[發明專利]一種數字電源及其輸出電壓控制方法

有效

• 申請號: 201310629372.6
• 申請日: 2013-11-28
• 公開（公告）號: CN103633843A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 龍爽;陳嵐;陳巍巍;楊詩洋;彭斐
• 申請（專利權）人: 中國科學院微電子研究所
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157;H02M3/139
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 王寶筠

技術領域

本發明涉及集成電路技術領域，更具體地說，涉及一種數字電源及其輸出電壓控制方法。

背景技術

隨著半導體工藝技術的進步，人們希望半導體芯片的功耗越來越小，而處理速度越來越快，這就要求芯片的供電電壓越來越小，從而對電壓控制器的精確性提出了越來越高的要求。為了應對不斷提高的精度要求，芯片設計者提出了數字電源控制電路的概念，相比傳統的模擬電壓控制器，數字電源控制電路具有以下優勢：1、更容易實現復雜、精確的控制算法；2、具有更好的靈活性和可編程性；3、具有更強的抗干擾能力。

但是在集成電路生產過程中，由于受到工藝偏差等影響，同樣的電路設計也會在性能等方面存在些許差異，例如，靠近晶圓內部的芯片的性能指標和靠近晶圓邊緣的性能指標是有區別的。對于數字電源來說，這種偏差以及其所在環境溫度變化會影響供輸出電壓的精確性，如果偏差以及溫度變化過大，還會進一步影響到被供電電路的功能，產生不可預料的后果。

發明內容

有鑒于此，本發明提供一種數字電源及其輸出電壓控制方法，在數字電源中加入狀態檢測電路，使電源電壓輸出更加精確、穩定。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種數字電源，包括感應器、模數轉換器以及數字電源主電路，該數字電源還包括：狀態檢測電路、脈寬調制器、驅動器，其中：

所述狀態檢測電路用于檢測所述數字電源的工藝角以及其所在環境的溫度信息，并根據所述工藝角及所述溫度信息生成校調信息，將所述校調信息編譯為數字校調信息；

所述脈寬調制器用于根據所述數字校調信息調整脈沖信號的占空比；

所述驅動器用于根據所述調整占空比后的脈沖信號調整所述驅動器的功率管關斷時間，保證所述數字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。

優選的，所述狀態檢測電路包括：第一電流源、第二電流源、第一PMOS管、第一NMOS管、電壓-電流轉換器、電流比較器、鎖存器組、校調信息譯碼器，其中：

所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等；

所述第一電流源與所述第一PMOS管的源極相連，所述第一PMOS管的柵極與漏極連接接地端，所述第一PMOS管源極的電壓作為第一電壓；

所述電壓-電流轉換器的輸入端與所述第一PMOS管的源極相連，用于將所述第一電壓轉換為第一電流；

所述第二電流源與所述第一NMOS管的漏極相連，所述第一NMOS管的源極連接接地端，所述第一NMOS管漏極和柵極相連，所述第一NMOS管的漏極電流作為第二電流；

所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉換器的輸出端相連，所述電流比較器的第二輸入端與所述第一NMOS管的柵極相連，用于將所述第一電流進行比例鏡像，得到n個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流，以及將所述第二電流進行比例鏡像，得到的n個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流，并將n個所述第一鏡像電流與n個所述第二鏡像電流中對應的第二鏡像電流進行比較，得到n個比較結果輸出至所述電流比較器的n個輸出端得到校調信息；

所述鎖存器組的n個輸入端與所述電流比較器的n個輸出端對應相連，用于將所述校調信息進行鎖存；

所述校調信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連，用于將所述校調信息編譯為數字校調信息。

優選的，所述數字校調信息為并行二進制信號。

優選的，所述第一PMOS管和所述第一NMOS管具有相同的寬長比。

優選的，所述電壓-電流轉換器包括：第二PMOS管、第二NMOS管，其中：

所述第二NMOS管的柵極是所述電壓-電流轉換器的輸入端，所述第二NMOS管的源極連接接地端，所述第二NMOS管的漏極與所述第二PMOS管的柵極相連；

所述第二PMOS管的源極連接電源，所述第二PMOS管的柵極與所述第二PMOS管的漏極相連，且所述第二PMOS管的柵極是所述電壓-電流轉換器的輸出端。

優選的，所述電流比較器包括：n個PMOS管、n個NMOS管，n為大于2的整數，其中：

所述n個PMOS管的源極均連接電源，所述n個PMOS管的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端，用于將接收到的所述第一電流進行比例鏡像，得到n個與所述第一電流成比例的第一鏡像電流；

所述n個NMOS管的源極均連接接地端，所述n個NMOS管的柵極相連作為所述電流比較器的第二輸入端，用于將所述第一NMOS管中的第二電流進行比例鏡像，得到的n個與所述第二電流成比例的第二鏡像電流；