电压调节器制造技术

本发明专利技术公开了电压调节器。一种用于提供已调节的输出电压的电压调节器电路被提供。该电压调节器电路包括被配置成基于反馈输出电压和参考电压的至少一部分来提供控制信号的误差放大器。第一输出级被配置成在第一供电电压下进行操作，以及基于控制信号来提供已调节的输出电压。至少一个第二输出级被配置成在不同于第一供电电压的第二供电电压下进行操作，以及基于控制信号来提供已调节的输出电压。切换单元被配置成在第一输出级和第二输出级之间切换控制信号。

【技术实现步骤摘要】

实施例涉及被配置成提供输出电压以用于对连接到其输出端的负载进行操作的电子电路，并且更具体地涉及被配置成提供已调节的输出电压的电压调节器电路以及用于提供已调节的输出电压的方法。
技术介绍
即使连接到电压调节器电路的输出端子的负载消耗变化的能量数量，即存储在负载中的能量发生变化，电压调节器电路也可以提供预定的输出电压。电压调节器电路在由电压调节器电路的操作环境确定的供电电压(VDD)下进行操作。电压调节器电路的操作环境可以是移动电话、笔记本计算机、个人计算机等等。在正常操作中，电压调节器电路的供电电压(VDD)超过由电压调节器电路提供的输出电压。供电电压和电压调节器电路的输出电压之间大的差可能导致电压调节器电路内增加的功率耗散，这又导致减少的电池操作时间，尤其是对于移动设备。为了使供电电压适应期望的输出电压，即为了提供供电电压和输出电压之间预定的电压差，使用了不同供电电压的电压调节器电路的操作可以减少包括电压调节器电路的电子设备的总的功率消耗。因此，使用具有低的芯片面积消耗的电子电路来以高效的方式在不同供电电压之间进行切换是个问题。
技术实现思路
本文所描述的实施例尤其涉及一种被配置成提供已调节的输出电压的电压调节器电路。该电压调节器电路包括误差放大器，该误差放大器被配置成基于反馈输出电压和参考电压的至少一部分来提供控制信号。第一输出级可以在第一供电电压下进行操作，以及基于所述控制信号来提供已调节的输出电压。至少一个第二输出级可以在第二供电电压下进行操作，第二供电电压不同于第一供电电压。此外，第二输出级基于所述控制信号来提供已调节的输出电压。切换单元被配置成在第一输出级(此时该调节器电路在第一供电电压下进行操作)和第二输出级(此时该电压调节器电路在第二供电电压下进行操作)之间切换控制信号。另外，本文所描述的实施例尤其涉及一种被配置成提供输出电压的电子电路，其中该电子电路包括被配置成由控制信号进行控制的输出电路。该输出电路包括第一输出级，其可以在第一供电电压下进行操作以及基于该控制信号提供输出电压；以及至少一个第二输出级，其可以在不同于第一供电电压的第二供电电压下进行操作以及基于该控制信号来提供输出电压。该电子电路可以包括切换单元，该切换单元被配置成在第一输出级和第二输出级之间切换控制信号。根据本文所描述的又一个实施例，一种用于提供已调节的输出电压的方法包括 提供参考电压，提供第一供电电压，基于参考电压和第一供电电压来调节输出电压，从第一供电电压切换到不同于第一供电电压的至少一个第二供电电压，以及基于参考电压和第二供电电压来调节输出电压。根据本文所描述的实施例的电压调节器包括可以在不同供电电压下进行操作的至少两个输出级。可以基于由误差放大器生成的控制信号来提供在输出级中的至少一个处的已调节的输出电压。该误差放大器基于反馈输出电压和参考电压的至少一部分来提供控制信号。在阅读了下面的详细描述以及查看了附图之后，本领域技术人员将认识到附加的特征和优点。附图说明附图中的组件不一定是按比例的，而是将重点放在说明本专利技术的原理上。此外，在附图中，相似的附图标记表示对应的部分。在附图中图I示出根据一个实施例的具备两个不同供电电压的电压调节器电路的框图2是根据一个实施例的具有切换单元的电压调节器电路的详细框图3是在图2中描绘的电压调节器电路的详细电路图4是示出根据一个实施例的在其输出级处具有电流反射镜的电压调节器电路的详细电路图5是示出根据一个实施例的具备NMOS晶体管的电压调节器电路的电路图；以及图6是示出根据一个实施例的用于提供已调节的输出电压的方法的流程图。具体实施例方式现在将详细参考各种实施例，所述实施例的一个或多个实例被示出在附图中。在附图的下面的描述中，相同的附图标记指代相同的组件。一般来说，仅仅描述关于各个实施例的差异。每个实例通过解释的方式被提供并且不打算作为限制。例如，作为一个实施例的部分而示出或描述的特征可以被用在其他实施例上或者与其他实施例一起被使用以产生又一个实施例。图I示出根据一个实施例的包括电压调节器电路100的电路布置(arrangement) 的框图。电压调节器电路100被配置成提供输出电压405和输出电流410，所述输出电压 405可以被调节到期望的恒定值，所述输出电流410可以基于为外部负载204提供的功率来改变。调节输出电压405是基于作为到电压调节器电路100中的输入而提供的参考电压 403。参考电压403由参考电压源103来生成，所述参考电压源103被连接在电压调节器电路100的输入端子和地110之间。根据一个实施例，调节器供电电压可以直接经由供电电压源(例如电池)或者经由至少一个第二供电电压源来提供，其中第二供电电压源可以由第一供电电压源来操作。选择信号404被输入到电压调节器电路100中，该选择信号404确定被用来操作调节器电路 100的电压域。在下文中参考图4和图5描述经由由电压调节器电路100所接收的选择信号404在不同电压域和操作之间的切换。在图I所示的电路布置中，可以以不同方式来提供用于电压调节器电路100的供电电压。提供生成第一供电电压401 (VDDl)的第一供电电压源101。可以直接在电压调节器电路100处施加第一供电电压401。特别地，在移动设备中，DC-DC转换器108可以被串联连接到第一供电电压源101，其中在DC-DC转换器108的输出端子处生成第二供电电压 402 (VDD2)。在DC-DC转换器108的输出端子和地110之间提供的第二供电电压402还可以被提供以用于电压调节器电路100。选择信号404现在可以被用来在第一供电电压401和第二供电电压402之间切换。DC-DC转换器108被用来将第一供电电压401减小差电压406的数量，以便提供第二供电电压402。如果第二供电电压402足以对电压调节器电路100进行操作，则第一供电电压401的减小是有利的。用于电压调节器电路100的减小的供电电压导致电压调节器电路 100内的减小的功率耗散，并且因此导致电池供电的设备的增加的操作时间。举例来说，第一供电电压源101可以作为锂离子电池(Li+电池)来提供，其通常提供4. 2V的输出电压。在许多电池供电的设备中，电压调节器电路100的期望输出电压405 是例如B. Uqut — 3 V ο在4. 2V的输入电压下操作的DC-DC转换器108可以将4. 2V的输入电压减小到3.3V的值。因此，通过切换到第二输出电压402，调节器供电电压和输出电压405之间的差电压406可以减小到四分之一，例如，用于第二供电电压402的操作的电压差是a. (3. 3V-3V) = 300mV,而在第一供电电压402的操作期间电压差是a.(4. 2V-3V) = 1200mV。电压差406的这种减小可以导致电压调节器电路100内耗散的功率的大的减小。于是，如果电池(例如锂离子电池)被放电到一个电平以使得DC-DC转换器108的输出电压下降到3V以下，则可以执行切换。在这种情况下，电压调节器电路100不能提供 3V的已调节的输出电压405。于是,第一供电电压源101由锂离子电池来表不,使得第一供电电压401被提供以用于电压调节器电路100。现在已经减小了第一供电电压401和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员：R里德雷尔，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：