波紋抑制電路的制作方法
【專利說明】波紋抑制電路
[0001]在先臨時申請的優(yōu)先權(quán)要求
[0002]該申請要求2012年8月20日申請的題為“System and Method for RippleReduct1n in Power Converters”的臨時申請N0.61/691161的優(yōu)先權(quán),該臨時申請具有備案號0NS01534，且具有共同發(fā)明人Gabor Reizik等。
技術(shù)領(lǐng)域
[0003]本發(fā)明通常涉及電子學(xué)領(lǐng)域，尤其涉及半導(dǎo)體、半導(dǎo)體結(jié)構(gòu)及形成半導(dǎo)體器件的方法。
【背景技術(shù)】
[0004]過去，電子工業(yè)使用各種方法和結(jié)構(gòu)形成電源控制器。一些電源控制器用信號運行，該信號要求電源控制器響應(yīng)控制信號值來改變輸出電壓值。然而，控制信號可能變化，該變化導(dǎo)致輸出電壓具有變化的值，例如具有輸出電壓期望值附近的波紋電壓。該波紋電壓是不希望有的。
[0005]控制信號值的變化還導(dǎo)致電源控制器形成的時間信號的時間變化。時間信號變化可被認為是時間信號具有拍頻。該拍頻也是不希望有的。
[0006]從而，需要一種方法和裝置，以降低輸出電壓波紋和/或降低拍頻。
【實用新型內(nèi)容】
[0007]根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種波紋抑制電路，其包括:被設(shè)置為接收第一信號的第一輸入，所述第一信號是脈寬調(diào)制信號，其占空比表示輸出電壓請求值；被設(shè)置為接收第二信號的第二輸入，所述第二信號是第一信號的濾波值；第一存儲元件；第二存儲元件；第一開關(guān)，其被設(shè)置為響應(yīng)第一信號的第一轉(zhuǎn)變，在第一存儲元件上存儲第二信號的第一值；第二開關(guān)，其被設(shè)置為響應(yīng)第一信號的第二轉(zhuǎn)變，在第二存儲元件上存儲第二信號的第二值；以及平均電路，其被設(shè)置為從第一存儲元件接收第二信號的第一值并且從第二存儲元件接收第二信號的第二值并形成參考信號，所述參考信號的值是第一值和第二值的平均值。
[0008]根據(jù)本實用新型的一方面，其中第一開關(guān)是第一晶體管，所述第一晶體管具有控制電極，被耦合為響應(yīng)第一轉(zhuǎn)變使能第一晶體管，第一載流電極，被耦合至第一存儲元件的第一端子，以及第二載流電極，被耦合以接收第二信號。
[0009]根據(jù)本實用新型的一方面，其中第二開關(guān)是第二晶體管，所述第二晶體管具有控制電極，被耦合以響應(yīng)第二轉(zhuǎn)變使能第二晶體管，第一載流電極，被耦合至第二存儲元件的第一端子，以及第二載流電極，被耦合以接收第二信號。
[0010]根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種電源控制器的波紋抑制電路，其包括:波紋抑制電路的第一輸入，其被設(shè)置為接收第一信號，所述第一信號是脈寬調(diào)制信號，其占空比表示輸出電壓的請求值；波紋抑制電路的第二輸入，其被設(shè)置為接收第二信號，所述第二信號是第一信號的濾波值；波紋抑制電路被設(shè)置為形成第三信號，該第三信號是第二信號的峰值；波紋抑制電路被設(shè)置為形成第四信號，該第四信號是第二信號的谷值；波紋抑制電路被設(shè)置為形成輸出信號，該輸出信號是第三和第四信號的平均值。
[0011]根據(jù)本實用新型的一方面，其中波紋抑制電路被設(shè)置為在第一信號的第一轉(zhuǎn)變時存儲峰值作為存儲值并且在第一轉(zhuǎn)變之后保持所述存儲值。
[0012]根據(jù)本實用新型的一方面，其中波紋抑制電路的第二輸入被設(shè)置為接收第二信號，以及其中濾波值與第一信號成比例地變化。
[0013]根據(jù)本實用新型的一方面，提供了一種波紋抑制電路，包括:波紋抑制電路的第一輸入，該第一輸入被設(shè)置為接收第一信號，該第一信號是數(shù)字信號，其具有表示期望值的占空比；波紋抑制電路的第二輸入，該第二輸入被設(shè)置為接收第二信號，該第二信號是模擬信號，該第二信號的值響應(yīng)第一信號的變化而變化；該波紋抑制電路被設(shè)置為響應(yīng)第一信號的第一狀態(tài)變化確定第二信號的峰值以及響應(yīng)第一信號的第二狀態(tài)變化確定第二信號的最小值；以及該波紋抑制電路被設(shè)置為形成該峰值與該最小值的平均值。
[0014]根據(jù)本實用新型的一方面，其中第二輸入被設(shè)置為接收響應(yīng)第一信號的變化而變化的濾波值。
[0015]根據(jù)本實用新型的一方面，波紋抑制電路包括:波紋抑制電路的第一通道，其被設(shè)置為在第一信號的第一狀態(tài)變化時存儲第二信號的峰值，以及波紋抑制電路的第二通道，其被設(shè)置為在第一信號的第二狀態(tài)變化時存儲第二信號的最小值。
[0016]根據(jù)本實用新型的一方面，其中第二輸入被設(shè)置為接收第二信號，該第二信號與第一信號成比例地變化。
【附圖說明】
[0017]圖1示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的包括波紋抑制電路的電源系統(tǒng)的一部分的實施方式的示例；
[0018]圖2示意性地示出根據(jù)本發(fā)明的圖1中波紋抑制電路的一個替代實施例的波紋抑制電路的一部分的實施方式的示例；
[0019]圖3為曲線圖，其示出根據(jù)本發(fā)明的圖1和圖2中波紋抑制電路形成的一些信號的值；以及
[0020]圖4示出根據(jù)本發(fā)明的包括圖1和圖2中波紋抑制電路的半導(dǎo)體器件的放大的平面圖。
[0021]為了說明的簡單且清晰，附圖中的元件不一定按照比例繪制，為了說明的目的某些元件可能被夸大，以及除另有說明外，不同附圖中的相同標(biāo)號表示相同的元件。此外，省略公知的步驟和元件的說明和細節(jié)以簡化說明。如本說明書中所使用的，載流電極意為器件的一種部件:該部件承載通過所述器件的電流，例如金屬氧化物半導(dǎo)體(MOS)晶體管的源極或漏極、或雙極晶體管的發(fā)射極或集電極、或二極管的陰極或陽極，并且控制電極意為器件的一種部件:該部件控制通過所述器件的電流，例如MOS晶體管的柵極、或雙極晶體管的基極。盡管所述器件在本說明書中解釋為某些N溝道或P溝道器件，或者某些N型或P型摻雜區(qū)域，然而本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)理解，根據(jù)本發(fā)明，互補的器件也是可能的。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，導(dǎo)電類型涉及到導(dǎo)電發(fā)生的機制，例如通過空穴或電子導(dǎo)電，因此，導(dǎo)電類型不涉及摻雜濃度而是涉及摻雜類型，例如P型或N型。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)理解，本說明書中所使用的與電路操作相關(guān)的詞語期間(during)、同時(while)、當(dāng)(when)并不是嚴格術(shù)語，所述嚴格術(shù)語的含意為在啟動動作下立即發(fā)生動作，而是在由啟動動作所啟動的反應(yīng)之間有一些小但合理的延遲，例如各種傳輸延遲。此外，術(shù)語同時(while)意為某動作發(fā)生在至少啟動動作持續(xù)時間的某部分內(nèi)。詞語約(approximately)或大體上(substantially)意為元件的值具有的參數(shù)預(yù)計接近設(shè)定值或位置。然而，如本領(lǐng)域中眾所周知的，總存在小的變化阻礙所述值或位置精確為設(shè)定值。本領(lǐng)域中公認，至少達百分之十(10% )(以及對半導(dǎo)體摻雜濃度而言多達百分之二十(20% ))的變化是偏離所述確切理想目標(biāo)的合理的變化。當(dāng)用于涉及信號狀態(tài)時，術(shù)語“有效”(“asserted”)意為信號的有效狀態(tài)，而術(shù)語“無效”(“negated”)意為信號的無效狀態(tài)。信號的實際電壓值或邏輯狀態(tài)(例如“I”或“O”)依賴于采用了正邏輯還是負邏輯。因此，根據(jù)采用的是正還是負邏輯，有效可為高電壓或高邏輯或者低電壓或低邏輯，并且根據(jù)采用的是正還是負邏輯，無效可為低電壓或低狀態(tài)或者高電壓或高邏輯。在此，采用正邏輯慣例，但本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解也可采用負邏輯慣例。權(quán)利要求和/或?qū)嵤┓绞街行g(shù)語第一(first)，第二(second)，第三(third)和類似的，如在元件名稱部分所使用的，是用來區(qū)分相似的元件而不一定是指時間上、空間上、排序上或其他方面的順序。還可以理解的是如此使用的術(shù)語在適當(dāng)?shù)那闆r下可通用并且此處描述的實施方式可以以此處所描述的順序之外的其他順序?qū)嵤?br>【具體實施方式】
[0022]圖1示意性地示出電源系統(tǒng)10的一部分的實施方式的示例，該電源系統(tǒng)10被設(shè)置成形成輸出電壓(Vout)以提供給負載15。系統(tǒng)10通常接收電壓輸入11與公共返回端12間的輸入電壓,利用該輸入電壓在系統(tǒng)10的輸出14上形成輸出電壓(Vout)。該輸入電壓可以是交流電壓或其他類型電壓的整流形式。系統(tǒng)10的電源控制器71通常被設(shè)置為接收表示值為Vout的反饋信號(FB)，并調(diào)節(jié)Vout到某個期望值。替代FB信號或者除了FB信號之外，本領(lǐng)域的技術(shù)人員可理解控制器71可接收多種其他信號以輔助控制器控制Vout的值，例如電流檢測信號和其它檢測信號。為了調(diào)節(jié)Vout的值，控制器71通常設(shè)置為形成用于控制輸出兀件13的控制信號78。在一個實施方式中,控制器71可為開關(guān)電源控制器，例如脈寬調(diào)制(PWM)控制器或脈沖頻率調(diào)制器(PFM)，或其它類型的開關(guān)電源控制器。在這些實施方式中，輸出元件13可包括電感器、變壓器或設(shè)置為同步整流結(jié)構(gòu)的電源開關(guān)或?qū)崿F(xiàn)電源系統(tǒng)的其它眾所周知的結(jié)構(gòu)，例如升壓或降壓結(jié)構(gòu)或其組合。在另一個實施方式中，元件13的部分，例如電源開關(guān)等，可被包括在控制器71內(nèi)。在又一個實施方式中，控制器71可為線性電壓調(diào)節(jié)器，例如低壓差(LDO)或線性改變控制信號78的值的其它類型的線性調(diào)節(jié)器?？刂破?1通常包括接收反饋信號并形成控制信號78的調(diào)節(jié)器75或電壓調(diào)節(jié)部分。
[0023]一個實施方式包括設(shè)置系