[发明专利]一种用于数字电源的精度可重构延迟线模数转换器电路

说明书

技术领域：

本申请涉及用于便携式移动电子设备的数字电源，具体涉及一种用于数字电源的精度可重构延迟线模数转换器电路。

背景技术：

数字电源以对环境和工艺参数不敏感、控制算法可以通过编程实现、易于集成和节能环保等优点，被广泛应用于便携式移动电子设备中。数字电源的工作环境和负载可能随时会发生变化，这就会导致其输出电压可能会突然发生较大的变化，这就要求数字电源要实现动态电压调整的功能。作为数字电源的关键模块，模数转换器在数字电源实现动态电压调整的过程中起着关键的作用。

延迟线模数转换器，具有电路结构简单、面积小及响应速度快等优点，因此在数字电源中的应用十分广泛。对延迟线模数转换器来说，当分辨率为n时，需要2ⁿ+1个延迟单元，同时最小可分辨的输入电压(其中V_FS为模数转换器的满幅度输入电压)。当n越大时，需要的延迟单元的个数就越多，功耗就越高，同时最小可分辨输入电压也就越小，即精度越高。而延迟线模数转换器的精度与功耗是矛盾的，所以使用时需要对精度和功耗进行折中。

如果数字电源中模数转换器的精度较高，当输出电压发生较大变化时，高精度的模数转换器的高功耗是一种浪费；但如果模数转换器的精度较低，较稳定输出时的电压精度则可能不足。

因此既要满足稳定输出时的高精度，瞬态时又可以节省功耗，精度可重构模数转换器是一种优选方案。

发明内容：

本发明的目的在于针对数字电源输出电压的特点，提供了一种用于数字电源的精度可重构延迟线模数转换器电路，既能在稳定工作的输出电压附近有高精度的电压检测，又能在输出电压发生较大变化时实现低精度检测以降低系统功耗。

为达到以上目的，本发明采用如下的技术方案予以实现：

一种用于数字电源的精度可重构延迟线模数转换器电路，包括

比较器，用于比较模数转换器的输入电压与基准电压，得到输入电压相对于基准电压的误差量；

延迟链，由2ⁿ+1个延迟单元串联组成，每个延迟单元由尾管电流控制，用于当输入电压变化时，根据对误差量的采样产生温度计码，其中，n为4或5；

编码器，用于将采样所得的温度计码进行编码转化成二进制码；

转换开关，用于根据系统的不同需要打开或关闭，使模数转换器在不同的精度下工作。

本发明进一步的改进在于：比较器通过模数转换器的输入电压与一个锯齿波SAW的比较，根据锯齿波的斜率得到输入电压相对于基准电压的误差量。

本发明进一步的改进在于：还包括校准回路，用于保证对输入电压精准量化。

本发明进一步的改进在于：校准回路中设有一个采样判断电路，用于对当前延迟链的状态采样，并通过采样结果反馈控制延迟单元延迟时间的大小。

本发明进一步的改进在于：还包括S信号产生电路，由比较器和逻辑电路组成；其中，比较器负责比较输入电压与基准电压的大小，再由逻辑电路判断输出电压是处于稳定工作还是相对变化的情况下，产生一个切换模数转换器精度的信号S，且信号S的取值为0或1。

本发明进一步的改进在于：转换开关选用4位和5位转换开关，4位和5位转换开关由切换模数转换器精度的S信号控制，当S为1时模数转换器工作在5位高精度模式下，S为0时模数转换器工作在4位低精度模式下，从而实现模数转换器精度在4位与5位之间的切换。

与现有技术相比，本发明对用于数字电源的模数转换器进行了优化，改进了单一精度的延迟线模数转换器不能兼顾高精度电压检测和低功耗工作的缺点，能够同时适应数字电源在输出电压稳定时和输出电压有较大波动时的电压转换要求，能满足数字电源对模数转换器功耗和精度的要求。

本发明适用于数字电源，在数字电源稳定工作时，高精度延迟线模数转换器准确地检测到输出电压的微小变化，使输出电压更加稳定；当输入电压或负载的改变引起数字电源的输出电压发生较大变化时，低精度延迟线模数转换器能在降低功耗的前提下检测到输出电压的变化，并使其回到稳定状态。

本发明的精度可以在4位和5位之间调节，其优势在于：既能够在数字电源稳定工作时提供小纹波的输出电压，又能够在输出电压发生较大变化时，在降低功耗的前提下调节输出回到稳定状态。在功能上既能满足稳定工作时的高精度要求，又能够适应输出电压的瞬态变化。

附图说明：

图1为显示4位延迟线模数转换器的电路结构。

图2为显示4位延迟线模数转换器校准回路等效电路。