專利名稱：快速啟動電壓調節(jié)器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明的實施例涉及電壓調節(jié)器。
背景技術：
電壓調節(jié)器經(jīng)常使用在電子器件中以從變化的電源中產(chǎn)生穩(wěn)定的輸出電壓。器件的電流負載可能在操作期間動態(tài)地改變。這種改變可以引起輸出電壓的波動，這會不利地影響該器件的操作。電壓調節(jié)器根據(jù)負載的改變來調節(jié)提供的電力，以便保持穩(wěn)定電壓。許多現(xiàn)代集成電路(IC)包括具有多個功率管腳來向高 速邏輯電路傳送所需電流的配電網(wǎng)絡(power distribution network)。在IC封裝周圍分配功率管腳可以有助于避免配電網(wǎng)絡中的電流擁擠和/或較大壓降。產(chǎn)生的配電網(wǎng)絡更均勻，保證與IC管芯上的位置無關的邏輯性能。調節(jié)器架構通?？煽s放，以容納具有不同數(shù)目電源管腳的不同芯片。集成電路經(jīng)常使用片上功率調節(jié)器來轉換外部電源所提供的功率，以滿足內部需要，和/或使得片上功率調節(jié)器能夠動態(tài)地調節(jié)片上電壓，以降低功耗。然而，片上電壓調節(jié)器在可以產(chǎn)生調節(jié)電壓之前需要一定時間段來啟動。在短暫時間內上電然后回到睡眠狀態(tài)的系統(tǒng)中，該啟動時間成為電氣系統(tǒng)總功耗的重要組成部分。在一些應用中，啟動時間規(guī)定了芯片是可以完全斷電，還是必須保持上電，以便快速響應中斷或其它事件。

發(fā)明內容
一個或多個實施例可以解決一個或多個上述問題。在一個實施例中，提供了一種用于功率調節(jié)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括基準產(chǎn)生電路，被配置為產(chǎn)生基準電壓以及至少一個基準電流；以及多個調節(jié)器級，被配置為在相應輸出節(jié)點處產(chǎn)生相應的調節(jié)輸出電壓。每個調節(jié)器級包括差分放大器和多個輸出晶體管。差分放大器具有耦接為接收基準電壓的第一輸入和耦接為接收反饋電壓的相應第二輸入，其中，該反饋電壓與相應的調節(jié)輸出電壓成比例。多個輸出晶體管各自具有從差分放大器輸出的信號所驅動的輸入，并且被配置為響應于從差分放大器輸出的信號來驅動在輸出節(jié)點處的至少一個調節(jié)輸出電壓。該系統(tǒng)包括啟動電路，被配置為在啟動模式下操作時根據(jù)第一源電壓產(chǎn)生第二和第三源電壓。該系統(tǒng)包括升壓電路，被配置為根據(jù)第二源電壓產(chǎn)生第四源電壓。第四源電壓耦接至每個差分放大器的相應電源電壓輸入。在啟動模式下操作時，使用第二源電壓來為升壓電路供電，并且使用第三源電壓為基準產(chǎn)生電路供電。在另一實施例中，提供了一種集成電路(1C)。該IC包括配電網(wǎng)絡以及耦接至配電網(wǎng)絡的主功率調節(jié)電路。主功率調節(jié)器包括被配置為產(chǎn)生基準電壓的電路、至少一個輸出級以及相應啟動電路。每個輸出級被布置和配置為根據(jù)基準電壓產(chǎn)生一個或更多個調節(jié)輸出電壓。啟動電路在啟動模式下工作時被布置和配置為，根據(jù)第一源電壓產(chǎn)生一個或更多個輔助源電壓，并且使用一個或更多個輔助源電壓向基準產(chǎn)生電路以至少一個輸出級提供功率。該IC包括至少一個有源從功率調節(jié)器電路(active slave powerregulator circuit),以及至少一個具有f禹接至配電網(wǎng)絡的相應輸出的無源從功率調節(jié)器電路(passive slave power regulator circuit)。在又一實施例中，提供了一種功率調節(jié)方法。產(chǎn)生基準電壓和至少一個基準電流。通過以下操作在輸出節(jié)點處產(chǎn)生至少一個調節(jié)輸出電壓產(chǎn)生與調節(jié)輸出電壓成比例的反饋電壓；使用差分放大器根據(jù)反饋電壓與調節(jié)輸出電壓之間的差來產(chǎn)生控制信號；以及使用控制信號來操作多個輸出晶體管。在啟動模式下操作時，根據(jù)第一電壓源產(chǎn)生第二和第二源電壓。基準產(chǎn)生電路使用第四源電壓來供電。第四源電壓根據(jù)第二源電壓產(chǎn)生，并且用于為差分放大器供電。上述討論并不意在描述每個實施例或者每個實現(xiàn)方式。附圖和以下描述還示例了各種實施例。


考慮以下結合附圖的詳細描述，可以更完全地理解各個示例實施例，在附圖中圖I示出了用于功率調節(jié)的分配系統(tǒng)的電路圖； 圖2示出了具有快速啟動電路的主功率調節(jié)器的電路圖，快速啟動電路可以使用在用于功率調節(jié)的分配系統(tǒng)中；圖3示出了可以根據(jù)一個或更多個實施例使用的快速啟動基準產(chǎn)生電路；圖4示出了圖3的第一和第二基準產(chǎn)生子電路及其組合的輸出波形；圖5示出了可以根據(jù)一個或更多個實施例使用的啟動電路；圖6示出了可以根據(jù)一個或更多個實施例使用的電壓檢測電路；圖7示出了可以在用于功率調節(jié)的分配系統(tǒng)中使用的無源從調節(jié)器電路；圖8示出了可以在用于功率調節(jié)的分配系統(tǒng)中使用的另一無源從調節(jié)器電路；以及圖9示出了可以在用于功率調節(jié)的分配系統(tǒng)中使用的有源從調節(jié)器電路。
具體實施例方式盡管本公開可修改成各種修改和備選形式，但是通過附圖中示例示出了本公開的實施例并進行詳細描述。然而應當理解，目的并不在于將本公開限制于所示和/或所描述的特定實施例。相反，目的在于覆蓋落在本公開精神和范圍內的所有修改、等同物和備選方案。相信所公開的實施例可應用于供各種調節(jié)器電路使用各種不同類型的處理、器件和布置。盡管實施例不一定如此有限，但是可以使用該上下文通過示例的討論來理解本公開的各個方面。根據(jù)一個或更多個示例實施例，功率調節(jié)系統(tǒng)包括主功率調節(jié)器和受主功率調節(jié)器控制的多個從調節(jié)器電路。主功率調節(jié)器包括向一個或更多個調節(jié)器級提供第二源電壓的升壓電路，一個或更多個調節(jié)器級使用在基準產(chǎn)生電路處產(chǎn)生的基準電壓來產(chǎn)生調節(jié)電壓輸出。主功率調節(jié)器包括在功率調節(jié)系統(tǒng)啟動期間為升壓電路和基準產(chǎn)生電路供電的啟動電路。在一個或更多個實施例中，使用與分路調節(jié)器(shunt regulator)配對的快速基準發(fā)生器來實現(xiàn)啟動電路?；鶞拾l(fā)生器具體實現(xiàn)為兩個基準產(chǎn)生子電路?；鶞十a(chǎn)生子電路中的第一個被配置為快速產(chǎn)生基準電流?；鶞十a(chǎn)生子電路中的第二個產(chǎn)生比第一基準產(chǎn)生子電路更精確的基準電流?；鶞拾l(fā)生器電路被配置為在調節(jié)器啟動時利用第一基準產(chǎn)生子電路，并且在啟動完成之后切換至第二基準產(chǎn)生子電路。在一個或更多個實現(xiàn)方式中，多個從調節(jié)器包括至少一個無源從調節(jié)器。無源從調節(jié)器包括使用第二源電壓和主調節(jié)器產(chǎn)生的基準電壓來產(chǎn)生調節(jié)電壓輸出的一個或更多個調節(jié)器級。根據(jù)其他實現(xiàn)方式，多個從調節(jié)器包括至少一個有源從調節(jié)器，至少一個有源從調節(jié)器包括相應啟動電路和升壓電路。有源從調節(jié)器包括一個或更多個調節(jié)級，一個或更多個調節(jié)器級使用有源從調節(jié)器的升壓電路所產(chǎn)生的第三源電壓和主調節(jié)器所產(chǎn)生的基準電壓來產(chǎn)生調節(jié)電壓輸出。有源從調節(jié)器的啟動電路在功率調節(jié)系統(tǒng)啟動期間為有源從發(fā)生器的升壓電路供電。圖I示出了根據(jù)另一示例實施例的用于功率調節(jié)的分配系統(tǒng)。所示意的系統(tǒng)包括主功率調節(jié)器106，它對位于沿著供電網(wǎng)104的各個位置處的多個從功率調節(jié)器進行控制。在該示例中，五個調節(jié)器(一個主功率調節(jié)器106和四個從功率調節(jié)器108、110、112 和114)連接至五個外部電源管腳。然而，分配系統(tǒng)可以包括任何數(shù)目的從調節(jié)器。根據(jù)功率調節(jié)器和管腳的電流容量，還能夠每管腳使用多個調節(jié)器，或者每調節(jié)器使用多個管腳。此外，還能夠驅動若干獨立電源，每個獨立電源具有驅動該電源的任意數(shù)目的調節(jié)器。這可以有用于創(chuàng)建分離的功率島，分離的功率島可以單獨地為回路供電，并且可以具有不同的電源電壓。每個調節(jié)器可以具有一個更或多個管腳，一個或更多個管腳連接至配電網(wǎng)絡104的一個或更多個位置，并且可以被分組成具有相同輸出電壓的組。圖2示出了根據(jù)另一示例實施例的主功率調節(jié)器200。主功率調節(jié)器200例如可以用于實現(xiàn)圖I所示的主功率調節(jié)器106。主功率調節(jié)器200包括產(chǎn)生基準電壓和基準電流的基準產(chǎn)生電路208，以及包括級220和240的多個調節(jié)器級。每個調節(jié)器級包括具有耦接為接收基準電壓的第一輸入和耦接為接收反饋電壓的相應第二輸入的差分放大器(AMP) 222，其中該反饋電壓與調節(jié)器級所產(chǎn)生的調節(jié)輸出電壓成比例。調節(jié)器級還包括多個輸出晶體管(包括例如晶體管226和227)，各自布置在具有相應偏置晶體管228和229的源跟隨器配置中。每個偏置晶體管與晶體管230形成相應的電流反射鏡，以根據(jù)從偏置電路210輸出的基準電流iref向對應的晶體管226施加偏置。每個輸出晶體管具有從差分放大器輸出的信號所驅動的輸入，并且被配置為響應于從差分放大器輸出的信號來驅動調節(jié)器級的調節(jié)輸出電壓。通過重復(replica)輸出級224來提高輸入至差分放大器的反饋電壓。每個調節(jié)器級的反饋電壓可以利用調節(jié)信號(adjust_l到adjust_n)來獨立地調節(jié)，并且可以被數(shù)字控制以調節(jié)每個調節(jié)器級的相應調節(jié)輸出電壓，并且可以被配置為使調節(jié)器級220和221產(chǎn)生不同的調節(jié)輸出電壓。主功率調節(jié)器200包括被配置為根據(jù)第一源電壓(VdcLchip)產(chǎn)生第二源電壓(升壓)的升壓電路202和204。第二源電壓(升壓)用于為每個調節(jié)器級的差分放大器222供電，以提供低壓差(dropout)能力。對于低電源電壓，差分放大器222具有驅動比第一電源電壓高的柵極電壓的能力，這完全能夠使輸出NMOS晶體管導通。在該示例中，升壓電路使用電荷泵204來實現(xiàn)，電荷泵204響應于振蕩器202的輸出對一個或更多個能量存儲元件進行充電，以振蕩器所控制的速率根據(jù)第一源電壓(Vdd)產(chǎn)生第二源電壓(升壓)。主功率調節(jié)器200包括被配置為根據(jù)第一源電壓Vdd產(chǎn)生第三和第四源電壓的啟動電路。當在啟動模式下操作時，第三源電壓(vddauxl)用于為升壓電路202和204供電，并且第四源電壓(vddauX2)用于為基準產(chǎn)生電路208和偏置電路210供電，基準產(chǎn)生電路208和偏置電路210產(chǎn)生每個調節(jié)器級220和221所使用的基準電壓和偏置電流。如以下更詳細描述的，啟動電路212具有幾乎瞬時啟動并且傳送不太精確但足夠的電源電壓的能力。調節(jié)器級220的輸出電壓由被配置為確定何時實現(xiàn)穩(wěn)定輸出電壓的電壓檢測器電路240來監(jiān)測。一旦實現(xiàn)了穩(wěn)定輸出電壓，電壓檢測器電路24觸發(fā)啟動電路212來關閉操作以降低功耗。此時，升壓電路、基準產(chǎn)生電路208和偏置電路210由晶體管206供電，該晶體管206提供調節(jié)輸出電壓的調節(jié)重復電壓。在多個實施例之一中，每個調節(jié)器級222的輸出晶體管226使用厚柵極氧化晶體 管來實現(xiàn)。由于這種設計選擇，電荷泵所產(chǎn)生的第二源電壓(升壓)不會超過連接至升壓節(jié)點的任何晶體管的擊穿電壓，即使被配置為產(chǎn)生最高調節(jié)電壓的晶體管的擊穿電壓也不會超過。為了說明，圖2中示出的每個調節(jié)器級包括兩個輸出晶體管226和227。然而，可以實現(xiàn)輸出級以包括任何數(shù)目的輸出晶體管，輸出晶體管可以用于為供電網(wǎng)的不同部分或者為分立電路提供功率。在一些實施例中，調節(jié)器級可以包括選擇性地啟用或禁用一個或更多個輸出晶體管的附加電路。例如，可以響應于相應使能信號選擇性地將晶體管(例如，227和226)連接至Vdd_chip或與Vdd_chip斷開。這樣的連接/斷開機制可以用于基于負載電流通過消除漏電流來保存功率。例如，在一些應用中，使能控制可以被配置為響應于連接至對應調節(jié)輸出電壓的負載電流需量的較大增加或減小，來啟用或禁用多個輸出晶體管226中的一個或更多個。由于使用重復反饋級224來提供差分放大器222的反饋，因此輸出晶體管226或227之一上負載電流的增加不會使調節(jié)器增加從電荷泵輸出的電壓信號。負載調節(jié)不僅可降低凈效應(net effect)，而且還降低了輸出電壓的峰峰噪聲。這允許根據(jù)相同電壓來驅動若干輸出級，而不會在輸出級之間傳遞噪聲。這有用于將有噪聲且功率消耗大的負載與對電源特別敏感的負載相隔離。圖3示出了根據(jù)一個或更多個實施例的基準產(chǎn)生電路。基準產(chǎn)生電路300例如可以用于實現(xiàn)圖2中示出的基準產(chǎn)生電路208。基準產(chǎn)生電路300包括被配置為產(chǎn)生基準電壓和/或電流的第一和第二子電路302和304。第一子電路302針對更快的啟動時間而被優(yōu)化，并且可以消耗更多功率，以及與第二子電路304相比呈現(xiàn)較低精度。相反，第二子電路304針對溫度穩(wěn)定性和對處理和電壓變化的不靈敏度而被優(yōu)化，并且可以花費較長時間來啟動。此外，第二子電路304的功耗非常小。第二子電路具有檢測基準電壓何時已經(jīng)幾乎達到最終值內的內部電路。第二子電路包含附加延遲電路，以確保第二子電路已經(jīng)穩(wěn)定到其最終值。延遲電路經(jīng)由復用器306和308將輸出電壓和輸出電流從較低精度、功率消耗大的第一子電路切換到較低功率的第二子電路，并且關斷第一子電路，以保存功率。圖4示出了由第一子電路產(chǎn)生的波形、第二子電路產(chǎn)生的波形、兩個子電路的組合輸出、以及誤差包絡波形。應當認識到，電路的實際波形可以與所示的那些波形不同。波形可以表示輸出電壓或輸出電流。第一子電路203所產(chǎn)生的快速基準波形(快速vref)比第二子電路304所產(chǎn)生的精確基準波形(精確vref)啟動更快。第三波形示出了快速vref和精確vref波形的組合(組合的vref),該組合的vref僅在精確vref已經(jīng)完全啟動之后切換至精確vref。因此，較高的輸出精確度靠花費更長時間來實現(xiàn)。在此之前，電壓/電流具有更大誤差。在基準誤差包絡中示出了這一點。更大誤差意味著調節(jié)器沒有工作在器峰值性能處。然而，這在啟動期間是不必要的，由于高速時鐘復用器(PLL、DLL)將花費比該基準更長的時間來實現(xiàn)最高性能。盡管調節(jié)器的輸出電壓非常接近最終值，并且芯片幾乎可以在最大速度下操作。圖5示出了根據(jù)一個或更多個實施例的啟動電路。啟動電路500例如可以用于實現(xiàn)圖2中示出的啟動電路212。如上所述，啟動電路根據(jù)第一源電壓(Vdd)產(chǎn)生第三和第四 源電壓(Vddauxl和Vddaux2)，第三和第四源電壓用于在上電序列的初始階段為升壓電路和基準產(chǎn)生及偏置發(fā)生器電路供電。該模塊包含與圖3中示出的第一子電路302類似的基準產(chǎn)生電路502。由于分路調節(jié)器的簡單前饋控制機制，寄生的內部節(jié)點僅延遲了啟動過程，在這種情況下這一點可以忽略。因此可以幾乎瞬時提供電源電壓。晶體管511和512以及晶體管519、520和521對基準電流(iref)進行鏡像和放大。因此晶體管520和521是輸出電流是基準電流若干倍的電流源。這些電流被設計為比在輸出(outl)和(out2)處連接的最大所需負載電流大。晶體管513和514以及晶體管517和518是分路調節(jié)器的負載和箝位。負載汲取一定量的電流。由于晶體管520和521可以傳送來自源的更多電流，因此輸出電壓升高。如果輸出電壓分別升高到基準電壓vref+PMOS器件517和518的閾值電壓之上，則PMOS器件517和518變?yōu)閷?，并且?jīng)由電流負載513和514吸收附加電流。該電路非常快速，并且可以用于輔助啟動，但是功率效率低。在一個或更多個實施例中，啟動電路500被配置為一旦調節(jié)器輸出啟動就斷電。在斷電時，晶體管515和516禁用內部電源上的寄生電流消耗，并且切斷到晶體管520和521的電流。在一些實現(xiàn)方式中，也可以禁用啟動電路500中包括的基準產(chǎn)生電路502。圖6示出了根據(jù)一個或更多個實施例的電壓檢測器電路。電壓檢測器電路600例如可以用于實現(xiàn)圖2中示出的電壓檢測器240。電壓檢測器電路600感測輸出電壓的狀態(tài)，并且產(chǎn)生對輸出級220所產(chǎn)生的基準電壓(vdet)已經(jīng)達到目標基準電壓(vref)加以指示的信號(vreg_ok)。信號vreg_ok使啟動電路212關斷。因此，啟動電路212停止產(chǎn)生第三和第四電源電壓，并且可以斷電。在一些應用中，信號vreg_0k可以用于將功率調節(jié)器的狀態(tài)傳送至其他電路。一個示例應用可以利用該調節(jié)器與低功率調節(jié)器的組合使用，低功率調節(jié)器在高電流調節(jié)器關斷時保持內部邏輯電路的狀態(tài)。感測何時調節(jié)器已經(jīng)開始備用狀態(tài)(back up)將向數(shù)字核心給出何時不能切換至更高操作速度的指示，而不會破壞電源電壓。電壓檢測器通過將輸出電壓(vdet)與來自基準產(chǎn)生電路的基準電壓(vref)相比較來操作。通過分支(tap)在與調節(jié)器級的控制用誤差放大器222略微不同的點處將輸出電壓Vdet導入反饋網(wǎng)絡。這在輸出電壓達到其最終值之前使電壓檢測器的比較器602略微提前關斷(trip)。該較早關斷點有助于避免reg_0k信號的振蕩，卻導致比較器602與放大器222之間的失配。為了補償這一點，電壓檢測器600包括延遲發(fā)生器604。該延遲發(fā)生器604將比較器關斷點延遲足夠長的時間以確保問題已解決。為了防止內部基準初始啟動時的誤切斷，來自啟動模塊212的信號ref_ok_n使用門電路606來門控比較器的輸出。在初始啟動期間，兩個比較器輸入均為低，并且比較器602的輸出是不確定的。該門控將確保比較器關斷之前的正常電平。在多個實現(xiàn)方式之一中，電壓檢測器模塊的信息可以包括產(chǎn)生上電重置(POR)信號(porconst)的電路，上電重置信號可以用于向調節(jié)器所供電的集成電路的邏輯電路發(fā)信號通知實現(xiàn)了調節(jié)電壓。電壓檢測器關斷點自動隨著編程的輸出電壓設置而改變。因此，POR的關斷點也自動調節(jié)。也可以包括第二延遲發(fā)生器608以產(chǎn)生POR脈沖信號(porpulse)。圖7示出了根據(jù)一個或更多個實施例的無源從調節(jié)器電路。無源從調節(jié)器電路700例如可以用于實現(xiàn)圖I中示出的一個或更多個從調節(jié)器108。該無源從調節(jié)器700實·現(xiàn)一個調節(jié)器級，該調節(jié)器級包括分別布置在具有偏置晶體管704的源跟隨器中的多個輸出晶體管702。每個偏置晶體管704與晶體管706形成相應的電流反射鏡，以根據(jù)從相應偏置電路710輸出的基準電流對對應的晶體管704施加偏置。偏置電路710的內部電壓由主功率調節(jié)器提供。基準電流和升壓節(jié)點的連接也來自主功率調節(jié)器。無源從調節(jié)器700可以視為位于IC不同區(qū)域處的主功率調節(jié)器200的輸出級的擴展。由于無源從調節(jié)器700增加了控制放大器上的容性負載，隨著連接和啟用了較大數(shù)目的無源調節(jié)器，電源的啟動性能緩慢劣化。然而，對于許多應用而言，這不是問題。無源從調節(jié)器700可以用于創(chuàng)建分離的功率島，并且可以根據(jù)需要單獨關閉，以滿足特定應用的需要，或者減少IC非活動時的一個邏輯電路的泄露功率。圖8示出了根據(jù)另一示例實施例的另一無源從調節(jié)器電路800。無源從調節(jié)器電路800例如可以用于實現(xiàn)圖I中示出的一個或更多個從調節(jié)器108。無源從調節(jié)器包括偏置發(fā)生器810和多個調節(jié)器級(包括級820和822)，偏置發(fā)生器810和多個調節(jié)器級可以以與圖2所示主功率解調器200中包括的偏置發(fā)生器210和調節(jié)器級220和220類似的方式，利用本地反饋進行操作。偏置發(fā)生器的內部電壓從主功率調節(jié)器提供?；鶞孰娏骱蜕龎汗?jié)點也來自主功率調節(jié)器。由于添加了大量的無源從調節(jié)器800，降低的啟動性能，這受到電荷泵的加載的限制。然而，與圖7的調節(jié)器不同，可以單獨調節(jié)調節(jié)器級，以產(chǎn)生如參照圖2描述的不同輸出電壓。圖9示出了根據(jù)另一示例實施例的有源從調節(jié)器電路800。有源從調節(jié)器電路900例如可以用于實現(xiàn)圖I中示出的一個或更多個從調節(jié)器108。有源從調節(jié)器900包括多個調節(jié)器級920和921，多個調節(jié)器級920和921可以以與圖2所示主功率調節(jié)器200的調節(jié)器級220和210類似的方式，利用本地反饋來進行操作。有源從調節(jié)器900還包括被配置為以利用圖2所示電路202、204、210、212和24描述的方式進行操作的相應升壓電路902和904、啟動電路912、偏置電路910、以及電壓檢測器電路940。針對反饋放大器以及針對有源從調節(jié)器900的電壓檢測器940的電壓基準來自主功率調節(jié)器200，并因此由主功率調節(jié)器來控制。
因此有源從調節(jié)器非常類似于主功率調節(jié)器，但是有源從調節(jié)器不需要具有基準產(chǎn)生電路。基準產(chǎn)生電路由于精確基準模塊而耗費相當大部分的調節(jié)器管芯尺寸。其他相當大部分是輸出晶體管和柵極電容器。使用有源從調節(jié)器有助于保持啟動性能，而與系統(tǒng)中從調節(jié)器的數(shù)目無關。還有助于降低電磁干擾(EMI)，由于不同基準產(chǎn)生電路的振蕩器之間的固有失配，電磁干擾會導致更寬的噪聲頻譜。
主動從調節(jié)器需要比無源從調節(jié)器更多的功率，但是允許與有源率調節(jié)無關地調整調節(jié)輸出電壓。可以單獨啟用或禁用每個從器件，以適合特定應用的功耗和調節(jié)需要，并且可以用于驅動各個單獨功率域，或者與主調節(jié)器并聯(lián)操作。基于以上討論和說明，本領域技術人員容易認識到，在無需嚴格遵循本文說明和描述的示例性實施例和應用的情況下可進行各種修改和改變。此外，不同實施例的各種特征可以以各種組合來實現(xiàn)。這樣的修改不會背離包括所附權利要求中提出本公開的真實精神和范圍。
權利要求
1.一種用于功率調節(jié)的系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括 基準產(chǎn)生電路，被配置和布置為產(chǎn)生基準電壓和至少一個基準電流； 多個調節(jié)器級，被配置和布置為在相應輸出節(jié)點處產(chǎn)生相應的調節(jié)輸出電壓，每個調節(jié)器級包括 差分放大器，具有耦接為接收基準電壓的第一輸入和耦接為接收反饋電壓的相應第二輸入，該反饋電壓與相應的調節(jié)輸出電壓成比例；以及 多個輸出晶體管，每個輸出晶體管具有從差分放大器輸出的信號所驅動的輸入，并且被配置和布置為響應于從差分放大器輸出的信號來驅動在輸出節(jié)點處的調節(jié)輸出電壓；升壓電路，被配置和布置為根據(jù)第一源電壓產(chǎn)生第二源電壓，所述第二源電壓耦接至每個差分放大器的相應源電壓輸入； 啟動電路，被配置和布置為在啟動模式下操作時根據(jù)第一電壓源產(chǎn)生第二和第三源電壓，并且使用第四源電壓為基準產(chǎn)生電路供電；以及 升壓電路，被配置和布置為根據(jù)第二源電壓產(chǎn)生第四源電壓，該第四源電壓耦接至每個差分放大器的相應電源電壓輸入。
2.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，還包括多個從調節(jié)器電路，每個從調節(jié)器電路被布置和配置為根據(jù)基準電壓產(chǎn)生至少一個相應調節(jié)電壓。
3.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，多個從調節(jié)器電路包括 至少一個有源從調節(jié)器電路；以及 至少一個無源從調節(jié)器電路。
4.根據(jù)權利要求2所述的系統(tǒng)，其中，至少一個有源從調節(jié)器電路和至少一個無源從調節(jié)器電路耦接至彼此不同的供電網(wǎng)網(wǎng)絡位置以及彼此不同的多個調節(jié)器級。
5.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其中，至少一個有源從調節(jié)器包括 第二啟動電路，被配置和布置為在啟動模式下操作時根據(jù)第一源電壓產(chǎn)生第五源電壓； 第二升壓電路，被配置和布置為根據(jù)第五源電壓產(chǎn)生第六源電壓；以及至少一個調節(jié)器級，被配置和布置為在相應輸出節(jié)點處產(chǎn)生調節(jié)輸出電壓，至少一個調節(jié)器級中的每一個具有 電源電壓端子，耦接為接收來自第二升壓電路的第六源電壓；以及 輸入，耦接為接收基準產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的基準電壓。
6.根據(jù)權利要求4所述的系統(tǒng)，其中，至少一個無源從調節(jié)器包括 至少一個調節(jié)器級，被配置和布置為在相應輸出節(jié)點處產(chǎn)生調節(jié)輸出電壓，至少一個解調器級中的每一個具有 電源源電壓端子，耦接為接收來自所述第一升壓電路的第四源電壓；以及 輸入，耦接為接收基準產(chǎn)生電路所產(chǎn)生的基準電壓。
7.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，啟動電路被配置為 響應于基準電壓不穩(wěn)定，在啟動模式下進行操作；以及 響應于基準電壓穩(wěn)定，退出啟動模式。
8.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，啟動電路被配置為響應于輸出電壓達到目標輸出電壓，來產(chǎn)生第三和第四源電壓。
9.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，升壓電路包括 振蕩器；以及 電荷泵，具有耦接至振蕩器的輸出的控制輸入，該電荷泵被配置和布置為響應于振蕩器的輸出產(chǎn)生第四源電壓。
10.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，多個調節(jié)器級中的每一個包括 重復輸出調節(jié)器，被配置為產(chǎn)生反饋電壓，該重復輸出調節(jié)器具有由差分放大器的輸出驅動的輸入。
11.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，多個調節(jié)器級中的每一個中多個輸出晶體管中的每一個是按照源跟隨器配置布置的NMOS晶體管。
12.根據(jù)權利要求I所述的系統(tǒng)，其中，該基準產(chǎn)生電路包括 第一基準產(chǎn)生子電路，被配置為在第一啟動時間段中提供第一容限內的穩(wěn)定基準電壓；以及 第二基準產(chǎn)生子電路，被配置為在第二啟動時間段中提供第二容限內的穩(wěn)定基準電壓，第一時間段小于第二時間段，并且第二容限小于第一容限。
13.根據(jù)權利要求12所述的系統(tǒng)，其中，該基準產(chǎn)生電路被配置為在第一啟動時間段期間輸出來自第二基準產(chǎn)生子電路的電壓，作為基準電壓。
14.根據(jù)權利要求13所述的系統(tǒng)，其中，該基準產(chǎn)生電路被配置為響應于第二基準產(chǎn)生子電路提供穩(wěn)定基準電壓，輸出來自第二基準產(chǎn)生子電路的電壓，作為基準電壓。
15.根據(jù)權利要求14所述的系統(tǒng)，其中，該基準產(chǎn)生電路被配置為響應于第二基準產(chǎn)生子電路提供穩(wěn)定基準電壓，使第一基準產(chǎn)生子電路斷電。
16.—種集成電路,包括 配電網(wǎng)絡； 耦接至配電網(wǎng)絡的主功率調節(jié)器電路，主功率調節(jié)器包括 基準產(chǎn)生電路，被配置為產(chǎn)生基準電壓； 至少一個輸出級，被布置和配置為根據(jù)基準電壓產(chǎn)生一個或更多個調節(jié)輸出電壓； 啟動電路，被布置和配置為，在啟動模式下操作時根據(jù)第一源電壓產(chǎn)生一個或更多個輔助源電壓；以及 使用一個或更多個輔助源電壓向基準產(chǎn)生電路和至少一個輸出級提供功率； 至少一個有源從功率調節(jié)器電路，具有耦接至配電網(wǎng)絡的輸出；以及 至少一個無源從功率調節(jié)器電路，具有耦接至配電網(wǎng)絡的輸出。
17.根據(jù)權利要求16所述的集成電路，還包括 至少一個負載，耦接至配電網(wǎng)絡；并且 其中，主功率調節(jié)器包括信號通知電路，該信號通知電路被布置和配置為 響應于基準電壓達到目標基準電壓，產(chǎn)生上電復位信號；以及 向至少一個負載提供上電復位信號。
18.根據(jù)權利要求16所述的集成電路，其中，至少一個有源從功率調節(jié)器電路包括 至少一個輸出級，被布置和配置為根據(jù)主功率調節(jié)器所產(chǎn)生的基準電壓，產(chǎn)生調節(jié)輸出電壓；以及 啟動電路，被布置和配置為，在啟動模式下操作時根據(jù)第一源電壓產(chǎn)生至少一個輔助源電壓；以及 使用至少一個輔助源電壓向至少一個輸出級提供功率。
19.根據(jù)權利要求16所述的集成電路，其中，至少一個無源從功率調節(jié)器電路包括 至少一個輸出級，被布置和配置為根據(jù)主功率調節(jié)器所產(chǎn)生的基準電壓產(chǎn)生調節(jié)輸出電壓，該主調節(jié)器的啟動電路還被布置和配置為在啟動模式下操作時為一個或更多個輸出級供電。
20.一種功率調節(jié)方法，包括 產(chǎn)生基準電壓和至少一個基準電流； 通過以下操作在輸出節(jié)點處產(chǎn)生至少一個調節(jié)輸出電壓 產(chǎn)生與調節(jié)輸出電壓成比例的反饋電壓； 使用差分放大器根據(jù)反饋電壓與調節(jié)輸出電壓之間的差來產(chǎn)生控制信號；以及 使用控制信號來操作多個輸出晶體管； 在啟動模式下操作時，根據(jù)第一電壓源產(chǎn)生第二和第三源電壓，并且使用第四源電壓為基準產(chǎn)生電路供電；以及 根據(jù)第二源電壓產(chǎn)生第四源電壓，并且使用第四源電壓為差分放大器供電。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種用于功率調節(jié)的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括多個調節(jié)器級；以及升壓電路，被配置為向每個調節(jié)器級的差分放大器提供源電壓。每個調節(jié)器級的差分放大器被配置為將反饋電壓與基準產(chǎn)生電壓的輸出電壓相比較。每個調節(jié)器級包括由差分放大器的輸出所驅動的多個輸出晶體管。該系統(tǒng)包括啟動電路，被布置和配置為在啟動模式下操作時為升壓電路和基準產(chǎn)生電路供電。
文檔編號G05F1/56GK102915064SQ20121027361
公開日2013年2月6日 申請日期2012年8月2日 優(yōu)先權日2011年8月4日
發(fā)明者安德·岡瑟, 凱文·馬胡提 申請人:Nxp股份有限公司