【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于电压调整器的多端子电感器
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本专利申请要求于2018年8月13日提交的美国申请序列号No.16/102,203的优先权的权益，其全部内容通过引用合并于此。
[0003]本文描述的实施例涉及电子系统中的功率转换器。一些实施例涉及电压转换器。
技术介绍
[0004]诸如降压转换器(buck converter)之类的电压转换器是许多电子装置或系统(诸如计算机、平板电脑和蜂窝电话)中功率管理单元的一部分，以为装置或系统中的电路(例如，数字电路)提供电源电压。降压转换器可以在连续导通模式(CCM)和不连续导通模式(DCM)下运行。DCM通常需要用于可接受的输出电压纹波的高输出电容。设计了许多常规技术来应对这种电压纹波。然而，如下面更详细描述的，许多这样的常规技术仍然具有局限性。
附图说明
[0005]图1示出了根据本文描述的一些实施例的包括电压转换器和负载的设备。
[0006]图2示出了根据本文描述的一些实施例的图1的电压转换器的电压的示例波形。
[0007]图3示出了根据本文描述的一些实施例的图1的电压转换器中的电流的示例波形。
[0008]图4至图9示出根据本文描述的一些实施例的图1的电感器的示例结构。
[0009]图10示出了根据本文描述的一些实施例的图1的电压转换器的控制单元的一部分。
[0010]图11示出了根据本文描述的一些实施方式的系统(例如，电子系统)形式的设备。
具体实施方式>[0011]本文描述的技术包括改进的降压电压转换器。电压转换器包括具有三个或更多端子的电感器，以实现电压转换器的DCM
‑
CCM混合操作，其中从转换器输入端看为DCM，并且从输出端(例如，负载)看为相对恒定的电流(例如，磁馈CCM电流)。所描述的电感器具有特别设计的结构，该结构包括非均匀的电阻区域，以进一步改善混合DCM
‑
CCM操作。下面参照图1至图11讨论所描述技术的其他改进和益处。
[0012]图1示出了根据本文描述的一些实施例的包括电压转换器110和负载115的设备100。设备100可以包括或被包括在电子装置或系统中，诸如计算机(例如，台式机、膝上型电脑或笔记本电脑)、平板电脑、蜂窝电话、可穿戴电子装置(例如，智能手表)或其他电子装置或系统。
[0013]如图1所示，电压转换器110可以包括：接收电压(例如，输入电压)V
IN
的节点(例如，供给节点)121；以及提供电压(例如，输出电压)V
OUT
的节点(例如，输出节点)122。电压转换
器110可以是降压转换器，使得电压V
OUT
的值可以小于电压V
IN
的值。负载115可以使用电压V
OUT
作为其工作电压(例如，经调整的供给电压)。负载115可以包括或被包括在诸如处理器(例如，中央处理单元(CPU))、存储器装置或其他功能单元的功能单元中。电压转换器110可以是设备100中所包括的全集成电压调整器(FIVR)的一部分。电压转换器110和负载115可以是片上系统(SoC)、封装内系统(SiP)或其他集成系统的一部分。
[0014]如图1所示，设备100可以包括集成电路(IC)管芯105(例如，半导体管芯(或IC芯片))。电压转换器110的一些或全部元件可以位于IC芯片105中(例如，形成在IC芯片105中或上)。电压转换器110可以包括控制单元120、包括晶体管P和N的开关电路125、电感器L、电容器C以及电容器C1
PKG
和C2
PKG
。
[0015]控制单元120可以操作以生成信息CTLP和CTLN，以分别控制晶体管P和N的切换(例如，导通或截止)，以将电压V
OUT
的值保持在电压范围(例如，预定电压范围)内。控制单元120还可以操作以向负载115提供电力，诸如使电流I
LOAD
通过晶体管P和电感器L从节点121流向(例如，被提供给)节点122。
[0016]晶体管P可以包括p沟道场效应晶体管(FET)，诸如p沟道金属氧化物半导体FET(p沟道MOSFET)。晶体管N可以包括n沟道FET，诸如n沟道MOSFET。如图1所示，晶体管P和晶体管N可以在可以提供电压V
SW
的节点(例如，公共漏极)126处彼此耦合。
[0017]电容器C可以包括金属
‑
绝缘体
‑
金属(MIM)电容器或其他类型的电容器。电容器C可以位于IC管芯105中(例如，形成在IC管芯105中或上)。
[0018]电容器C1
PKG
和C2
PKG
中的一者或二者可以包括陶瓷电容器、薄膜电容器、硅基电容器或其他类型的电容器。如图1所示，电容器C1
PKG
和C2
PKG
可以位于IC管芯105外部(例如，不形成在IC管芯105中并且未形成在IC管芯105上)。例如，设备100可以包括封装衬底，并且电容器C1
PKG
和C2
PKG
可以位于封装衬底上或位于封装衬底中。电容器C1
PKG
和C2
PKG
中的每一个(例如，管芯外(例如，封装上)电容器)的电容(以法拉德为单位)可以远大于电容器C(例如，管芯上电容器)的电容。例如，电容器C1
PKG
和C2
PKG
中的每一个的电容可以比电容器C的电容大至少五倍(例如，十倍)。
[0019]电感器L可以包括单个结构，使得电感器L的结构(例如，线匝或绕组)或材料(或多种材料)可以在电感器L的端子111和113之间连续延伸。如图1所示，电感器L可以包括部分X1*L和连续耦合到部分X1*L的部分X2*L。电感器L可以包括位于部分X1*L和X2*L之间的电感器L上的端子112。端子112可以是电感器L上的抽头(例如，接触件)。因此，电感器L可以称为抽头型电感器。电感器L的电感(以亨利为单位的“L”)可以基于方程式L＝X1*L+X2*L，其中“*”表示乘法；0<X1<1；0<X2<1；并且X1+X2＝1。如图1所示，部分X1*L可以耦合到电容器C1
PKG
。部分X2*L可以耦合到电容器C2
PKG
。
[0020]电感器L可以包括线匝(或绕组)。部分X1*L和X2*L中的每一个可以包括不同数量的线匝。部分X1*L可以包括线匝中的大部分线匝(例如，大多数线匝)，而部分X2*L可以包括线匝中的小部分线匝(例如，其余线匝)。例如，如果电感器L具有三个线匝，则部分X1*L可以包括两个线匝(例如，三个线匝中的前两个线匝)，而部分X2*L可以包括一个线匝(例如，三个线匝中的最后一个线匝)。因此，在此示例中，部分X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】1.一种电子设备，包括：开关电路，所述开关电路包括在降压转换器中；输出节点；电感器，所述电感器包括：具有耦合到所述开关电路的第一端子的第一部分、具有耦合到所述输出节点的第二端子的第二部分、以及在所述第一部分和所述第二部分之间的第三端子；以及电容器，所述电容器耦合到所述第二端子，所述第二端子耦合到第一附加电容器，并且所述第三端子耦合到第二附加电容器。2.如权利要求1所述的设备，其中，所述电感器具有线匝，并且所述电感器的所述第一部分包括所述线匝中的大部分线匝。3.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述电感器的所述第一部分具有第一电阻，所述电感器的所述第二部分具有第二电阻，并且所述第一电阻大于所述第二电阻。4.如权利要求1或2所述的设备，其中，所述电容器位于集成电路管芯上，并且所述第一附加电容器和所述第二附加电容器位于所述集成电路管芯的外部。5.如权利要求4所述的设备，其中，所述集成电路管芯位于封装衬底上，并且所述第一附加电容器和所述第二附加电容器位于所述封装衬底上。6.如权利要求1所述的设备，其中，所述电感器还包括在所述第一端子与所述第二端子之间的第四端子。7.如权利要求1所述的设备，其中，所述电感器包括区段的组合，所述区段包括平行于衬底的第一区段和垂直于所述衬底的第二区段，所述电感器的所述第一部分包括所述区段的组合中的大部分区段，并且所述电感器的所述第二部分包括所述区段的组合中的小部分区段。8.如权利要求7所述的设备，其中，所述区段的组合中的所述大部分区段具有第一电阻，所述区段的组合中的所述小部分区段具有第二电阻，并且所述第一电阻大于所述第二电阻。9.如权利要求1所述的设备，其中，所述电感器包括磁芯以及绕所述磁芯缠绕的线匝，所述电感器的所述第一部分包括所述线匝中的大部分线匝，并且所述电感器的所述第二部分包括所述线匝中的小部分线匝。10.如权利要求9所述的设备，其中，所述线匝中的所述大部分线匝具有第一电阻，所述线匝中的所述小部分线匝具有第二电阻，并且所述第一电阻大于所述第二电阻。11.如权利要求1所述的设备，其中，所述电感器包括：磁性材料，所述磁性材料形成在衬底上方；导电材料，所述导电材料形成在所述磁性材料的至少一部分上方；第一导电区段，所述第一导电区段形成在所述导电材料上方并具有垂直于所述衬底的长度，所述第一导电区段耦合到所述开关电路；第二导电区段，所述第二导电区段形成在所述导电材料上方并具有垂直于所述衬底的长度；以及第三导电区段，所述第三导电区段形成在所述导电材料上方并具有垂直于所述衬底的长度，其中，所述第三导电区段在所述第一导电区段和所述第二导电区段之间并且耦合到
所述第三端子。12.如权利要求1所述的设备，其中，所述电感器包括螺旋图案的线...
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