[發(fā)明專利]用于電壓調(diào)節(jié)器的脈沖寬度模塊化

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201380077020.2
• 申請(qǐng)日: 2013-06-28
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN105247789B
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-03-30
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: H·K·克里希納穆?tīng)柕?/a>;G·E·馬修;B·提魯文加達(dá)姆
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 英特爾公司
• 主分類號(hào): H03K7/08
• 分類號(hào): H03K7/08;H02M7/00
• 代理公司: 永新專利商標(biāo)代理有限公司72002
• 代理人: 林金朝,王英

背景技術(shù)

用于電壓調(diào)節(jié)器的數(shù)字控制實(shí)施方式具有由輸入數(shù)字字產(chǎn)生占空比脈沖的數(shù)字PWM(脈沖寬度調(diào)制器)。該DPWM(數(shù)字脈沖寬度調(diào)制器)傳統(tǒng)上包括延遲線路和計(jì)數(shù)器以實(shí)現(xiàn)面積與功率的最佳折中方案。DPWM還包括一些異步邏輯單元，以創(chuàng)建PWM(脈沖寬度調(diào)制)脈沖并且異步邏輯單元的存在將意味著更多的驗(yàn)證和確認(rèn)，以確保PWM脈沖是單調(diào)的并且隨輸入數(shù)字字均勻地變化。然而，傳統(tǒng)的方案并不滿足向高頻應(yīng)用(例如，100MHz或更高)擴(kuò)展的需要，在所述高頻應(yīng)用中，時(shí)間量化的分辨率小于給定過(guò)程節(jié)點(diǎn)的單次緩沖。

附圖說(shuō)明

根據(jù)下文給出的具體實(shí)施方式、并且根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的各種實(shí)施例的附圖，本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例將得到更充分的理解，然而，具體實(shí)施方式和附圖不應(yīng)被看作將本公開(kāi)內(nèi)容限制于具體實(shí)施例，而是僅用于解釋和理解。

圖1是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例的具有數(shù)字控制的脈沖寬度調(diào)制(PWM)信號(hào)的電壓調(diào)節(jié)器。

圖2A是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例的用于產(chǎn)生數(shù)字控制的PWM信號(hào)的具有相位內(nèi)插器(PI)的延遲鎖相環(huán)(DLL)。

圖2B是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例的用于使用雙邊沿調(diào)制對(duì)PWM信號(hào)進(jìn)行占空比調(diào)節(jié)的具有DLL和PI的電路。

圖3是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例的用于使用由圖2A產(chǎn)生的輸出來(lái)產(chǎn)生數(shù)字控制的PWM信號(hào)的邏輯單元。

圖4是根據(jù)本公開(kāi)內(nèi)容的一個(gè)實(shí)施例的具有用于產(chǎn)生數(shù)字控制的PWM信號(hào)的裝置的智能設(shè)備或計(jì)算機(jī)系統(tǒng)或SoC(片上系統(tǒng))。

具體實(shí)施方式

實(shí)施例描述了具有高脈沖寬度調(diào)制分辨率(例如，1ps)的高頻(例如，大于或等于100MHz的頻率)數(shù)字控制的架構(gòu)。實(shí)施例使用延遲鎖相環(huán)(DLL)、計(jì)數(shù)器、和相位內(nèi)插器(PI)的組合來(lái)實(shí)現(xiàn)用于對(duì)電壓調(diào)節(jié)的精細(xì)控制的高分辨率。

DPWM的分辨率，即DPWM可以對(duì)橋式晶體管的工作時(shí)間(on-time)做出的最小改變確定了輸出電壓中的可以控制的最小步長(zhǎng)。例如，為在500MHz的開(kāi)關(guān)頻率下(即，1/Tsw)針對(duì)1.8V輸入電壓(Vin)以5mV(ΔVout)的步長(zhǎng)控制電壓調(diào)節(jié)器的輸出電壓Vout，DPWM的時(shí)間分辨率被計(jì)算為：

實(shí)現(xiàn)5.5ps的間隔尺寸的PWM占空比控制來(lái)以5mV的步長(zhǎng)調(diào)節(jié)Vout不能用傳統(tǒng)的模擬或數(shù)字PWM來(lái)實(shí)現(xiàn)。實(shí)施例可以實(shí)現(xiàn)PWM占空比控制的更精細(xì)的間隔尺寸，以用于對(duì)Vout的更精細(xì)的調(diào)節(jié)(即，取決于PWM占空比的電壓調(diào)節(jié)器的輸出)。實(shí)施例可以用于使用PWM信號(hào)的任何電壓調(diào)節(jié)器(例如，降壓調(diào)節(jié)器、升壓調(diào)節(jié)器、以及其它開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)器)。實(shí)施例不限于電壓調(diào)節(jié)器，但是可以用于使用PWM信號(hào)的任何電路。

在以下描述中，對(duì)許多細(xì)節(jié)進(jìn)行了討論以提供對(duì)本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例更加全面的解釋。然而，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是，可以在沒(méi)有這些具體細(xì)節(jié)的情況下實(shí)踐本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例。在其它實(shí)例中，以框圖的形式而不是以具體細(xì)節(jié)的形式示出了公知的結(jié)構(gòu)和設(shè)備，以避免使本公開(kāi)內(nèi)容的實(shí)施例難以理解。

要注意，在實(shí)施例的相對(duì)應(yīng)的附圖中，用線表示信號(hào)。一些線可以較粗，以指示更多成分的信號(hào)路徑，和/或一些線可以在一端或多端上具有箭頭，以指示主要信息流動(dòng)方向。這種指示并不是要進(jìn)行限制。事實(shí)上，結(jié)合一個(gè)或多個(gè)示例性實(shí)施例來(lái)使用這些線以便于更容易理解電路或邏輯單元。由設(shè)計(jì)需要或偏好決定的任何所表示的信號(hào)實(shí)際上可以包括可以在任一方向上行進(jìn)并且可以用任何適合類型的信號(hào)方案來(lái)實(shí)施的一個(gè)或多個(gè)信號(hào)。

貫穿整個(gè)說(shuō)明書(shū)并且在權(quán)利要求書(shū)中，術(shù)語(yǔ)“連接”表示在沒(méi)有任何中間設(shè)備的情況下的連接的物體之間的直接電連接。術(shù)語(yǔ)“耦合”表示連接的物體之間的直接電連接或通過(guò)一個(gè)或多個(gè)無(wú)源或有源中間設(shè)備的間接連接。術(shù)語(yǔ)“電路”表示被布置為相互合作以提供所需功能的一個(gè)或多個(gè)無(wú)源和/或有源部件。術(shù)語(yǔ)“信號(hào)”表示至少一個(gè)電流信號(hào)、電壓信號(hào)或數(shù)據(jù)/時(shí)鐘信號(hào)。“一”、“一個(gè)”和“所述”的含義包括多個(gè)引用。“在……中”的含義包括“在……中”和“在……上”。

術(shù)語(yǔ)“縮放”通常指的是將設(shè)計(jì)(方案和布局)從一種工藝技術(shù)轉(zhuǎn)換為另一種工藝技術(shù)。術(shù)語(yǔ)“縮放”通常還指的是在同一個(gè)工藝節(jié)點(diǎn)內(nèi)縮小布局和設(shè)備的尺寸。術(shù)語(yǔ)“縮放”還可以指的是相對(duì)于另一個(gè)參數(shù)(例如，電源電平)來(lái)調(diào)節(jié)(例如，減慢)信號(hào)頻率。術(shù)語(yǔ)“大體上”、“接近”、“近似”、“附近”、和“大約”通常指的是在目標(biāo)值的+/-20％內(nèi)。