可编程分流调节器制造技术

公开了一种设备和方法，其包括通用串行总线(USB)兼容的供电设备的分流调节器。分流调节器包括具有输出端、第一输入端和第二输入端的放大器。分流调节器还包括电流数模转换器(DAC)，电流DAC耦合到放大器的第一输入端和电压总线节点。电流DAC调整在放大器的第一输入端输送的吸收电流或流出电流，以调节USB兼容的供电设备中的可编程输出电压(Vbus)。DAC输送的电流是响应于接收到指示可编程供电命令的数字代码，该可编程供电命令指定在电压总线节点上将由USB兼容的供电设备输送的Vbus。

Programmable shunt regulator

A device and method are disclosed, including a shunt regulator of a universal serial bus (USB) compatible power supply device. The shunt regulator includes an amplifier having an output end, a first input end and a second input end. The shunt regulator also includes a current digital to analog converter (DAC), which is coupled to the first input of the amplifier and a voltage bus node. The current DAC adjusts the absorption current or outflow current delivered at the first input of the amplifier to adjust the programmable output voltage (VBUS) in the USB compatible power supply device. The current delivered by the DAC is a digital code in response to receiving a programmable power supply command that specifies the VBUS to be delivered by a USB compatible power supply device on the voltage bus node.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可编程分流调节器相关申请本申请是于2017年9月19日提交的第15/708,356号美国申请的国际申请，该美国申请要求于2017年5月18日提交的第62/508,100号美国临时申请的权益，所有申请通过引用以其整体并入本文。
本公开涉及电子电路领域，特别涉及可编程分流调节器。背景电子电路可以包括诸如电阻器、晶体管、电容器、电感器和二极管等的单独的电子组件，单独的电子组件被电流可以流过的导线或迹线连接。电子电路可以使用分立组件来构造，或更通常地被集成在集成电路中，在集成电路中组件和互连在诸如硅的公共衬底上形成。附图简述在附图的图中，本公开通过示例而非限制的方式被说明。图1是功率输送系统100(在本文中也称为“系统”)的框图。图2是示出根据一些实施例的电力总线功率输送设备的电路图。图3是示出根据一些实施例的分流调节器的电路图。图4示出了根据另一实施例的使用可编程分流调节器来提供可编程输出电压的方法的流程图。详细描述可编程电路可以是诸如集成电路(IC)的电子电路，其具有可重新配置以执行各种操作或功能的多个组件。与固定功能电路不同，可以在操作期间(例如，现场可编程的，动态的)或在使用之前对可编程电路进行编程(例如，配置或重新配置)以执行某些功能而不执行其他功能。此外，可以基于可编程电路(例如，运行时可配置的)的编程在操作期间配置或重新配置可编程电路。可编程电路可被重新编程多次，以执行不同的操作和功能。应用需求增加了对具有提高的灵活性以支持多样化的应用的可编程电路的期望。设计人员的工作是为可编程电路带来功能以改善性能、成本，满足客户需求，以及改变功能块的用途来执行多种功能，而不是利用片外组件来支持一些操作。例如，在一些电力应用中，可以请求源设备(sourcedevice)提供动态可编程性，以在限定的容差(例如，5％的容差)内并且以小的增量或步长(例如，20毫伏(mV))向吸收设备(sinkdevice)提供一电压范围(例如，3伏特(V)至22V)内的输出电压。本公开的各方面通过提供串行总线兼容的供电设备来解决上面提到的和其他的挑战，如串行总线功率输送(SBPD)设备(本文中也称为“源设备(sourcedevice)”)(例如，通用串行总线(USBTM)兼容的供电设备)，该SBPD设备具有分流调节器，分流调节器具有误差放大器和电流数模转换器(DAC)，电流DAC用于响应来自吸收设备的可编程供电命令(例如，通用串行总线-功率输送TM(USB-PDTM)命令)提供输出电压(例如，Vbus)的动态可编程性，可编程供电命令指定将由SBPD设备输送的可编程输出电压(以及可能为电流)。在一些实施例中，SBPD设备可以包括控制器，用于接收指定将由SBPD设备输送的可编程输出电压的可编程供电命令。SBPD设备还可以包括耦合到控制器的分流调节器。分流调节器包括具有输出端、第一输入端和第二输入端的放大器。分流调节器还包括具有输入端和输出端的电流数模转换器(DAC)。电流DAC的输入端耦合到控制器，并从控制器接收指示可编程供电命令的数字代码。响应于从控制器接收到数字代码，电流DAC调整在放大器的第一输入端(其也可以耦合到电阻分压器网络)输送的吸收电流(sinkcurrent)或流出电流(sourcecurrent)，以控制由SBPD设备输送的可编程输出电压。图1是功率输送系统100(本文中也称为“系统”)的框图。系统100包括串行总线兼容的供电设备101。串行总线兼容的供电设备101的示例可以包括串行总线功率输送(SBPD)设备101或USBTM兼容的供电设备。可以注意到，在本文，作为示例，串行总线兼容的供电设备指的是SBPD设备。在一些实施例中，SBPD设备101是通用串行总线-功率输送(USB-PDTM)设备，其与USB-PDTM标准兼容，或者更一般地与USBTM标准兼容。例如，SBPD设备101可用于在限定的容差(例如，5％的容差)内并且以小的增量(例如，20毫伏(mV))提供输出电压(例如，Vbus110)在一电压范围(例如，3伏特(V)至22V)内的动态可编程性。动态可编程性可以指在设备通电时对不同输出电压进行编程的能力。在一些实施例中，由SBPD设备101供应的电流还可以是可配置和可编程的，并且支持如从500毫安(mA)到5安培(A)的供应电流范围。可以注意到，电压总线可以指Vbus110在其上传输的物理连接(例如，总线)。在实施例中，SBPD设备101连接到电源118。在一些实施例中，电源118可以是提供交流(AC)功率的壁式插座电源。在其他实施例中，电源118可以是不同的电源(如电池)，并且向SBPD设备101提供直流(DC)功率。功率转换器102可以转换从电源118接收的功率。例如，功率转换器102可以是AC/DC转换器，并将来自电源118的AC功率转换成DC功率。在一些实施例中，功率转换器102是回扫转换器(例如基于光耦合器的回扫转换器)，其在输入端(例如，初级侧)和输出端(例如，次级侧)之间提供电流隔离。在实施例中，SBPD设备101经由通信信道(CC)120从吸收设备112接收可编程供电命令，可编程供电命令指定特定的输出电压，以及可能指定输出电流。在一些实施例中，可编程供电命令与USB-PDTM标准兼容。控制器106经由通信信道120从吸收设备112接收可编程供电命令。在一些实施例中，控制器106是与USBTMType-C标准兼容的USBTMType-C控制器。响应于接收到可编程供电命令，控制器106确定代表所请求的输出电压的数字代码，并经由信道108将该数字代码发送到分流调节器104(本文中也称为“分流调压器”)。如将在以下的图中进一步描述的，分流调节器104响应于接收到的数字代码调节可编程输出电压(Vbus110)。分流调节器可以调节USBTM兼容的供电的电压总线上的Vbus110。在实施例中，SBPD设备101的任何组件可以是集成电路的一部分，或者替代地，SBPD设备101的任何组件可以在其自己的集成电路中实现。例如，功率转换器102、分流调节器104和控制器106各自可以是具有独立封装和引脚配置的分立集成电路。在一些实施例中，SBPD设备101可以为笔记本电脑、软件狗、监视器、扩展坞、功率适配器等提供完整的USBType-C和USB-功率输送端口控制解决方案。图2是示出根据一些实施例的电力总线功率输送设备的电路图。SBPD设备200可以类似于参照图1描述的SBPD设备101。为了方便和清楚起见，在本图中使用了图1中使用的组件编号。SBPD设备200设备包括功率转换器102、分流调节器104和控制器106。在其他实施例中，SBPD设备200可以包括相同、更多或更少的组件。为了说明的目的，而不是限制，分流调节器104被示为分立设备(例如，在自己的封装中并且具有输出引脚的集成电路)。如图所示，在实施例中，功率转换器102可以是基于光耦合器的回扫转换器。如上所述，功率转换器102可以是任何类型的功率转本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种设备，包括：/n通用串行总线(USB)兼容的供电设备的分流调节器，所述分流调节器包括：/n放大器，其包括输出端、第一输入端和第二输入端；以及/n电流数模转换器(DAC)，其耦合到所述放大器的第一输入端和电压总线节点，以调整在所述放大器的第一输入端输送的吸收电流或流出电流，从而控制所述USB兼容的供电设备中的可编程输出电压(Vbus)，其中，通过所述DAC输送的电流是响应于接收到指示可编程供电命令的数字代码，该可编程供电命令指定在所述电压总线节点上将由所述USB兼容的供电设备输送的Vbus。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170518 US 62/508,100;20170919 US 15/708,3561.一种设备，包括：
通用串行总线(USB)兼容的供电设备的分流调节器，所述分流调节器包括：
放大器，其包括输出端、第一输入端和第二输入端；以及
电流数模转换器(DAC)，其耦合到所述放大器的第一输入端和电压总线节点，以调整在所述放大器的第一输入端输送的吸收电流或流出电流，从而控制所述USB兼容的供电设备中的可编程输出电压(Vbus)，其中，通过所述DAC输送的电流是响应于接收到指示可编程供电命令的数字代码，该可编程供电命令指定在所述电压总线节点上将由所述USB兼容的供电设备输送的Vbus。


2.根据权利要求1所述的设备，其中，所述USB兼容的供电设备和所述可编程供电命令与通用串行总线-功率输送(USB-PD)标准兼容。


3.根据权利要求1所述的设备，其中，所述分流调节器还包括：
电阻器网络，其包括在反馈节点处与第二电阻器串联耦合的第一电阻器，其中，所述电阻器网络在所述反馈节点处连接到所述放大器的第一输入端和电流DAC的输出端，其中，所述电阻器网络由将由所述USB兼容的供电设备输送的所述可编程输出电压供电。


4.根据权利要求1所述的设备，其中，所述设备还包括：
type-c控制器，其与USBtype-C标准兼容，所述type-c控制器耦合到所述电流DAC并用于接收所述可编程供电命令，该可编程供电命令指定将由所述USB兼容的供电设备输送的Vbus。


5.根据权利要求1所述的设备，其中，所述放大器的第二输入端耦合到参考电压。


6.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电流DAC是单调测温DAC。


7.根据权利要求1所述的设备，其中，所述电流DAC包括：
N位电流吸收DAC；以及
M位电流流出DAC。


8.根据权利要求1所述的设备，其中，所述分流调节器还包括：
电流发生器，其包括输入端和输出端，其中，所述电流发生器的输出端耦合到所述电流DAC。


9.根据权利要求8所述的设备，其中，所述电流发生器包括：
电阻器，其与所述电流发生器的输入电压相对于输送到所述电流DAC和从所述电流DAC输送出的电流成比例，其中，所述电阻器与所述分流调节器的电阻器网络的第一电阻器匹配，其中，带隙电压在所述电流发生器的输入端和所述放大器的第二输入端之间共享。


10.一种通用串行总线(USB)兼容的供电设备，包括：
控制器，其用于接收可编程供电命令，该可编程供电命令指定将由所述USB兼容的供电设备输送的可编程输出电压(Vbus)；以及
分流调节器，其耦合到所述控制器，所述分流调节器包括：
放大器，其包括输出端、第一输入端和第二输入端；以及
电流数模转换器(DAC)，其包括输入端和输出端，其中，所述电流DAC的输出端耦合到所述放大器的第一输入端和电压总线节点，其中，所述电流DAC的输入端耦合到所述控制器，其中...

【专利技术属性】
技术研发人员：帕万·库马尔·库奇普蒂，
申请(专利权)人：赛普拉斯半导体公司，
类型：发明
国别省市：美国;US