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    重庆时时彩骗: 智能电压调节技术、电压调节器及电压调节方法.pdf

    关 键 词:
    智能 电压 调节 技术 调节器 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201610783968.5

    申请日:

    2016.08.31

    公开号:

    CN106484021A

    公开日:

    2017.03.08

    当前法律状态:

    撤回

    有效性:

    无权

    法律详情: 发明专利申请公布后的视为撤回 IPC(主分类):G05F 1/565申请公布日:20170308|||公开
    IPC分类号: G05F1/565 主分类号: G05F1/565
    申请人: 台湾积体电路制造股份有限公司
    发明人: 汪若鹏; 阿伦·罗思; 艾瑞克·苏恩; 阿伦·德雷克
    地址: 中国台湾新竹
    优先权: 2015.09.01 US 62/212,874; 2016.07.08 US 15/205,158
    专利代理机构: 北京德恒律治知识产权代理有限公司 11409 代理人: 章社杲;李伟
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201610783968.5

    授权公告号:

    |||

    法律状态公告日:

    2019.03.22|||2017.03.08

    法律状态类型:

    发明专利申请公布后的视为撤回|||公开

    摘要

    本发明涉及电压调节技术。在一些实施例中,电压调节器配置为基于参考电压调节输出电压。电压调节器包括模数转换器、编码器、解码器和功率级。模数转换器接收参考电压和电压调节器的输出电压并且提供数字误差信号。编码器耦合至模数转换器输出并且配置为基于数字误差信号的当前值、多个预定系数和数字误差信号的多个先前值来提供多位数字控制信号。解码器耦合至编码器并且配置为基于多位数字控制信号生成多个控制信号。功率级包括多个功率单元,该多个功率单元耦合至供电电源并且分别接收多个控制信号。本发明还提供了电压调节方法。

    权利要求书

    1.一种电压调节器,用于基于参考电压调节输出电压,所述电压调节器包括:
    模数转换器,配置为基于所述参考电压和反馈路径上的反馈电压提供数字误差信号;
    编码器,耦合至所述模数转换器的输出并且配置为基于所述数字误差信号的当前值、
    多个预定系数和所述数字误差信号的多个先前值提供多位数字控制信号;
    解码器,耦合至所述编码器并且配置为基于所述多位数字控制信号生成多个控制信
    号;以及
    功率级,包括多个功率单元,所述多个功率单元耦合至DC供电电源并且分别接收所述
    多个控制信号,其中,所述功率单元具有耦合在一起的相应的功率单元输出以基于所述多
    个控制信号来共同生成输出电压。

    说明书

    智能电压调节技术、电压调节器及电压调节方法

    技术领域

    本发明一般地涉及半导体技术领域,更具体地,涉及电压调节器和电压调节方法。

    背景技术

    现代芯片上系统(SoC)设计致力于降低制造成本和功耗。智能功率输送网络起着
    降低制造成本和功耗的作用。SoC电路通常包括集成在单个芯片上的不同器件功能的若干
    子系统,其中,在不同的电压域和电流域下对这些子系统供电。为了使用诸如智能手机的电
    池的单个供电电源对那些子系统供电,需要电压调节器。电压调节器将供电电压转换为一
    种或多种目标操作电压。

    发明内容

    为了解决现有技术中所存在的缺陷,根据本发明的一方面,提供了一种电压调节
    器,用于基于参考电压调节输出电压,所述电压调节器包括:模数转换器,配置为基于所述
    参考电压和反馈路径上的反馈电压提供数字误差信号;编码器,耦合至所述模数转换器的
    输出并且配置为基于所述数字误差信号的当前值、多个预定系数和所述数字误差信号的多
    个先前值提供多位数字控制信号;解码器,耦合至所述编码器并且配置为基于所述多位数
    字控制信号生成多个控制信号;以及功率级,包括多个功率单元,所述多个功率单元耦合至
    DC供电电源并且分别接收所述多个控制信号,其中,所述功率单元具有耦合在一起的相应
    的功率单元输出以基于所述多个控制信号来共同生成输出电压。

    根据本发明的又一方面,提供了一种电压调节器,包括:比较器,配置为接收并且
    比较预定参考电压与来自所述电压调节器的输出的反馈电压并且生成数字误差信号;编码
    器,布置在所述比较器之后并且配置为生成多位数字控制信号,所述编码器配置为将所述
    数字误差信号乘以第一预定系数并且减去乘以多个预定系数的多个延时的数字误差信号
    之和,其中,所述延时的数字误差信号通过先前时钟周期生成并且分别存储在多个寄存器
    中;解码器,布置在所述编码器之后并且配置为接收所述多位数字控制信号以及生成多个
    控制信号;以及功率级,包括由所述多个控制信号分别控制的多个功率单元,所述多个功率
    单元的输出一起耦合至所述电压调节器的输出以根据所述多个控制信号来生成输出电压。

    根据本发明的又一方面,提供了一种电压调节方法,包括:比较电压调节器的第一
    输出电压与参考电压以生成第一数字误差信号;通过从先前时钟周期生成的多个延时的数
    字误差信号和多个系数来对所述第一数字误差信号进行编码以生成当前编码值;将所述当
    前编码值解码为多个控制信号;根据所述控制信号生成第二输出电压;以及馈送所述第二
    输出电压以用于与所述参考电压比较的第二周期。

    附图说明

    图1是根据一些实施例的电压调节器的框图。

    图2是根据一些实施例的示出电压调节器的框图。

    图3提供了图2的电压调节器的一些实施例的工作实例以作为具有在一百个连续
    的时钟周期期间的电压调节器的各个节点处的值的表格。

    图4A至图4B是根据一些实施例的与图3的工作实例一致的曲线图。

    图5是根据一些实施例的示出电压调节方法的流程图。

    具体实施方式

    本文中参照附图来进行描述,其中,在通篇描述中,类似的参考标号通常用于表示
    类似的元件,并且其中各种结构无需按照比例绘制。在以下描述中,出于解释目的,为了方
    便理解而阐述了许多具体细节。然而,本领域的技术人员应该理解,通过较低程度的这些具
    体细节也可以实施本文所描述的一个或多个方面对于而言。在其他例子中,以框图形式示
    出已知的结构和器件以方便理解。

    将电压调节器设计为甚至在动态操作条件以后,使用诸如电池的供电电源来生成
    并且维持输出电压,其中,该输出电压基本跟踪参考电压。例如,电压调节器可以将1.2伏
    (V)的初始DC供电电压(如,由智能手机电池或耦合至智能手机电池的预调节器所提供的)
    转换为适合于对智能手机内的集成电路(IC)芯片供电的0.8V的输出电压。为了限制可能的
    损害并且将IC芯片保持为在期望的范围内操作,0.8V的输出电压应该随时间变化而恒定。
    然而,由于动态操作条件,诸如IC芯片的电流要求的变化、温度的变化、电池的DC供电电压
    的变化等,所以输出电压表现出不期望的波动。因此,电压调节器的响应并不是在很多方面
    一直都表现优异。

    本发明涉及智能电压调节技术。在一些实施例中,本发明涉及配置为使用编码器
    的电压调节系统。编码器配置为接收误差信号并且基于该误差信号提供多位控制信号,其
    中该误差信号基于参考电压和反馈电压的比较结果。在一些实施例中,通过将误差信号的
    当前值乘以第一预定系数来生成多位控制信号以提供第一结果,并且从第一结果中减去乘
    以其他各预定系数的多个误差信号的先前值。采用解码器来将多位控制信号转换为用于共
    同生成输出电压的多个控制信号。通过使用这种方法,由电压调节器所提供的输出电压能
    够在较宽的操作范围内更精确地跟踪参考电压。

    图1是根据一些实施例的电压调节器100的框图。电压调节器100具有第一输入端
    101、第二输入端103和输出端105,其中,在第一输入端上接收参考电压Vref,在第二输入端
    上接收DC供电电压VDC,在输出端上生成调节的输出电压Vout并且馈送至负载120。反馈路径
    116提供反馈信号Vfb,使得电压调节器以Vout在动态操作条件(诸如,负载120的变化、VDC的
    变化、温度的变化等)期间精确地跟踪参考电压Vref的方式由DC供电电压VDC生成输出电压
    Vout。

    电压调节器100包括比较器102、编码器110、解码器112和功率级114。比较器102包
    括第一比较器输入104a和第二比较器输入104b,其中,第一比较器输入配置为接收参考电
    压Vref,并且第二比较器输入配置为接收反馈电压Vfb。反馈路径116将功率级114的输出耦合
    至第二比较器输入104b。比较器102比较参考电压Vref和反馈电压Vfb并且生成比较结果作为
    数字误差信号107。

    编码器110耦合至比较器102的输出并且配置为基于数字误差信号107的当前值和
    数字误差信号107的多个先前值来提供多位数字控制信号111。多位数字控制信号111包含
    控制信息,该控制信息以倾向于最小化反馈电压Vfb和参考电压Vref之间的差值的方式导致
    功率级114的变化。通过这种方式,Vout基本跟踪Vref。在一些实施例中,编码器110通过将当
    前数字误差信号107乘以第一预定系数来将最大权重赋予数字误差信号107的当前值,并且
    通过将数字误差信号的先前值乘以比第一预定系数小的其他相应的预定系数来将较小的
    权重赋予数字误差信号的先前值。在一些实施例中,与数字误差信号107的先前值对应的预
    定系数可以根据其相应的延时而单调递减,所以数字误差信号107中的越早的值就具有越
    小的系数(即,更小的权重),而数字误差信号的越新的值就具有越大的系数(即,更大的权
    重)。

    解码器112具有耦合至编码器110的输出的解码器输入,并且该解码器配置为基于
    多位数字控制信号111生成多个控制信号113。通过多条控制线124a至124n将控制信号113
    馈送(feed)至功率级114。

    功率级114包括多个功率单元122a至122n,该多个功率单元耦合至DC供电电压VDC
    并且经由多条控制线124a至124n分别接收多个控制信号113。因此,第一功率单元122a经由
    第一控制线124a耦合至解码器112;第二功率单元122b经由第二控制线124b耦合至解码器
    112等。功率单元122a至122n的输出共同耦合在输出端105处,因此通过功率单元输送的功
    率集中于输出端105。

    在操作期间,不管动态操作条件变化如何,控制信号113都使能和禁止各功率单元
    122a至122n以生成输出电压Vout来“跟踪”参考电压Vref。例如,在一些实施例中,功率单元
    122a至122n对应于各个电流源,并且电流源的输出共同耦合在输出端105处。因此,如果负
    载120突然吸收(draw)较多的电流(如,由于负载120内的大量器件同时导通)并且导致相应
    的输出电压Vout的下降,那么反馈信号Vfb将反映出该压降,以使数字误差信号107改变状态。
    因此,编码器110改变多位数字控制信号111,使得解码器112对应地改变控制信号113??刂?br />信号113的变化触发导通的功率单元122a至122n的数量的增加,从而增加从功率级114输出
    的电流以试图满足负载120对于增加的电流的需要。类似地,如果现在提供至负载120的电
    流的增加超过了负载120所需要的电流,那么如通过反馈信号Vfb的变化所验证的,输出电压
    Vout会增加。反馈信号的这种变化可以改变数字误差信号107,导致多位数字控制信号111和
    控制信号113的对应的变化,并且最终触发输出端105处的电流的减小。在一些实施例中,反
    馈以这种方式继续进行以考虑电压调节器100和负载120的动态变化,从而保持输出信号
    Vout基本等于参考电压Vref。

    在其他的实施例中,除了保持输出信号Vout基本等于参考电压Vref之外,输出电压
    Vout可以与参考电压相差基本恒定的偏移电压(如,Vout=Vref+Voffset),或者输出电压Vout可
    以基本为参考电压的常数倍(如,Vout=Vm*Vref,其中,Vm可以为正整数或负整数或可以为正
    分数或负分数,该正分数或负分数可以大于1或小于1)。

    图2是根据一些实施例的示出电压调节器200的更加详细的框图。如图2所示,电压
    调节系统200包括模数转换器104、编码器110、解码器112、功率级114和反馈路径116。不管
    动态操作条件变化如何,这些组件配置为使用DC供电电压VDC以提供跟踪参考电压Vref的输
    出电压Vout。如在以下更加详细的描述中可以理解,编码器110包括编码单元106和积分器
    108。编码单元106配置为存储并且处理多种延时误差信号并且采用加权的当前误差信号和
    延时误差信号,从而使得输出电压Vout跟踪参考电压Vref以限制或最小化Vref与Vfb之间的偏
    差。

    在操作期间,将参考电压Vref与反馈电压Vfb的比较结果传送给模数转换器104以生
    成当前数字误差信号107a,其中,该当前数字误差信号被馈送至编码单元106中。在一些实
    施例中,模数转换器104是一位模数转换器,以允许更快的信号处理。在一些其他实施例中,
    模数转换器104是多位转换器。例如,模数转换器104可以具有二至四位。

    编码单元106包括多个寄存器118a、118b和118c至118n,诸如D型触发器、其他触发
    器或被单个时钟驱动的其他存储器的存储元件。由于这些寄存器118a至118n的串联特性,
    所以通过连续多个时钟周期对存储在寄存器118a至118n中的数字误差值进行延时。因此,
    当前数字误差信号107a存储在第一寄存器108a中,并且第一乘法器130a将当前数字误差信
    号107a乘以第一预定系数C0。提供该乘法的乘积以作为减法单元122的输入。第一延时数字
    误差信号107b存储在第二寄存器118b中,其中,该第一延时数字误差信号相对于当前误差
    信号107a延时一个时钟周期,并且第二乘法器130b将第一延时数字误差信号107b乘以第二
    预定系数C1。类似地,第二延时数字误差信号107c存储在第三寄存器118c中,其中,该第二
    延时数字误差信号相对于当前误差信号107a延时两个时钟周期,并且第三乘法器130c将第
    二延时数字误差信号107c乘以第三预定系数C2。整数N个这种延时数字误差信号可以存储
    在相应的寄存器中并且乘以对应的预定系数,其中,系数可以相同或彼此不同。数字“N”可
    以为任何整数值并且可以根据设计限制而大幅度变化。将由乘法器130b至130n提供的加权
    的延时数字误差信号集中在一起,并且减法器122从由130a提供的加权的当前误差信号中
    减去由130b至130n提供的加权的延时数字误差信号之和。将该减法的结果存储在寄存器
    132中。

    积分器108将存储在寄存器132中的现有值与存储在M位寄存器109中的先前值相
    加以生成长度为M位的多位数字控制信号111。在一些实施例中,例如,“M”等于32或64,但是
    M的其他值也都被认为是落入本发明的范围内。

    解码器112耦合至积分器108的输出并且配置为基于多位数字控制信号111生成多
    个控制信号113。经由对应的控制线124-1至124-k将控制信号113馈送至功率级114。

    功率级114包括多个功率单元,该多个功率单元耦合至DC供电电源VDC并且分别接
    收控制信号113??刂菩藕?13以生成跟踪参考电压Vref的输出电压Vout的方式使功率单元导
    通或截止。在一些实施例中,多个功率单元中的每一个都包括相应的MOSFET Q(如,Q1、
    Q2、...Qk),该相应的MOSFET具有耦合至多个控制信号113中的一个的栅极、耦合至DC供电电
    源VDC的漏极/源极以及耦合至电压调节器的输出电压Vout的源极/漏极。然后,输出电压Vout
    通过反馈路径116被反馈至模数转换器104以用于进一步地调节。在一些实施例中,放大器
    布置在反馈路径116上,并且输出电压Vout在馈送至模数转换器104的输入之前被放大。在一
    些实施例中,在操作期间的较短时间间隔中,负载120可以具有电流需求量的急剧变化、电
    阻的变化、电容的变化等。

    为了详细描述图2的电压调节器200的操作,现在关于图3提供了工作实例,该图3
    提供了示出在一百个连续的时钟周期内的电压调节器200的各个节点处的值的表格。该工
    作实例仅仅是为了说明的目的,本发明不以任何方式限于该实例中所限制的精确的值。本
    文将进一步描述图4A至图4B,这些附图示出了与图3的工作实例一致的曲线图。

    如通过图3中的表格所看出的,该实例示出了编码单元106包括六个预定系数(C0
    至C5)的情形。第一预定系数C0对应于当前数字误差信号107a的加权,该第一预定吸收被设
    置为65(参见图3,302);并且第二、第三、第四和第五预定系数C1至C5对应于数字误差信号
    的先前状态的加权,该第二、第三、第四和第五预定系数分别被设置为20、12、12、2和1(参见
    图3A,分别为304、306、308、310和312)。

    例如,在第一时钟周期314期间,当前数字误差信号107a具有‘1’的值(参见316),
    这表示Vfb小于Vref。例如,这可以对应于负载120突然需要更多的电流的时间点,并且输出电
    压Vout相应地减小。因此,在该第一时钟周期期间,来自第一乘法器130a的信号具有为65(参
    见318)的数值,然而由于当前数字误差信号传播至寄存器118b至118n的延时,所以来自其
    他乘法器130b至130n的信号保持为0(参见320)。因此,在第一时钟周期的结束时,编码单元
    输出115提供为65的多位数值(即,65–(0+0+0+0+0))?;制?08在操作开始之前被初始化
    为0,因此,输出为65(参见322)的多位数字控制值,解码器112将该多位数字控制值转化为
    适当的控制信号113。

    在第二时钟周期(324)期间,当前数字误差信号107a仍具有‘1’的值(326),这表示
    不管第一时钟周期(314)中提供的更新的控制信号113如何,Vfb仍小于Vref。因此,在第二时
    钟周期期间,来自第一乘法器130a的信号再次具有为65(1×65=65)(参见328)的数值,并
    且现在,由于来自第一时钟周期的误差信号现在传播至第二乘法器,所以来自第二乘法器
    130b的信号具有为20(1×20=20)(参见330)的数值。由于来自第一时钟周期的数字误差信
    号传播至寄存器118c至118n的继续延时,所以来自第三至第六乘法器的信号仍为0(参见
    322)。在第二时钟周期(324)期间,编码单元115的输出现在为45(参见334),其对应于来自
    第一乘法器130a(328)与来自其他乘法器130b至130n的信号之间的差值(65-(20+0+0+0+0)
    =45)。由积分器108输出的多位数字控制信号为来自第一时钟周期的先前控制信号111加
    上编码单元的当前输出的和(即,65+45=110)(参见336)。因此,用于第二时钟周期的该多
    位数字控制信号被进一步调节以试图引起来自功率级114的电流的增加,从而最小化Vfb与
    Vref之间的差值。

    如从图3可以看出,在时钟周期3(338)期间,现在第三乘法器看到来自第一时钟周
    期的数字误差值并且将该数字误差值乘以第三预定系数(12)(参见340)。编码单元输出115
    再次被更新(参见342),并且等于第一乘法器130a的输出(344)减去其他乘法器的和(346)
    (即,65-(20+12+0+0+0)=33)。由积分器108输出的348处的更新的多位数字控制信号为来
    自第二时钟周期的先前控制信号111加上编码单元的当前输出的和(即,110+33=143)。因
    此,在第三时钟周期中,该多位数字控制信号111被进一步调节以试图引起来自功率级114
    的电流的增加,从而最小化Vfb与Vref之间的差值。

    通过这种方式不断调节,直到最终在时钟周期46(参见350)中,当前数字误差信号
    107a“翻转”其状态。如从图4A中可以看出,时钟周期46对应于Vfb第一次符合或超过Vref时的
    时间点402?;痪浠八?,在图4A中,时间点402是当Vref/Vfb-1穿过零点时的点。实际上,在时间
    点402处Vfb“超过”Vref。如从图4B中可以看出,上升到该时间点402,多位控制值111不断增加
    以企图使功率级向负载120输送附加的电流。然而,如从图4B中可以看出,在时间点402处,
    现在多位数字控制值111减小以试图修正该上冲(overshoot,又称超调量),这表示现在编
    码器命令功率级,以减少供应至电压调节器输出的电流。

    仍参考图4A至图4B,在周期46至72(404)期间,当前误差信号107a仍为-1,并且多
    位控制值111不断减小以持续企图修正上冲。然而,在周期73(406)中,Vref/Vfb-1再次穿过图
    4A中的零点,并且误差信号107转换回+1?;乖谥芷?3中,多位数字控制值111再次开始增
    加,这次企图修正“下冲(undershoot,或者称为不达标的量)”。反馈在持续的方式下以这种
    方法继续,以用于随后的时钟周期408。从该实例中可以看出,通过时钟周期100,多位数值
    111关于一些值振荡以将电压调节器保持在Vref和Vfb彼此非常接近地跟踪的稳定状态。从图
    3中看出,在这些周期(408)期间,Vref/Vfb-1近似为0,意味着Vref和Vfb基本相等。

    图5是根据一些实施例的示出数字电压调节的方法500的流程图。方法500通过采
    用加权的先前数字误差信号来对当前数字误差信号进行编码以生成控制信号??刂菩藕趴?br />制输出电压以在较宽的操作范围中跟踪参考电压。

    操作开始于框502,其中,比较当前输出电压与参考电压以生成当前误差信号。当
    前误差信号包含当前输出电压和参考电压值的不同信息。

    在框504处,对当前误差信号进行编码以生成多位控制信号。将当前误差信号第一
    次乘以第一预定系数以获得当前加权结果。然后,将一些先前误差信号分别乘以对应的预
    定系数以获得延时的加权结果。然后,在一些实施例中,从当前加权结果中减去多个延时的
    加权结果之和以生成当前编码值。在一些实施例中,可以通过对包括当前加权结果的一些
    加权结果和一些延时的加权结果进行求和计算和/或减去一些其他延时的加权结果来生成
    当前编码值??梢愿萦糜诟ㄓτ玫纳杓颇勘?,通过调节预定系数和所采用的先前误差
    信号的数量来优化编码过程。在一些实施例中,将当前编码值添加至可以存储在寄存器中
    的先前多位控制信号,以生成当前多位控制信号。

    在框506处,对多位控制信号进行解码以生成控制信号。在一些实施例中,控制信
    号包括分别控制多个功率单元的开关的多个控制信号。

    在框508处,根据控制信号生成新的输出电压,以跟随参考电压。在一些实施例中,
    通过接收“导通”控制信号的功率单元来共同生成新的输出电压。

    在框510中,根据新的输出电压来生成反馈信号以用于下一操作周期??梢源涌?br />502至框510重复类似的过程。

    应该理解,虽然在论述本文所述的方法的各个方面(如,在图2中呈现的结构,同时
    论述图3中所述实例)期间在通篇描述中参考示例性的结构,但这些方法不限于所提供的相
    应的结构。反之,方法(和结构)被视为彼此独立的且能够独立以及可以在不参考图中所描
    述的任何具体方面的情况下被实施。

    同样地,基于阅读和/或理解说明书和附图,对于本领域技术人员而言可能发生等
    效替换和/或修改。本文中的公开内容包括所有这些修改和替换并且通常由此不旨在是限
    制性的。例如,虽然本文所提供的附图示出和描述出具有具体的功能框,但将理解到正如本
    领域普通技术人员所理解地,可以利用可选的独立框。

    因此,本发明涉及电压调节技术。公开了一些实施例的电压调节系统或电压调节
    方法。通过采用当前和一些先前操作周期的加权的数字误差信号的累积,在数字世界中通
    过使用非常简单的配置来执行电压调节??梢云毡榇戆ú煌缪褂蚝图本绲缌鞅浠?br />改变的宽功率范围,而不需要其他附加的活动或附加的硬件。而且,可以通过改变加权系数
    值来很容易地调节响应,这使得设计更加灵活。

    在一些实施例中,本发明涉及用于基于参考电压来调节输出电压的电压调节器。
    电压调节器包括模数转换器、编码器、解码器和功率级。模数转换器配置为基于参考电压和
    反馈路径上的反馈电压来提供数字误差信号。编码器耦合至模数转换器并且配置为基于数
    字误差信号的当前值、多个预定系数和数字误差信号的多个先前值来提供多位数字控制信
    号。解码器耦合至编码器并且配置为基于多位数字控制信号生成多个控制信号。功率级包
    括多个功率单元,该多个功率单元耦合至供电电源并且分别接收多个控制信号。功率单元
    具有耦合在一起的相应的功率单元输出以基于多个控制信号来共同生成输出电压。

    优选地,所述编码器配置为通过将所述数字误差信号乘以第一预定系数并且减去
    多个延时的数字误差信号之和来生成所述多位数字控制信号,其中,所述多个延时的数字
    误差信号分别乘以对应的预定系数。

    优选地,电压调节器还包括:第一乘法器,配置为接收当前数字误差信号并且将所
    述当前数字误差信号乘以第一预定系数;第一寄存器,配置为接收并且存储所述当前数字
    误差信号以及将先前存储的第一延时的数字误差信号输出至第二寄存器和第二乘法器,所
    述第二乘法器将所述第一延时的数字误差信号乘以第二预定系数;所述第二寄存器,配置
    为接收并且存储所述第一延时的数字误差信号以及将先前存储的第二延时的数字误差信
    号输出至第三寄存器和第三乘法器,所述第三乘法器将所述第二延时的数字误差信号乘以
    第三预定系数;所述第三寄存器,配置为接收并且存储所述第二延时的数字误差信号以及
    将先前存储的第三延时的数字误差信号输出至第四寄存器和第四乘法器,所述第四乘法器
    将所述第三延时的数字误差信号乘以第四预定系数;以及减法器,配置为从所述第一乘法
    器的输出值中减去所述第二乘法器、所述第三乘法器和所述第四乘法器的输出值之和。

    优选地,所述模数转换器为一位转换器。

    优选地,所述模数转换器具有二至四位。

    优选地,所述第一预定系数、所述第二预定系数、所述第三预定系数和所述第四预
    定系数单调递减。

    优选地,电压调节器还包括:积分器,配置为接收所述减法器的输出并且将所述减
    法器的输出与先前存储的数字信号相加以及输出所述多位数字控制信号。

    优选地,当所述数字误差信号为正数时所述多位数字控制信号增加,并且当所述
    数字误差信号为负数时所述多位数字控制信号减小。

    优选地,所述多个功率单元中的每一个都包括MOSFET,所述MOSFET具有耦合至所
    述多个控制信号中的一个的栅极、耦合至所述供电电源的漏极/源极和耦合至所述电压调
    节器的输出的源极/漏极。

    优选地,电压调节器还包括:放大器,布置在所述反馈路径上,并且所述输出电压
    在馈送至所述模数转换器之前被放大。

    在一些其他实施例中,本发明涉及电压调节器。电压调节器包括比较器、编码器、
    解码器和功率级。比较器配置为接收并且比较预定参考电压与来自电压调节器的输出的反
    馈电压并且生成数字误差信号。编码器布置在比较器之后并且配置为生成多位数字控制信
    号。编码器配置为将数字误差信号乘以第一预定系数并且减去乘以多个预定系数的多个延
    时的数字误差信号之和。延时的数字误差信号通过先前时钟周期生成并且分别存储在寄存
    器中。解码器布置在编码器之后,并且配置为接收多位数字控制信号以及生成多个控制信
    号。功率级包括由多个控制信号分别控制的多个功率单元,功率单元的输出一起耦合至电
    压调节器的输出以根据多个控制信号来生成输出电压。

    优选地,在当前时钟周期和多个先前时钟周期期间,根据比较器的输出处的数字
    误差信号,所述多位数字控制信号的值增加或减小。

    优选地,所述电压调节器与多个负载电路集成并且利用不同的电压或电流范围供
    电给所述多个负载电路。

    优选地,所述负载电路分别包括负载逻辑器件,所述负载逻辑器件配置为发送控
    制信号以控制所述预定参考电压。

    优选地,所述反馈电压与所述电压调节器的输出电压不同。

    在又一些其他实施例中,本发明涉及一种执行电压调节的方法。方法包括比较电
    压调节器的第一输出电压与参考电压以生成第一数字误差信号。方法还包括通过从先前时
    钟周期生成的多个延时的数字误差信号和多个系数来对第一数字误差信号进行编码以生
    成集体数字信号(collective digital signal)。方法还包括将集体数字信号解码为控制
    信号并且根据控制信号生成第二输出电压。方法还包括馈送第二输出电压以用于与参考电
    压比较的第二周期。

    优选地,对所述第一数字误差信号进行编码包括:将所述第一数字误差信号乘以
    第一预定系数以获得当前的加权结果;将第一延时的数字误差信号乘以第二预定系数以获
    得第一延时的加权结果;将第二延时的数字误差信号乘以第三预定系数以获得第二延时的
    加权结果;在分别增大所述当前数字误差信号和所述第一延时的数字误差信号以及所述第
    二延时的数字误差信号之后,从所述当前加权结果中减去所述第一延时的加权结果和所述
    第二延时的加权结果以生成所述当前编码值。

    优选地,在馈送所述第二输出电压以用于与所述参考电压比较的第二周期之后:
    比较所述第二输出电压与所述参考电压以生成第二数字误差信号;将所述第二数字误差信
    号乘以所述第一预定系数以获得第二当前加权结果;将所述第一数字误差信号乘以所述第
    二预定系数以获得第三延时的加权结果;将所述第一延时的数字误差信号乘以所述第三预
    定系数以获得第四延时的加权结果;从所述第二当前加权结果中减去所述第三当前加权结
    果和所述第四当前加权结果以生成第二当前编码值;以及根据所述第二当前编码值生成第
    三输出电压。

    优选地,根据所述控制信号生成第二输出电压包括:根据所述控制信号使多个功
    率单元导通或截止,所述功率单元具有耦合在一起的相应功率单元输出以共同生成所述第
    二输出电压。

    优选地,电压调节方法还包括:在对所述当前编码值进行解码之前,将所述当前编
    码值与存储在寄存器中的先前多位控制信号相加以获得当前多位控制信号。

    虽然仅参照若干实施方式中的一种公开具体部件或方面,但是这些部件或方面可
    以与可以期望的其他实施方式的一个或多个其他部件和/或方面组合。另外,在一定程度
    上,本文使用术语“包括”、“具有着”、“具有”、“带有”和/或它们的变型,这样的术语旨在包
    含类似“包括着”的含义。同样,“示例性的”仅仅意味着实例,而不是最优实例?;褂Ω靡馐?br />到将本文描述的部件、层和/或元件示出为相对于彼此具有具体尺寸和/或定向以用于简化
    和易于理解的目的,并且实际的尺寸和/或定向可以基本上不同于本文所示出的尺寸和/或
    定向。

    关于本文
    本文标题:智能电压调节技术、电压调节器及电压调节方法.pdf
    链接地址://www.4mum.com.cn/p-6004884.html
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