[發(fā)明專利]用于混合開關(guān)式電容器轉(zhuǎn)換器的電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201880070698.0
• 申請(qǐng)日: 2018-09-05
• 公開（公告）號(hào): CN111328388B
• 公開（公告）日: 2021-10-15
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 阿爾貝托·亞歷山德羅·安吉洛·普杰利;托馬斯·李;金元英;約翰·克羅斯利;漢-福·勒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 萊恩半導(dǎo)體股份有限公司
• 主分類號(hào): G05F5/00
• 分類號(hào): G05F5/00;H02J7/00;H02M3/18
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 王小衡;王天鵬

電路包括：電感器，其具有的第一側(cè)被連接到V_IN；第一開關(guān)，其具有的第一側(cè)被連接到電感器的第二側(cè)并且具有的第二側(cè)不被連接到電感器的第二側(cè)；第二開關(guān)，其具有的第一側(cè)被連接到V_IN；第一電容器，其具有的第一側(cè)被連接到第二開關(guān)的第二側(cè)；第三開關(guān)，其具有的第一側(cè)被連接到第一開關(guān)的第二側(cè)；第四開關(guān)，其具有的第一側(cè)被連接到第三開關(guān)的第二側(cè)；第五開關(guān)，其具有的第一側(cè)被連接到第一電容器的第二側(cè)和第四開關(guān)的第二側(cè)，并且其具有的第二側(cè)被耦合到電壓源；以及第二電容器，其具有的第一側(cè)被連接到第四開關(guān)的第一側(cè)并且其具有的第二側(cè)被連接到第五開關(guān)的第二側(cè)。

相關(guān)申請(qǐng)的交叉引用

本申請(qǐng)要求于2017年9月5日提交的美國專利申請(qǐng)?zhí)?5/695,955的權(quán)益，所述申請(qǐng)通過引用以其全部內(nèi)容并入本文。

技術(shù)領(lǐng)域

本公開涉及用于提供可重配置的Dickson Star開關(guān)式電容器電壓調(diào)節(jié)器和/或提供混合(例如，兩級(jí))電壓調(diào)節(jié)器的裝置、系統(tǒng)和方法。

背景技術(shù)

存在對(duì)于減小電子系統(tǒng)的尺寸的強(qiáng)烈需求。尺寸減小在空間寶貴的移動(dòng)電子產(chǎn)品中是特別期望的，而在被置于大數(shù)據(jù)中心的服務(wù)器中也是期望的，這是因?yàn)樵诠潭ǔ叽绲目臻g資產(chǎn)中擠入盡可能多的服務(wù)器是重要的。

電子系統(tǒng)中最大組件中的一些是電壓調(diào)節(jié)器(也被稱為功率調(diào)節(jié)器)。電壓調(diào)節(jié)器通常包括大量笨重的片外組件并且被用于將電壓遞送到諸如集成芯片的電路，其包括：處理器、存儲(chǔ)器件(例如，動(dòng)態(tài)讀取存取存儲(chǔ)器(DRAM))、射頻(RF)芯片、WiFi組合芯片和功率放大器。

為了高效地遞送功率，電壓調(diào)節(jié)器可以使用“降壓(buck)”拓?fù)洹＿@樣的調(diào)節(jié)器被稱為降壓調(diào)節(jié)器。降壓調(diào)節(jié)器使用電感器將電荷從功率源傳遞到輸出負(fù)載。降壓調(diào)節(jié)器可以使用功率開關(guān)(各自在不同的時(shí)間點(diǎn))將電感器連接到不同電壓或者與不同電壓斷開連接，從而提供作為不同電壓的加權(quán)平均的輸出電壓。降壓調(diào)節(jié)器可以通過控制電感器耦合到不同電壓的時(shí)間量來調(diào)節(jié)輸出電壓。

不幸地，降壓調(diào)節(jié)器不能很好地適用于高度集成的電子系統(tǒng)。降壓調(diào)節(jié)器的轉(zhuǎn)換效率取決于電感器的尺寸，特別是在功率轉(zhuǎn)換比高時(shí)并且在輸出負(fù)載消耗的電流量高時(shí)。由于電感器可以占據(jù)大面積且龐大而無法集成在芯片上或封裝上，因此現(xiàn)有的降壓調(diào)節(jié)器通常使用大量片外電感器組件。此策略通常需要印刷電路板上的大面積，這轉(zhuǎn)而增加了電子器件的尺寸。隨著移動(dòng)片上系統(tǒng)(SoC)變得更加復(fù)雜并且需要由電壓調(diào)節(jié)器遞送越來越大量的電壓域，挑戰(zhàn)加劇。

因此，期望新的電壓調(diào)節(jié)器電路。

發(fā)明內(nèi)容

提供了針對(duì)混合開關(guān)式電容器轉(zhuǎn)換器的電路。在一些實(shí)施例中，提供了電路，該電路包括：電感器，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中第一側(cè)被連接到輸入電壓；第一開關(guān)，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中，第一側(cè)被連接到電感器的第二側(cè)，并且第二側(cè)不被連接到電感器的第二側(cè)；第二開關(guān)，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中第一側(cè)被連接到輸入電壓；第一電容器，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中第一側(cè)被連接到第二開關(guān)的第二側(cè)；第三開關(guān)，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中第一側(cè)被連接到第一開關(guān)的第二側(cè)；第四開關(guān)，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中第一側(cè)被連接到第三開關(guān)的第二側(cè)；第五開關(guān)，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中第一側(cè)被連接到第一電容器的第二側(cè)和第四開關(guān)的第二側(cè)，并且其中第二側(cè)被耦合到電壓源；第二電容器，其具有第一側(cè)和第二側(cè)，其中第一側(cè)被連接到第四開關(guān)的第一側(cè)，并且其中第二側(cè)被連接到第五開關(guān)的第二側(cè)。

在這些實(shí)施例中的一些中，以下中的至少一個(gè)是晶體管：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)。

在這些實(shí)施例中的一些中，以下中的至少一個(gè)是MOSFET：第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)。

在這些實(shí)施例中的一些中，第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)中的至少一個(gè)是晶體管；并且第一開關(guān)、第二開關(guān)、第三開關(guān)、第四開關(guān)和第五開關(guān)中的至少一個(gè)受控制器控制。