一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法，在現(xiàn)有的數(shù)字電源中加入狀態(tài)檢測電路，狀態(tài)檢測電路檢測數(shù)字電源的工藝角以及該數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息，根據(jù)工藝角以及溫度信息生成校調(diào)信息，將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息，根據(jù)數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號的占空比，根據(jù)調(diào)整后的脈沖信號調(diào)整驅(qū)動器的功率管關斷時間，保證數(shù)字電源輸出電壓控制在額定電壓范圍內(nèi)，避免了被供電電路由于數(shù)字電源輸出電壓不精確，從而其功能受到影響，產(chǎn)生不可預料的后果。
【專利說明】一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路【技術領域】，更具體地說，涉及一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法。
【背景技術】
[0002]隨著半導體工藝技術的進步，人們希望半導體芯片的功耗越來越小，而處理速度越來越快，這就要求芯片的供電電壓越來越小，從而對電壓控制器的精確性提出了越來越高的要求。為了應對不斷提高的精度要求，芯片設計者提出了數(shù)字電源控制電路的概念，相比傳統(tǒng)的模擬電壓控制器，數(shù)字電源控制電路具有以下優(yōu)勢:1、更容易實現(xiàn)復雜、精確的控制算法；2、具有更好的靈活性和可編程性；3、具有更強的抗干擾能力。
[0003]但是在集成電路生產(chǎn)過程中，由于受到工藝偏差等影響，同樣的電路設計也會在性能等方面存在些許差異，例如，靠近晶圓內(nèi)部的芯片的性能指標和靠近晶圓邊緣的性能指標是有區(qū)別的。對于數(shù)字電源來說，這種偏差以及其所在環(huán)境溫度變化會影響供輸出電壓的精確性，如果偏差以及溫度變化過大，還會進一步影響到被供電電路的功能，產(chǎn)生不可預料的后果。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]有鑒于此，本發(fā)明提供一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法，在數(shù)字電源中加入狀態(tài)檢測電路，使電源電壓輸出更加精確、穩(wěn)定。
[0005]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供如下技術方案:
[0006]一種數(shù)字電源，包括感應器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字電源主電路，該數(shù)字電源還包括:狀態(tài)檢測電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動器，其中:
[0007]所述狀態(tài)檢測電路用于檢測所述數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息，并根據(jù)所述工藝角及所述溫度信息生成校調(diào)信息，將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息；
[0008]所述脈寬調(diào)制器用于根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈沖信號的占空比；
[0009]所述驅(qū)動器用于根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號調(diào)整所述驅(qū)動器的功率管關斷時間，保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
[0010]優(yōu)選的，所述狀態(tài)檢測電路包括:第一電流源、第二電流源、第一 PMOS管、第一NMOS管、電壓-電流轉(zhuǎn)換器、電流比較器、鎖存器組、校調(diào)信息譯碼器，其中:
[0011]所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等；
[0012]所述第一電流源與所述第一 PMOS管的源極相連，所述第一 PMOS管的柵極與漏極連接接地端，所述第一 PMOS管源極的電壓作為第一電壓；
[0013]所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述第一 PMOS管的源極相連，用于將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第一電流；
[0014]所述第二電流源與所述第一 NMOS管的漏極相連，所述第一 NMOS管的源極連接接地端，所述第一 NMOS管漏極和柵極相連，所述第一 NMOS管的漏極電流作為第二電流；[0015]所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，所述電流比較器的第二輸入端與所述第一 NMOS管的柵極相連，用于將所述第一電流進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流，以及將所述第二電流進行比例鏡像，得到的η個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流，并將η個所述第一鏡像電流與η個所述第二鏡像電流中對應的第二鏡像電流進行比較，得到η個比較結(jié)果輸出至所述電流比較器的η個輸出端得到校調(diào)信息；
[0016]所述鎖存器組的η個輸入端與所述電流比較器的η個輸出端對應相連，用于將所述校調(diào)信息進行鎖存；
[0017]所述校調(diào)信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連，用于將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
[0018]優(yōu)選的，所述數(shù)字校調(diào)信息為并行二進制信號。
[0019]優(yōu)選的，所述第一 PMOS管和所述第一 NMOS管具有相同的寬長比。
[0020]優(yōu)選的，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器包括:第二 PMOS管、第二 NMOS管，其中:
[0021]所述第二 NMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述第二 NMOS管的源極連接接地端，所述第二 NMOS管的漏極與所述第二 PMOS管的柵極相連；
[0022]所述第二 PMOS管的源極連接電源，所述第二 PMOS管的柵極與所述第二 PMOS管的漏極相連，且所述第二 PMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端。
[0023]優(yōu)選的，所述電流比較器包括:η個PMOS管、η個NMOS管，η為大于2的整數(shù)，其中:
[0024]所述η個PMOS管的源極均連接電源，所述η個PMOS管的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端，用于將接收到的所述第一電流進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流；
[0025]所述η個NMOS管的源極均連接接地端，所述η個NMOS管的柵極相連作為所述電流比較器的第二輸入端，用于將所述第一 NMOS管中的第二電流進行比例鏡像，得到的η個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流；
[0026]所述η個PMOS管的漏極分別與所述η個NMOS管中對應的NMOS管的漏極相連作為所述電流比較器的η個輸出端。
[0027]優(yōu)選的，所述數(shù)字電源主電路的拓撲類型包括:降壓拓撲、升壓拓撲、降壓-升壓拓撲、降壓或升壓拓撲、SEPIC拓撲或反激式拓撲。
[0028]一種數(shù)字電源輸出電壓控制方法，應用于數(shù)字電源，該數(shù)字電源包括狀態(tài)檢測電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動器、數(shù)字電源主電路、感應器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該方法包括步驟:
[0029]狀態(tài)檢測電路檢測數(shù)字電源的工藝角以及所述數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息，根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息；
[0030]根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整所述脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號的占空比；
[0031]根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號調(diào)整驅(qū)動器的功率管關斷時間，保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
[0032]優(yōu)選的，所述根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息包括:
[0033]根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成校調(diào)信息，將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信
肩、O[0034]與現(xiàn)有技術相比，本發(fā)明所提供的技術方案具有以下優(yōu)點:
[0035]本發(fā)明所提供的數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法，在數(shù)字電源中加入狀態(tài)檢測電路，狀態(tài)檢測電路檢測數(shù)字電源的工藝角以及該數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息，根據(jù)工藝角以及溫度信息生成校調(diào)信息，將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息，根據(jù)數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號的占空比，根據(jù)調(diào)整后的脈沖信號調(diào)整驅(qū)動器的功率管關斷時間，保證數(shù)字電源輸出電壓控制在額定電壓范圍內(nèi)，避免了被供電電路由于數(shù)字電源輸出電壓不精確，從而其功能受到影響，產(chǎn)生不可預料的后果。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn)有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發(fā)明實施例數(shù)字電源結(jié)構圖；
[0038]圖2為本發(fā)明實施例狀態(tài)檢測電路的電路結(jié)構圖；
[0039]圖3為本發(fā)明實施例數(shù)字電源主電路結(jié)構圖；
[0040]圖4為本發(fā)明實施例中數(shù)字電源輸出電壓控制方法流程圖。
【具體實施方式】
[0041]為了使本【技術領域】的人員更好地理解本申請中的技術方案，下面將結(jié)合本申請實施例中的附圖，對本申請實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本申請一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒旧暾堉械膶嵤├?，本領域普通技術人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都應當屬于本申請保護的范圍。
[0042]正如【背景技術】所述，數(shù)字電源輸出電壓可能會與額定值產(chǎn)生偏差。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn)，造成這種缺陷的原因之一為數(shù)字電源內(nèi)部電路存在性能偏差。由于數(shù)字電源受到工藝角以及其所在環(huán)境溫度的影響，導致數(shù)字電源內(nèi)部電路性能偏差，使得數(shù)字電源輸出電壓不精確。
[0043]本實施例提供了一種數(shù)字電源，包括感應器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字電源主電路，狀態(tài)檢測電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動器，如圖1所示，其中:
[0044]狀態(tài)檢測電路101用于檢測所述數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息，并根據(jù)所述工藝角及所述溫度信息生成校調(diào)信息，將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
[0045]其中，工藝角和溫度信息與校調(diào)信息之間為預設的對應關系。校調(diào)信息與工藝角、溫度對應關系的建立，是通過設計合理的PMOS管Pl-Pn和NMOS管Nl-Nn的寬長比，使得在不同的工藝角和環(huán)境溫度下的校調(diào)信息不同。
[0046]脈寬調(diào)制器102用于根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈沖信號的占空比。
[0047]具體的，脈寬調(diào)制器包括算法處理器和脈沖信號模塊兩部分，所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整算法處理器的算法，脈沖信號模塊根據(jù)所述算法處理器調(diào)整后的算法調(diào)整生成的脈沖信號的占空比。[0048]驅(qū)動器103用于根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號調(diào)整驅(qū)動器103的功率管關斷時間，保證數(shù)字電源主電路104輸出電壓在額定電壓范圍。
[0049]當溫度升高時，狀態(tài)檢測電路101檢測到溫度變化信息，根據(jù)溫度變化信息生成校調(diào)信息，將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息，脈寬調(diào)制器102中的算法處理器接收狀態(tài)檢測電路101輸出的數(shù)字校調(diào)信息對算法進行調(diào)整，調(diào)整后的算法提高脈寬調(diào)制器102的脈沖信號的占空比，來抵消驅(qū)動器103在高溫時由于驅(qū)動能力下降而帶來的功率管關斷時間變長的問題，提高數(shù)字電源主電路104的效率，保證數(shù)字電源主電路104輸出電壓控制在額定電壓范圍。
[0050]本實施例公開了一種狀態(tài)檢測電路，電路結(jié)構如圖2所示，主要包括:第一電流源201、第二電流源202、第一 PMOS管Pt、第一 NMOS管Nt、電壓-電流轉(zhuǎn)換器203、電流比較器204、鎖存器組205、校調(diào)信息譯碼器206。
[0051]其中:
[0052]第一電流源201和第二電流源202的電流值It相等。
[0053]第一電流源201與第一 PMOS管Pt的源極相連，第一 PMOS管Pt的柵極與漏極連接接地端，第一 PMOS管Pt源極的電壓作為第一電壓Vgspt。
[0054]第二電流源202與第一 NMOS管Nt的漏極相連，第一 NMOS管Nt的源極連接接地端，第一 NMOS管Nt漏極和柵極相連，第一 NMOS管Nt漏極的電流作為第二電流InO。
[0055]其中，第一 PMOS管Pt和第一 NMOS管Nt可以具有相同的寬長比。
[0056]電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸入端與第一 PMOS管Pt的源極相連，用于將第一電壓Vgspt轉(zhuǎn)換為第一電流IpO。
[0057]具體的，電壓-電流轉(zhuǎn)換器203包括:第二 PMOS管PO、第二 NMOS管NO，其中:
[0058]第二 NMOS管NO的柵極是電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸入端，第二 NMOS管NO的源極連接接地端，第二 NMOS管NO的漏極與所述第二 PMOS管PO的柵極相連；
[0059]第二 PMOS管PO的源極連接電源，第二 PMOS管PO的柵極與第二 PMOS管PO的漏極相連，且第二 PMOS管PO的柵極是電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸出端。
[0060]電流比較器204的第一輸入端與電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸出端相連，電流比較器204的第二輸入端與第一 NMOS管Nt的柵極相連，用于將第一電流IpO進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流IpO成比例的第一鏡像電流Ipl-1pn，以及將第二電流InO進行比例鏡像，得到的η個與第二電流成比例的第二鏡像電流Inl-1nn，并將η個第一鏡像電流Ipl-1pn與η個第二鏡像電流Inl-1nn中對應的第二鏡像電流Inl-1nn進行比較,得到η個比較結(jié)果輸出至所述電流比較器204的η個輸出端得到校調(diào)信息Cl-Cn。
[0061]具體的，電流比較器204包括:n個PMOS管Pl_Pn、n個NMOS管Ν1_Νη，η為大于2的整數(shù)，η越大，校調(diào)的精度越高。
[0062]η個PMOS管Pl-Pn的源極均連接電源，Pl-Pn的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端，用于將接收到的所述第一電流IpO進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流IpO成比例的鏡像電流Ipl-1pn,即Ipl=Kl*IpO, Ιρ2=Κ2*ΙρΟ...Ιρη=Κη*ΙρΟ,其中比例系數(shù)Kl由Pl和PO的寬長比共同決定，同理Κ2由Ρ2和PO的寬長比共同決定，Kn由Pn和PO的寬長比共同決定
[0063]η個NMOS管Nl-Nn的源極均連接接地端，η個NMOS管Nl-Nn的柵極相連作為所述電流比較器204的第二輸入端，用于將第一 NMOS管Nt中的第二電流InO進行比例鏡像，得到的η個與所述第二電流InO成比例的第二鏡像電流Inl-1nn ；
[0064]η個PMOS管Pl-Pn的漏極分別與η個NMOS管Nl-Nn中對應的NMOS管Nl-Nn的漏極相連作為電流比較器204的η個輸出端。
[0065]鎖存器組205的η個輸入端與電流比較器204的η個輸出端對應相連，用于將校調(diào)信息Cl-Cn鎖存。
[0066]校調(diào)信息譯碼器206輸入端與鎖存器組205的輸出端相連，用于將校調(diào)信息Cl-Cn編譯為數(shù)字校調(diào)信息bl-bn,該數(shù)字校調(diào)信息bl-bn為并行二進制信號。
[0067]上述狀態(tài)檢測電路的工作原理為:
[0068]當數(shù)字電源通電時，第一電流源201與第二電流源202輸出電流值均為It，由第一PMOS管Pt得到第一電壓Vgspt，該第一電壓Vgspt通過PMOS管PO和NMOS管NO轉(zhuǎn)換為第一電流IpO，IpO經(jīng)過η個PMOS管Pl-Pn進行比例鏡像，得到η個與第一電流IpO成比例的第一鏡像電流Ipl-1pn ；
[0069]第一 NMOS管Nt漏極的第二電流InO，InO經(jīng)過η個NMOS管Nl-Nn進行比例鏡像得到與第二電流InO成比例的第二鏡像電流Inl-1nn ；
[0070]η個PMOS管Pl-Pn中的電流Ipl-1pn分別與η個NMOS管Nl-Nn中的電流Inl-1nn對應比較，得到η個比較結(jié)果，即Ipl與Inl比較得到的比較結(jié)果Cl，并從第一輸出端(Pl和NI的漏極)輸出；Ιρ2與Ιη2比較，得到的比較結(jié)果C2從第二輸出端(Ρ2和Ν2的漏極)輸出；依次類推，Ipn與Inn比較，得到比較結(jié)果Cn，從第η個輸出端(Pn和Nn的漏極)輸出。
[0071]將電流比較器產(chǎn)生的比較結(jié)果Cl-Cn輸入到鎖存器組205中鎖存，即得到η位的校調(diào)信息，其中，η為大于2的整數(shù)，η越大，校調(diào)的精度越高，校調(diào)信息譯碼器206將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息bl-bn，其中，校調(diào)信息Cl-Cn若低于0.1倍的電源電平則為邏輯數(shù)字“0”，若高于0.9倍的電源電平則為邏輯數(shù)字“ I ”。
[0072]例如:假設狀態(tài)檢測電路中η的值為4。
[0073]Α、工藝角為正常的數(shù)字電源所在環(huán)境溫度初始為常溫(25攝氏度)，此時，狀態(tài)檢測電路中Ipl〈Inl、Ip2〈In2、Ip3>In3、Ip4>In4，則C1、C2、C3、C4輸出為低電平、低電平、高電平、高電平，數(shù)字校調(diào)信息即為0011。當所述數(shù)字電源所在環(huán)境溫度升高時(假設溫度為125攝氏度)，第一 PMOS管Pt與第一 NMOS管Nt性能均變化，且變化幅度不同，假設Pt與Nt 性能變化后，狀態(tài)檢測電路中 IpKInU Ip2〈In2、Ip3〈In3、Ip4〈In4，則 C1、C2、C3、C4 輸出全為“低電平”，該數(shù)字校調(diào)信息即為0000,也就是說,數(shù)字校調(diào)信息從0011變?yōu)?000,數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化后的模擬電壓Vot變小。
[0074]B、環(huán)境溫度為常溫時(25攝氏度)，取第一數(shù)字電源與第二數(shù)字電源，其中，第一數(shù)字電源的工藝角為PMOS normal,NMOS normal，此時，第一數(shù)字電源中第一狀態(tài)檢測電路內(nèi)Ipl〈Inl、Ip2〈In2、Ip3>In3、Ip4>In4，則 C1、C2、C3、C4 輸出為低電平、低電平、高電平、高電平，第一數(shù)字校調(diào)信息即為0011 ;第二數(shù)字電源的工藝角為PMOS normal, NMOS slow，由于工藝角NMOS工藝角為slow，Nt的閾值電壓較高，此時，第二數(shù)字電源中第二狀態(tài)檢測電路內(nèi)IpKInU Ip2〈In2、Ip3〈In3、Ip4〈In4，則Cl、C2、C3、C4輸出全為低電平，數(shù)字校調(diào)信息即為0000。[0075]本實施例公開一種數(shù)字電源主電路，包括二極管、電感器和電容器，如圖3所示，其中:
[0076]電感器301的輸入端與二極管302的截止端相連作為數(shù)字電源主電路的輸入端與驅(qū)動器的輸出端相連，電感器301的輸出端與電容器303的一端相連作為數(shù)字電源主電路的輸出端與感應器的輸入端相連。
[0077]二極管302的導通端與電容器304的另一端相連后接接地端。
[0078]本實施例中所提供的數(shù)字電源主電路的電源拓撲類型為降壓型，將驅(qū)動器輸入的電壓波形進行調(diào)整后輸出，最終輸出電壓值小于輸入電壓。
[0079]上述實施例所述的數(shù)字電源主電路只是本發(fā)明中其中一個實例而已，本發(fā)明數(shù)字電源主電路并不僅限于電源拓撲類型為降壓型,本發(fā)明數(shù)字電源主電路的電源拓撲類型包括:升壓拓撲、降壓-升壓拓撲、降壓或升壓拓撲、SEPIC拓撲(single ended primaryinductor converter)或反激式拓撲等。
[0080]相應于上述的數(shù)字電源，本發(fā)明還提供了一種數(shù)字電源輸出電壓控制方法，應用于數(shù)字電源，該數(shù)字電源包括狀態(tài)檢測電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動器、數(shù)字電源主電路、感應器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該方法包括步驟，如圖3所示:
[0081]401、狀態(tài)檢測電路檢測數(shù)字電源的工藝角以及所述數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息，根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息。
[0082]需要說明的是，該檢測是循環(huán)的。首先是檢測數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息，根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息；而后由于工藝角是確定的，所以后續(xù)主要檢測該數(shù)字電源所在環(huán)境溫度信息，該檢測過程為循環(huán)過程。
[0083]其中，步驟401中根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息包括:根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成校調(diào)信息，將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
[0084]402、根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整所述脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號的占空比。
[0085]需要說明的是，首先將數(shù)字校調(diào)信息傳送到脈寬調(diào)制器中的算法處理器，算法處理器根據(jù)數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整其算法，然后脈寬調(diào)制器中的脈沖信號模塊根據(jù)調(diào)整后的算法調(diào)整脈沖信號的占空比。
[0086]403、根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號調(diào)整驅(qū)動器的功率管關斷時間，保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
[0087]采用上述方法控制數(shù)字電源輸出電壓，保證了數(shù)字電源輸出電壓控制在額定電壓范圍內(nèi)，避免了被供電電路由于數(shù)字電源輸出電壓不精確，從而其功能受到影響，產(chǎn)生不可預料的后果。
[0088]對所公開的實施例的上述說明，使本領域?qū)I(yè)技術人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對這些實施例的多種修改對本領域的專業(yè)技術人員來說將是顯而易見的，本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下，在其它實施例中實現(xiàn)。因此，本發(fā)明將不會被限制于本文所示的這些實施例，而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點相一致的最寬的范圍。
【權利要求】
1.一種數(shù)字電源，包括感應器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字電源主電路，其特征在于，該數(shù)字電源還包括:狀態(tài)檢測電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動器，其中: 所述狀態(tài)檢測電路用于檢測所述數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息，并根據(jù)所述工藝角及所述溫度信息生成校調(diào)信息，將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息； 所述脈寬調(diào)制器用于根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈沖信號的占空比； 所述驅(qū)動器用于根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號調(diào)整所述驅(qū)動器的功率管關斷時間，保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
2.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字電源，其特征在于，所述狀態(tài)檢測電路包括:第一電流源、第二電流源、第一 PMOS管、第一 NMOS管、電壓-電流轉(zhuǎn)換器、電流比較器、鎖存器組、校調(diào)信息譯碼器，其中: 所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等； 所述第一電流源與所述第一 PMOS管的源極相連，所述第一 PMOS管的柵極與漏極連接接地端，所述第一 PMOS管源極的電壓作為第一電壓； 所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述第一 PMOS管的源極相連，用于將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第一電流； 所述第二電流源與所述第一 NMOS管的漏極相連，所述第一 NMOS管的源極連接接地端，所述第一 NMOS管漏極和柵極相連，所述第一匪OS管的漏極電流作為第二電流； 所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端相連，所述電流比較器的第二輸入端與所述第一 NMOS管的柵極相連，用于將所述第一電流進行比例鏡像，得到n個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流，以及將所述第二電流進行比例鏡像，得到的n個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流，并將n個所述第一鏡像電流與n個所述第二鏡像電流中對應的第二鏡像電流進行比較，得到n個比較結(jié)果輸出至所述電流比較器的n個輸出端得到校調(diào)信息； 所述鎖存器組的n個輸入端與所述電流比較器的n個輸出端對應相連，用于將所述校調(diào)信息進行鎖存； 所述校調(diào)信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連，用于將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
3.根據(jù)權利要求1、2所述的數(shù)字電源，其特征在于，所述數(shù)字校調(diào)信息為并行二進制信號。
4.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字電源，其特征在于，所述第一PMOS管和所述第一 NMOS管具有相同的寬長比。
5.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字電源，其特征在于，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器包括:第二PMOS管、第二 NMOS管，其中: 所述第二 NMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端，所述第二 NMOS管的源極連接接地端，所述第二 NMOS管的漏極與所述第二 PMOS管的柵極相連； 所述第二 PMOS管的源極連接電源，所述第二 PMOS管的柵極與所述第二 PMOS管的漏極相連，且所述第二 PMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端。
6.根據(jù)權利要求2所述的數(shù)字電源，其特征在于，所述電流比較器包括:n個PMOS管、n個NMOS管，n為大于2的整數(shù)，其中:所述η個PMOS管的源極均連接電源，所述η個PMOS管的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端，用于將接收到的所述第一電流進行比例鏡像，得到η個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流； 所述η個NMOS管的源極均連接接地端，所述η個NMOS管的柵極相連作為所述電流比較器的第二輸入端，用于將所述第一 NMOS管中的第二電流進行比例鏡像，得到的η個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流； 所述η個PMOS管的漏極分別與所述η個NMOS管中對應的NMOS管的漏極相連作為所述電流比較器的η個輸出端。
7.根據(jù)權利要求1所述的數(shù)字電源，其特征在于，所述數(shù)字電源主電路的拓撲類型包括:降壓拓撲、升壓拓撲、降壓-升壓拓撲、降壓或升壓拓撲、SEPIC拓撲或反激式拓撲。
8.一種數(shù)字電源輸出電壓控制方法，應用于數(shù)字電源，其特征在于，該數(shù)字電源包括狀態(tài)檢測電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動器、數(shù)字電源主電路、感應器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器，該方法包括步驟: 狀態(tài)檢測電路檢測數(shù)字電源的工藝角以及所述數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息，根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息； 根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整所述脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號的占空比； 根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號調(diào)整驅(qū)動器的功率管關斷時間，保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
9.根據(jù)權利要求8所述的數(shù)字電源輸出電壓控制方法，其特征在于，所述根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息包括:` 根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成校調(diào)信息，將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
【文檔編號】H02M3/157GK103633843SQ201310629372
【公開日】2014年3月12日 申請日期:2013年11月28日 優(yōu)先權日:2013年11月28日
【發(fā)明者】龍爽, 陳嵐, 陳巍巍, 楊詩洋, 彭斐 申請人:中國科學院微電子研究所