VBOOST信号生成制造技术

在所描述的实例中，一种VBOOST生成器(300)包含用于生成在供应电压VCC和接地之间的第一功率导轨VX的电压调节器(332)。时钟生成器(320)经布置以生成在所述供应电压VCC和电压VCC‑VX之间振荡的时钟信号。电荷泵(340)经布置以在所述第一时钟信号的第一半周期期间将所述电压VCC‑VX耦合到衬底(310)上回扫电容器(360)的第一端子，且经设置以在所述第一时钟信号的第二半周期期间将所述电压VCC耦合到所述回扫电容器(360)的所述第一端子。引脚(352)耦合到所述衬底(310)且将在所述第一时钟信号的所述第二半周期期间在所述回扫电容器(360)的第二端子上形成的所述电压VCC+VX耦合到外部桶形电容器(350)。任选地包含第二电荷泵以增加所述VBOOST生成器的充电容量。

Vboost signal generation

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】VBOOST信号生成
技术介绍
处理器对于控制装置(例如用于电动机控制的控制器)很有用。处理器和控制器通常使用集成电路技术形成在单个或单独的衬底上。可以将用于处理器和控制器的衬底安装在单个封装中，所述封装具有用于朝向或远离安装在所述封装中的衬底输送信号(和功率)的端子(“引脚”)。信号通常经由引脚输送到不适合包含在封装中的电路(例如，由于大小、功耗、制造成本、工艺限制)。然而，增加封装的引脚数目通常会增加包含封装的制造组件的成本和/或面积。
技术实现思路
在所描述的实例中，一种VBOOST生成器包含用于生成在供应电压VCC和接地之间第一功率导轨VX的电压调节器。时钟生成器经布置以生成在供应电压VCC和电压VCC-VX之间振荡的时钟信号。电荷泵经布置以在所述第一时钟信号的第一半周期期间将所述电压VCC-VX耦合到衬底上回扫电容器的第一端子，且经设置以在所述第一时钟信号的第二半周期期间将所述电压VCC耦合到所述回扫电容器的所述第一端子。引脚耦合到所述衬底，将在所述第一时钟信号的所述第二半周期期间在所述回扫电容器的第二端子上形成的所述电压VCC+VX耦合到外部桶形电容器。任选地包含第二电荷泵以增加所述VBOOST生成器的充电容量。附图说明图1为根据实例实施例的计算装置的示意图。图2为基于片外回扫电容器的电动机控制器的示意图。图3为根据实例实施例的基于片上回扫电容器的VBOOST信号生成器的示意图。图4为根据实例实施例的电荷泵倍增器的示意图。图5为根据实例实施例的电荷泵倍增器的示意图。具体实施方式在本说明书中，系统可为又一系统的子系统。同样，在本说明书中，术语“耦合到”或“与…耦合”(及类此术语)描述间接或直接电连接。因此，如果第一装置耦合到第二装置，那么所述连接可通过直接电连接或通过经由其它装置及连接的间接电连接而进行。此外，在本说明书中，术语“部分”可以指整个部分或小于整个部分的部分。另外，术语“引脚”可以指用于将信号和电力耦合到包含所述引脚的封装上和从所述封装断开的端子。在用于VBOOST信号生成的系统和方法的实例实施例中，减少引脚数。图1为根据实例实施例的计算装置100的示意图。例如，计算装置100为电子系统129或并入到电子系统129中，所述电子系统例如为计算机、电子器件控制“盒”或模块，机器人设备(包含固定或移动)、汽车、工业电动机控制器或其中计算机使用差分信号的任何其它类型电子系统。在一些实施例中，计算装置100包括宏单元或单片系统(SoC)，其包括控制逻辑组件，例如CPU112(中央处理单元)、存储装置114和电力供应器110。CPU112包括由离散逻辑组件提供的功能和/或经布置以执行专用指令(例如，软件或固件)，所述专用指令在由CPU112执行时将CPU112转换成专用机器。CPU112经布置以接收由接收器(RX)包络检测器138检测到的解码信息，其中所描述的包络检测器138经布置以接收用从耦合到另一CPU112的传输器传输的信息编码的差分传输。CPU112包括存储器和逻辑，所述存储器和逻辑存储从存储装置114频繁存取(例如，写入到所述存储装置114和/或从所述存储装置114读取)的信息。用户通常使用UI(用户界面)116控制计算装置100，所述UI在执行软件应用程序130期间向用户提供输出并从用户接收输入。所述输出是使用显示器118提供，所述显示器118包含信号器(例如指示灯、扬声器、振动器等)和控制器。所述输入是使用音频及/或视频输入(例如，使用话音或图像辨识)及电装置及/或机械装置(例如小键盘、开关、接近检测器、陀螺仪、加速度计、解析器等)而接收。CPU112耦合到I/O(输入输出)端口128，所述端口提供接口，所述接口经配置以接收来自联网装置131的输入(或向其提供输出)。联网装置131可以包含能够与计算装置100进行点对点和/或联网通信的任何装置(包含与计算装置100电子配对的“蓝牙”单元)。计算装置100任选地耦合到外围装置和/或计算装置，包含有形(例如，非暂时性)媒体质(例如快闪存储器)和/或有线或无线媒体。这些及其它输入及输出装置由外部装置使用无线或有线连接选择性地替换到计算装置100。可以例如通过联网装置131存取存储装置114。CPU112、存储装置114及电力供应器110可耦合到外部电力供应器(未展示)或耦合到本地电源(例如电池、太阳能电池、交流发电机、电感场、燃料电池、电容器等)。存储装置114(可为存储器，例如处理器上高速缓存器、处理器外高速缓存器、RAM、快闪存储器、数据寄存器、触发器、磁盘存储装置等)存储一或多个软件应用程序130(例如，嵌入式应用程序)，所述软件应用程序当由CPU112执行时将计算装置100转换为适合执行例如检测编码在调制信号中的信息(例如，其中信息和/或数据用于调制生成用于传输到计算装置100的信号的载波频率)等一或多个目标功能的专用机器。计算系统100包含电动机控制器138，所述电动机控制器138经布置以生成用于驱动(例如控制)电动机152的信号。电动机控制器138包含VBOOST生成器140(或与其以电通信方式耦合)。电动机控制器138和VBOOST生成器140任选地形成在同一衬底142上。例如，VBOOST生成器140经布置以生成具有实质上比用于为电动机控制器138和VBOOST生成器140中的逻辑电路供电的电压供应更高的电压的控制信号(例如，通常高于VCC的电压VX电平，其中VX可以根据用于驱动电动机152的功率MOS金属氧化物半导体-晶体管的最大栅极到源极电压来选择)。VBOOST生成器140经布置以生成VCP(电荷泵输出电压)信号，所述信号为具有升压高于功率导轨VCC的电压的电源。信号VCP152通过引脚150耦合到电动机，其中功率从电动机152返回到VBOOST生成器，到相应相位引脚U、V或W，其中相位引脚耦合到高侧开关晶体管的源极，使得电流从高侧开关晶体管流入到相位引脚(参见下文参考图3所描述的相位引脚392)。如下文中所描述，实例VBOOST生成器140包含用以提升电荷泵中的内部(例如，在衬底142上)回扫电容器的内部电压(例如，在衬底142上)的电荷泵。在衬底142中形成回扫电容器减少了用于将信号(包括功率)耦合到衬底142外部的装置的引脚的引脚数，并且减少了原本所需要或实施的引脚数和外部组件的数目。VBOOST生成器140经布置以减小原本横跨回扫电容器形成的电压，这增加了在衬底上包含回扫电容器(这减少了引脚数)对各种较高电压应用的适用性。尽管本文在控制电动机的上下文中描述了VBOOST生成器140，但VBOOST生成器140适于生成升压电压，所述升压电压用于响应于控制信号具有比例如由具有功率导轨VCC和接地的电路生成用于驱动功率MOS晶体管的栅极的控制信号更高的电压来控制其它装置操作。在各种系统中，处理器和控制器可能设计为以实质上小于用于控制电动机的电压和电流的电压和电流操作。封装的各种引脚用于将信号(和功率)输本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电路，其包括：/n衬底，其包含第一功率导轨；/n电压调节器，其经布置在所述衬底上，其中所述电压调节器经布置以响应于参考电压VX和所述第一功率导轨而生成第二功率导轨；/n第一回扫电容器，其经布置在所述衬底上；及/n第一电荷泵，其经布置在所述衬底上，其中所述第一电荷泵耦合到所述第一功率导轨并耦合到所述第二功率导轨，其中所述第一电荷泵用于在第一时钟信号的第一半周期期间将第二功率导轨电压耦合到所述第一回扫电容器的第一端子且用于在所述第一时钟信号的第二半周期期间将第一功率导轨电压耦合到所述第一回扫电容器的所述第一端子，其中在所述第一时钟信号的所述第二半周期期间在所述第一回扫电容器的第二端子上产生大于所述第一功率导轨电压的所述第一升压电压，且其中所述第一升压电压用于耦合到桶形电容器。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20170424 US 15/495,9661.一种电路，其包括：
衬底，其包含第一功率导轨；
电压调节器，其经布置在所述衬底上，其中所述电压调节器经布置以响应于参考电压VX和所述第一功率导轨而生成第二功率导轨；
第一回扫电容器，其经布置在所述衬底上；及
第一电荷泵，其经布置在所述衬底上，其中所述第一电荷泵耦合到所述第一功率导轨并耦合到所述第二功率导轨，其中所述第一电荷泵用于在第一时钟信号的第一半周期期间将第二功率导轨电压耦合到所述第一回扫电容器的第一端子且用于在所述第一时钟信号的第二半周期期间将第一功率导轨电压耦合到所述第一回扫电容器的所述第一端子，其中在所述第一时钟信号的所述第二半周期期间在所述第一回扫电容器的第二端子上产生大于所述第一功率导轨电压的所述第一升压电压，且其中所述第一升压电压用于耦合到桶形电容器。


2.根据权利要求1所述的电路，其中所述电压调节器经布置以生成所述参考电压VX，其中所述参考电压VX为小于所述第一功率导轨电压的电压且是大于接地的电压，其中所述第一功率导轨电压为共用载波电压(VCC)，且其中所述第二功率导轨为根据所述第一功率导轨电压(VCC)和所述参考电压VX的差的电压(VCC-VX)。


3.根据权利要求1所述的电路，其包括经布置在所述衬底上的第二回扫电容器，其中所述第一电荷泵经布置以在所述第一时钟信号的所述第二半周期期间将所述第二功率导轨电压耦合到所述第二回扫电容器的第一端子且在所述第一时钟信号的所述第一半周期期间将所述第一功率导轨电压耦合到所述第二回扫电容器的所述第一端子，其中在所述第一时钟信号的所述第一半周期期间在所述第二回扫电容器的第二端子上形成大于所述第一功率导轨电压的第二升压电压，且其中所述第二升压电压用于耦合到所述桶形电容器。


4.根据权利要求1所述的电路，其包括经布置在所述衬底上的时钟生成器，其中所述时钟生成器经布置以生成与所述第一时钟信号相反的第二时钟信号，其中所述第一时钟信号和所述第二时钟信号在所述第一功率导轨电压和所述第二功率导轨电压之间振荡。


5.根据权利要求4所述的电路，其中所述第一时钟信号耦合到所述第一回扫电容器的第一端子，且所述第二时钟信号耦合到所述第二回扫电容器的第一端子。


6.根据权利要求5所述的电路，其中所述第一回扫电容器的第二端子耦合到第一输入晶体管的源极、第二输入晶体管的栅极、第一输出晶体管的栅极以及第二输出晶体管的源极，且其中所述第二回扫电容器的第二端子耦合到所述第一输入晶体管的栅极、所述第二输入晶体管的源极、所述第一输出晶体管的源极和所述第二输出晶体管的栅极。


7.根据权利要求6所述的电路，其中所述第一输出晶体管和所述第二输出晶体管的所述漏极耦合在一起，且用于将所述第一升压电压和所述第二升压电压耦合到引脚，所述引脚用于耦合到在所述衬底外部的所述桶形电容器。


8.根据权利要求7所述的电路，其中所述第一升压电压和所述第二升压电压为开环调节的。


9.根据权利要求6所述的电路，其包括经布置在所述衬底上的第二电荷泵，其中所述第二电荷泵包含布置在所述衬底上的第三回扫电容器和第四回扫电容器，其中所述第一升压电压耦合到所述第四回扫电容器的第一端子，且其中所述第二升压电压耦合到所述第三回扫电容器的第一端子。


10.根据权利要求9所述的电路，其包括第一时钟缓冲晶体管，其用于在所述第一时钟信号的所述第二半周期期间将所述第三回扫电容器的所述第一端子选择性地耦合到所述第二功率导轨，且包括第二时钟缓冲晶体管，其用于在所述第二时钟信号的所述第一半周期期间将所述第四回扫电容器的所述第一端子选择性地耦合到所述第二功率导轨。


11.根据权利要求10所...

【专利技术属性】
技术研发人员：N·赖马尔，S·古普塔，
申请(专利权)人：德州仪器公司，
类型：发明
国别省市：美国;US