[发明专利]使用Δ-∑调制器的电压调节装置和方法

说明书

描述一种电压调节器装置(100)，包括：i)电力装置(150)，被配置成接收输入信号(151)并产生对应的输出信号(152)；ii)比较器装置(110)，经由反馈路径(140)耦合到所述电力装置(150)，且被配置成接收所述输出信号(152)作为反馈信号(141)，并产生比较反馈信号(112)；以及iii)数字调制装置(120)，布置在所述比较器装置(110)与所述电力装置(150)之间，且被配置成对所述比较反馈信号(112)进行数字调制，并将数字调制信号(121)提供到所述电力装置(150)，其中所述数字调制装置(120)包括：iiia)Δ‑∑(122)，iiib)量化器(124)，和iiic)前馈路径(128)，所述前馈路径被配置成在所述Δ‑∑(122)以外前馈所述比较反馈信号(112)。

技术领域

本公开涉及一种电压调节装置，所述电压调节装置包括具有Δ-∑调制器、量化器和前馈路径的数字调制装置。另外，本公开涉及一种操作电压调节装置的方法。此外，本公开涉及一种脉冲密度调制装置的特定用法。因此，本公开可涉及电压调节的技术领域。

背景技术

例如LDO(低压差)电压调节器之类的电压调节器为适用于许多电子应用，例如适用于汽车、手机或工业应用的调节器电路。电压调节器用于控制/调节电力装置/级的电压，由此提供明确限定且稳定的(DC)输出电压。

图13示出常规模拟LDO的例子。将输入电压V_IN提供到电力装置，所述电力装置接着产生对应的输出电压V_OUT。为了调节所述输出电压，建立反馈调节路径。将反馈信号(模拟信号)提供到误差放大器，其中放大相对于参考电压的误差。然后，经由缓冲器将模拟误差放大信号反馈到电力装置。由此，调节输出电压。

图14示出常规数字LDO的例子。代替在模拟LDO的情况下的缓冲器，由模/数转换器(ADC)将模拟误差放大信号转换成数字信号。

图15示出常规数字LDO的替代例子，其中应用ADC和移位寄存器而非如图14中的误差放大器和ADC。

图16示出常规数字LDO的另外替代例子，其中应用比较器和所谓的粗D类装置而非如图14中的误差放大器和ADC。

然而，这些常规LDO可能有不同缺点。模拟调节器可能例如有以下缺点中的至少一些：模拟调节器因为极点和零点位置根据负载电流变化而需要复杂的稳定性分析，由于饱和区中的电力级而需要面积，仅适合于需要高PSRR的应用或适合于低噪声应用；对于小数字过程的便携性和可扩展性是复杂的，因为常规架构对于低压应用未必是方便的。

数字调节器可能例如有以下缺点中的至少一些：高纹波；ADC和DAC的使用可能需要移位寄存器和若干比较器来控制电力级；以及由于移位寄存器、不良的带宽和纹波，在恒定频率下无操作。

D类LDO可能例如有以下缺点中的至少一些：使用斜变、与过程相关、在饱和区中使用电力装置，以及需要对PWM信号进行滤波以控制电力级。

综上所述，以高效且可靠的方式操作电压调节器仍可被视为挑战。

发明内容

可能需要以高效且可靠的方式操作电压调节器。在下文中描述根据独立权利要求所述的一种电压调节器装置和一种操作电压调节器装置的方法。按附属权利要求描述示例性实施例。

根据本公开的一方面，描述一种电压调节器装置，包括：

i)电力装置，所述电力装置被配置成接收输入信号(输入电压)并产生对应的输出信号(输出电压)；

ii)比较器装置，所述比较器装置经由反馈路径耦合到电力装置，且被配置成

a)接收输出信号作为反馈信号，并b)产生比较反馈信号(换句话说：比较器输出)；以及

iii)数字调制装置，所述数字调制装置布置在比较器装置与电力装置之间，且被配置成