CN106787718B - 电感器检测 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种电感器检测。功率控制集成电路(IC)芯片(3)能够包括直流(DC)‑DC转换器(8)，响应于切换输出使能信号，直流(DC)‑DC转换器(8)输出切换电压。功率控制IC芯片(3)还能够包括电感器检测电路(14)，响应于电感器检测信号，电感器检测电路(14)检测电感器(12)是否导电耦合到DC‑DC转换器(8)和供电电路(4)部件。功率控制IC芯片(3)还能够包括控制逻辑件(9)，控制逻辑件(9)(i)基于使能DC‑DC信号，控制电感器检测信号，并且(ii)基于来自电感器检测电路(14)的、指示电感器(12)是否导电耦合到DC‑DC转换器(9)和供电电路部件(4)的信号，控制被提供到DC‑DC转换器(8)的切换输出使能信号和被提供到线性调节器(6)的线性输出禁用信号。

Description

电感器检测
相关申请的交叉引用
本申请要求2015年11月20日提交的美国专利申请No.62/257832、标题为：“具有电感器检测功能的LDO到DCDC转换的新方案(NOVEL SCHEME OF LDO TO DCDC TRANSITIONWITH INDUCTOR DETECT FEATURE)”的优先权的权益，其以引用方式并入本文。
技术领域
本公开涉及用于检测电感器的系统和方法。更具体地，本公开涉及用于检测耦合到功率控制电路的电感器的系统和方法。
背景技术
DC到DC(或简单地“DC-DC”)转换器是将直流(DC)电源从一个电压电平转换到另一个电压电平的电子电路。DC-DC转换器是一类功率转换器。低压降(LDO)调节器是线性DC电压调节器，甚至当电源电压非常接近输出电压时，线性DC电压调节器都能够调节输出电压。与DC-DC转换器相比较，缺点是不同于DC-DC转换器，线性DC调节器必须使跨过调节设备的功率耗散，以便调节输出电压。超过其它DC到DC转换器的LDO调节器的优点包括较小的装置大小，既不需要大的电感器也不需要变压器的。
发明内容
描述了用于检测电感器的系统和方法。更具体地，描述了用于检测耦合到功率控制电路的电感器的系统和方法。
一个示例涉及功率控制集成电路(IC)芯片。功率控制IC芯片能够包括直流(DC)-DC转换器，响应于切换输出使能信号，直流(DC)-DC转换器输出切换电压。功率控制IC芯片还能够包括电感器检测电路，响应于电感器检测信号，电感器检测电路检测电感器是否导电耦合到DC-DC转换器和供电电路部件。功率控制IC芯片还能够包括控制逻辑件，该控制逻辑件(i)基于使能DC-DC信号，控制电感器检测信号，并且(ii)基于来自电感器检测电路的、指示电感器是否导电耦合到DC-DC转换器和供电电路部件的信号，控制被提供到DC-DC转换器的切换输出使能信号和被提供到线性调节器的线性输出禁用信号。
另一个示例涉及电感器检测电路，该电感器检测电路能够包括给定的晶体管。给定的晶体管能够包括控制节点，该控制节点接收使能电感器检测信号。给定的晶体管还能够包括输入节点和输出节点，该输入节点耦合到DC-DC转换器的输出，该输出节点耦合到电阻器。电感器检测电路还能够包括另一个晶体管，该另一个晶体管能够包括控制节点，该控制节点耦合到电阻器和给定的晶体管的输出节点。该另一个晶体管还能够包括输入节点和输出节点，该输入节点耦合到恒流源和逻辑部件的输入，该输出节点耦合到电中性节点。逻辑部件的输出能够提供指示电感器检测电路是否检测耦合到DC-DC转换器的输出的电感器的电感器检测信号。
然而另一个示例涉及一种方法，该方法能够包括在低压降(LDO)模式下操作功率控制电路。方法还能够包括在功率控制电路处接收使能直流(DC)-DC信号。方法还能够包括响应于使能DC-DC信号，检测耦合到DC-DC转换器的电感器的存在或缺乏。方法还能够包括响应于检测的电感器存在，启动DC-DC转换器。
附图说明
图1例示具有被用于控制被提供到处理器核心的功率信号的功率控制电路的系统的框图。
图2例示用于控制功率控制电路的逻辑电路。
图3例示用于图2的逻辑电路的时序图。
图4例示电感器检测电路的电路图。
图5例示用于控制功率控制电路的示例方法的流程图。
具体实施方式
描述了用于检测耦合到功率控制电路(例如，集成电路芯片)的电感器的存在或缺乏和在低压降(LDO)模式到直流(DC)-DC模式之间转化且反之亦然的系统和方法。具体地，本文中所描述的系统和方法包括电感器检测电路，该电感器检测电路能够检测流过电感器的电流以检测电感器存在还是缺乏。如果电感器存在，则功率控制电路能够在DC-DC模式下操作。如果电感器不存在，则功率控制电路能够在LDO模式下操作。
图1例示具有可以用于控制被提供到处理器核心4的功率信号(在图1中被标记为“VDD”)的功率控制电路3的系统2的框图。功率控制电路3能够被实施在集成电路(IC)芯片上。在一些示例中，功率控制电路3能够被安装在电路板上。被提供到处理器核心4的功率信号(VDD)能够是从线性调节器6提供的低压降(LDO)电压信号(在图1中被标记为“VDD”)或者由DC-DC转换器8输出的切换电压信号(图1中被标记为“VOUTSW”)。线性调节器6能够是LDO调节器。
能够由DC电源电压(在图1中被标记为“VDDSW”)驱动DC-DC转换器8。此外，能够由另一个DC电源电压(在图1中被标记为“VDDIO”)驱动线性调节器6。在一些示例中，能够从功率控制电路3安装在其上的电路板的公共电源(例如，短接源极)供应VDDSW和VDDIO。电感器12能够耦合在处理器核心4和DC-DC转换器8之间。而且，电容器13能够耦合到电感器12和处理器核心4。此外，处理器核心4能够耦合到线性调节器6。能够由DC电压驱动处理器核心4(例如，能够由DC电压向处理器核心4供电)，使得能够从DC-DC转换器8(经由电感器12)或者线性调节器6提供功率信号(VDD)。因此，功率控制电路3能够在两个不同模式(也就是，LDO模式和DC-DC模式)下操作，在LDO模式下，由线性调节器6的输出(VDD)向处理器核心4供电，在DC-DC模式下，由DC-DC转换器8的输出(VOUTSW)经由电感器12向处理器核心4供电。
功率控制电路3能够包括控制逻辑件9，响应于从外部控制单元(包括功率管理模块(PMM)或其它单元)提供的各种控制信号，控制逻辑件9能够启动和停用DC-DC转换器8和线性调节器6。例如，控制逻辑件9能够从外部控制单元接收LDO使能信号(在图1中被标记为“LDO ENABLE”)。作为响应，控制逻辑件9能够使线性调节器提供LDO电压信号(VDD)。在一些示例中，系统2能够经配置使得在初始起动后，断言LDO使能信号(例如，使LDO ENABLE信号变为高)，使得由线性调节器6驱动处理器核心4，并且功率控制电路3在LDO模式下操作。
为了实现提高的功率效率，系统2能够经配置用于尝试从LDO模式转化为DC-DC模式。为了转化到DC-DC模式，能够由外部控制单元断言使能DC-DC信号(在图1中被标记为“DC-DC ENABLE”)(例如，使使能DC-DC信号变为高)，并且能够由控制逻辑件9接收使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)。
系统2能够在经历显著的机械振动的环境(诸如汽车或工业工具环境)中实现。例如，处理器核心4能够是例如汽车的微控制器单元(MCU)或工业控制系统的控制单元。在任何此类情况下，(由于机械振动)存在电感器12可能与DC-DC转换器8和/或处理器核心4断开的可能性。在该情况下，在DC-DC转换器8和处理器核心4之间没有导电通路。
响应于使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)被断言(例如，变为高的)，控制逻辑件9能够断言(例如，使其变为高)被提供到功率控制电路3的电感器检测电路14的使能电感器检测信号(在图1中被标记为“EN_IND_DET”)。响应于使能电感器检测信号(EN_IND_DET)被断言(例如，变为高)，电感器检测电路14能够确定电感器12是否仍然导电耦合到DC-DC转化器8和处理器核心4，这能够被称为检测电感器12存在。如果电感器检测电路14检测电感器12存在，则电感器检测电路14能够将所断言的(例如，高的)电感器检测信号返回到控制逻辑件9。如本文中所解释的，由电感器检测电路14返回的电感器检测信号能够是“原始电感器检测信号”，“原始电感器检测信号”可以具有电感器12的瞬态错误检测。于是，以本文中所描述的方式由控制逻辑件9滤波和处理由电感器检测电路14输出的信号，以减少或消除电感器12的错误检测的可能性。如果电感器检测电路14检测电感器12不存在，则指示电感器12已经与DC-DC转换器8和/或处理器核心4导电解耦(例如，由于机械振动)，电感器检测电路14不断言电感器检测信号(例如，电感器检测信号为低)。
响应于来自电感器检测电路14的使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)和电感器检测信号两者被断言(变为高的)，控制逻辑件9能够将断言的(例如，变为高的)使能DC-DC驱动信号提供到DC-DC转换器8，以启动(例如，接通)切换电压信号(VOUTSW)。在一些示例中，响应于检测到没有断言(例如，低)电感器检测信号，指示电感器12不存在，控制逻辑件9能够将去断言的(变为低或保持低)使能DC-DC驱动信号发送到DC-DC转换器8，这导致DC-DC转换器8禁用(或不使能)切换输出电压信号(VOUTSW)。供选择地，响应于检测使能DC-DC信号(DC-DCENABLE)和电感器检测信号两者被断言(例如，使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)和电感器检测信号两者变为高)，指示电感器12存在，控制逻辑件9能够将禁用(关断)线性电压信号提供到线性调节器6。作为响应，线性调节器6能够禁用线性功率输出(VDD)，使得由切换输出(VOUTSW)经由电感器12向处理器核心4供电，从而完成功率控制电路3从LDO模式到DC-DC模式的转化。
周期性地和/或异步地，系统2可以初始化功率复位程序。在此类情况下，使能DC-DC信号能够被去断言(例如，变为低)，从而导致控制逻辑件9用信号通知DC-DC转换器以禁用切换输出(VOUTSW)，并且能够断言LDO使能信号(例如，LDO使能信号变为高)，从而导致LDO输出被提供到处理器核心4作为VDD，并且导致功率控制电路3转化到LDO模式。
在功率复位之后，外部控制单元可以再断言使能DC-DC信号(例如，使使能DC-DC信号变为高)，尝试以所描述的方式将功率控制电路3重新转化为DC-DC模式。在这个方式中，在电感器12与DC-DC转换器8和/或处理器核心4导电解耦而功率控制电路3已经在DC-DC模式下进行操作的情形下，功率控制电路3能够被转化为LDO模式。
通过采用该系统2，功率控制电路3能够在两个不同的功率模式下进行操作，两个不同的功率模式也就是LDO模式和DC-DC模式。而且，在其中电感器12不存在(这将指示电感器12已经与处理器核心和/或DC-DC转换器8导电解耦)的情况下，功率控制电路3能够经配置用于防止转化为DC-DC模式。而且，电感器检测电路14能够自动地检测电感器12的存在(或缺乏)，从而避免需要系统2的外观检验，以确定电感器12是否已经与处理器核心4和/或DC-DC转换器8导电解耦。
图2例示能够被采用用于控制功率控制电路(例如，图1的功率控制电路3)的逻辑电路100的示例。在一些示例中，逻辑电路100的部分(或全部)能够被包括在功率控制电路中，诸如在图1的控制逻辑件9中。在其它示例中，逻辑电路100的一些或全部部分能够被实施在外部单元上。图3例示针对图2所例示的和描述的信号的时序图150。为了解释简单的目的，在图2和图3中使用相同的术语，以指代相同的结构和信号。
能够由使能LDO信号(在图2中标记为“LDO ENABLE”)和使能DC-DC信号(图2和图3中被标记为“DC-DC ENABLE”)驱动逻辑电路100。在其中功率控制电路不采用外部电源的情况下，能够断言使能LDO信号(LDO ENABLE)(例如，使使能LDO信号变为高)。在其中需要/期望转化为DC-DC模式的情况下，能够断言使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)(例如，使使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)变为高)。使能LDO信号(LDO ENABLE)和使能DC-DC信号(DC-DCENABLE)两者能够被提供到与门104的输入。此外，停止电感器检测信号(图2中被标记为“STOP_IND_DET”)能够被提供到上升延迟电路106(例如，图2和图3中被示出为大约40微秒(μs)上升延迟)，上升延迟电路106能够生成DC-DC序列完成信号(在图2中被标记为“DCDC_SEQ_DONE”)。停止电感器检测信号(STOP_IND_DET)能够被提供到与门104的反相输入。DC-DC序列完成信号(DCDC_SEQ_DONE)和电感器检测信号(INDUCTOR DETECT)一起提供指示功率控制电路是否从LDO模式转化为DC-DC模式的信息。
能够由被提供到上升延迟电路106的反相控制端口的上电复位信号(图2和图3中被标记为“PORTZ”)控制上升延迟电路106。与门104的输出能够是能够被提供到电感器检测电路108的使能电感器检测信号(在图2和图3中被标记为“EN_IND_DET”)。能够从功率管理(PMM)输入/输出(I/O)电源107提供上电复位信号(PORZ)。
电感器检测电路108能够输出原始电感器检测信号(在图2和图3中被标记为“IND_DET_RAW”)。在检测电感器(例如，图1的电感器12)存在之后(例如，导电耦合到DC-DC转换器和处理器核心)，能够断言原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)(例如，使原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)变为高)，并且在检测电感器不存在(例如，与DC-DC转换器和/或处理器核心导电解耦)之后，能够去断言原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)(例如，使原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)变为低)。
原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)能够被提供到与门110的输入。此外，使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)被提供到上升延迟电路114(例如，施加大约40μs的延迟)，并且由被提供到上升延迟电路114的反相控制端口的上电复位信号(PORZ)控制使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)。上升延迟电路114的输出是电感器检测屏蔽信号(在图2和图3中被标记为“IND_DET_MASK”)。电感器检测屏蔽信号(IND_DET_MASK)能够被提供到与门110的输入，并且被提供到上升延迟电路112(例如，大约5μs的延迟)，以生成停止电感器检测信号(STOP_IND_DET)。
与门110能够输出能够被提供到锁存器116的输入的非锁存电感器检测信号(在图2和图3中被标记为“IND_DET_UNLATCH”)。在这个方式中，电感器检测屏蔽信号(IND_DET_MASK)滤波(例如，防止)对原始电感器检测信号(INT_DET_RAW)的“错误高”毛刺(glitch)(瞬态信号)。具体地，当断言使能电感器检测信号(EN_IND_DET)(使使能电感器检测信号(EN_IND_DET)变为高)，并且电感器不存在时，DC-DC转换器(例如，DC-DC转换器8)的切换输出(图2和图3中被标记为“VOUTSW”)能够是具有来自VSSSW和VDDSW中的任何值的瞬时电压的浮动节点。直到浮动节点放电到低于电感器检测器阈值(例如，由晶体管，如本文中所解释的)的水平，原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)可以保持高，导致上文所提到的“错误高”毛刺(瞬态信号)。能够在上升延迟电路114处设定浮动节点的放电时间(例如，～40μs)。于是，当在放电时间之后原始电感器检测信号(INT_DET_RAW)保持高时，仅断言电感器检测非锁存信号(IND_DET_UNLATCH)。锁存器116能够是D类型触发器，能够用使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)的反转版本复位该D类型触发器。锁存器116的输出能够是电感器检测信号(在图1、图2和图3中被标记为“INDUCTOR DETECT”)。如参考图2和图3所例示和所描述的，如果电感器存在，则断言电感器检测信号(“INDUCTOR DETECT”)(例如，使电感器检测信号(“INDUCTORDETECT”)变为高)。而且，如在图2和图3中所例示的，如果电感器不存在(例如，电感器已经通过机械振动变得解耦)，则功率控制开关不会从LDO模式切换到DC-DC模式，并且去断言其它相关信号(例如，“EN_DCDC_CONTROL”和“EN_DCDC_DRV”)(例如，使其它相关信号(例如，“EN_DCDC_CONTROL”和“EN_DCDC_DRV”)变为低)。
电感器检测信号(“INDUCTOR DETECT”)能够被提供到与门118的输入，并且被提供到能够将下降延迟提供到电感器检测信号(电感器检测)的下降延迟电路120(例如，大约40μs的)。能够由被提供到下降延迟电路120的反相控制端口的上电复位信号(PORZ)控制下降延迟电路120。下降延迟电路120能够输出使能DC-DC控制信号(在图2和图3中被标记为“EN_DCDC_CONTROL”)，该使能DC-DC控制信号(在图2和图3中被标记为“EN_DCDC_CONTROL”)能够被提供到DC-DC控制电路122，并且能够被提供到上升延迟电路124。上升延迟电路124能够将大约40μs的上升延迟施加到使能DC-DC控制信号(EN_DCDC_CONTROL)，并且能够由上电信号(PORZ)控制上升延迟电路124，上电信号(PORZ)被提供到上升延迟电路124的反相控制端口。
上升延迟电路124能够输出使能DC-DC驱动信号(在图2和图3中被标记为“EN_DCDC_DRV”)。使能DC-DC驱动信号(EN_DCDC_DRV)能够被提供到与门118，并且能够被提供到DC-DC驱动器和开关电路126(例如，图1的DC-DC转换器8)。
在接收断言的(例如，高的)使能DC-DC控制信号(EN_DCDC_CONTROL)和断言的(高的)使能DC-DC驱动信号(EN_DCDC_DRV)之后，DC-DC转换器(例如，DC-DC转换器8)的切换输出(VOUTSW)能够被输出作为方波，该方波在中性电压(例如，VSSSW，～0V)和高压(例如，VDDSW，～3.3V)之间摆动。
此外，与门118能够输出DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(在图2和图3中被标记为“DCDC_UP_DIS_LDO”)。当功率控制电路是在DC-DC模式下操作时，能够断言DC-DC激活/禁用调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)(例如，DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)是高的)。DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)能够被用于使能/禁用输出线性电压(“LDO”)的线性调节器。因此，如图3所示，最初，切换输出电压(“VOUTSW”)是线性电压1.2V，使得功率控制电路是在LDO模式下操作，并且然后功率控制电路转化为DC-DC模式。而且，如图3所示，在启动DC-DC切换之后，线性电压(LDO)掉电。然而，如果电感器不存在(如由电感器检测信号(INDUCTOR DETECT)所指示的)，则不断言DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)(例如，DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)持续为低)，并且功率控制电路不切换到DC-DC模式。DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)(该信号还能够被称为线性输出禁用信号)能够被提供到线性调节器(例如，图1的线性调节器6)，以控制线性电压信号(LDO)的输出。
更具体地，如逻辑电路100的操作中所例示的，DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)能够被提供到线性调节器。在DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)断言(变为高)后，线性调节器能够经配置用于禁用LDO输出。而且，如由逻辑电路100所例示的，如果没有断言电感器检测信号(电感器检测)，则DC-DC激活/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)保持低，使得功率控制电路继续在LDO模式下操作。
应当注意，在逻辑电路100操作时，在使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)断言之后的预定时间之后，也就是通过上升延迟电路114和上升延迟电路112的组合添加延迟，停止电感器检测信号(STOP_IND_DET)关断电感器的进一步检测。停止电感器检测信号(STOP_IND_DET)防止电感器检测电路108输出原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)的错误值。具体地，一旦功率控制电路处于DC-DC模式，并且电感器存在，DC-DC转换器的输出就在VSSSW(～0V)和VDDSW(～3.3V)之间摆动。在该情况下，即使电感器存在且功率控制电路在DC-DC模式下操作，电感器检测电路108也将间歇地输出指示缺乏电感器的原始电感器检测信号(RAW_IND_DET)。如图3中所例示的，在功率控制电路在DC-DC模式下操作之前，断言停止电感器检测信号(STOP_IND_DET)。
例如，响应于上电复位信号(PORZ)断言(例如，变为高)或其它情形，可以去断言使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)(例如，使使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)变为低)。如图3中所例示的，如果去断言使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)(例如，使使能DC-DC信号(DC-DCENABLE)变为低)，也去断言电感器检测屏蔽(IND_DET_MASK)(例如，使电感器检测屏蔽(IND_DET_MASK)变为低)，并且也去断言电感器检测信号(电感器检测)(例如，使电感器检测信号(电感器检测)变为低)。在(例如，由下降延迟电路120所施加的)延迟之后，也去断言使能DC-DC控制信号(EN_DCDC_CONTROL信号)(例如，使使能DC-DC控制信号(EN_DCDC_CONTROL信号)变为低)，这导致对应去断言使能DC-DC驱动信号(EN_DCDC_DRV)，从而也导致DC-DC启动/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)的去断言(例如，变为低)。如图3中所例示的，在去断言(例如，变为低)DC-DC启动/禁用经调节(线性)电压信号(DCDC_UP_DIS_LDO)之后，切换输出(VOUTSW)返回到1.2V的线性电压，使得功率控制电路在LDO模式下进行操作。
另外，甚至在其中由于设计缺乏电感器的情况下，能够在功率控制电路中采用逻辑电路100。在此类功率控制电路中，通过采用逻辑电路100，如果不利地(或有意地)断言使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)信号(例如，使使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)信号变为高)，则功率控制电路将简单地不检测电感器(原因是电感器将不存在)，并且功率控制电路将无缝地继续在LDO模式下操作。
图4例示可被用于实施图2的电感器检测电路108和/或图1中所例示的电感器检测电路14的电感器检测电路200的示例。为了解释简单的目的，在图2-图4中使用相同的术语，以指代相同的结构和信号。图4中所例示的电路的一些部件(包括DC-DC功率FET和电感器检测电路200)能够被实施在集成电路(IC)芯片上。电感器检测电路200能够耦合到一组DC-DC功率场效应晶体管(FET)202的输出。DC-DC功率FET 202能够被实施在DC-DC转化器(例如，图1的DC-DC转化器8)中。DC-DC功率FET 202的输出能够是响应于DC-DC驱动信号(EN_DCDC_DRV)启动的切换电压VOUTSW(例如，如图2和图3中所例示的)。当切换电压VOUTSW激活时，切换电压提供方波，该方波在VSSSW(例如，大约‘0V’)和VDDSW(例如，大约3.3V)之间摆动。
切换电压VOUTSW能够耦合到电感器检测电路200和外部电感器204(例如，在IC芯片的外部)。电感器204能够将输出电压VDD提供到诸如处理器核心的部件。如所提到的，本系统(包括电感器检测电路200和DC-DC功率FET 202)能够在应用的经历显著的机械振动的环境(例如，汽车)下操作。因此，在一些情况下，由于这种振动，所以电感器204可能脱离，从而切断与DC-DC功率FET 202和/或由电感器204的输出驱动的另外部件(例如，处理器核心)的导电连通(例如，与DC-DC功率FET 202和/或由电感器204的输出驱动的另一个部件(例如，处理器核心)的导电连通解耦)。于是，电感器检测电路200能够检测电感器204的存在(例如，电感器正确地与DC-DC功率FET 202导电连通)或缺乏(例如，电感器204已经导电解耦)。电容器205能够耦合到电感器204，并且输出电压VDD被提供在电感器204和电容器205之间的节点处。
具体地，电感器检测电路200能够包括第一N沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(N-MOS)206和第二N-MOS 208。切换输出VOUTSW能够耦合到第一N-MOS 206的漏极(例如，输入节点)。第一N-MOS 206的源极(例如，输出节点)能够耦合到第二N-MOS 208的栅极(例如，控制节点)，并且耦合到电阻器210。第二N-MOS 208的栅极的阈值电压能够限定电感器检测阈值水平。电阻器210能够具有大约2.5千欧姆(kΩ)的电阻。第一N-MOS的主体能够耦合到电中性节点212(例如，接地)。第二N-MOS 208的源极(例如，输出节点)和电阻器210还能够耦合到电中性节点212。参考电流(在图4中被标记为“IREF”)能够耦合到第二N-MOS 208的漏极(例如，输入节点)。能够从恒流源213提供参考电流(IREF)。此外，第二N-MOS的漏极(例如，输入节点)能够被提供到反相器214(例如，逻辑部件)。反相器214的输出能够是原始电感器检测信号(在图2-图4中被标记和描述为“IND_DET_RAW”)。在一些示例中，缓冲电路215还能够耦合到切换输出VOUTSW。在此类示例中，缓冲电路215能够是简单的串联RC电路。缓冲电路215能够被例如用于抑制切换输出VOUTSW中的噪声。
能够由使能电感器检测信号(在图2-图4中被标记和描述作为“EN_IND_DET”)控制第一N-MOS 206的栅极(例如，控制节点)。在操作中，电感器检测电路200操作为将参考电流IREF与流过第二N-MOS 208的电流进行比较的电流比较器。具体地，如参考图2-图3所描述的，在断言使能DC-DC信号(DC-DC ENABLE)之后，断言使能电感器检测信号(EN_IND_DET)(例如，使使能电感器检测信号(EN_IND_DET)变为高)。如果电感器204存在，则电感器检测信号(EN_IND_DET)的断言(例如，变为高)基本上使输出电压VOUTSW与输出电压VDD短接，使得第二N-MOS208的栅极进入高的状态，从而使反相器214的输入拉低到低状态，使得反相器214的输出导致原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)处于高状态(断言)。
相反，如果电感器204不存在(例如，由于机械振动电感器204缺乏)且断言电感器检测信号(EN_IND_DET)(电感器检测信号(EN_IND_DET)为高状态)，则VOUTSW通过电阻器210被拉到低状态(例如，大约0V)。而且，在该状态下，第二N-MOS 208的栅极也被拉到低状态，使得到反相器的输入处于高状态，从而导致原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)处于低状态(去断言)。
如图4所例示的，电感器检测电路200能够准确地检测电感器204的存在或缺乏，并且提供表征电感器204的存在或缺乏的原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)(其也能够被简单地称为电感器检测信号)。而且，如所例示的，电感器检测电路200不需要昂贵的部件(诸如高频振荡器)检测电感器204的存在或缺乏。在这个方式中，如本文中所描述的，采用电感器检测电路200的系统能够将功率模式从LDO模式切换到DC-DC模式，以实现更大的功率效率，只要电感器204尚未与DC-DC功率FET的输出和/或被供电的部件(例如，处理器核心)脱离/解耦。
还如参考图2和图3所解释的，在一些情况下，原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)可以提供“错误高”毛刺(例如，瞬态信号)。例如，在断言使能电感器检测信号(EN_IND_DET)(使能电感器检测信号(EN_IND_DET)变为高)之后立即，切换输出VOUTSW能够是VSSSW和VDDSW之间的任何值的“浮动节点”，该“浮动节点”可以高于电感器检测阈值水平(不管电感器204是否存在，该阈值水平都使得原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)被临时断言(使原始电感器检测信号(IND_DET_RAW)变为高))。因此，图2和图3中所描述的逻辑电路100的电感器检测屏蔽信号(IND_DET_MASK)施加延迟(例如，40μs)，以确保在能够断言电感器检测信号(电感器检测)(使电感器检测信号(电感器检测)变为高)之前，提供足够的放电时间。
此外，逻辑电路100的操作确保电感器检测电路200的操作基本上独立于电感器204和/或诸如缓冲电路215(例如，串联RC电路)的其它外部部件的值。例如，断言使能电感器检测信号(EN_IND_DET)导致缓冲电路215在电感器检测屏蔽信号(IND_DET_MASK)施加延迟时间内从VDDSW放电到大约0V(或至少低于电感器检测阈值)。因此，甚至由缓冲电路215(或类似的部件)导致的错误高(瞬态信号)不会导致电感器检测信号(电感器检测)错误。
另外，如参考图2和图3所解释的，禁用DC-DC驱动信号(EN_DCDC_DRV)(使DC-DC驱动信号(EN_DCDC_DRV)变为低)，直到断言电感器检测信号(电感器检测)信号(使电感器检测信号(电感器检测)信号变为高)。在这个方式中，DC-DC功率FET 202保持“关闭”状态，而电感器检测电路200检测电感器204的存在或缺乏。
鉴于上述结构和上面所描述的功能特征，参考图5将更好地了解示例方法。为了解释简单的目的，虽然图5的示例方法被示出和描述为顺序执行，但是应当理解和了解，本示例不受所例示的次序的限制，因为一些动作能够在其它示例中以不同的次序、多次和/或与本文中所示和所描述的动作同时发生。而且，没有必要实行所有的所描述的动作来实施方法。图5的示例方法能够被实施在IC芯片(例如，功率控制电路)上。
在310，功率控制电路(例如，图1的功率控制电路3)能够在LDO模式下操作，使得由功率控制电路输出LDO电压信号(VDD)。在320，功率控制电路能够接收断言的(例如，高)使能DC-DC信号。可以断言使能DC-DC信号，例如，以实现更大的功率效率。
在330，电感器检测电路(例如，图1中所例示的电感器检测电路14和/或图4中所例示的电感器检测电路200)能够检测电感器(例如，图1的电感器12和/或图4的电感器204)是否存在。例如，电感器检测电路能够感测LDO电压信号VDD是否与DC-DC转换器(例如，图1的DC-DC转换器8)的输出VOUTSW短接。在340，基于从电感器检测电路提供的电感器检测信号，能够做出关于电感器是否存在的确定。例如，如果VDD与VOUTSW短接(如340中所指示的)，则电感器检测信号能够指示电感器存在，使得在340处的确定是肯定的(例如，是)。如果在340处的确定是肯定的(例如，是)，则方法300能够前进到350。相反，如果VDD没有与VOUTSW短接(例如，如330中所指示的)，则电感器检测信号能够指示电感器不存在(例如，由于振动，所以电感器已经脱离)，使得在340处的确定是否定的(例如，否)。如果确定是否定的(例如，否)，则方法300能够前进到360。
在350，能够启动DC-DC转换器，使得DC-DC转换器输出切换电压(VOUTSW)。在370，能够停用输出LDO电压信号(VDD)的线性调节器。
在360，功率控制电路能够维持在LDO模式下操作。因此，在360，没有启动DC-DC转换器。
上面所描述的是示例。当然，不可能描述部件或方法的每个能够想到的组合，但是本领域中的普通技术人员将认识到，许多另外的组合和排列是可能的。于是，本公开旨在涵盖落入包含随附权利要求书的本申请的范围内的全部此类变更、修改和变化。如本文中所使用的术语“包含(includes)”意指包含但不限于，术语“包含(including)”意指包含但不限于。术语“基于”意指至少部分地基于。此外，在本公开或权利要求书引用“一个(a/an)”、“第一”或“另一个”元件或其等效物的情况下，本公开或权利要求书应该被解释为包括一个或不止一个此类元件，既不要求也不排除两个或更多此类元件。

Claims (21)

1.一种功率控制集成电路芯片，即功率控制IC芯片，包括：
直流-直流转换器，即DC-DC转换器；
控制逻辑件，其耦合到所述DC-DC转换器，所述控制逻辑件被配置为当所述功率控制IC芯片在低压降模式即LDO模式下操作时，接收DC-DC使能信号；以及
电感器检测电路，其耦合到所述DC-DC转换器，所述电感器检测电路被配置为响应于所述控制逻辑件接收到所述DC-DC使能信号，接收从所述控制逻辑件输出的使能电感器信号，其中所述电感器检测电路被配置为响应所述使能电感器信号以检测所述电感器是否耦合到所述DC-DC转换器；以及
所述控制逻辑件被配置为响应于所述控制逻辑件接收到所述DC-DC使能信号和所述电感器检测电路确定所述电感器耦合到所述DC-DC转换器两者，启动所述DC-DC转换器。
2.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述DC-DC转换器被配置为耦合到处理器核心。
3.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述功率控制IC芯片在机动车辆上。
4.根据权利要求2所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述电感器检测电路检测所述处理器核心的电压是否基本短接到所述DC-DC转换器的输出，这指示所述电感器是否导电耦合到所述DC-DC转换器。
5.根据权利要求4所述的功率控制集成电路芯片，其中，响应于接收使能电感器检测信号，所述电感器检测电路断言所述电感器检测电路的晶体管的控制节点处的信号。
6.根据权利要求5所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述电感器检测电路输出表征所述电感器的存在或缺乏的电感器检测信号。
7.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，还包括LDO调节器，所述LDO调节器耦合到所述控制逻辑件，其中，响应于来自所述电感器检测电路的、指示所述电感器导电耦合到所述DC-DC转换器的信号，所述控制逻辑件将线性输出禁用信号提供到所述LDO调节器，其中，响应于所述线性输出禁用信号，所述LDO调节器禁用线性电压输出。
8.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述DC-DC转换器的切换输出包括方波。
9.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述电感器在所述功率控制IC芯片的外部。
10.根据权利要求7所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述控制逻辑件使所述功率控制IC芯片在以LDO模式操作和以DC-DC模式操作之间转变，其中，在所述LDO模式下，所述LDO调节器输出线性电压，其中，在所述DC-DC模式下，所述DC-DC转换器输出切换电压。
11.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，其中，所述控制逻辑件对在预定放电时间期间发生的来自所述电感器检测电路的瞬态信号进行滤波。
12.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，其中，在使能切换输出使能信号到所述DC-DC转换器之前，所述控制逻辑件禁用到所述电感器检测电路的电感器检测信号。
13.根据权利要求1所述的功率控制集成电路芯片，其中，在接收到来自所述电感器检测电路的、指示所述电感器导电耦合到所述DC-DC转换器的信号之前，所述控制逻辑件禁用所述DC-DC转换器的功率晶体管。
14.一种电感器检测电路，所述电感器检测电路包括：
第一晶体管，所述第一晶体管包括：
控制节点，所述控制节点接收使能电感器检测信号；
输入节点，所述输入节点耦合到直流-直流转换器的输出，即DC-DC转换器的输出；以及
输出节点，所述输出节点耦合到电阻器；以及
第二晶体管，所述第二晶体管包括：
控制节点，所述控制节点耦合到所述电阻器并且耦合到所述第一晶体管的所述输出节点；
输入节点，所述输入节点耦合到恒流源并且耦合到逻辑部件的输入；以及
输出节点，所述输出节点耦合到电中性节点；
其中，所述逻辑部件的输出提供电感器检测信号，所述电感器检测信号指示所述电感器检测电路是否检测到耦合到所述DC-DC转换器的所述输出的电感器。
15.根据权利要求14所述的电感器检测电路，其中，所述逻辑部件是反相器。
16.根据权利要求14所述的电感器检测电路，其中，所述电感器检测电路和所述DC-DC转换器被实施在集成电路芯片即IC芯片上，并且所述电感器在所述IC芯片的外部。
17.根据权利要求16所述的电感器检测电路，其中，所述IC芯片和所述电感器被实施在汽车中。
18.一种用于电感器检测的方法，所述方法包括：
当功率控制电路在低压降模式即LDO模式下操作时，由所述功率控制电路接收直流-直流使能信号即DC-DC使能信号；
响应于接收到所述DC-DC使能信号，检测电感器是否耦合到所述功率控制电路中的DC-DC转换器；以及
响应于接收到所述DC-DC使能信号和检测到所述电感器耦合到所述功率控制电路中的所述DC-DC转换器两者，启动所述功率控制电路中的所述DC-DC转换器。
19.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括：
响应于检测到所述电感器没有耦合到所述功率控制电路中的所述DC-DC转换器，停用所述DC-DC转换器。
20.根据权利要求18所述的方法，所述方法还包括：
响应于检测到所述电感器耦合到所述功率控制电路中的所述DC-DC转换器，停用所述功率控制电路的LDO调节器，将所述功率控制电路从所述LDO模式转变为DC-DC模式。
21.根据权利要求18所述的方法，其中，检测所述电感器是否耦合到所述功率控制电路中的所述DC-DC转换器包括：
感测所述DC-DC转换器的输出和施加到外部部件的输出电压之间的短接。
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