CN113157045B - 电压调节器电路和方法 - Google Patents

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Abstract

本公开涉及电压调节器电路和方法。一种电压调节器包括输出节点、控制电路和功率级。该控制电路被配置为从耦合至输出节点的负载电路接收功率状态信号，并基于该功率状态信号输出控制信号。该功率级包括耦合至输出节点的多个相位电路，并且被配置为响应于控制信号而启用多个相位电路中的相位电路。

Description

电压调节器电路和方法
技术领域
本公开总体涉及电压调节器电路和方法。
背景技术
电压调节器通常用于基于各种电源电压输入来生成稳定的输出电压电平。在升压转换器配置中，直流(DC)输出电压电平高于DC电源电压电平，而在降压转换器配置中，DC输出电压电平低于DC电源电压电平。
在一些情况下，电压调节器包括多个相位，每个相位在输出时间段的给定部分中提供负载电流。与单相位电压调节器相位比，多相位布置可提供更高的效率、更快的瞬态响应，并减少输出电压纹波。
发明内容
根据本公开的一个实施例，提供了一种电压调节器，包括：输出节点；控制电路，所述控制电路被配置为从耦合至所述输出节点的负载电路接收功率状态信号，并且基于所述功率状态信号来输出控制信号；以及功率级，所述功率级包括多个相位电路，所述多个相位电路中的每个相位电路耦合至所述输出节点，其中，所述功率级被配置为响应于所述控制信号而启用所述多个相位电路中的相位电路。
根据本公开的另一实施例，提供了一种调节电压的方法，所述方法包括：在多相电压调节器的控制电路处接收功率状态信号；以及响应于所述功率状态信号，启用所述电压调节器的预定数量的相位。
根据本公开的又一实施例，提供了一种电压调节器，包括：控制电路，所述控制电路被配置为输出控制信号和启用信号；以及功率级，所述功率级包括多个相位电路，所述多个相位电路中的每个相位电路包括多个分段，其中，所述功率级被配置为：响应于所述控制信号而启用所述多个相位电路中的相位电路，并且响应于所述启用信号而启用所述多个相位电路中的所述相位电路的所述多个分段中的分段。
附图说明
当结合附图阅读时，从以下详细描述中可以最好地理解本公开的各方面。应注意，根据工业中的标准实践，各种特征未按比例绘制。实际上，为了清楚讨论，可以任意增加或减小各种特征的尺寸。
图1是根据一些实施例的电压调节器电路的示意图。
图2A是根据一些实施例的电压调节序列的表示。
图2B是根据一些实施例的调节电压的方法的流程图。
图3是根据一些实施例的电压调节器电路的示意图。
图4是根据一些实施例的相位电路(phase circuit)的示意图。
图5是根据一些实施例的相位电路的示意图。
图6是根据一些实施例的相位电路的示意图。
图7是根据一些实施例的调节电压的方法的流程图。
具体实施方式
下面的公开内容提供了用于实现所提供的主题的不同特征的许多不同的实施例或示例。下文描述了组件、值、操作、材料、布置等的具体示例以简化本公开。当然，这些仅仅是示例而不意图是限制性的。预期其他组件、值、操作、材料、布置等。例如，在下面的说明中，在第二特征上方或之上形成第一特征可以包括以直接接触的方式形成第一特征和第二特征的实施例，并且还可以包括可以在第一特征和第二特征之间形成附加特征，使得第一特征和第二特征可以不直接接触的实施例。此外，本公开可以在各种示例中重复参考标号和/或字母。该重复是为了简单和清楚的目的，并且本身并不表示所讨论的各个实施例和/或配置之间的关系。
此外，本文中可能使用了空间相关术语(例如，“下方”、“之下”、“低于”、“以上”、“上部”等)，以易于描述图中所示的一个要素或特征相对于另外(一个或多个)要素或(一个或多个)特征的关系。这些空间相关术语意在涵盖器件在使用或工作中除了图中所示朝向之外的不同朝向。装置可能以其他方式定向(旋转90度或处于其他朝向)，并且本文中所用的空间相关描述符同样可能被相应地解释。
在各个实施例中，电压调节器接收指示负载电路的功率状态的信号，并且作为响应，启用耦合到负载电路的预定数量的相位电路。在一些实施例中，使用基于修整(trim-based)的电流平衡方案来于启用电压调节器的相位电路。与其中电流平衡和所启用的相位电路的数量基于监测输出电流的方法相比，电压调节器的复杂性和响应时间因此得以减少。
图1是根据一些实施例的电压调节器电路100的示意图。电压调节器电路100包括耦合到负载电路100L的电压调节器100VR。
两个或更多个电路元件被认为是基于直接电连接或包括一个或多个附加电路元件(例如，一个或多个逻辑或传输门)的电连接而耦合的，从而能够被控制，例如，通过晶体管或其他开关器件而变为阻性或开路。
在图1所示的实施例中，电压调节器100VR通过节点SENSE并通过信号路径PSP直接连接到负载电路100L。在各个实施例中，一个或多个附加电路元件(例如，一个或多个开关器件)沿着信号路径PSP耦合在电压调节器100VR和节点SENSE、节点SENSE和负载电路100L、或电压调节器100VR和负载电路100L中的一个或多个之间。
电压调节器100VR是如下讨论被配置为多相降压转换器型电压调节器的电子电路，包括一个或多个输入端子(图1中未示出)，其被配置为接收一个或多个电源电压电平，并且响应于节点SENSE处的电压Vsense在输出节点OUT处产生电压Vout。电压调节器100VR包括被配置为在信号路径PSP上接收信号PSS的输入端子PSSIT。
负载电路100L是被配置为在多个功率状态下操作的电子电路，每个功率状态对应于电压调节器100VR输出的负载电流IL的值，负载电流IL的值在最小负载电流值到最大负载电流值的范围内。负载电路100L被配置为生成指示多个功率状态中的特定功率状态的信号PSS。信号PSS包括对应于逻辑状态的多个电压电平，多个电压电平的每个配置从而指示多个功率状态中的相应的功率状态。在各个实施例中，信号PSS包括电压电平的并行或串行配置中的一者或两者。
在一些实施例中，功率状态和负载电流值具有一对一的对应关系，使得特定负载电流值唯一地应用于信号PSS所指示的功率状态。在一些实施例中，功率状态的数量超过负载电流值的数量，使得特定负载电流值应用于信号PSS所指示的一个以上功率状态。在一些实施例中，信号PSS被配置为指示负载电流值，使得多个电压电平的特定配置指示能够对应于负载电路100L的一个以上功率状态的负载电流值或值范围。
在一些实施例中，负载电路100L包括多个电子电路。在一些实施例中，负载电路100L包括片上系统(SOC)的一些或全部。在一些实施例中，信号PSS所指示的功率状态对应于SOC操作模式，例如，睡眠模式、待机模式、部分激活模式、完全激活模式、或高性能模式中的一种或多种。
在一些实施例中，负载电路100L被包括在第一集成电路(IC)管芯中，并且电压调节器100VR的一些或全部被包括在除第一IC管芯之外的一个或多个IC管芯中。在一些实施例中，负载电路100L以及电压调节器100VR的一些或全部被包括在同一IC芯片中。
电压调节器100VR包括耦合到功率级120的控制电路110，以及耦合在输出节点OUT与电源参考节点VSSN之间的电容器Cout，电容器Cout被配置为承载电源参考电压电平，例如，地。
控制电路110是被配置为接收信号PSS并基于信号PSS生成控制信号CTRL的电子电路，如下所述。在各个实施例中，控制电路110包括一个或多个处理器、一个或多个逻辑电路、一个或多个存储器电路等的一个或组合。
在各个实施例中，控制信号CTRL包括对应于逻辑状态的多个电压电平，多个电压电平的每个配置对应于功率级120的特定配置，如下所述。在各个实施例中，控制信号CTRL包括电压状态的并行或串行配置的一者或两者。在一些实施例中，控制信号CTRL包括一个或多个脉冲宽度调制(PWM)信号。
功率级120是包括M个相位电路PH1-PHM(在一些实施例中也称为相位)的电子电路。每个相位电路PH1-PHM被配置为产生电流I1-IM中的相应的一个并将其输出到输出节点OUT。功率级120被配置为接收控制信号CTRL并基于控制信号CTRL启用相位电路PH1-PHM中的一个或多个，从而在操作中基于控制信号CTRL生成电流I1-IM中的相应的一个或多个。
在一些实施例中，功率级120包括两个到十六个的范围内的M个相位电路PH1-PHM。在一些实施例中，功率级120包括四个到八个的范围内的M个相位电路PH1-PHM。在一些实施例中，功率级120包括大于十六的M个相位电路PH1-PHM。在一些实施例中，功率级120不包括相位电路PH1-PHM中的一些或全部，并且功率级120以其他方式被配置为基于控制信号CTRL产生电流I1-IM中的一个或多个。
每个相位电路PH1-PHM包括一个或多个驱动器电路D1、一个或多个电源开关S1和电感器L1。驱动器电路(例如，一个或多个驱动器电路D1)是被配置为接收控制信号CTRL中的一些或全部，并且响应于控制信号CTRL输出一个或多个驱动器电压(图1中未示出)的电子电路。在一些实施例中，驱动器电路包括一个或多个逻辑门。
一个或多个电源开关S1被耦合在节点VSSN以及被配置为承载一个或多个电源电压电平的电源节点(图1中未示出)之间。每个电源开关S1被配置为接收驱动器电压中的一个，并且响应于驱动器电压，选择性地将电感器L1的第一端子耦合到电源节点或节点VSSN之一、或将电感器L1的第一端子从电源节点或节点VSSN之一解耦。电感器L1的第二端子耦合到输出节点OUT。
在各个实施例中，对于相位电路PH1-PHM中的一个或多个，一个或多个驱动器电路D1、一个或多个功率开关S1或电感器L1中的至少一个是与一个或多个驱动器电路D1、一个或多个功率开关S1或电感器L1中的另外一个或多个中的一者或两者分离的分立器件。在各个实施例中，对于相位电路PH1-PHM中的一个或多个，一个或多个驱动器电路D1、一个或多个功率开关S1以及电感器L1中的每一个都被包括在同一IC芯片中。在一些实施例中，同一IC管芯包括具有片上磁电感器的电感器L1。
在一些实施例中，控制电路110和负载电路100L被包括在第一IC管芯中，并且相位电路PH1-PHM中的一个或多个被包括在除了第一IC管芯之外的一个或多个相应的IC管芯中。在一些实施例中，一个或多个附加管芯对应于基于第一特征尺寸的第一IC制造工艺，并且第一IC管芯对应于基于第二特征尺寸(小于第一特征尺寸)的第二IC制造工艺。
每个相位电路PH1-PHM因而被配置为(在操作中，响应于控制信号CTRL中的一些或全部)生成电流I1-IM中的相应的一个，其基于一个或多个电源开关S1被闭合一个或多个预定持续时间而处于启用状态而具有两个极性之一，或者基于一个或多个电源开关S1中的每一个被断开而处于禁用状态而具有基本上为零的幅度。每个相位电路PH1-PHM因而在启用状态下能够通过电感器L1对耦合到输出节点OUT的电容器Cout的第一端子进行充电和放电，并且在禁用状态下相对于电容器Cout的第一端子是电中性的。
控制电路110包括耦合到相位控制块114的信号生成器112。信号生成器112是被配置为接收电压Vsense并基于电压Vsense生成主控制信号MCTRL的电子电路，主控制信号MCTRL被配置为启用相位电路PH1-PHM中的每一个达信号周期的预定部分或相位，使得电流I1-IM顺序地对电容器Cout进行充电和/或放电，从而在操作中在调节输出节点OUT上的电压Vout的同时共同提供负载电流IL。
相位控制块114是被配置为接收来自信号生成器112的主控制信号MCTRL和来自输入端子PSSIT的信号PSS，并基于信号PSS输出主控制信号MCTRL的预定部分或全部作为控制信号CTRL的电子电路。作为控制信号CTRL被输出的主控制信号MCTRL的预定部分或全部被配置为启用相位电路PH1-PHM的预定子集或全部。
在一些实施例中，信号生成器112被配置为生成主控制信号MCTRL作为多个M个信号或信号对，例如，PWM信号，每个信号或信号对对应于相位电路PH1-PHM之一。在M个信号对的情况下，多个信号对中的每一对包括被配置为使第一电源开关S1选择性地将电感器L1的第一端子耦合到电源节点的第一信号，以及被配置为使第二电源开关S1选择性地将电感器L1的第一端子耦合到节点VSSN的第二信号。
在这样的实施例中，相位控制块114被配置为通过将相位电路PH1-PHM的相应子集或全部耦合到信号生成器112，并且将任何剩余的相位电路PH1-PHM从信号生成器112解耦，来输出主控制信号MCTRL的预定部分或全部作为控制信号CTRL，相位控制块114因而被配置为相位门控电路。
在操作中，从相位电路PH1-PHM输出的电流I1-IM贡献负载电流IL的相应部分，使得相位电路PH1-PHM的预定子集或全部的数量对应于负载电流IL的预定负载电流值。由于信号PSS指示负载电路100L的一个或多个功率状态，控制电路110因而被配置为在操作中输出控制信号CTRL，启用与对应于信号PSS所指示负载电路100L的一个或多个功率状态的负载电流IL相匹配的相位电路PH1-PHM的预定子集或全部。
在一些实施例中，相位控制块114被配置为基于映射到如由信号PSS指示的负载电路100L的功率状态的相位电路PH1-PHM的表114T来输出主控制信号MCTRL的预定部分或全部作为控制信号CTRL。在各个实施例中，表114T被包括在相位控制块114中、或除了相位控制块114之外的电路(未示出)中。
在各个实施例中，表114T被存储在存储器(例如，非易失性存储器(NVM))中和/或包括一个或多个逻辑门，其被配置为接收信号PSS中的一些或全部，并提供可用于输出主控制信号MCTRL的预定部分或全部作为控制信号CTRL的一个或多个信号。
在一些实施例中，除了被配置为接收一个或多个信号的输入端子PSSIT之外，电压调节器100VR还包括被配置为使表114T存储在电压调节器100VR中(例如，相位控制块114中)的一个或多个输入端子(未示出)。在一些实施例中，负载电路100L被配置为生成可用于在电压调节器100VR中创建和/或存储表114T的信息，并且电压调节器100VR被配置为接收由负载电路100L生成的信息。
通过上述配置，电压调节器100VR能够基于信号PSS来控制所启用的相位电路PH1-PHM的数量。在一些实施例中，电压调节器100VR以其他方式被配置为例如通过将相位控制块114包括在信号生成器112内以便能够基于信号PSS来控制所启用的相位电路PH1-PHM的数量。通过被配置为基于信号PSS来控制所启用的相位电路PH1-PHM的数量，电压调节器100VR能够比基于来自一个或多个监测电路的反馈来控制所启用的相位电路的数量的电压调节器更快地响应负载变化。
通过上述配置，电压调节器100VR还能够独立于监测电流(例如，负载电流IL、或电流I1-IM中的一些或全部)来控制所启用的相位电路PH1-PHM的数量。在一些实施例中，电压调节器100VR不包括被配置为监测电流I1-IM中的一个或多个、或负载电流IL的电路。因此，与其中所启用的相位电路的数量是基于监测一个或多个输出电流的方法相比，电压调节器100VR能够具有降低的复杂度。
图2A是根据一些实施例的电压调节序列的表示。图2A根据时间描绘了上面关于图1讨论的负载电路100L的负载电流IL的非限制性示例。电流IL被绘制在包括时间(Time)作为自变量以及电流(Current)作为因变量的曲线图上。
在时间t1之前，负载电流IL具有负载电流值IA，并且负载电路100L输出指示负载电路100L的相应第一功率状态的信号PSS。响应于指示第一功率状态的信号PSS，电压调节器100VR的控制电路110输出被配置为启用单个相位电路PH1-PHM的控制信号CTRL。
在时间t1处，负载电路100L发起到如信号PSS所指示的第二功率状态的转换。响应于指示第二功率状态的信号PSS，控制电路110输出被配置为启用一共八个相位电路PH1-PHM的控制信号CTRL。
从时间t1到时间t2，负载电流I1保持在负载电流值IA，这反映了负载电路100L在第二功率状态的开始到对应于第二功率状态的负载电流IL的实际增加之间的响应时间。在时间t2之后，负载电流IL斜坡上升至大于负载电流值IA的负载电流值IC。
因为控制电路110响应于信号PSS而输出控制信号CTRL，因此电压调节器100VR在负载电流IL斜坡上升到负载电流值IC之前，从单个启用的相位电路PH1-PHM增加到八个启用的相位电路PH1-PHM。电压调节器100VR因而能够在负载电流IL实际增加之前提供具有负载电流值IC的负载电流IL，并且避免否则可能在基于测量负载电流启用相位的方法中发生的功率下降。
在时间t3处，负载电路100L转换为对应于减小到负载电流值IB的负载电流IL的第三功率状态，该负载电流值IB小于负载电流值IC且大于负载电流值IA，如信号PSS所示。响应于指示第三功率状态的信号PSS，控制电路110输出被配置为启用总共两个相位电路PH1-PHM的控制信号CTRL。
因为控制电路110响应于信号PSS而输出控制信号CTRL，因此电压调节器100VR比基于测量负载电流启用相位的方法更快地从八个启用的相位电路PH1-PHM减少到两个启用的相位电路PH1-PHM，从而与这种方法相比降低了功率。
图2B是根据一个或多个实施例的调节电压的方法200的流程图。方法200可与包括多相电压调节器的电压调节器电路一起使用，例如，包括上面关于图1讨论的电压调节器100VR的电压调节器电路100，或者包括下面关于图3讨论的电压调节器300VR的电压调节器电路300。
图2B中描绘方法200的操作的顺序仅用于说明；方法200的操作能够按照与图2B所示的顺序不同的顺序来执行。在一些实施例中，在图2B中描绘的操作之前、之间、之中、和/或之后执行除了图2B中描绘的那些操作之外的操作。在一些实施例中，方法200的操作是操作SOC的方法的操作的子集。
在操作210处，在一些实施例中，通过将负载电路功率状态映射到电压调节器相位要求来创建映射表。将负载电路功率状态映射到电压调节器相位要求包括每个负载电路功率状态对应于电压调节器的负载电流值。在各个实施例中，单个负载电路功率状态对应于给定负载电流值，和/或多个负载电路功率状态对应于一个或多个其他负载电流值。
将负载电路功率状态映射到电压调节器相位要求包括确定与每个负载电路功率状态相对应的启用相位的数量。在一些实施例中，确定与给定负载电路功率状态相对应的启用相位的数量包括确定电压调节器的每个相的预定电流的倍数，使得启用相位的数量乘以每个相位的预定电流大于或等于与负载电路功率状态相对应的负载电流值。在一些实施例中，每个相位的预定电流是每个相位的最大电流。
在一些实施例中，创建映射表包括将SOC的功率状态映射到电压调节器相位要求。在一些实施例中，映射SOC的功率状态包括映射功率状态对应于下列项中的一项或多项：睡眠模式、待机模式、部分激活模式、完全激活模式、或高性能模式。
在一些实施例中，创建映射表包括通过执行负载电路的仿真来创建映射表。在一些实施例中，执行负载电路的仿真包括执行SOC设计工具，例如，黄金时间功率比较器(PTPX)。在一些实施例中，创建映射表包括通过执行负载电路和/或电压调节器的一个或多个功率和/或电流测量来创建映射表。
在一些实施例中，创建映射表包括将映射表存储在电压调节器中。在一些实施例中，创建映射表包括映射被配置为接收其中存储有映射表的电压调节器的输出电压的负载电路的功率状态。在一些实施例中，创建映射表包括创建上面关于图1讨论的表114T。
在操作220处，在电压调节器的控制电路处接收负载电路功率状态信号。接收负载电路功率状态信号包括接收对应于逻辑状态的多个电压电平。在各个实施例中，接收多个电压电平包括接收电压电平的并行或串行配置中的一者或两者。
接收功率状态信号包括接收具有对被配置为接收电压调节器的输出电压的负载电路的一个或多个功率电平的指示的功率状态信号。
在一些实施例中，在电压调节器的控制电路处接收功率状态信号包括在控制电路110处接收信号PSS，如上面关于图1所讨论的及以下面关于图3所讨论的。
在操作230处，响应于功率状态信号，启用电压调节器的预定数量的相位。启用电压调节器的预定数量的相位包括启用电压调节器的相位的预定子集或全部。
在一些实施例中，启用电压调节器的预定数量的相位包括基于功率状态信号从映射表中检索预定数量。在一些实施例中，从映射表中检索预定数量包括预定数量乘以电压调节器的每个相位的预定电流大于或等于由功率状态信号指示的负载电流水平。在一些实施例中，从映射表中检索预定数量包括从以上面关于图1所讨论的表114T中检索预定数量。
在一些实施例中，启用电压调节器的预定数量的相位包括启用上面关于图1所讨论的相位电路PH1-PHM中的一个或多个。在一些实施例中，启用电压调节器的预定数量的相位包括执行控制信号门控(gating)功能，例如，上面关于相位控制块114和图1所讨论的。
在一些实施例中，启用电压调节器的预定数量的相位包括执行下面关于图7讨论的方法700的一个或多个操作。
通过执行方法200的操作中的一些或全部，电压调节器响应于指示负载电路的功率状态的功率状态信号而启用预定数量的相位，从而获得上面关于电压调节器电路100和图1讨论的益处。
图3是根据一些实施例的电压调节器电路300的示意图。电压调节器电路300包括负载电路100L、信号路径PSP和节点SENSE(各自在上面关于图1进行了讨论)，以及电压调节器300VR。电压调节器300VR包括输出节点OUT、电容器Cout、电源参考节点VSSN和输入端子PSSIT(各自在上面关于图1进行了讨论)，以及耦合到功率级320的控制电路310。
控制电路310包括信号生成器112以及被配置为接收信号PSS并生成控制信号CTRL的相位控制块114(各自在上面关于图1进行了讨论)，以及下面讨论的信号生成器316。功率级320包括相位电路3PH1-3PHM，每个相位电路3PH1-3PHM被配置为响应于控制信号CTRL而生成电流I1-IM中的相应的一个并将其输出到输出节点OUT，如上面关于相位电路PH1-PHM和图1所讨论的，以及在下面进一步讨论的。
在一些实施例中，控制电路310不包括信号生成器112或相位控制块114中的一者或两者，并且控制电路310以其他方式被配置为生成控制信号CTRL。在各个实施例中，控制电路310被配置为生成被配置为在除了通过接收信号PSS之外启用相位电路3PH1-3PHM的子集或全部的控制信号CTRL，或者被配置为连续地启用全部相位电路3PH1-3PHM。
在图3所示的实施例中，控制电路310被配置为输出控制信号CTRL作为多对控制信号PCTRL1-PCTRLM和NCTRL1-NCTRLM的预定子集或全部，该多个对中的每一对与相位电路3PH1-3PHM中的给定的一个相对应。在一些实施例中，控制电路310被配置为输出多对控制信号PCTRL1-PCTRLM和NCTRL1-NCTRLM的预定子集或全部中的每个控制信号PCTRL1-PCTRLM和NCTRL1-NCTRLM作为PWM信号。
相位电路3PH1-3PHM中的每一个均包括电感器L1和节点VSSN(各自在上面关于图1进行了讨论)、被配置为接收电源电压Vin的节点IN、耦合到电感器L1的第一端子的节点NL、数量为X的多个驱动器电路3D1-3DX、数量为X的多个p型晶体管P1-PX、以及数量为X的多个n型晶体管N1-NX。
在图3所示的实施例中，每个相位电路3PH1-3PHM包括热传感器TS。热传感器TS是能够共同生成指示相位电路3PH1-3PHM的温度的传感器信号TSS的电子或机电设备，如下文进一步讨论的。在一些实施例中，每个相位电路3PH1-3PHM不包括热传感器TS。
对于给定的相位电路3PH1-3PHM，每个驱动器电路3D1-3DX被配置为接收控制信号对PCTRLm/NCTRLm、相应的启用信号ENPm[1]-ENPm[X]、以及相应的启用信号ENNm[1]-ENNm[X]，其中，m对应于给定的1..M相位电路3PH1-3PHM。每个驱动器电路3D1-3DX被配置为响应于控制信号PCTRLm和相应的启用信号ENPm[1]-ENPm[X]来生成相应的驱动器电压DP1-DPX，并且响应于控制信号NCTRLm和相应的启用信号ENNm[1]-ENNm[X]来生成相应的驱动器电压DN1-DNX。
P型晶体管P1-PX被配置为接收相应的驱动器电压DP1-DPX，并且响应于驱动器电压DP1-DPX而选择性地将节点NL耦合到节点IN以及从节点IN解耦。N型晶体管N1-NX被配置为接收相应的驱动器电压DN1-DNX，并且响应于驱动器电压DN1-DNX而选择性地将节点NL耦合到节点VSSN以及从节点VSSN解耦。因此，P型晶体管P1-PX并行地耦合在节点IN和NL之间，并且n型晶体管N1-NX并行地耦合在节点NL和VSSN之间。因此，p型晶体管P1-PX和n型晶体管N1-NX中的每一个被配置为通过源极-漏极电阻Rds(未标记)将节点NL耦合到相应的节点IN或VSSN。
驱动器电路3D1-3DX因而被配置为响应于控制信号PCTRLm，通过p型晶体管P1-PX的预定子集或全部来选择性地将节点NL耦合到节点IN，p型晶体管P1-PX的预定子集或全部由启用信号ENPm[1]-ENPm[X]控制。
通过控制用于将节点NL耦合到节点IN的并行p型晶体管P1-PX的数量，驱动器电路3D1-3DX能够将节点IN耦合电阻的值控制为等于并行地耦合在节点NL与IN之间的p型晶体管P1-PX的子集或全部的电阻Rds的等效电阻。
在各个实施例中，每个p型晶体管P1-PX具有相同的标称电阻Rds值，或者p型晶体管P1-PX的一个或多个标称电阻Rds值与一个或多个其他的标称电阻Rds值不同。在一些实施例中，每个p型晶体管P1-PX具有唯一的标称电阻Rds值。在一些实施例中，p型晶体管P1-PX具有由R0×2(x-1)给出的标称电阻Rds值，其中，R0是最小标称电阻Rds值，并且x对应于给定的1..X p型晶体管P1-PX，标称电阻Rds值因而对应于二进制加权方案。
因此，驱动器电路3D1-3DX还被配置为响应于控制信号NCTRLm，通过n型晶体管N1-NX的预定子集或全部来选择性地将节点NL耦合至节点VSSN，n型晶体管N1-NX的预定子集或全部由启用信号ENNm[1]-ENNm[X]控制。
通过控制用于将节点NL耦合到节点VSSN的并行n型晶体管N1-NX的数量，驱动器电路3D1-3DX能够将节点VSSN耦合电阻的值控制为等于并行地耦合在节点NL与VSSN之间的n型晶体管N1-NX的子集或全部的电阻Rds的等效电阻。
在各个实施例中，每个n型晶体管N1-NX具有相同的标称电阻Rds值，或者n型晶体管N1-NX的一个或多个标称电阻Rds值与一个或多个其他的标称电阻Rds值不同。在一些实施例中，每个n型晶体管N1-NX具有唯一的标称电阻Rds值。在一些实施例中，n型晶体管N1-NX具有根据上面关于p型晶体管P1-PX讨论的二进制加权方案的标称电阻Rds值。
驱动器电路3D1-3DX、相应的p型晶体管P1-PX、以及相应的n型晶体管N1-NX因而被配置为给定相位电路3PH1-3PHM的X个分段。给定相位电路3PH1-3PHM的X个分段因此被配置为响应于相应的控制信号对PCTRLm/NCTRLm而被共同地启用和禁用。在一些实施例中，控制信号对PCTRLm/NCTRLm包括PWM信号，该PWM信号被配置为通过控制p型晶体管P1-PX和n型晶体管N1-NX的占空比来启用给定相位电路3PH1-3PHM，从而控制节点NL耦合到节点IN或VSSN之一的持续时间，以及节点NL既不耦合到节点IN也不耦合到节点VSSN的死区时间。
如上所述，给定相位电路3PH1-3PHM的每个单独的分段因而被配置为响应于启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X]而进一步单独地启用和禁用。相位电路3PH1-3PHM因此能够在基于修整的电流平衡方案中进行配置，如下文进一步讨论的。
信号生成器316是这样的电子电路，其被配置为针对具有与逻辑状态相对应的电压电平的从1到M的m个值中的每个值来生成启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X]，使得功率相位电路3PH1-3PHM中的每一个功率相位电路的驱动器电路3D1-3DX响应于相应的控制信号对PCTRLm/NCTRLm而生成驱动器电压DP1-DPX和DN1-DNX，如上所述。
包括信号生成器316的控制电路310以及包括相位电路3PH1-3PHM的功率级320因此被配置为控制每个相位电路3PH1-3PHM的节点IN和节点VSSN耦合电阻的值。在操作中，每个相位电路3PH1-3PHM通过将电感器L1与节点IN耦合电阻或节点VSSN耦合电阻串联地耦合以使得相应的节点IN或VSSN耦合电阻的值被添加到电感器L1的DC电阻值来生成相应的电流I1-IM。
被添加到电感器L1的DC电阻值的节点IN耦合电阻对应于给定相位电路3PH1-3PHM的总IN-OUT电阻，并且被添加到电感器L1的DC电阻值的节点VSSN耦合电阻对应于给定的相位电路3PH1-3PHM的总VSSN-OUT电阻。因此，给定电流I1-IM的幅度具有基于电压Vin和Vout之间的差值除以相应的IN-OUT电阻值的值，或者基于电压VSS和Vout之间的差值除以相应的VSSN-OUT电阻值的值。
基于功率级320被配置为控制每个相位电路3PH1-3PHM的节点IN和节点VSSN耦合电阻的值，控制电路310被配置为通过启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)的配置来控制每个电流I1-IM的幅度。对于相位电路3PH1-3PHM的每个IN-OUT和VSSN-OUT电阻，与所有相应的晶体管相对应的最小默认电阻值由相应的启用信号ENPm[1]-ENPm[X]或ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)启用。随着由相应的启用信号ENPm[1]-ENPm[X]或ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)启用的晶体管的数量减少，电阻值增加，并且相应的电流幅度减小。
在一些实施例中，控制电路310被配置为生成一些或全部启用信号ENPm[1]-ENPm[X]或ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)，其被配置为增加至少一个IN-OUT电阻值或至少一个VSSN-OUT电阻值，从而与至少另一个其他的相应IN-OUT电阻值和/或VSSN-OUT电阻值匹配。在一些实施例中，控制电路310被配置为生成启用信号ENPm[1]-ENPm[X]或ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)，其被配置为增加除一个IN-OUT电阻值之外的所有IN-OUT电阻值以及除一个VSSN-OUT电阻值之外的所有VSSN-OUT电阻值，从而将每个IN-OUT电阻值与最坏情况下的最大IN-OUT电阻值匹配，并将每个VSSN-OUT电阻值与最坏情况下的最大VSSN-OUT电阻值匹配。
由于工艺控制的变化，p型晶体管P1-PX和n型晶体管N1-NX的电阻Rds的值以及电感器L1的DC电阻的值在相位电路3PH1-3PHM之间不均匀。在一些实施例中，控制电路310被配置为生成如上所述被配置为补偿一些或全部这种非均匀性的启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)，从而与在不补偿该非均匀性的情况下生成的电流I1-IM的幅度变化相比减小电流I1-IM的幅度变化。在一些实施例中，上面讨论的能够减小电流I1-IM的幅度变化的配置被称为基于修整的电流平衡方案。
在一些实施例中，信号生成器316被配置为基于与如上所述的功率相位电路3PH1-3PHM中的每一个相对应的修整数据的表316T生成启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)。在一些实施例中，表316T被称为修剪表。在各个实施例中，表316T被包括在信号生成器316中或者在除信号生成器316之外的电路(未示出)中。在各个实施例中，表316T被存储在诸如非易失性存储器(NVM)之类的存储器中。
在一些实施例中，除了被配置为接收一个或多个信号的输入端子PSSIT之外，电压调节器300VR还包括被配置为使表316T被存储在电压调节器300VR中(例如，在信号生成器315中)的一个或多个输入端子(未示出)。在一些实施例中，负载电路100L被配置为生成可用于在电压调节器300VR中创建和/或存储表316T的信息，并且电压调节器300VR被配置为接收由负载电路100L生成的信息。
在一些实施例中，通过上述配置，控制电路310和功率级320进一步能够测量p型晶体管P1-PX和n型晶体管N1-NX的电阻Rds，以及每个相位电路3PH1-3PHM的电感器L1的DC电阻。在操作中，对于给定的相位电路3PHm，控制电路310生成信号对PCTRLm/NCTRLm以及信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X]，其被配置为通过电感器L1以及p型晶体管P1-PX中的一个或多个来耦合节点IN和OUT并同时测量串联电阻值，并且通过电感器L1和n型晶体管N1-NX中的一个或多个来耦合节点VSSN和OUT并同时测量串联电阻值。
在一些实施例中，电压调节器300VR和/或负载电路100L被配置为通过执行如上所述的电阻测量来生成存储在表316T中的修整数据。在一些实施例中，电压调节器300VR和/或负载电路100L被配置为通过执行以下关于图7所讨论的方法700的一个或多个操作来生成存储在表316T中的修整数据。在一些实施例中，负载电路100L包括被配置为例如作为离线上电序列的一部分或作为在线操作的一部分来生成存储在表316T中的修整数据的一些或全部SOC。
在其中相位电路3PH1-3PHM包括热传感器TS的一些实施例中，存储在表316T中的修整数据包括基于温度的缩放数据，例如，电阻值的一个或多个基于工艺的热系数，其对应于电感器L1、p型晶体管P1-PX、或n型晶体管N1-NX中的一些或全部。在这样的实施例中，信号生成器316被配置为基于根据由从热传感器TS接收的传感器信号TSS和缩放数据指示的温度信息而调整的修整数据来生成启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)。
通过上述配置，电压调节器300VR能够控制由相位电路3PH1-3PHM输出的电流I1-IM的相对值，从而避免过多的局部加热或过度设计以适应工艺和温度变化。在一些实施例中，电压调节器300VR以其他方式被配置为例如通过从电压调节器300VR外部的电路(例如，负载电路100L)接收启用信号ENPm[1]-ENPm[X]或ENNm[1]-ENNm[X](1≤m≤M)中的一个或多个来控制电流I1-IM的相对值。
基于以上讨论的基于修整的电流平衡方案，电压调节器300VR能够控制电流I1-IM的相对值而无需来自电流I1-IM的一个或多个监测值的反馈。在一些实施例中，电压调节器300VR不包括被配置为监测电流I1-IM中的一个或多个或负载电流IL的电路。与其中基于监测一个或多个输出电流来调整相电流的相对值的方法相比，电压调节器300VR由此能够具有降低的复杂度。
图4是根据一些实施例的相位电路4PHm的示意图。相位电路4PHm可用作上面关于图3讨论的相位电路3PH1-3PHM中的一个或多个。
相位电路4PHm包括节点VSSN和电感器L1(上面参考图1进行了讨论)，以及节点IN和NL、p型晶体管P1-PX和n型晶体管N1-NX(上面参考图3进行了讨论)。在一些实施例中，相位电路4PHm包括上面参考图3所讨论的热传感器TS(未示出)。相位电路4PHm还包括驱动器电路4D1-4DX，其可用作上面参考图3所讨论的相应的驱动器电路3D1-3DX。
驱动器电路4D1-4DX包括相应的OR门OR1-ORX、AND门AND1-ANDX、以及缓冲器BP1-BPX和BN1-BNX。OR门OR1-ORX包括被配置为接收控制信号PCTRLm和相应的启用信号ENPm[1]-ENPm[X]的输入端子，并且被耦合到相应的缓冲器BN1-BNX的输出端子。AND门AND1-ANDX包括被配置为接收控制信号NCTRLm和相应的启用信号ENNm[1]-ENNm[X]的输入端子，并且被耦合到相应的缓冲器BP1-BPX的输出端子。
缓冲器BP1-BPX包括被耦合到相应的OR门OR1-ORX的输出端子的输入端子，以及被耦合到相应的p型晶体管P1-PX的栅极的输出端子，并被配置为输出上面关于图3所讨论的相应的驱动器电压DP1-DPX。缓冲器BN1-BNX包括被耦合到相应的AND门AND1-ANDX的输出端子的输入端子，以及被耦合到相应的n型晶体管N1-NX的栅极的输出端子，并且并被配置为输出上面关于图3所讨论的相应的驱动器电压DN1-DNX。
驱动器电路4D1-4DX因而被配置为接收控制信号对PCTRLm/NCTRLm以及启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X]，并且响应于控制信号对PCTRLm/NCTRLm以及启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和ENNm[1]-ENNm[X]来生成相应的驱动器电压DP1-DPX和NP1-NPX。驱动器电路4D1-4DX因而能够控制上面关于图3所讨论的p型晶体管P1-PX和n型晶体管N1-NX，并且用作相位电路3PH1-3PHM中的一个或多个的相位电路PH4m因而能够实现以上关于电压调节器300VR和图3所讨论的益处。
通过包括被配置为接收相应的驱动器电压DN1-DNX作为输入的OR门OR1-ORX以及被配置为接收相应的驱动器电压DP1-DPX作为输入的AND门AND1-ANDX，驱动器电路4D1-4DX被配置为响应于相应的驱动器电压DN1-DNX而输出相应的驱动器电压DP1-DPX，并响应于相应的驱动器电压DP1-DPX而输出相应的驱动器电压DN1-DNX。
基于OR门OR1-ORX和缓冲器BP1-BPX中的切换延迟，相应的驱动器电压DN1-DNX的下降沿从而防止缓冲器BP1-BPX输出具有低逻辑值的相应的驱动器电压DP1-DPX，直到相应的切换延迟已经过去为止。基于AND门AND1-ANDX和缓冲器BN1-BNX中的切换延迟，相应的驱动器电压DP1-DPX的上升沿从而防止缓冲器BN1-BNX输出具有高逻辑值的相应的驱动器电压DN1-DNX，直到相应的切换延迟已经过去为止。
相位电路4PHm从而被配置为控制死区时间，在该死区时间中，节点NL在耦合到节点IN或VSSN之一后从节点IN和VSSN两者解耦。死区时间防止击穿(shoot-through)场景，其中，节点NL同时耦合到节点IN和VSSN，从而基于节点IN和VSSN之间的短路而导致过多的电流流过。通过由设计控制死区时间，相位电路4PHm因而能够防止过多的电流流过而不依赖于控制信号时序，与依赖于控制信号时序的方法相比，提高了电路可靠性。
在一些实施例中，驱动器电路4D1-4DX不包括耦合到缓冲器BN1-BNX的OR门OR1-ORX以及和耦合到至缓冲器BP1-BPX的AND门AND1-ANDX，并且相位电路4PHm未被配置为通过设计控制死区时间。
图5是根据一些实施例的相位电路5PHm的示意图。相位电路5PHm可用作以上关于图3所讨论的相位电路3PH1-3PHM中的一个或多个。相位电路5PHm具有与上述相位电路4PHm的配置相匹配的配置，除了相位电路5PHm包括驱动器电路5D1-5DX而不是驱动器电路4D1-4DX。
与驱动器电路4D1-4DX(其中，每个OR门OR1-ORX耦合到相应的缓冲器BN1-BNX并且每个AND门AND1-ANDX耦合到相应的缓冲器BP1-BPX)不同，驱动器电路5D1-5DX包括耦合到缓冲器BN1-BNX中的单个缓冲器的OR门OR1-ORX，以及耦合到缓冲器BP1-BPX中的单个缓冲器的AND门AND1-ANDX。
在图5所示的非限制性示例中，每个OR门OR1-ORX被耦合到缓冲器BNX，并且每个AND门AND1-ANDX被耦合到缓冲器BPX。在各个实施例中，每个OR门OR1-ORX被耦合到除缓冲器BNX之外的缓冲器，和/或每个AND门AND1-ANDX被耦合到除缓冲器BPX之外的缓冲器。在一些实施例中，相位电路5PHm包括一个或多个切换电路(未示出)，例如，多路复用器，其被配置为选择性地将每个OR门OR1-ORX耦合到缓冲器BN1-BNX之一和/或选择性地将每个AND门AND1-ANDX耦合到缓冲器BP1-BPX之一。
通过上述配置，相位电路5PHm能够基于驱动器电路5D1-5DX的一个或多个最坏情况切换延迟的切换延迟来控制死区时间，从而实现上面关于相位电路4PHm所讨论的益处。
图6是根据一些实施例的相位电路6PHm的示意图。相位电路6PHm可用作上面关于图3所讨论的相位电路3PH1-3PHM中的一个或多个。相位电路6PHm具有与上述相位电路4PHm的配置相匹配的配置，除了相位电路6PHm包括驱动器电路6D1-6DX而不是驱动器电路4D1-4DX，并且包括被配置为生成信号6PHm2的OR门ORDT以及被配置为生成信号6PHm1的AND门ANDDT，如下所述。
与驱动器电路4D1-4DX(其中，每个OR门OR1-ORX被耦合至相应的缓冲器BN1-BNX并且每个AND门AND1-ANDX被耦合至相应的缓冲器BP1-BPX)不同，驱动器电路6D1-6DX包括被耦合到AND门ANDDT的输出端子的OR门OR1-ORX，以及被耦合到OR门ORDT的输出端子的AND门AND1-ANDX。缓冲器BP1-BPX的输出端子被耦合至OR门ORDT的输入端子，并且缓冲器BN1-BNX的输出端子被耦合至AND门ANDDT的输入端子。
OR门ORDT因而被配置为基于OR门OR1-ORX和缓冲器BP1-BPX根据驱动器电路6D1-6DX的最坏情况切换延迟来输出信号6PHm2，并且AND门ANDDT因而被配置为基于AND门AND1-ANDX和缓冲器BN1-BNX根据驱动器电路6D1-6DX的最坏情况切换延迟来输出信号6PHm1。因此，被配置为基于驱动器电路6D1-6DX的最坏情况切换延迟来控制死区时间的相位电路6PHm能够实现上面关于相位电路4PHm所讨论的益处。
图7是根据一些实施例的调节电压的方法700的流程图。方法700可以与包括多相电压调节器的电压调节器电路一起使用，例如，包括上面关于图3-6所讨论的电压调节器300VR的电压调节器电路300。
在图7中描绘方法700的操作的顺序仅用于说明；方法700的操作能够以与图7所示的顺序不同的顺序来执行。在一些实施例中，在图7所示的操作之前、之间、之中和/或之后执行除了图7中描绘的那些操作之外的操作。在一些实施例中，方法700的操作是操作SOC的方法的操作的子集。
在操作710处，在一些实施例中，通过测量多个相位电路中的每个相位电路的电阻值来创建修整表。创建修整表包括存储每个相位电路的修整数据，该修整数据被计算为基于相应的相位电路的测量电阻值来控制每个相位电路的多个分段。在一些实施例中，计算修整数据包括计算修整数据以减小多个相位电路之间的电流值的差异。在一些实施例中，计算修整数据包括计算修整数据以增加一个或多个相位电路电阻值以使得一个或多个相位电路具有匹配的电阻值。
在各个实施例中，创建修整表包括创建新修整表或更新现有修整表。在一些实施例中，创建修整表包括将修整数据存储在诸如NVM之类的存储器中。在一些实施例中，创建修整表包括执行SOC的一个或多个操作。在各个实施例中，创建修整表包括作为上电序列的一部分或作为在线操作的一部分来测量电阻值。
在一些实施例中，创建修整表包括创建上面关于图3所讨论的修整表316T。在一些实施例中，创建修整表包括使用上面关于图1和条3所讨论的负载电路100L来创建修剪表。
测量相位电路电阻值包括测量电感器的DC电阻值。在各个实施例中，测量相位电路电阻值包括测量耦合在电感器和电源节点之间的多个晶体管中的一个或多个晶体管的Rds电阻值、和/或测量耦合在电感器和参考节点或接地节点之间的多个晶体管中的一个或多个晶体管的Rds电阻值。在一些实施例中，测量相位电路电阻值包括测量电感器L1的DC电阻值、和/或p型晶体管P1-PX和/或n型晶体管N1-NX的一个或多个Rds电阻值，如上面关于图3-6所讨论的。
在一些实施例中，测量相位电路电阻值包括施加电流并测量跨输出节点和电源或参考节点的电压。在一些实施例中，测量相位电路电阻值包括施加电流并测量跨节点OUT和节点IN或节点VSSN的电压，如上面关于图3所讨论的。
在各个实施例中，测量相位电路电阻值包括禁用用于控制操作中的相位电路的一个或多个控制信号，例如，一个或多个PWM信号。在一些实施例中，禁用一个或多个控制信号包括禁用上面关于图3-6所讨论的控制信号PCTRL1-PCTRLM或NCTRL1-NCTRLM中的一个或多个。
在各个实施例中，测量相位电路电阻值包括配置一个或多个启用信号(例如，上面关于图3-6所讨论的启用信号ENPm[1]-ENPm[X]和/或ENNm[1]-ENNm[X])以使得相位电路的所有的多个分段的预定子集被启用。
在一些实施例中，创建修整表包括基于以下步骤来计算修整数据，如下面呈现的非限制性示例所示：对于每个相位电路，对于启用的X个分段中的一个或全部，测量电源和输出节点之间的以及参考节点和输出节点之间的电阻值；对于所启用的所有分段的测量，确定最大相位电路电源/输出节点电阻值Rp和最大参考/输出节点电阻值Rn；
对于每个相位电路，基于以下等式计算每个分段的电源/输出节点电阻值Rxp和参考/输出节点电阻值Rxn：
K＝1/(2X–2) (1)
Rxp＝(R(一个分段)–R(所有分段))x(1+K)(电源/输出节点)(2)
Rxn＝(R(一个分段)–R(所有分段))x(1+K)(参考/输出节点)(3)对于每个相位电路，基于以下等式计算修整数据：
Ptrim＝Rxp/(Rp+Rxp–R(一个分段))(电源/输出节点) (4)
Ntrim＝Rxn/(Rn+Rxn–R(一个分段))(参考/输出节点) (5)修整数据因而被计算为使得多相电压调节器的每个相位电路具有与最大电源/输出节点和参考/输出节点电阻值相匹配的电源/输出节点和参考/输出节点电阻值。
在基于图3所示的实施例的非限制性示例中，相位电路电阻测量基于电压调节器300VR的以下配置：
M＝2个相位电路3PH1和3PH2中的每一个包括基于二进制加权方案的X＝4个分段：
分段1包括驱动器电路3D1、具有标称Rds值R0的p型/n型晶体管P1/N1。
分段2包括驱动器电路3D2、具有标称Rds值2×R0的p型/n型晶体管P2/N2。
分段3包括驱动器电路3D3、具有标称Rds值为4×R0的p型/n型晶体管P3/N3。
分段4包括驱动器电路3D4、具有标称Rds值为8×R0的p型/n型晶体管P4/N4。
测量相位电路电阻值的非限制性示例包括以下操作：
在与表1所示相同的温度下测量每个相位电路3PH1和3PH2的总IN-OUT和VSSN-OUT电阻值(电阻值以毫欧姆为单位)。
表1
在启用所有分段的情况下确定最大电阻值：
相位电路3PH2的IN-OUT＝max(10,15)＝15mohm
相位电路3PH2的VSSN-OUT＝max(8,13)＝13mohm
基于等式(1)-(3)确定每个分段的Rds电阻值：
K＝1/(24-2)＝0.07
Rxp(3PH1)＝(80-10)x(1+0.07)＝75mohm
Rxn(3PH1)＝(55-8)x(1+0.07)＝50.4mohm
Rxp(3PH2)＝(108-15)x(1+0.07)＝99.6mohm
Rxn(3PH2)＝(78-13)x(1+0.07)＝69.6mohm
基于等式(4)和(5)计算修整值：
Ptrim(3PH1)＝75/(15–80+75)＝7.5(～8)
Ntrim(3PH1)＝50/(13–55+50)＝6.02(～6)
Ptrim(3PH2)＝99.6/(15–108+99.6)＝15.1(～15)
Ntrim(3PH2)＝69.6/(13–78+69.6)＝15.1(～15)
量化修整值以确定修整数据：
ENP1[4:1]＝1000(14.4mohm)
ENN1[4:1]＝0110(13mohm)
ENP2[4:1]＝0000(15mohm)(3PH1的96％匹配)
ENN2[4:1]＝1111(13mohm)(3PH1的100％匹配)
在该非限制性示例中，相位电路3PH2的IN-OUT电阻因而增加到相位电路3PH1的IN-OUT电阻的96％以内，并且相位电路3PH2的VSSN-OUT电阻因而增加到相位电路3PH1的VSSN-OUT电阻的约100％。
在一些实施例中，创建修整表包括存储缩放数据，例如，与相位电路的一个或多个元件(例如，电感器)相对应的电阻值的一个或多个基于工艺的热系数。
在操作720处，从修整表中检索修整数据。从修整表中检索修整数据包括检索与电压调节器的一个或多个相位电路的多个分段相对应的修整数据。在各个实施例中，检索修整数据包括检索与电压调节器的相位电路的子集或全部相对应的修整数据。
在一些实施例中，检索修整数据包括使用上面关于图3所讨论的控制电路310来检索修整数据。在一些实施例中，检索修整数据包括从上面关于图3所讨论的修整表316T中检索修整数据。
在一些实施例中，检索修整数据包括从修整表中检索缩放数据。在一些实施例中，检索缩放数据包括从相位电路中的至少一个接收温度数据(例如，上面关于图3所讨论的传感器信号TSS中的信息)，并基于温度数据和缩放数据来调整修整数据。
在操作730处，将启用信号输出到多相电压调节器的相位电路，该启用信号基于修整数据。在各个实施例中，输出启用信号包括将启用信号输出到电压调节器的相位电路的子集或全部。
在一些实施例中，将启用信号输出到相位电路包括将控制信号输出到相位电路。在一些实施例中，将启用信号输出到相位电路包括将一个或多个PWM信号输出到相位电路。在各个实施例中，将启用信号输出到相位电路包括将控制信号CTRL输出到上面关于图3所讨论的相位电路3PH1-3PHM、上面关于图4所讨论的相位电路4PHm、上面关于图5所讨论的相位电路5PHm、或者上面关于图6所讨论的相位电路6PHm中的一个或多个。
在一些实施例中，输出启用信号包括输出被配置为增加相位电路的电阻值的启用信号。在一些实施例中，输出启用信号包括输出被配置为基于一个或多个非均匀相电流电阻值来减小相位电路电流的差异的启用信号。
在一些实施例中，输出启用信号包括输出启用信号ENPm[1]-ENPm[x]和ENNm[1]-ENNm[X]的一部分或全部(1≤m≤M)。在一些实施例中，输出启用信号包括将启用信号输出到上面关于图3所讨论的相位电路3PH1-3PHM、上面关于图4所讨论的相位电路4PHm、上面关于图5所讨论的相位电路5PHm、或者上面关于图6所讨论的相位电路6PHm中的一个或多个。
在操作740处，基于启用信号来配置相位电路的多个分段。配置多个分段包括启用相位电路的分段的预定子集或全部。
在一些实施例中，配置多个分段包括增加相位电路的一个或多个电阻值。在一些实施例中，增加一个或多个电阻值包括减少在输出节点和电源或参考节点之间并联配置的晶体管的数量。在一些实施例中，减少并联配置的晶体管的数量包括减少具有与二进制加权方案相对应的标称电阻Rds值的电阻的数量。
在各个实施例中，配置多个分段包括配置p型晶体管P1-PX和n型晶体管N1-NX中的一个或多个、以及上面关于图3所讨论的相位电路3PH1-3PHM的驱动器电路3D1-3DX、上面关于图4所讨论的相位电路4PHm的驱动器电路4D1-4DX、上面关于图5所讨论的相位电路5PHm的驱动器电路5D1-5DX、或者上面关于图6所讨论的相位电路6PHm的驱动器电路6D1-6DX中的一个或多个。
在一些实施例中，配置多个分段包括启用驱动器电路的死区时间，例如，上面关于图4所讨论的驱动器电路4D1-4DX、上面关于图5所讨论的驱动器电路5D1-5DX、或者上面关于图6所讨论的驱动器电路6D1-6DX之一。
通过执行方法700的一些或全部操作，电压调节器基于修整数据来调整一个或多个输出电流值，从而获得上面关于电压调节器电路300和图3-6所讨论的益处。
在一些实施例中，一种电压调节器包括：输出节点；控制电路，该控制电路被配置为从耦合至输出节点的负载电路接收功率状态信号，并基于该功率状态信号输出控制信号；以及功率级，其包括多个相位电路，该多个相位电路中的每个相位电路耦合至输出节点。功率级被配置为响应于控制信号而启用多个相位电路中的相位电路。
在一些实施例中，一种调节电压的方法包括在多相电压调节器的控制电路处接收功率状态信号，并且响应于该功率状态信号，启用电压调节器的预定数量的相位。
在一些实施例中，一种电压调节器包括：控制电路，被配置为输出控制信号和启用信号；以及功率级，其包括多个相位电路，该多个相位电路中的每个相位电路包括多个分段。功率级被配置为响应于控制信号而启用该多个相位电路中的相位电路，并且响应于启用信号而启用该多个相位电路中的相位电路的多个分段中的分段。
以上概述了若干实施例的特征，使得本领域技术人员可以更好地理解本公开的各方面。本领域技术人员应当理解，他们可以容易地使用本公开作为设计或修改其他工艺和结构以实现本文介绍的实施例或示例的相同目的和/或实现本文介绍的实施例或示例的相同优点的基础。本领域技术人员还应该认识到，这样的等同配置不脱离本公开的精神和范围，并且他们可以在不脱离本公开的精神和范围的情况下在本文中进行各种改变、替换和变更。
示例1是一种电压调节器，包括：输出节点；控制电路，所述控制电路被配置为从耦合至所述输出节点的负载电路接收功率状态信号，并且基于所述功率状态信号来输出控制信号；以及功率级，所述功率级包括多个相位电路，所述多个相位电路中的每个相位电路耦合至所述输出节点，其中，所述功率级被配置为响应于所述控制信号而启用所述多个相位电路中的相位电路。
示例2是示例1所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为基于所述功率状态信号和映射表来确定所述多个相位电路中被启用的相位电路的数量。
示例3是示例1所述的电压调节器，其中，所述控制信号包括脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号被配置为在所述输出节点上生成输出电压。
示例4是示例3所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为：基于所述输出电压来接收感测电压，并且基于所述感测电压来控制所述脉冲宽度调制信号。
示例5是示例1所述的电压调节器，其中，所述多个相位电路中的每个相位电路包括多个晶体管，并且每个相位电路被配置为基于所述控制信号以及从所述控制电路接收的启用信号来控制所述多个晶体管中的晶体管。
示例6是示例5所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为基于修整表来生成所述启用信号。
示例7是示例1所述的电压调节器，其中，所述控制电路和所述负载电路位于第一集成电路(IC)管芯上，并且所述多个相位电路中的所述相位电路位于第二IC管芯上。
示例8是一种调节电压的方法，所述方法包括：在多相电压调节器的控制电路处接收功率状态信号；以及响应于所述功率状态信号，启用所述电压调节器的预定数量的相位。
示例9是示例8所述的方法，其中，接收所述功率状态信号包括：接收包括对负载电路的功率水平的指示的所述功率状态信号，所述负载电路被配置为接收所述电压调节器的输出电压。
示例10是示例8所述的方法，其中，启用所述电压调节器的所述预定数量的相位包括：基于所述功率状态信号，从映射表中检索所述预定数量。
示例11是示例10所述的方法，其中，从所述映射表中检索所述预定数量包括：所述预定数量与所述电压调节器的每相预定电流相乘大于或等于由所述功率状态信号指示的负载电流水平。
示例12是示例10所述的方法，进一步包括：通过执行对被配置为生成所述功率状态信号的负载电路的仿真来创建所述映射表。
示例13是示例8所述的方法，其中，启用所述电压调节器的所述预定数量的相位包括：执行门控功能以生成控制信号。
示例14是一种电压调节器，包括：控制电路，所述控制电路被配置为输出控制信号和启用信号；以及功率级，所述功率级包括多个相位电路，所述多个相位电路中的每个相位电路包括多个分段，其中，所述功率级被配置为：响应于所述控制信号而启用所述多个相位电路中的相位电路，并且响应于所述启用信号而启用所述多个相位电路中的所述相位电路的所述多个分段中的分段。
示例15是示例14所述的电压调节器，其中所述多个相位电路中的每个相位电路包括电感器，并且所述多个相位电路中的每个相位电路的所述多个分段中的每个分段包括p型晶体管和n型晶体管，其中所述p型晶体管被配置为选择性地将所述电感器耦合到电源节点，并且所述n型晶体管被配置为选择性地将所述电感器耦合到参考节点。
示例16是示例14所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为生成所述启用信号，所述启用信号被配置为使得所述功率级增加所述多个相位电路中的第一相位电路的电阻值以匹配所述多个相位电路中的第二相位电路的电阻值。
示例17是示例16所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为生成所述启用信号，所述启用信号被配置为通过启用所述多个分段的预定子集来使得所述功率级增加所述多个相位电路中的所述第一相位电路的所述电阻值。
示例18是示例14所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为基于修整表来生成所述启用信号。
示例19是示例18所述的电压调节器，其中，所述多个相位电路中的每个相位电路包括热传感器，所述热传感器被配置为生成传感器信号的一部分，并且所述控制电路被配置为基于所述传感器信号和所述修整表中的缩放数据来生成所述启用信号。
示例20是示例14所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为从负载电路接收功率状态信号，并且响应于所述功率状态信号而生成所述控制信号。

Claims (17)

1.一种电压调节器，包括：
输出节点；
控制电路，所述控制电路被配置为从耦合至所述输出节点的负载电路接收功率状态信号，并且基于所述功率状态信号来输出控制信号；以及
功率级，所述功率级包括多个相位电路，所述多个相位电路中的每个相位电路包括：
耦合至电源电压节点的一个或多个p型晶体管；
耦合至电源参考节点的一个或多个n型晶体管；以及
电感器，该电感器包括第一端子和第二端子，所述第一端子唯一地耦合到所述一个或多个p型晶体管和所述一个或多个n型晶体管，并且所述第二端子耦合到所述输出节点，
其中，所述功率级被配置为响应于所述控制信号而启用所述多个相位电路中的相位电路，
其中，被启用的相位电路的数量乘以所述多个相位电路中的每个相位电路的预定电流大于或等于由所述功率状态信号指示的负载电流水平。
2.根据权利要求1所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为基于所述功率状态信号和映射表来确定所述多个相位电路中被启用的相位电路的数量。
3.根据权利要求1所述的电压调节器，其中，所述控制信号包括脉冲宽度调制信号，所述脉冲宽度调制信号被配置为在所述输出节点上生成输出电压。
4.根据权利要求3所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为：
基于所述输出电压来接收感测电压，并且
基于所述感测电压来控制所述脉冲宽度调制信号。
5.根据权利要求1所述的电压调节器，其中，所述多个相位电路中的每个相位电路被配置为基于所述控制信号以及从所述控制电路接收的启用信号来控制所述一个或多个p型晶体管和所述一个或多个n型晶体管中的每个晶体管。
6.根据权利要求5所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为基于修整表来生成所述启用信号。
7.根据权利要求1所述的电压调节器，其中，
所述控制电路和所述负载电路位于第一集成电路IC管芯上，并且
所述多个相位电路中的所述相位电路位于第二IC管芯上。
8.一种调节电压的方法，所述方法包括：
在多相电压调节器的控制电路处从耦合至所述多相电压调节器的输出节点的负载电路接收功率状态信号；以及
响应于所述功率状态信号，启用所述多相电压调节器的预定数量的相位，
其中，所述预定数量与所述电压调节器的每相预定电流相乘大于或等于由所述功率状态信号指示的负载电流水平，并且
其中，所述多相电压调节器的全部相位中的每个相位包括：
耦合至电源电压节点的一个或多个p型晶体管；
耦合至电源参考节点的一个或多个n型晶体管；以及
电感器，该电感器包括第一端子和第二端子，所述第一端子唯一地耦合到所述一个或多个p型晶体管和所述一个或多个n型晶体管，并且所述第二端子耦合到所述输出节点。
9.根据权利要求8所述的方法，其中，启用所述电压调节器的所述预定数量的相位包括：基于所述功率状态信号，从映射表中检索所述预定数量。
10.根据权利要求9所述的方法，进一步包括：通过执行对被配置为生成所述功率状态信号的负载电路的仿真来创建所述映射表。
11.根据权利要求8所述的方法，其中，启用所述电压调节器的所述预定数量的相位包括：输出主控制信号的预定部分以生成控制信号。
12.一种电压调节器，包括：
控制电路，所述控制电路被配置为输出控制信号和启用信号；以及
功率级，所述功率级包括多个相位电路，所述多个相位电路中的每个相位电路包括电感器和多个分段，
其中，所述多个相位电路中的每个相位电路的所述多个分段中的每个分段包括耦合到所述电感器的第一端子的第一晶体管和第二晶体管，其中所述电感器的所述第一端子唯一地耦合到所述多个相位电路中的每个相位电路的所述多个分段中的每个分段的第一晶体管和第二晶体管，
其中，所述功率级被配置为：
响应于所述控制信号而启用所述多个相位电路中的相位电路，并且
响应于所述启用信号而启用所述多个相位电路中的所述相位电路的所述多个分段中的分段，
其中，所述控制电路被配置为从负载电路接收功率状态信号，并且响应于所述功率状态信号而生成所述控制信号，并且
其中，被启用的相位电路的数量乘以所述多个相位电路中的每个相位电路的预定电流大于或等于由所述功率状态信号指示的负载电流水平。
13.根据权利要求12所述的电压调节器，其中
所述多个相位电路中的每个相位电路的所述多个分段中的每个分段包括p型晶体管和n型晶体管，其中
所述p型晶体管被配置为选择性地将所述电感器耦合到电源节点，并且
所述n型晶体管被配置为选择性地将所述电感器耦合到参考节点。
14.根据权利要求12所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为生成所述启用信号，所述启用信号被配置为使得所述功率级增加所述多个相位电路中的第一相位电路的电阻值以匹配所述多个相位电路中的第二相位电路的电阻值。
15.根据权利要求14所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为生成所述启用信号，所述启用信号被配置为通过启用所述多个分段的预定子集来使得所述功率级增加所述多个相位电路中的所述第一相位电路的所述电阻值。
16.根据权利要求12所述的电压调节器，其中，所述控制电路被配置为基于修整表来生成所述启用信号。
17.根据权利要求16所述的电压调节器，其中，
所述多个相位电路中的每个相位电路包括热传感器，所述热传感器被配置为生成传感器信号的一部分，并且
所述控制电路被配置为基于所述传感器信号和所述修整表中的缩放数据来生成所述启用信号。
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