專利名稱：用于均衡可變相位穩(wěn)壓器的小信號(hào)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法
用于均衡可變相位穩(wěn)壓器的小信號(hào)響應(yīng)的系統(tǒng)和方法相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用本申請(qǐng)涉及于2009年11月12日提交的名稱為“EQUALIZING THE SMALL SIGNAL RESPONSE OF VARIABLE PHASE VOLTAGE RE⑶LATORS” 的序列號(hào)為 61Λ60/，720 (律師簽號(hào) 為SE4661-IP)且本文中作為‘720申請(qǐng)被引用的美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)。‘720申請(qǐng)通過(guò)引用 并入本文。本申請(qǐng)要求第61/^60，720號(hào)美國(guó)臨時(shí)專利申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)。附圖的簡(jiǎn)要描述理解附圖僅描述示例性的實(shí)施方式且因此不被理解為限制范圍，在附圖的使用過(guò) 程中，示例性的實(shí)施方式將以另外的特征和細(xì)節(jié)來(lái)描述，在附圖中

圖1是使用可變相位穩(wěn)壓器的系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)施方式的塊圖。圖2是可變相位穩(wěn)壓器的一個(gè)實(shí)施方式的塊圖。圖3是可變相位穩(wěn)壓器的一個(gè)實(shí)施方式的電路圖。圖4是可變相位穩(wěn)壓器的另一個(gè)實(shí)施方式的電路圖。圖5描繪了具有可變相位補(bǔ)償器的可變相位穩(wěn)壓器的一個(gè)實(shí)施方式的示例性相 位轉(zhuǎn)變瞬態(tài)響應(yīng)以及沒(méi)有可變相位補(bǔ)償器的可變相位穩(wěn)壓器的示例性相位轉(zhuǎn)變瞬態(tài)響應(yīng) 的波形。圖6是描繪均衡可變相位穩(wěn)壓器的小信號(hào)響應(yīng)的方法的一個(gè)實(shí)施方式的流程圖。根據(jù)慣例，各種被描述的特征未按比例繪制，而是被繪制為強(qiáng)調(diào)與示例性實(shí)施方 式相關(guān)的具體特征。詳細(xì)描述在以下的詳細(xì)描述中，參考形成該詳細(xì)描述的部分的附圖，且在其中通過(guò)示出具 體的說(shuō)明性的實(shí)施方式的方式示出參考。但是，應(yīng)理解可使用其他的實(shí)施方式且可以作出 邏輯的、機(jī)械的和電的修改。另外，附圖和說(shuō)明書(shū)中所示出的方法不應(yīng)被理解為限制各個(gè)行 為可被執(zhí)行的順序。因此，以下的詳細(xì)描述不具有限制意義。本文所使用的術(shù)語(yǔ)“可變相位穩(wěn)壓器”和“多相位穩(wěn)壓器”可互換地使用來(lái)指具有 多個(gè)相位、每個(gè)相位可被選擇性地開(kāi)或關(guān)的穩(wěn)壓器。因此，本文所使用的術(shù)語(yǔ)“N相位模式” 和“N相位操作”是指給出的時(shí)間點(diǎn)上的活動(dòng)的或“開(kāi)”相位的數(shù)量，此處N是整數(shù)。例如， 3相位操作是指有3個(gè)相位活動(dòng)或開(kāi)的穩(wěn)壓器的操作模式。類似地，術(shù)語(yǔ)“全相位模式”和 “全相位操作”是指穩(wěn)壓器的所有相位都是活動(dòng)的操作模式。圖1是使用可變相位穩(wěn)壓器101的系統(tǒng)100的一個(gè)實(shí)施方式的塊圖。系統(tǒng)100還 包括電源103和負(fù)載105。負(fù)載105通過(guò)可變相位穩(wěn)壓器101從電源103抽取電力(draw power)。例如，負(fù)載105可被實(shí)現(xiàn)為但不限于一個(gè)或多個(gè)處理器(例如微型處理器、數(shù)字信 號(hào)處理器、嵌入式處理器等)、顯示設(shè)備(例如發(fā)光二極管或LED顯示器、陰極射線管或CRT 顯示器、液晶顯示器或LCD等)、存儲(chǔ)設(shè)備(例如常規(guī)硬盤(pán)、電可擦除可編程ROM或EEPR0M、 快擦型存儲(chǔ)器等)，或本領(lǐng)域技術(shù)人員已知的其他的可應(yīng)用的外圍設(shè)備。另外，電源103可 被實(shí)現(xiàn)作為但不限于常規(guī)的交流(AC)到直流(DC)電源或電池?？勺兿辔环€(wěn)壓器101調(diào)整來(lái)自電源103的輸入電壓以供負(fù)載105使用?？勺兿辔环€(wěn)壓器101可操作來(lái)選擇性地開(kāi)或關(guān)多個(gè)相位中的一個(gè)或多個(gè)相位。當(dāng)活動(dòng)的相位的數(shù)量 減少時(shí)，可變相位穩(wěn)壓器的等效輸出電感增加。等效輸出電感的這個(gè)增加使可變相位穩(wěn)壓 器的電感器/電容器(LC)諧振頻率變低，并能減少可變相位穩(wěn)壓器的整個(gè)帶寬和相位裕 度。減小的帶寬可表現(xiàn)在較低的負(fù)載瞬態(tài)響應(yīng)中，并表現(xiàn)出需要更多的輸出電容器以改進(jìn) 調(diào)整。為了補(bǔ)償這個(gè)效應(yīng)，本文所描述的非常規(guī)可變相位穩(wěn)壓器的實(shí)施方式包括可變相 位補(bǔ)償器118，以調(diào)整可變相位穩(wěn)壓器101的增益以實(shí)質(zhì)上消除等效輸出電感的變化的影 響。具體地，該增益與穩(wěn)壓器中的活動(dòng)相位的數(shù)量和相位的總數(shù)量的比成比例(例如，該增 益是該比值的常數(shù)倍)。另外，本文所描述的實(shí)施方式能夠以多于2個(gè)的操作模式操作。例 如，在具有4個(gè)相位的可變相位穩(wěn)壓器的一個(gè)實(shí)施方式中，可變相位穩(wěn)壓器能夠通過(guò)調(diào)整 所應(yīng)用的增益調(diào)整以補(bǔ)償活動(dòng)相位的變化的影響的方式，以1相位、2相位、3相位和4相位 操作的方式操作。圖2是描繪可在以上的系統(tǒng)100中實(shí)現(xiàn)的可變相位穩(wěn)壓器201的一個(gè)實(shí)施方式的 高級(jí)塊圖。可變相位穩(wěn)壓器201包括控制電路202和耦合到控制電路202的多個(gè)驅(qū)動(dòng)器和 切換電路204-1···204-Ν(本文還稱為相位)。雖然圖2中示出的三個(gè)相位204，應(yīng)理解在其 他的實(shí)現(xiàn)方式中可應(yīng)用不同數(shù)量的相位204。在這個(gè)示例性實(shí)現(xiàn)方式中，可變相位穩(wěn)壓器 201被實(shí)現(xiàn)作為多相位降壓模式脈沖寬度調(diào)制(PWM)DC-DC轉(zhuǎn)換器。但是，還應(yīng)理解，在其他 的實(shí)施方式中，穩(wěn)壓器201還可被實(shí)現(xiàn)作為其他類型的多相位穩(wěn)壓器，例如但不限于，升壓 模式和降壓-升壓模式轉(zhuǎn)換器。控制電路202包括向相位204-1··· 204-Ν中的每個(gè)相位提供相應(yīng)的PWM信號(hào)(也 稱為控制信號(hào))的調(diào)制器206。調(diào)制器206基于來(lái)自信號(hào)發(fā)生器208的斜變信號(hào)Vramp和 來(lái)自誤差放大器214的差信號(hào)產(chǎn)生PWM信號(hào)。在一些實(shí)施方式中，斜變信號(hào)是模擬信號(hào)，而 在其他實(shí)施方式中，斜變信號(hào)是數(shù)字斜變信號(hào)。響應(yīng)于PWM信號(hào)，每個(gè)相位204-1··· 204-Ν當(dāng)處于活動(dòng)狀態(tài)時(shí)調(diào)整輸入電壓信號(hào) Vin，并向共用輸出節(jié)點(diǎn)210提供調(diào)整后的電壓以向負(fù)載輸出一輸出電壓信號(hào)V0UT。特定 地，處于活動(dòng)狀態(tài)的相位204-1··· 204-N(即活動(dòng)相位)可操作來(lái)交錯(cuò)向共用節(jié)點(diǎn)210提供 調(diào)整后的電壓以減小VOUT信號(hào)中的電壓脈動(dòng)。另外，代表VOUT信號(hào)的信號(hào)通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)212反饋到控制電路202中的電壓誤差 放大器214。每個(gè)相位204還被耦合到控制電路202中的電流檢測(cè)電路216。電壓誤差放 大器214耦合到電流檢測(cè)電路216和調(diào)制器206，其調(diào)制PWM信號(hào)的占空比以使節(jié)點(diǎn)210上 的VOUT信號(hào)維持在規(guī)定的一組參數(shù)內(nèi)。該參數(shù)可包括例如，限定VOUT的電壓響應(yīng)于增加 的負(fù)載電流而減小的固定比值量的下降(droop)或增益參數(shù)。穩(wěn)壓器201選擇性地在活動(dòng)狀態(tài)和非活動(dòng)狀態(tài)之間切換多個(gè)相位204中的每個(gè)相 位(g卩，每個(gè)相位被開(kāi)或關(guān))。例如，在一些實(shí)施方式中，穩(wěn)壓器201基于負(fù)載的電流和/或 電壓要求的動(dòng)態(tài)檢測(cè)選擇性地切換多個(gè)相位204中的每個(gè)相位。在其他實(shí)施方式中，相位 204選擇性地基于來(lái)自負(fù)載的信號(hào)選擇性地開(kāi)或關(guān)，該信號(hào)例如為從負(fù)載被提供到可變相 位穩(wěn)壓器以指示輕負(fù)載狀態(tài)的功率狀態(tài)指示器(PSW。穩(wěn)壓器201包括可變相位補(bǔ)償器218以在活動(dòng)相位的數(shù)量變化時(shí)補(bǔ)償穩(wěn)壓器201 的等效電感的變化。可變相位補(bǔ)償器218放大誤差放大器214的輸出，這實(shí)質(zhì)上消除等效電感的變化的影響。特定地，該放大與穩(wěn)壓器201中的活動(dòng)相位的數(shù)量和相位的總數(shù)量的 比成比例(例如，該放大是該比值的常數(shù)倍)。在一些實(shí)施方式中，可變相位補(bǔ)償器218被 實(shí)現(xiàn)作為調(diào)制器206的部分，如以下所描述和圖4中所示出的那樣。在其他的實(shí)施方式中， 可變相位補(bǔ)償器218被實(shí)現(xiàn)作為單獨(dú)的電路，例如插入在誤差放大器214和調(diào)制器206之 間的高通濾波器，如以下所描述和圖3中所示出的那樣。通過(guò)利用各種相位補(bǔ)償器218來(lái)補(bǔ)償?shù)刃щ姼兄械淖兓€(wěn)壓器201產(chǎn)生對(duì)負(fù)載 瞬態(tài)的快速響應(yīng)，同時(shí)用足夠的增益和相位裕度來(lái)維持穩(wěn)定性。另外，只有單個(gè)固定補(bǔ)償網(wǎng) 絡(luò)220包括在穩(wěn)壓器201中。補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)220可被設(shè)計(jì)為在以全相位模式操作時(shí)允許有快速 響應(yīng)，同時(shí)減少用于保持輸出電壓被很好調(diào)整的輸出電容器的數(shù)量。另外，可選擇補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 220的極點(diǎn)和零點(diǎn)以幫助補(bǔ)償由輸出電感器和電容器產(chǎn)生的LC諧振頻率上的雙極點(diǎn)，來(lái)改 善穩(wěn)定裕度。因此，通過(guò)使使用單個(gè)補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)成為可能，穩(wěn)壓器201不會(huì)因使用另外的部件 而被過(guò)度設(shè)計(jì)，這降低了穩(wěn)壓器201的成本和復(fù)雜度。另外，穩(wěn)壓器201能夠以多于兩個(gè)的不同操作模式操作。例如，如果可能的相位的 總數(shù)是4，穩(wěn)壓器201為4相位、3相位、2相位和1相位操作中的每個(gè)提供快速瞬態(tài)響應(yīng)和 穩(wěn)定性。這種靈活性增加了穩(wěn)壓器201的效率。圖3是示出了可變相位穩(wěn)壓器301的一個(gè)實(shí)施方式的電路圖。與可變相位穩(wěn)壓器 201 一樣，穩(wěn)壓器301包括控制電路302和多個(gè)相位304-1··· 304-N。在這個(gè)示例性實(shí)施方 式中，每個(gè)相位304包括驅(qū)動(dòng)器307，其基于從調(diào)制器306中的相應(yīng)比較器313接收的PWM 信號(hào)來(lái)控制一對(duì)電子功率切換設(shè)備309和311的開(kāi)或關(guān)。特定地，驅(qū)動(dòng)器307產(chǎn)生被提供 到上部(或高邊)開(kāi)關(guān)309的控制端(例如柵極)的上部柵極切換信號(hào)和被提供到下部 (或低邊)開(kāi)關(guān)311的控制端的下部柵極切換信號(hào)。在所示出的特定的設(shè)置中，開(kāi)關(guān)309和 311被實(shí)現(xiàn)為其漏極源極電流路徑串聯(lián)耦合在一對(duì)供電軌(例如VIN和接地(GND))之間的 N溝道金屬氧化半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)。開(kāi)關(guān)309的漏極在相位節(jié)點(diǎn)315耦合到開(kāi) 關(guān)311的源極，相位節(jié)點(diǎn)315耦合到輸出電感器317的一個(gè)末端。每個(gè)相位304中的電感 器317的另一個(gè)末端耦合到輸出節(jié)點(diǎn)310。每個(gè)相位304中的相位節(jié)點(diǎn)315還耦合到電流檢測(cè)電路316，其檢測(cè)來(lái)自每個(gè)相位 304的電流輸出。被檢測(cè)的電流被提供到誤差放大器318。另外，電壓反饋回路將來(lái)自節(jié)點(diǎn) 310的被檢測(cè)的輸出電壓通過(guò)反饋網(wǎng)絡(luò)312提供到誤差放大器318。當(dāng)減小活動(dòng)相位的數(shù) 量時(shí)，穩(wěn)壓器301的小信號(hào)模型中的等效電感改變。如圖3中所示，在這個(gè)實(shí)施方式中，可變相位補(bǔ)償器318被實(shí)現(xiàn)為高通濾波器?？?變相位補(bǔ)償器318可被實(shí)現(xiàn)為任意類型的高通濾器。例如，在使用數(shù)字控制電路302的實(shí) 施方式中，可變相位補(bǔ)償器318可被實(shí)現(xiàn)為數(shù)字高通濾波器。對(duì)于使用數(shù)字控制電路的實(shí) 現(xiàn)方式，電流和電壓反饋信號(hào)從模擬信號(hào)被轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。數(shù)字控制電路即操作數(shù)字信 號(hào)。在誤差放大器314的輸出和調(diào)制器306之間插入可變相位補(bǔ)償器318補(bǔ)償了相位 304-1-304-N的等效LC濾波器中的增益的損失。將可變相位補(bǔ)償器318實(shí)現(xiàn)為高通濾波 器還幫助確保不管所使用的活動(dòng)相位的數(shù)量如何，誤差放大器314的輸出都收斂到相同的 電壓。特定地，可變相位補(bǔ)償器318放大誤差放大器314的輸出。該放大與穩(wěn)壓器301中的 相位總數(shù)和活動(dòng)相位的數(shù)量的比成比例。特定地，在一些實(shí)施方式中，該放大與穩(wěn)壓器301中的相位的總數(shù)和活動(dòng)相位的數(shù)量的比相等。示例性穩(wěn)壓器301的增益和相位曲線以及小信號(hào)響應(yīng)對(duì)于任何數(shù)量的活動(dòng)相位 來(lái)說(shuō)都大約相同，如果可變相位補(bǔ)償器318的放大設(shè)定為穩(wěn)壓器301中的相位的總數(shù)與活 動(dòng)相位的總數(shù)的比的話。例如，如果穩(wěn)壓器301中的相位的總數(shù)是4相位，且活動(dòng)相位的數(shù) 量是從4到1，那么等效電感從l/4*Lo到Lo。在高通濾波器的極點(diǎn)頻率以上的頻率的放大 即實(shí)質(zhì)上等于4。當(dāng)穩(wěn)壓器301以全相位模式操作時(shí)，放大實(shí)質(zhì)上等于1。以下的等式示出了相位的數(shù)量和示例性可變相位補(bǔ)償器318之間的關(guān)系。
Rhpfl+Rhpfl NPH——^^——二 -JJ- NPH i樹(shù)立白勺脈i NA 1 樹(shù)立隨fi。在以上的等式中，Iihpfl和/或I hpf2被實(shí)現(xiàn)為可變電阻器。因此，控制電路302 基于操作條件例如活動(dòng)相位的數(shù)量改變電阻器I^hpfl和/或I hpf2的值，以調(diào)整從誤差放 大器314輸出的差信號(hào)的放大。例如，在一些實(shí)施方式中，Mipf2具有固定值，且Iihpfl被 實(shí)現(xiàn)為可變電阻器。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，選擇可變相位補(bǔ)償器318的參數(shù)的一個(gè)準(zhǔn)則是將可變相位補(bǔ) 償器318的極點(diǎn)/零點(diǎn)頻率設(shè)定為遠(yuǎn)小于等效LC濾波器諧振頻率。因?yàn)槭纠苑€(wěn)壓器301 的增益和相位曲線和小信號(hào)響應(yīng)對(duì)于任何數(shù)量的活動(dòng)相位來(lái)說(shuō)都大致相同，在補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò) 320和反饋網(wǎng)絡(luò)312中使用的部件的數(shù)量可被減少以用于全相位模式，這改善了穩(wěn)壓器301 的效率和成本。圖4中示出了可變相位穩(wěn)壓器401的可選實(shí)施方式?？勺兿辔环€(wěn)壓器還在維持穩(wěn) 定的同時(shí)支持快速瞬態(tài)響應(yīng)，而無(wú)需接入另外的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)或過(guò)度設(shè)計(jì)穩(wěn)壓器401。穩(wěn)壓器 401與穩(wěn)壓器301相類似地操作。但是，在圖4的實(shí)施方式中，可變相位補(bǔ)償器被實(shí)現(xiàn)為調(diào) 制器406的部分，而不是作為如圖3的實(shí)施方式中的誤差放大器414和調(diào)制器406之間的 高通濾波器。特定地，調(diào)制器增益通過(guò)Vin除以Vpp來(lái)確定。Vpp由信號(hào)發(fā)生器例如圖2中的信 號(hào)發(fā)生器208生成的斜變信號(hào)Vramp信號(hào)控制。因此，電流源幅度被調(diào)整來(lái)調(diào)整Vramp的 斜率和電壓Vpp的峰間幅度。特定地，電壓Vpp和Vramp的斜率被調(diào)整為使得調(diào)制器406 與相位的總數(shù)量和活動(dòng)相位的數(shù)量的比成比例地放大差信號(hào)。因此，補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)420和反饋 網(wǎng)絡(luò)412可針對(duì)全相位模式來(lái)設(shè)計(jì)，以減小所使用的部件的數(shù)量，這改善了電壓調(diào)制器401 的效率和成本。因此，可變相位穩(wěn)壓器401還能夠與示例性穩(wěn)壓器301類似地支持對(duì)于多 于兩個(gè)操作模式的快速瞬態(tài)響應(yīng)。但是，改變調(diào)制器增益可能改變穩(wěn)壓器401的DC操作點(diǎn)，而插入高通濾波器，如在 穩(wěn)壓器301中，提供期望的增益的同時(shí)保持了相同的DC操作點(diǎn)。在一些實(shí)現(xiàn)方式中，DC操 作點(diǎn)被測(cè)量，且偏移校正被應(yīng)用到電路，以補(bǔ)償所測(cè)量的DC操作點(diǎn)和所計(jì)算的DC操作點(diǎn)的 差。但是應(yīng)理解可使用其他的技術(shù)補(bǔ)償DC操作點(diǎn)中的變化。圖5描繪了具有可變相位補(bǔ)償器的可變相位穩(wěn)壓器(例如穩(wěn)壓器301)的一個(gè)實(shí) 施方式的示例性相位轉(zhuǎn)變瞬態(tài)響應(yīng)502以及不帶有以上在圖2-4中所描述的可變相位補(bǔ)償 器的可變相位穩(wěn)壓器的示例性相位轉(zhuǎn)變瞬態(tài)響應(yīng)504的波形。如圖5中所示，不帶有可變相 位補(bǔ)償器的可變相位穩(wěn)壓器的輸出電壓504比具有可變相位補(bǔ)償器的可變相位穩(wěn)壓器(例 如穩(wěn)壓器301或401)的相位轉(zhuǎn)變瞬態(tài)響應(yīng)502在輸出電壓上具有更大的干擾。另外，相位轉(zhuǎn)變瞬態(tài)響應(yīng)504環(huán)繞接近于振蕩，因此其可能有不穩(wěn)定或可能不穩(wěn)定的時(shí)候。因此，可變 相位穩(wěn)壓器例如301或401的實(shí)施方式提供了快速且穩(wěn)定的相位轉(zhuǎn)變瞬態(tài)響應(yīng)。圖6是均衡可變相位穩(wěn)壓器的小信號(hào)響應(yīng)的方法600的一個(gè)實(shí)施方式。在塊602， 差信號(hào)產(chǎn)生。該差信號(hào)是基于參考電壓和代表可變相位穩(wěn)壓器的輸出節(jié)點(diǎn)上的電壓的信號(hào) 之間的差。在塊604，差信號(hào)被放大以產(chǎn)生修改了的差信號(hào)。該放大與可變相位穩(wěn)壓器的相 位總數(shù)和可變相位穩(wěn)壓器的活動(dòng)相位的數(shù)量成比例。該放大幫助補(bǔ)償可變相位穩(wěn)壓器中的 活動(dòng)相位的數(shù)量變化的影響。在一些實(shí)施方式中，通過(guò)如以上所描述地使差信號(hào)通過(guò)高通 濾波器來(lái)放大該差信號(hào)。在其他實(shí)施方式中，如以上所描述，差信號(hào)基于來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的 信號(hào)在調(diào)制器中被放大。在塊606，基于修改后的差信號(hào)產(chǎn)生對(duì)于多個(gè)相位中的每個(gè)相位的相應(yīng)的控制信 號(hào)。在塊608，輸入電壓基于相應(yīng)的控制信號(hào)在每個(gè)活動(dòng)相位上被調(diào)整。盡管本文中示出和描述了具體的實(shí)施方式，但是本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)意識(shí)到被設(shè)計(jì) 以實(shí)現(xiàn)相同目的的任何安排都可適合于所示出的具體的實(shí)施方式。因此，本發(fā)明顯然意圖 僅被權(quán)利要求和其等效方式所限制。
權(quán)利要求
1.一種可變相位穩(wěn)壓器，包括多個(gè)相位，其中所述多個(gè)相位中的單個(gè)相位可操作來(lái)在活動(dòng)狀態(tài)和非活動(dòng)狀態(tài)之間選 擇性地切換；以及 控制電路，包括誤差放大器，用于基于參考電壓和代表所述可變相位穩(wěn)壓器的輸出節(jié)點(diǎn)上的調(diào)整電壓 的信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生差信號(hào)；以及可變相位補(bǔ)償器，用于放大所述差信號(hào)以產(chǎn)生修改的差信號(hào)，其中所述放大與所述多 個(gè)相位中的相位總數(shù)和所述活動(dòng)狀態(tài)中的相位的數(shù)量的比成比例；其中所述控制電路基于所述修改的差信號(hào)針對(duì)所述多個(gè)相位中的每個(gè)相位產(chǎn)生相應(yīng) 的控制信號(hào)；以及其中處于所述活動(dòng)狀態(tài)的每個(gè)相位基于所述相應(yīng)的控制信號(hào)調(diào)整輸入電壓并在所述 可變相位穩(wěn)壓器的所述輸出節(jié)點(diǎn)上提供所述調(diào)整電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的可變相位穩(wěn)壓器，其中所述多個(gè)相位中的相位的總數(shù)是四。
3.如權(quán)利要求1所述的可變相位穩(wěn)壓器，其中所述可變相位穩(wěn)壓器是可變相位降壓模 式脈沖寬度調(diào)制(PWM)DC-DC轉(zhuǎn)換器。
4.如權(quán)利要求1所述的可變相位穩(wěn)壓器，其中所述控制電路被實(shí)現(xiàn)為數(shù)字控制電路。
5.如權(quán)利要求1所述的可變相位穩(wěn)壓器，其中所述控制電路還包括調(diào)制器，用于基于所述修改的差信號(hào)和來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)產(chǎn)生所述相應(yīng)的控制信號(hào)；其中所述可變相位補(bǔ)償器是耦合在所述誤差放大器和所述調(diào)制器之間的高通濾波器。
6.如權(quán)利要求1所述的可變相位穩(wěn)壓器，其中所述可變相位補(bǔ)償器在設(shè)置為產(chǎn)生所述 相應(yīng)的控制信號(hào)的調(diào)制器中實(shí)現(xiàn)；其中所述調(diào)制器還設(shè)置為基于來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)放 大所述差信號(hào)。
7.如權(quán)利要求1所述的可變相位穩(wěn)壓器，其中所述多個(gè)相位中的每個(gè)相位包括具有第一終端和第二終端的第一切換設(shè)備，所述第一切換設(shè)備的所述第一終端耦合到 所述輸入電壓，且所述第一切換設(shè)備的所述第二終端耦合到相位節(jié)點(diǎn)；具有第一終端和第二終端的第二切換設(shè)備，所述第二切換設(shè)備的所述第一終端耦合到 所述相位節(jié)點(diǎn)，且所述第二切換設(shè)備的所述第二終端耦合到地；驅(qū)動(dòng)器，用于基于來(lái)自所述控制電路的所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)控制開(kāi)和關(guān)所述第一切 換設(shè)備和所述第二切換設(shè)備中的每個(gè)切換設(shè)備；以及電感器，耦合在所述可變相位穩(wěn)壓器的所述相位節(jié)點(diǎn)和所述輸出節(jié)點(diǎn)之間。
8.一種系統(tǒng)，包括電源，其可操作來(lái)提供電壓信號(hào)；可變相位穩(wěn)壓器，其可操作來(lái)調(diào)整來(lái)自所述電源的所述電壓信號(hào)，所述可變相位穩(wěn)壓 器具有多個(gè)相位，每個(gè)相位可操作來(lái)在活動(dòng)狀態(tài)和非活動(dòng)狀態(tài)之間選擇性地切換；以及 負(fù)載，其耦合到所述可變相位穩(wěn)壓器以接收經(jīng)調(diào)整的電壓信號(hào)； 其中所述可變相位穩(wěn)壓器放大在控制所述多個(gè)相位中所使用的信號(hào)，所述放大與所述 多個(gè)相位中的相位的總數(shù)和處于所述活動(dòng)狀態(tài)的相位的數(shù)量的比成比例。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述可變相位穩(wěn)壓器的所述多個(gè)相位中的相位的總數(shù)是四。
10.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述可變相位穩(wěn)壓器是可變相位降壓模式脈沖寬 度調(diào)制(PWM)DC-DC轉(zhuǎn)換器。
11.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述負(fù)載包括處理器、顯示設(shè)備或存儲(chǔ)設(shè)備中的一個(gè)。
12.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其中所述可變相位穩(wěn)壓器包括誤差放大器，用于基于參考電壓和代表所述可變相位穩(wěn)壓器的輸出節(jié)點(diǎn)上的調(diào)整電壓 的信號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生差信號(hào)；以及可變相位補(bǔ)償器，用于放大所述差信號(hào)以產(chǎn)生修改的差信號(hào)； 其中所述可變相位穩(wěn)壓器基于所述修改的差信號(hào)針對(duì)所述多個(gè)相位中的每個(gè)相位產(chǎn) 生相應(yīng)的控制信號(hào)；以及其中處于所述活動(dòng)狀態(tài)的每個(gè)相位基于所述相應(yīng)的控制信號(hào)來(lái)調(diào)整來(lái)自所述電源的 所述電壓信號(hào)，并在所述可變相位穩(wěn)壓器的所述輸出節(jié)點(diǎn)上提供所述經(jīng)調(diào)整電壓信號(hào)。
13.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述可變相位穩(wěn)壓器還包括調(diào)制器，用于基于所述修改的差信號(hào)和來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)來(lái)產(chǎn)生所述相應(yīng)的控制 信號(hào)；其中所述可變相位補(bǔ)償器是耦合在所述誤差放大器和所述調(diào)制器之間的高通濾波器。
14.如權(quán)利要求12所述的系統(tǒng)，其中所述可變相位補(bǔ)償器在設(shè)置為產(chǎn)生所述相應(yīng)的控 制信號(hào)的調(diào)制器中實(shí)現(xiàn)；其中所述調(diào)制器還設(shè)置為基于來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)放大所述差信號(hào)。
15.如權(quán)利要求1所述的系統(tǒng)，其中所述可變相位穩(wěn)壓器中的所述多個(gè)相位中的每個(gè) 相位包括第一切換設(shè)備，其具有第一終端和第二終端，所述第一切換設(shè)備的所述第一終端耦合 到所述輸入電壓，且所述第一切換設(shè)備的所述第二終端耦合到相位節(jié)點(diǎn)；第二切換設(shè)備，其具有第一終端和第二終端，所述第二切換設(shè)備的所述第一終端耦合 到所述相位節(jié)點(diǎn)，且所述第二切換設(shè)備的所述第二終端耦合到地；驅(qū)動(dòng)器，其基于來(lái)自所述控制電路的所述相應(yīng)的控制信號(hào)控制開(kāi)和關(guān)所述第一切換設(shè) 備和所述第二切換設(shè)備中的每個(gè)切換設(shè)備；以及電感器，其耦合在所述可變相位穩(wěn)壓器的所述相位節(jié)點(diǎn)和所述輸出節(jié)點(diǎn)之間。
16. 一種用于可變相位穩(wěn)壓器的控制電路，所述控制電路包括誤差放大器，用于基于參考電壓和代表所述可變相位穩(wěn)壓器的輸出節(jié)點(diǎn)上的電壓的信 號(hào)之間的差來(lái)產(chǎn)生差信號(hào)；以及可變相位補(bǔ)償器，用于放大所述差信號(hào)以產(chǎn)生修改的差信號(hào)以補(bǔ)償所述可變相位穩(wěn)壓 器中的活動(dòng)相位的數(shù)量變化的影響，其中所述放大與所述可變相位穩(wěn)壓器中的相位的總數(shù) 和所述可變相位穩(wěn)壓器中的活動(dòng)相位的數(shù)量的比成比例。
17.如權(quán)利要求16所述的控制電路，其中所述控制電路還包括調(diào)制器，其基于所述修改的差信號(hào)和來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)產(chǎn)生對(duì)于所述可變相位穩(wěn) 壓器中的每個(gè)相位的相應(yīng)的控制信號(hào)；其中所述可變相位補(bǔ)償器是耦合在所述誤差放大器和所述調(diào)制器之間的高通濾波器。
18.如權(quán)利要求16所述的控制電路，其中所述可變相位補(bǔ)償器在設(shè)置為產(chǎn)生對(duì)于所述 可變相位穩(wěn)壓器的每個(gè)相位的相應(yīng)的控制信號(hào)的調(diào)制器中實(shí)現(xiàn)；其中所述調(diào)制器還設(shè)置為 基于來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào)放大所述差信號(hào)。
19.一種均衡可變相位穩(wěn)壓器的小信號(hào)響應(yīng)的方法，所述方法包括基于參考電壓和代表所述可變相位穩(wěn)壓器的輸出節(jié)點(diǎn)的調(diào)整的電壓的信號(hào)之間的差 來(lái)產(chǎn)生差信號(hào)；放大所述差信號(hào)以產(chǎn)生修改的差信號(hào)，其中所述放大與所述可變相位穩(wěn)壓器的相位的 總數(shù)和所述可變相位穩(wěn)壓器的活動(dòng)相位的數(shù)量的比成比例；以及基于所述修改的差信號(hào)針對(duì)所述多個(gè)相位中的每個(gè)相位產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)。
20.如權(quán)利要求19所述的方法，還包括基于所述相應(yīng)的控制信號(hào)在每個(gè)活動(dòng)相位處調(diào)整輸入電壓。
21.如權(quán)利要求19所述的方法，其中放大所述差信號(hào)包括使所述差信號(hào)通過(guò)高通濾波。
22.如權(quán)利要求19所述的方法，其中放大所述差信號(hào)包括基于來(lái)自信號(hào)發(fā)生器的信號(hào) 在調(diào)制器中放大所述差信號(hào)。
全文摘要
一種用于可變相位穩(wěn)壓器的控制電路包括誤差放大器以基于參考電壓和代表可變相位穩(wěn)壓器的輸出節(jié)點(diǎn)上的電壓之間的差來(lái)產(chǎn)生差信號(hào)。控制電路還包括可變相位補(bǔ)償器以放大差信號(hào)以產(chǎn)生修改的差信號(hào)，以補(bǔ)償可變相位穩(wěn)壓器中的活動(dòng)相位的數(shù)量變化的影響，其中所述放大與可變相位穩(wěn)壓器的相位總數(shù)和可變相位穩(wěn)壓器的活動(dòng)相位的數(shù)量的比成比例。
文檔編號(hào)H03H7/42GK102064788SQ201010290750
公開(kāi)日2011年5月18日 申請(qǐng)日期2010年9月16日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月12日
發(fā)明者B·M·杜杜曼, M·J·休斯敦, 裘衛(wèi)紅 申請(qǐng)人:英特賽爾美國(guó)股份有限公司