[實用新型]穩壓器及包括穩壓器的系統

有效

• 申請號: 201320598466.7
• 申請日: 2013-09-25
• 公開（公告）號: CN203733021U
• 公開（公告）日: 2014-07-23
• 發明（設計）人: R·賈殷;Y-C·施;V·維迪雅
• 申請（專利權）人: 英特爾公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司 72002
• 代理人: 陳松濤;王英

技術領域

本實用新型涉及穩壓器及包括穩壓器的系統。?

背景技術

典型的低壓差（LDO）穩壓器具有模擬控制和緩慢響應。LDO穩壓器的最小壓差受到飽和的傳輸門的限制，產生減小的輸出范圍、可實現的最大效率，并且在快速電源狀態變化過程中會遭受到穩定性問題。例如，當功率狀態從空閑狀態轉變為喚醒狀態時，就會發生穩定性問題。典型的LDO穩壓器在轉換率方面還呈現出接近于1的良好效率。另一方面，開關電容穩壓器（SCVR）在橫跨輸出電壓和電流的寬范圍上呈現出高效率。SCVR還呈現出在幾納秒數量級的響應時間，使得它們成為動態電壓頻率縮放（DVFS）的極佳候選。然而，SCVR表現出由電容器確定的每單位面積有限的電流提供能力。?

實用新型內容

根據本實用新型的第一方面，提供一種穩壓器，包括：輸出級，其具有用以接收輸入電源的輸入電源節點和用以向負載提供輸出電源的輸出節點；放大器，其用以根據所述輸出電源和基準電壓來控制所述輸出級的電流強度；以及電路，其用以監控所述輸出電源，并且可操作用于根據所述輸出電源的電壓電平來控制所述輸出級的電流強度。?

根據本實用新型的第二方面，提供一種包括穩壓器的系統，所述系統包括：存儲器；處理器，其耦合到所述存儲器，所述處理器包括根據第一方面的低壓差穩壓器，無線接口，其用以將所述處理器與另一個設備以通信方式耦合；以及顯示單元。?

根據本實用新型的第三方面，提供一種穩壓器，包括：輸出級，其具有用以接收輸入電源的輸入電源節點和用以向負載提供輸出電源的輸出節?點；用以調整所述輸出級的電流強度的多個電荷泵；以及邏輯單元，其用以監控所述輸出電源，并可操作用于根據所述輸出電源的電壓電平和一個或多個基準電壓來控制所述多個電荷泵。?

附圖說明

依據以下給出的具體實施方式和本公開內容的多個實施例的附圖將會更充分地理解本公開內容的實施例，但它們不應被理解為將本公開內容局限于特定實施例，而是僅用于解釋和理解。?

圖1是根據本公開內容的一個實施例的具有滯后（hysteresis）單元的低壓差（LDO）穩壓器。?

圖2是根據本公開內容的一個實施例的具有滯后單元的LDO穩壓器的詳細視圖。?

圖3A-B示出了根據本公開內容的一個實施例的LDO穩壓器的電荷泵。?

圖4是根據本公開內容的一個實施例的LDO穩壓器的自適應偏置單元。?

圖5A是根據本公開內容的一個實施例的工作在開關電容器模式中的SCVR中的嵌入式LDO。?

圖5B是根據本公開內容的一個實施例的工作在LDO模式中的SCVR中的嵌入式LDO。?

圖6是根據本公開內容的一個實施例的具有滯后單元的工作在LDO模式中的SCVR中的嵌入式LDO的詳細視圖。?

圖7是根據本公開內容的一個實施例的具有多個電荷泵的LDO。?

圖8是根據本公開內容的另一個實施例的工作在LDO模式中的SCVR中的嵌入式LDO。?

圖9是根據本公開內容的一個實施例的用于控制圖7的LDO的輸出級的邏輯。?

圖10是根據本公開內容的一個實施例的圖7的LDO的電荷泵。?

圖11是根據本公開內容的一個實施例的包括具有LDO穩壓器的處理器的智能設備的系統級圖示。?

具體實施方式

本文的實施例說明了一種在SCVR內的嵌入式LDO，其允許SCVR向LDO的轉變。在一些實施例中，引入了滯后控制以允許使用低帶寬放大器來減小功耗，同時增強響應時間。例如，當來自LDO的輸出電壓相對于預定電平過沖或下沖時，滯后控制提供LDO的數字控制。本文論述的LDO可以以99％的電流效率產生超快響應時間。?

本文論述的實施例還使得LDO能夠具有像SCVR的響應時間，并消除或減小穩定性問題。在一個實施例中，當在寬輸出應用中在SCVR內實現時，LDO擴充了VR電流容量。在這個實施例中，嵌入在SCVR中的LDO在輸出電氣特性接近于輸入電氣特性的應用中，提供了更佳的效率（與沒有嵌入式LDO的SCVR相比），更佳的電壓適用性范圍，更高的速度和改善的穩定性。?

本文的實施例應用數字控制以相比于模擬信號提高信號的控制速度。數字控制方案還允許跨處理技術的設計的縮放。由本文論述的多個實施例，其它技術效果將會顯而易見。?

本文的術語“縮放”指代將設計（原理圖和布局）從一個處理技術轉變為另一個處理技術。?