電壓調(diào)節(jié)器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]實施例可以涉及一種用于電子設(shè)備的電壓調(diào)節(jié)器。
【背景技術(shù)】
[0002]電子設(shè)備(或平臺負(fù)載)可以由電池和電壓調(diào)節(jié)器供電。電壓調(diào)節(jié)器(VR)損耗可能是總平臺功率損耗中的主要貢獻(xiàn)者。電壓調(diào)節(jié)器輸出電流的駐留(或概率)可以示出何處該功率在大部分時間都損耗。例如，近似50%的時間，電壓調(diào)節(jié)器可以以空閑狀況操作?？臻e狀況可以是無負(fù)載狀況或低負(fù)載狀況。電子設(shè)備可以在顯著部分的電池壽命中處于空閑。對于電壓調(diào)節(jié)器高功率損耗的一個貢獻(xiàn)者可能是在直流(DC)-直流(DC)降壓型電壓調(diào)節(jié)器中的開關(guān)損耗。
【附圖說明】
[0003]可以參考以下附圖詳細(xì)描述布置和實施例，其中同樣的參考標(biāo)號指代同樣的元件，并且其中:
圖1不出電子設(shè)備的不例；
圖2示出用于電子設(shè)備(或平臺負(fù)載)的功率系統(tǒng)的示例；
圖3示出根據(jù)示例布置的電壓調(diào)節(jié)器；
圖4示出根據(jù)示例實施例的電壓調(diào)節(jié)器；以及圖5示出根據(jù)示例布置的電池系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0004]在以下的詳細(xì)描述中，同樣的參考標(biāo)號可以用來在不同圖的附圖中指明相同的、對應(yīng)的和/或類似的組件。此外，在以下的詳細(xì)描述中，可以提供示例尺寸/模型/值/范圍，雖然實施例不局限于所述。在闡述具體的細(xì)節(jié)以便描述示例實施例的情況下，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)顯而易見的是:可以在沒有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實行實施例。
[0005]在以下的描述中，可以將信號描述為斷言的。這可以對應(yīng)于是HIGH (高)信號(或Do也可以將信號描述為解除斷言(deasserted)的。這可以對應(yīng)于是LOW (低)信號(或
0)o
[0006]電子設(shè)備(下文中也稱為平臺負(fù)載)可以從電壓調(diào)節(jié)器(VR)接收直流(DC)電壓。可以在電子設(shè)備或平臺負(fù)載的外部提供電壓調(diào)節(jié)器。可以從電池和/或電池組提供DC電壓。
[0007]圖1示出電子設(shè)備的示例。也可以提供其它配置。電子設(shè)備(或平臺負(fù)載)可以是許多電池供電的設(shè)備中的任意一個，諸如但不限于移動電話、智能電話、個人數(shù)字助理、媒體播放器和/或膝上型或筆記本電腦。可替代地，電子設(shè)備可以是通常在固定位置處使用的AC供電的設(shè)備，諸如臺式計算機(jī)、電視、數(shù)字視頻盤(DVD)或其它類型的媒體播放器、環(huán)繞聲和/或其它媒體接收器，僅舉幾例。
[0008]如圖1中所示，電子設(shè)備可以包括處理器1、芯片集2、圖形接口 3、無線通信單元4、顯示器5、存儲器6和多個功能電路，所述多個功能電路包括通用串行總線(USB)接口 7、揚聲器和麥克風(fēng)電路8以及閃速存儲器卡9。還可以提供媒體播放器。在其它實施例中，可以包括電路和功能的不同組合或布置。
[0009]圖2示出用于電子設(shè)備(或平臺負(fù)載)的功率系統(tǒng)的示例。也可以提供其它配置。圖2的特征也可以被認(rèn)為是裝置、系統(tǒng)和/或電子設(shè)備。
[0010]圖2示出電池10可以向電壓調(diào)節(jié)器(VR)20提供直流(DC)電壓(或電壓輸入)。電壓調(diào)節(jié)器20可以將接收的電壓輸入調(diào)整成電壓輸出，電壓輸出然后可以被提供給平臺負(fù)載30 (或電子設(shè)備)。功率系統(tǒng)可以包括電壓調(diào)節(jié)器20和電池10。電壓調(diào)節(jié)器20可以向平臺負(fù)載30提供DC電壓，平臺負(fù)載30是電子設(shè)備。
[0011]布置可以使用(一個或多個)電容器或(一個或多個)超級電容器，以在輕負(fù)載狀況期間存儲和/或供給功率。實施例可以將存儲在輸出電容器中的能量回收到電池、電池組和/或在電池軌(rail)上的電流吸收器(sink)。
[0012]圖3示出根據(jù)示例布置的電壓調(diào)節(jié)器。也可以提供其它布置和配置。圖3中所示的電壓調(diào)節(jié)器可以對應(yīng)于圖2中所示的電壓調(diào)節(jié)器20。圖3的特征也可以被認(rèn)為是裝置、系統(tǒng)和/或電子設(shè)備的部分。
[0013]更具體地，圖3示出電壓調(diào)節(jié)器100，電壓調(diào)節(jié)器100包括電壓控制器120、降壓變換器150和超級電容器設(shè)備170 (或電容器設(shè)備)。電壓調(diào)節(jié)器100可以耦合到電池110，電池110可以對應(yīng)于圖2的電池10。電池110可以向電壓調(diào)節(jié)器100提供DC電壓(ViX
[0014]電壓調(diào)節(jié)器100也可以被稱為電壓調(diào)節(jié)器模塊(VRM)。
[0015]電壓調(diào)節(jié)器100 (并且更具體地，電壓控制器120)可以包括脈寬調(diào)制(PWM)控制設(shè)備122、晶體管驅(qū)動器電路126 (或場效應(yīng)晶體管(FET)驅(qū)動器)、電壓感測設(shè)備132和電流感測設(shè)備136。雖然未示出，但電壓調(diào)節(jié)器100還可以包括電容器控制設(shè)備(或超級電容器設(shè)備)和/或空閑控制設(shè)備。
[0016]降壓變換器150可以包括第一開關(guān)晶體管Q1、第二開關(guān)晶體管Q2、電感器156和電容器Cb。電感器156和電容器Cb可以形成降壓變換器150的濾波器。第一開關(guān)晶體管Q1和第二開關(guān)晶體管Q2中的每一個可以是場效應(yīng)晶體管(FET)。如圖3中所示，第一開關(guān)晶體管Q1和第二開關(guān)晶體管Q 2在電池110和接地之間串聯(lián)耦合。
[0017]第一開關(guān)晶體管Q1和第二開關(guān)晶體管Q 2之間的中間節(jié)點153耦合到電感器156的第一端。電感器156的第二端可以被認(rèn)為是輸出節(jié)點160，輸出節(jié)點160可以向平臺負(fù)載(或電子設(shè)備)提供輸出電壓V。。
[0018]如圖3中所示，降壓變換器150的電容器Cb可以耦合在輸出節(jié)點160和接地之間。電容器Cb的第一端可以耦合(經(jīng)由阻抗Zb)到電感器156的第二端(即輸出節(jié)點160)。電容器Cb的第二端可以耦合到接地。
[0019]降壓變換器150可以向電壓控制器120提供反饋信號，使得電壓控制器120可以控制降壓變換器150。例如，第一反饋信號Iigl可以是跨電感器156的第一端(或節(jié)點153)和電感器156的第二端(或節(jié)點160)的電壓。第一反饋信號Iigl可以是到電壓控制器120的電流感測設(shè)備136的輸入。電流感測設(shè)備136可以接收指示降壓變換器150中電流的反饋信號。
[0020]基于輸出節(jié)點160 (在電感器156和電容器Cb之間)和接地處的電壓，降壓變換器150可以還提供第二反饋信號V.?？梢詫⒌诙答佇盘朧s_輸入到電壓控制器120的電壓感測設(shè)備132。電壓感測設(shè)備132可以接收指示輸出電壓的反饋信號。也可以從平臺負(fù)載接收第二反饋信號。
[0021]電壓感測設(shè)備132可以接收指示輸出電壓V。的第二反饋信號電流感測設(shè)備136可以接收指示降壓變換器150中電流(即通過電感器156的電流)的第一反饋信號I感測。
[0022]第二反饋信號Vi^1和第一反饋信號可以有助于將電壓調(diào)節(jié)器100的輸出電壓V。穩(wěn)定在期望的容差內(nèi)。第一反饋信號1.,也可以有助于保護(hù)電壓調(diào)節(jié)器100免受過電流狀況。
[0023]電壓感測設(shè)備132可以向PWM控制設(shè)備122提供輸出信號，并且電流感測設(shè)備136可以向PWM控制設(shè)備122提供輸出信號。PWM控制設(shè)備122可以從電壓感測設(shè)備132和電流感測設(shè)備136接收信號。
[0024]晶體管驅(qū)動器電路126可以提供驅(qū)動信號以控制降壓變換器150的第一開關(guān)晶體管Q1和第二開關(guān)晶體管Q 2。更具體地，晶體管驅(qū)動器電路126可以將脈寬調(diào)制信號(或驅(qū)動信號)施加到降壓變換器150的第一和第二開關(guān)晶體管Q1' Q2。信號(或驅(qū)動信號)的寬度可以控制第一和第二開關(guān)晶體管定時。可以基于反饋信號而調(diào)整(或提供)驅(qū)動信號。
[0025]超級電容器設(shè)備170可以包括通過寄生元件Zs連接的電容器C so元件Zs可以表示互連和電容器Cs的寄生電阻和電感。圖3示出裸片上去耦(一個或多個)電容器Cs#。此夕卜，元件Zmb、Zpkg和Z _可以分別表示母板、封裝和裸片的寄生阻抗。
[0026]可以將第一輸入信號VR_EN提供給電壓控制器120。第一輸入信號VR_EN可以表示平臺負(fù)載的開啟或關(guān)斷。當(dāng)平臺負(fù)載上電時，第一輸入信號VR_EN可以為HIGH (高)，并且當(dāng)平臺負(fù)載未上電時，第一輸入信號VR_EN可以為LOW (低)。
[0027]圖3示出降壓變換器150可以從電池110接收DC電壓V-圖3示出從電池110到降壓變換器150的電流1-降壓變換器150可以在節(jié)點160處提供輸出電壓V。。輸出電壓V?？梢员惶峁┙o平臺負(fù)載。電壓控制器120可以從降壓變換器150接收反饋信號。基于(一個或多個)反饋信號，電壓控制器120可以向第一和第二開關(guān)晶體管Qp 02提供驅(qū)動信號。
[0028]第