一驱动器电路的第一输出末端处的第一平均电压；以及在通过所述第二电感器使所述电源节点充电期间，确定在耦接到所述第二电感器的第二驱动器电路的第二输出末端处的第二平均电压。9.根据权利要求8所述的方法，还包括使用所述第一平均电压和所述第...

【专利技术属性】
技术研发人员：S·潘特，F·戈兹尼，J·B·弗莱彻，S·瑟尔斯，
申请(专利权)人：苹果公司，
类型：发明
国别省市：美国,US