一种电压调节器利用非侵入性感测电容器来差分地感测指示所述电压调节器的输出电容器的电流的电流。一些实施例利用电流镜及反相器来确定指示所述输出电容器的电流的所述电流是高于还是低于特定量值。一些实施例利用指示输出电容器电流的信息来确定切换电压调节器的工作循环，且一些实施例利用所述信息来激活瞬态控制电路。活瞬态控制电路。活瞬态控制电路。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】具有电流感测及控制的DC-DC转换器
技术介绍
[0001]本专利技术一般来说涉及经调节DC-DC电压转换器，且更特定来说涉及针对DC-DC电压转换器的电容器电流控制。
[0002]经调节DC-DC电压转换器一般对操作电路(举例来说，用于各种各样的应用中的半导体装置中的集成电路)提供经调节电力。集成电路一般需要在操作期间提供特定参数内的电力。此电力的提供可面临许多复杂性。举例来说，包含集成电路的半导体芯片可具有在相同或不同时间需要电力的不同部分，不同部分可需要不同参数内的电力，且一些部分可在不同时间利用不同量的电力。复杂的是，一些装置可由具有相对较小容量的电池供电，而装置本身至少在各种时间可需要大量电力。
[0003]向集成电路提供大量电力可能对装置造成损坏。出于此原因及其它原因，经调节电压转换器可尝试确定由电压转换器的输出电容器提供或提供到所述输出电容器的电流。
[0004]另外，在许多情形中，操作电路的电力需求可极大地变化，且在短时间帧内极大地变化。面对所要输出电力的突然改变，恰当地控制转换器操作可难以实现。
技术实现思路
[0005]一些实施例的方面可提供使用至少一个差分电流比较器块来感测电压调节器的输出电容器的电流的指示。在一些实施例中，差分电流比较器块包括耦合到输出电容器的输出节点的至少一个感测电容器、耦合到感测电容器的至少一个电流镜、耦合到输出电容器的接地节点的至少一个接地感测电容器、耦合到接地感测电容器的至少一个其它电流镜，以及用于确定感测电容器的电流与接地感测电容器的电流之间的差的指示的至少一个电流比较器。在一些实施例中，至少一个电流比较器包括反相器。一些实施例的方面可提供对多个差分电流比较器块的使用，所述多个差分电流比较器块中的每一者共享对耦合到输出电容器的至少一个其它电流镜的使用。一些此类实施例的方面提供针对所述多个差分比较器块中的至少一些差分比较器块的不同偏移。
[0006]一些实施例的方面可提供使用多个差分电流比较器块来感测切换DC-DC电压调节器的输出电容器的电流的指示，所述多个差分电流比较器块中的至少一些差分电流比较器块经配置以便利用不同偏移，借此可确定输出电容器的不同电流电平。一些实施例的方面经配置以利用输出电容器的不同电流电平的指示来调整电压调节器的工作循环。一些实施例的方面经配置以基于不同电流电平中的至少一些电流电平的指示而激活瞬态控制电路。在一些实施例中，有源瞬态控制电路包含多个支路，每一支路经配置以向将输出电容器与负载耦合的输出线路提供电流及/或从将输出电容器与负载耦合的输出线路拉取电流，且一些实施例的方面确定支路以基于不同电流电平中的至少一些电流电平的指示而激活。
[0007]一些实施例的方面可提供一种确定电压调节器的输出电容器的电流的方法，其包括：将跨越耦合到所述电压调节器的输出电容器的输出节点的第一感测电容器的第一电压转换为第一电流；将跨越耦合到所述电压调节器的所述输出电容器的接地节点的接地感测电容器的电压转换为接地电流；及将所述第一电流减去所述电流与第一特定电流进行比
较。
[0008]一些实施例的方面可提供一种用于确定电压调节器的输出电容器的电流的电路，其包括：至少一个感测电容器，其耦合到所述电压调节器的输出电容器的输出节点；至少一个电流镜，其耦合到所述感测电容器；至少一个接地感测电容器，其耦合到所述输出电容器的接地节点；至少一个其它电流镜，其耦合到所述接地感测电容器；及至少一个电流比较器，其用于相对于至少一个偏移电流确定所述感测电容器的电流与所述接地感测电容器的电流之间的差的指示。
[0009]一些实施例的方面可提供一种使用输出电容器电流信息来控制电压调节器的方法，其包括：将输出电容器电流与多个预定电流电平进行比较，所述预定电流电平界定电流电平的多个不同区域；当输出电容器电流处于第一区域中时，基于至少一个输出电压反馈信号且不考虑所述输出电容器电流而操作所述电压调节器的开关，所述第一区域包含等于零的输出电容器电流；当所述输出电容器电流处于第二区域或第三区域中时，将所述开关的操作的工作循环调整第一程度，所述第二区域及所述第三区域各自在相对侧上对所述第一区域进行限界；及当所述输出电容器电流处于第四区域或第五区域中时，将所述开关的操作的工作循环调整第二程度，所述第二程度具有大于所述第一程度的量值，所述第四区域对所述第二区域进行限界且所述第五区域对所述第三区域进行限界。
[0010]一些实施例的方面可提供一种控制电压调节器的瞬态响应电路的操作的方法，其包括：确定输出电容器电流的绝对量值超过预定极限；及响应于确定输出电容器电流的绝对量值超过预定极限，激活瞬态控制电路，所述瞬态控制电路经配置以向将所述输出电容器耦合到负载的线路提供电流或从将所述输出电容器耦合到所述负载的所述线路汲取电流。
[0011]在审阅本专利技术后会更全面地领会本专利技术的这些及其它方面。
附图说明
[0012]图1是切换电压调节器及负载的半框图半示意图。
[0013]图2是包含根据本专利技术的方面的具有差分电容器电流感测块的切换电压调节器的半框图半示意图。
[0014]图3提供针对电压调节器的随时间的电感器电流及随时间的输出电容器电流的图，其展示针对不同输出电容器电流电平的调节带。
[0015]图4是包含根据本专利技术的方面的具有差分电容器电流感测的切换电压调节器的半框图半示意图。
[0016]图5提供展示根据本专利技术的方面的电压调节器的经模拟稳态涟波的图。
[0017]图6提供展示根据本专利技术的方面的电压调节器的经模拟瞬态阶跃响应延迟的图。
[0018]图7提供展示根据本专利技术的方面的在不同工艺拐角处的电压调节器的经模拟操作的图。
[0019]图8是包含根据本专利技术的方面的切换电压调节器的半框图半示意图，所述切换电压调节器利用差分电容器电流感测来激活瞬态响应电路。
[0020]图9提供展示根据本专利技术的方面针对电压调节器的对负载阶跃的经模拟瞬态响应的图。
具体实施方式
[0021]图1是切换电压调节器111及负载113的半框图半示意图。如图1中所展示，一对开关：高侧开关115与低侧开关117串联耦合于输入电压与较低电压之间。在许多实施例中，输入电压为供应电压(举例来说，由电池提供)，且在一些实施例中，较低电压为接地或某一其它较低电压电平(举例来说，VSS)，其中(举例来说)输入电压为被视为VDD的较高电压电平。电感器119的第一端耦合到高侧开关与低侧开关之间的节点。电感器的第二端耦合到与负载并联的输出电容器121。另外，一些实施例可包含旁路开关(未展示)，所述旁路开关将电感器的第一端与第二端耦合。
[0022]控制器123控制高侧开关及低侧开关(以及旁路开关，如果存在)的操作。控制器基于(举例来说)指示提供到负载的电力的电压电平的电压反馈信号而控制开关。在各种实施例中，控制器使用脉冲宽度调制(PWM)及/或脉冲频率调制(PFM)来操作开关。一般来说，针对切换电压调节器，高侧开关闭合且低侧开关断开、本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种确定电压调节器的输出电容器的电流的方法，其包括：将跨越耦合到所述电压调节器的输出电容器的输出节点的第一感测电容器的第一电压转换为第一电流；将跨越耦合到所述电压调节器的所述输出电容器的接地节点的接地感测电容器的电压转换为接地电流；及将所述第一电流减去所述电流与第一特定电流进行比较。2.根据权利要求1所述的方法，其中双极结晶体管电流镜用于所述将跨越所述第一感测电容器的所述第一电压转换为所述第一电流及所述将跨越所述接地感测电容器的所述电压转换为所述接地电流。3.根据权利要求2所述的方法，其中第一电阻与所述第一感测电容器串联，且所述第一电阻的电阻与所述第一感测电容器的电容的乘积等于所述输出电容器的等效串联电阻的电阻与所述输出电容器的电容的乘积。4.根据权利要求1所述的方法，其中使用第一反相器来将所述第一电流减去所述接地电流与所述第一特定电流进行比较。5.根据权利要求4所述的方法，其中将第一偏移电流源提供到所述第一反相器，以便提供所述第一特定电流。6.根据权利要求5所述的方法，其进一步包括各自耦合到多个其它偏移电流源中的一者的多个其它反相器，所述多个其它反相器中的每一者将所述第一电流减去所述接地电流与其它多个特定电流中的一者进行比较。7.根据任一前述权利要求所述的方法，其中所述电压调节器包括串联耦合于输入电压与较低电压之间的高侧开关及低侧开关、具有第一端及第二端的电感器，所述第一端耦合到所述高侧开关与所述低侧开关之间的节点，所述第二端耦合到所述输出电容器，所述输出电容器与负载并联。8.一种用于确定电压调节器的输出电容器的电流的电路，其包括：至少一个感测电容器，其耦合到所述电压调节器的输出电容器的输出节点；至少一个电流镜，其耦合到所述感测电容器；至少一个接地感测电容器，其耦合到所述输出电容器的接地节点；至少一个其它电流镜，其耦合到所述接地感测电容器；及至少一个电流比较器，其用于相对于至少一个偏移电流确定所述感测电容器的电流与所述接地感测电容器的电流之间的差的指示。9.根据权利要求8所述的电路，其中所述至少一个电流比较器包括反相器。10.根据权利要求8所述的电路，其中所述至少一个电流比较器包括多个差分电流比较器块，所述多个差分电流比较器块中的每一者耦合到所述至少一个其它电流镜，所述至少一个其它电流镜耦合到所述输出电容器。11.根据权利要求10所述的电路，其中所述多个差分电流比较器块经配置以相对于多个偏移电流确定所述感测电容器的电流与所述接地感测电容器的电流之间的差的指示。12.根据权利要求8所述的电路，其中所述至少一个电流镜及所述至少一个其它电流镜包括BJT电流镜。13.根据权利要求12所述的电路，其进一步包括与所述至少一...
【专利技术属性】
技术研发人员：M，
申请(专利权)人：朝阳半导体技术江阴有限公司，
类型：发明
国别省市：
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