[发明专利]用于电压调节器的脉冲宽度模块化

说明书

背景技术

用于电压调节器的数字控制实施方式具有由输入数字字产生占空比脉冲的数字PWM(脉冲宽度调制器)。该DPWM(数字脉冲宽度调制器)传统上包括延迟线路和计数器以实现面积与功率的最佳折中方案。DPWM还包括一些异步逻辑单元，以创建PWM(脉冲宽度调制)脉冲并且异步逻辑单元的存在将意味着更多的验证和确认，以确保PWM脉冲是单调的并且随输入数字字均匀地变化。然而，传统的方案并不满足向高频应用(例如，100MHz或更高)扩展的需要，在所述高频应用中，时间量化的分辨率小于给定过程节点的单次缓冲。

附图说明

根据下文给出的具体实施方式、并且根据本公开内容的各种实施例的附图，本公开内容的实施例将得到更充分的理解，然而，具体实施方式和附图不应被看作将本公开内容限制于具体实施例，而是仅用于解释和理解。

图1是根据本公开内容的一个实施例的具有数字控制的脉冲宽度调制(PWM)信号的电压调节器。

图2A是根据本公开内容的一个实施例的用于产生数字控制的PWM信号的具有相位内插器(PI)的延迟锁相环(DLL)。

图2B是根据本公开内容的一个实施例的用于使用双边沿调制对PWM信号进行占空比调节的具有DLL和PI的电路。

图3是根据本公开内容的一个实施例的用于使用由图2A产生的输出来产生数字控制的PWM信号的逻辑单元。

图4是根据本公开内容的一个实施例的具有用于产生数字控制的PWM信号的装置的智能设备或计算机系统或SoC(片上系统)。

具体实施方式

实施例描述了具有高脉冲宽度调制分辨率(例如，1ps)的高频(例如，大于或等于100MHz的频率)数字控制的架构。实施例使用延迟锁相环(DLL)、计数器、和相位内插器(PI)的组合来实现用于对电压调节的精细控制的高分辨率。

DPWM的分辨率，即DPWM可以对桥式晶体管的工作时间(on-time)做出的最小改变确定了输出电压中的可以控制的最小步长。例如，为在500MHz的开关频率下(即，1/Tsw)针对1.8V输入电压(Vin)以5mV(ΔVout)的步长控制电压调节器的输出电压Vout，DPWM的时间分辨率被计算为：

实现5.5ps的间隔尺寸的PWM占空比控制来以5mV的步长调节Vout不能用传统的模拟或数字PWM来实现。实施例可以实现PWM占空比控制的更精细的间隔尺寸，以用于对Vout的更精细的调节(即，取决于PWM占空比的电压调节器的输出)。实施例可以用于使用PWM信号的任何电压调节器(例如，降压调节器、升压调节器、以及其它开关调节器)。实施例不限于电压调节器，但是可以用于使用PWM信号的任何电路。

在以下描述中，对许多细节进行了讨论以提供对本公开内容的实施例更加全面的解释。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本公开内容的实施例。在其它实例中，以框图的形式而不是以具体细节的形式示出了公知的结构和设备，以避免使本公开内容的实施例难以理解。

要注意，在实施例的相对应的附图中，用线表示信号。一些线可以较粗，以指示更多成分的信号路径，和/或一些线可以在一端或多端上具有箭头，以指示主要信息流动方向。这种指示并不是要进行限制。事实上，结合一个或多个示例性实施例来使用这些线以便于更容易理解电路或逻辑单元。由设计需要或偏好决定的任何所表示的信号实际上可以包括可以在任一方向上行进并且可以用任何适合类型的信号方案来实施的一个或多个信号。

贯穿整个说明书并且在权利要求书中，术语“连接”表示在没有任何中间设备的情况下的连接的物体之间的直接电连接。术语“耦合”表示连接的物体之间的直接电连接或通过一个或多个无源或有源中间设备的间接连接。术语“电路”表示被布置为相互合作以提供所需功能的一个或多个无源和/或有源部件。术语“信号”表示至少一个电流信号、电压信号或数据/时钟信号。“一”、“一个”和“所述”的含义包括多个引用。“在……中”的含义包括“在……中”和“在……上”。

术语“缩放”通常指的是将设计(方案和布局)从一种工艺技术转换为另一种工艺技术。术语“缩放”通常还指的是在同一个工艺节点内缩小布局和设备的尺寸。术语“缩放”还可以指的是相对于另一个参数(例如，电源电平)来调节(例如，减慢)信号频率。术语“大体上”、“接近”、“近似”、“附近”、和“大约”通常指的是在目标值的+/-20％内。