用于动态调整DCDC转换器峰值电流和安全LDO禁用的硬件方案制造技术

本申请公开了用于动态调整DCDC转换器峰值电流和安全LDO禁用的硬件方案。在一个示例中，一种设备包括控制器(104)和直流(DC)

【技术实现步骤摘要】
用于动态调整DCDC转换器峰值电流和安全LDO禁用的硬件方案
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2021年11月13日提交的题为“Hardware Scheme for Dynamic Adjustment of DCDC Converter Peak Current and Safe LDO Disable”的印度临时专利申请No.202141052087的优先权，该申请通过引用整体并入本文。

技术介绍

[0003]DC(直流)
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DC电压转换器接收输入电压并将其转换为输出电压以驱动负载。在一个示例中，一些微控制器包括DC
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DC转换器和低压差电压调节器(LDO调节器)，它们创建经调节的DC供应电压来驱动负载。DC
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DC转换器用作初级电压调节器，并且如果需要处理较高的负载电流或电流尖峰，则启用LDO调节器用于负载共享(load sharing)。如果负载电流下降到DC
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DC转换器可以充分处理的水平，则LDO调节器被禁用。

技术实现思路

[0004]根据本说明书的至少一个示例，一种设备包括控制器和DC
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DC转换器，该DC
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DC转换器耦合到控制器并被配置为向负载提供负载电流。该设备还包括耦合到DC
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DC转换器的LDO调节器。控制器包括数字逻辑，并且数字逻辑被配置为确定负载电流。数字逻辑还被配置为如果负载电流高于预定阈值，则开启LDO调节器。数字逻辑还被配置为如果负载电流低于预定阈值，则关闭LDO调节器。
[0005]根据本说明书的至少一个示例，一种设备包括包含数字逻辑的控制器。数字逻辑包括被配置为生成测量窗口的测量窗口生成器。数字逻辑还包括脉冲计数器，该脉冲计数器被配置为提供耦合到DC
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DC转换器的电感器上的充电脉冲在测量窗口期间的计数。数字逻辑还包括锁存器，该锁存器被配置为基于充电脉冲的计数来确定加载百分比。数字逻辑还包括比较器，该比较器被配置为将加载百分比与负载阈值进行比较，其中比较器被进一步配置为基于比较禁用LDO调节器。
[0006]根据本说明书的至少一个示例，一种方法包括使用DC
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DC转换器向负载提供负载电流。该方法还包括在测量窗口期间对充电脉冲进行计数，其中充电脉冲产生负载电流。该方法还包括基于充电脉冲的计数确定加载百分比。该方法包括响应于加载百分比低于预定阈值，关闭LDO调节器。
附图说明
[0007]图1是根据各种示例的用于动态调整DCDC转换器峰值电流和安全LDO调节器禁用的系统的框图。
[0008]图2是根据各种示例的DCDC负载计的框图。
[0009]图3是根据各种示例的描述DCDC负载计的操作的波形的集合。
[0010]图4是根据各种示例的用于安全LDO关闭方案的系统的框图。
[0011]图5是根据各种示例的示出安全LDO禁用操作的操作的波形的集合。
[0012]图6是根据各种示例的用于自适应DCDC峰值电流调整的系统的框图。
[0013]图7是根据各种示例的用于自适应I
PEAK
方案的硬件有限状态机。
[0014]图8是根据各种示例的用于自适应I
PEAK
方案的波形的集合。
[0015]图9是根据各种示例的用于安全且可靠地禁用LDO调节器的方法的流程图。
[0016]附图中使用相同的附图标记或其他参考标记来表示(功能上和/或结构上)相同或类似特征。
具体实施方式
[0017]DC
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DC电压转换器(此处称为DCDC转换器)和LDO调节器可以用于创建稳定的电压供应。为了改善系统的效率，DCDC转换器是初级电压调节器，并且LDO调节器被启用以进行负载共享，以处理较高的负载电流或电流尖峰。由于电感器形状因数的限制，DCDC转换器可能无法处理大负载电流。因此，LDO调节器在启用时与DCDC转换器共享负载电流。如果负载电流降至DCDC转换器可以处理的水平，则可以禁用LDO调节器。DCDC转换器被设计为具有最佳水平的峰值(例如，最大)电流设置，以实现最大效率。如果负载电流高于峰值电流设置，则LDO调节器被启用以进行负载共享。
[0018]用于开启和关闭LDO调节器的一些替代机制使用模拟电路系统。然而，模拟电路系统可能在DCDC转换器无法处理负载电流时关闭LDO调节器。然后，LDO调节器重新开启，这为LDO调节器创建开启/关闭循环。LDO调节器的连续开启/关闭循环可能在经调解的功率供应上引起涟漪(ripples)，从而影响系统的射频(RF)性能。
[0019]在本文的示例中，数字逻辑和硬件管理DCDC转换器和LDO调节器。DCDC负载计通过在预定持续时间内对递送到能量存储设备(例如，电感器和/或电容器)的充电脉冲进行计数来感测DCDC转换器递送的负载电流。脉冲的数量代表DCDC转换器递送的负载电流。响应于由DCDC负载计感测的负载电流的值，LDO调节器可以被安全地启用和禁用。此外，DCDC转换器具有峰值电流设置，该峰值电流设置可以基于负载电流的变化进行调整，以实现较高的效率。用户可以设置高和低预定阈值，以用于调整DCDC转换器的峰值电流设置。如果负载电流上升到高于高阈值，则可以增加DCDC转换器的峰值电流设置。在一些示例中，增加峰值电流设置可以允许DCDC转换器在不开启LDO调节器的情况下处理负载电流，这有助于避免LDO调节器的快速开启/关闭循环。如果负载电流降低到低于低阈值，则可以降低DCDC转换器的峰值电流设置，这改善DCDC转换器的效率。
[0020]本文的示例为安全启用和禁用LDO调节器提供了灵活且可靠的方案。在一些示例中，示例可以通过数字逻辑进行管理，而不需要软件。在其他示例中，软件可以用于通过读取DCDC负载计感测的负载电流值来调整峰值电流设置。本文的示例避免了降低系统的RF性能的开启/关闭LDO调节器循环。在本文的示例中，改善了DCDC操作效率。此外，还为用户基于用户的具体应用需求定义峰值电流的高阈值和低阈值提供了灵活性。
[0021]图1是根据本文的各种示例的用于动态调整DCDC转换器峰值电流和安全LDO调节器禁用的系统100的框图。在此示例中，系统100向负载102提供负载电流。系统100包括控制器104、DCDC转换器106和LDO调节器108。控制器104可以是处理器、微处理器、微控制器、电源管理集成电路、片上系统或适用于执行本文的操作的任何其他设备。控制器104包括寄存
器110、DCDC负载计112、数字逻辑114和存储器116。在一些示例中，控制器104中所示的部件可以在控制器104外部实施。控制器104耦合到DCDC转换器106和LDO调节器108。根据本文的示例，DCDC转换器106和LDO调节器108向负载102提供负载电流。
[0022]在示例操作中，DCDC转换器106向负载102提本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种设备，包括：控制器；直流
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直流转换器即DC
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DC转换器，其耦合到所述控制器并被配置为向负载提供负载电流；低压差调节器即LDO调节器，其耦合到所述DC
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DC转换器；并且其中所述控制器包括数字逻辑，并且所述数字逻辑被配置为：确定所述负载电流；如果所述负载电流高于预定阈值，则开启所述LDO调节器；并且如果所述负载电流低于所述预定阈值，则关闭所述LDO调节器。2.根据权利要求1所述的设备，其中所述数字逻辑被配置为通过以下方式确定所述负载电流：生成测量窗口；在所述测量窗口期间对充电脉冲的数量进行计数；基于所述充电脉冲的所述数量确定所述DC
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DC转换器的加载百分比；以及将所述加载百分比提供给比较器。3.根据权利要求2所述的设备，进一步包括：用所述比较器将所述加载百分比与所述预定阈值进行比较；以及响应于所述比较，关闭所述LDO调节器。4.根据权利要求2所述的设备，进一步包括：通过在两个或更多个测量窗口上对所述充电脉冲的所述数量进行计数来确定所述加载百分比。5.根据权利要求2所述的设备，进一步包括：在两个或更多个测量窗口之后启用所述比较器。6.根据权利要求2所述的设备，其中所述数字逻辑被配置为：调整所述DC
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DC转换器的峰值电流设置，其中所述峰值电流设置指示所述DC
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DC转换器能够向所述负载提供的最大电流。7.根据权利要求6所述的设备，其中所述数字逻辑被配置为响应于所述DC
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DC转换器的所述加载百分比高于阈值而增加所述峰值电流设置。8.根据权利要求6所述的设备，其中所述数字逻辑被配置为响应于所述DC
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DC转换器的所述加载百分比低于阈值而降低所述峰值电流设置。9.一种设备，包括：包含数字逻辑的控制器，其中所述数字逻辑包括：测量窗口生成器，其被配置为生成测量窗口；脉冲计数器，其被配置为提供耦合到直流
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直流转换器即DC
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DC转换器的电感器上的充电脉冲在测量窗口期间的计数；锁存器，其被配置为基于所述充电脉冲的所述计数来确定加载百分比；以及比较器...

【专利技术属性】
技术研发人员：R，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：