CN114930719A - 控制驱动器电路的方法、驱动器电路、包括驱动器电路的系统和制造集成电路的方法 - Google Patents

控制驱动器电路的方法、驱动器电路、包括驱动器电路的系统和制造集成电路的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于控制驱动器电路的方法。所述方法包括操作放大器用以基于控制信号提供输出信号，例如用于驱动或者控制负载的电子信号，例如电压或者电流。所述方法进一步包括操作比较器，以通过将输入信号，例如具有比输出信号低的电平或者振幅的电子信号，与反馈信号进行比较来提供控制信号，其中反馈信号基于输出信号。所述方法进一步包括向比较器提供第一供给电压，以及向放大器提供第二供给电压，其中所述第二供给电压高于所述第一供给电压。

Description

控制驱动器电路的方法、驱动器电路、包括驱动器电路的系统 和制造集成电路的方法
技术领域
本发明的实施例涉及放大用于驱动电容性负载的电子信号的领域，特别是用于由高电压来驱动负载。更具体地是，实施例涉及一种用于控制驱动器电路的方法。进一步的实施例涉及一种驱动器电路。进一步的实施例涉及一种包括驱动器电路的系统。进一步的实施例涉及一种用于制造包括驱动器电路的集成电路的方法。进一步的实施例涉及一种用于电容性负载的高效节能的高压驱动器电路。进一步的实施例涉及一种用于电容性元件的连续时间或者离散时间高压控制的电子电路，电子电路包括集成式电压处理。
背景技术
驱动电容性负载，例如诸如压电致动器、热机致动器、静电激活致动器或者基于微机电系统的致动器之类的致动器，或者储能装置，可能需要高电压。这些高电压通常是由驱动器电路例如放大器电路来提供和并控制。
额外地，对于需要高输出电流的HiFi应用，存在所谓的功率放大器。这些音频放大器可以提供数十瓦特的输出功率，并且因此可供给扬声器，扬声器是由其非常小的电阻(电感)来表征。
一些用于驱动电容性元件的电子电路，例如，用于连续时间地驱动电容性元件的电子电路，通常是基于音频放大器的原理。特别是，AB、D、和H类的放大器电路被广泛地使用。
通常，AB放大器由运算放大器的推挽级组成，其被连续地控制。整个电路通常被构建为非反相放大器，在反馈回路中具有电阻分压器。由于在输出处以相应的放大倍数提供连续时间的输入信号，因此不需要额外的滤波器级。然而，当运算放大器的输出级正在永久地传导与经调制信号不相关的电流时，放大器类的功耗会是有问题的，特别是对于高输出电压。
H类放大器是一种试图通过可变地调整输出级供给电压来最小化AB类放大器的高功率损失方法，其通常是通过使用具有升/降转换器的外部电源来实现，转换器需要合适的线圈，但线圈可能因其尺寸而无法被集成到电路中。除了外部元件所需要的空间之外，设置的高复杂度也是不利的。
D类放大器的输出级通常由脉冲宽度调制(PWM)来控制。因此，D类放大器的功率损失被减小到在切换时刻的电流。为了产生PWM信号，提供比较器中的锯齿电压对要放大的输入信号进行采样。因此，在输出级之后需要具有足够高截止频率的耗能的低通滤波器以从高频数字信号中滤除输入级的基本振荡。在输出级之后的这种滤波器对输出信号频谱的大部分进行了滤波，频谱的大部分在之前已经被放大，从而降低了产生所期望的输出信号的效率。可替代地，可以使用一种提供低总谐波失真的放大器。
本发明的一个目的是提供一种概念以使得驱动器电路可以完成在低功率损失、小空间消耗、高电压输出信号、与低电路复杂度之间的一种改善的折衷方式。
发明内容
根据本发明，通过向被配置为向驱动器电路的放大器提供控制信号的驱动器电路的一部分提供第一供给电压，并且通过向放大器提供第二供给电压，其中第二供给电压高于第一供给电压，来解决这个问题。具有第一供给电压和第二供给电压可以允许向驱动器电路的不同部分提供不同的供给电压。特别是，以比提供给放大器级的供给电压低的供给电压来操作被配置为提供控制信号的驱动器电路的部分，可以同时实现低功耗、高输出电压、以及输出信号的最小总谐波失真。由于低功耗，可以选择节省空间的元件来设置驱动器电路。
根据本发明的实施例提供了一种用于控制驱动器电路的方法。方法包括基于控制信号来操作放大器，放大器用于提供输出信号例如电压或者电流的电子信号，例如用来驱动或者控制负载。方法进一步包括操作比较器，以通过将输入信号，例如具有比输出信号低的电平或者振幅的电子信号，与反馈信号进行比较，来提供控制信号，其中反馈信号基于输出信号。方法进一步包括向比较器提供第一供给电压，以及向放大器提供第二供给电压，其中第二供给电压高于第一供给电压。
本发明是基于以下原理：以不同的电压电平来驱动驱动器电路的不同的元件，以允许在逻辑元件或者被配置为提供驱动器电路的控制信号或者内部信号的元件中有低信号电平和低功耗，同时通过向驱动器电路的输出级，即放大器，提供高的供给电压从而实现高电压输出信号。例如，与输出信号相比，控制信号可以是小的，故向比较器提供低供给电压就足够了。以低供给电压(比第二供给电压低)来操作比较器降低了比较器的功耗，例如，通过降低切换电流。因为比较器的切换可以在非常高的频率下发生，例如在比输入信号或者输出信号的频率要高的频率下发生，例如在比输入信号的频率至少高出100倍的频率下发生，减少在比较器中的切换电流是减少驱动器电路功耗的一种非常有效的方法。
将第一供给电压提供给比较器、并且将第二电压提供给放大器允许驱动器电路的输出级中即在放大器中具有高电压，从而提供高电压输出信号，并且在同一时间，在驱动器电路的控制级中即在比较器中具有低电压电平，以减少驱动器电路的功耗。
最小化驱动器电路的功耗可以减小驱动器电路的散逸热，从而可以将驱动器电路集成到更小的几何形状中。将驱动器电路集成到更小几何形状中以及减小驱动器电路的能量消耗的可能性对于驱动器电路在移动和/或电池驱动应用中的应用是有益的。例如，驱动器电路可以被应用来用于控制电容性元件，例如用于扬声器或者超声波的应用。
根据实施例，提供第一供给电压是由第一电压源来执行，而提供第二供给电压是由第二电压源来执行。因此，第一供给电压和第二供给电压可被彼此独立地选择。由两个不同的电压源来提供第一供给电压和第二供给电压增加了驱动器电路设计的灵活性，并为选择两种不同类型的电压源提供了可能性。
根据实施例，提供第一供给电压是由第一电荷泵级来执行和/或提供第二供给电压是由第二电荷泵级来执行。电荷泵是一种节省空间的元件，因此使用电荷泵级来提供第一供给电压和第二供给电压有利于驱动器电路的集成性设计，例如，不需要为了提供第一供给电压和/或第二供给电压而需要线圈或者其他的电感性元件。例如，电荷泵可以提供高的第二供给电压从而可在不需具有用于电压处理的外部元件的情况下实现提供高输出电压。因此，使用电荷泵来提供第一供给电压和/或第二供给电压是一种节省空间和节能的方式来分别给比较器和/或放大器提供供给电压。此外，使用电荷泵有助于驱动器电路的一种完全集成性的设计。
根据实施例，控制信号的振幅低于输出信号的振幅。就算控制信号是高频信号，控制信号的低振幅也可以允许驱动器电路具有高电磁兼容性(EMC)。因为输出信号通常可以具有较低的频率和/或可以是连续的，所以输出信号的高电压仍可以符合高的EMC。
根据实施例，比较器被操作以便提供连续时间信号。通过操作比较器以便提供连续时间信号，比较器可以对输入信号的变化做出特别快速的反应，从而控制信号可以非常准确并且可以非常快速地跟随输入信号。因此，提供连续时间控制信号可以允许输出信号可以快速地控制负载。向放大器提供连续时间信号可允许提供高质量的输出信号，而无需额外的外部滤波器元件或者部件。连续时间操作可以提供用于输出信号的低谐波失真，即，例如，输出信号直接地跟随输入信号。
根据实施例，比较器被操作以便提供离散时间信号。操作比较器以提供离散时间信号可能意味着比较器的低功耗和控制信号的高精准度。通过调整控制信号的频率，离散时间操作可以提供输出信号的低总谐波失真，其中调整控制信号的频率可以是独自式的或者自适应式的。
根据实施例，比较器包括比较器的自计时。比较器的自计时避免了控制信号需要单独时钟的需求。另外，比较器的自计时可以通过优化电路，例如通过调整控制信号的频率，来提供输出信号的低总谐波失真。
根据实施例，输入信号和/或输出信号在时间上是连续的。因此，方法可被应用于基于连续时间信号来控制负载并且用来以连续时间信号来控制负载。
根据实施例，输入信号和/或输出信号在时间上是离散的。因此，方法可被应用于基于离散时间信号来控制负载并且用来以离散时间信号来控制负载。
根据实施例，操作放大器包括操作推挽级，例如，类似于AB类放大器级。推挽级避免了放大器的高的待机电流，因此可以通过使用推挽级来提高放大器的效率，或者功率效率。
根据实施例，操作放大器包括控制至少一个第一类型的晶体管和至少一个第二类型的晶体管，其中第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是互补类型的晶体管，并且其中第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是FET、功率FET、以及双极结晶体管中的一种。例如，互补类型的晶体管可以是p型和n型FET；或者p型FET和PNP双极结晶体管；或者n型FET和NPN双极结晶体管。例如，互补类型的晶体管可以是具有互补类型的多数电荷载子的晶体管。控制至少一个第一类型的晶体管和至少一个与第一类型互补的第二类型的晶体管对于操作推挽级是特别的有利的。放大器的这种操作可以减小或者消除放大器的待机电流，以使得放大器的功耗可以特别地小。在同一时间，放大器的这种操作可允许输出信号会有高范围，例如高电压范围。在驱动器电路的输出信号包括低电流或者低功率的情况下，将FET操作为第一类型的晶体管和/或第二类型的晶体管会是有益的。控制至少一个FET意味着可将控制信号提供为电压，从而用于提供控制信号的功耗可以特别地小。如果输出信号包括高功率或者高电流，则操作双极结晶体管作为第一类型的晶体管和/或第二类型的晶体管会是有益的。
根据实施例，在第一操作条件的每个时间间隔期间，操作放大器包括：例如基于控制信号，例如控制信号的电压或者电流，将至少一个第一类型的晶体管控制为不是进入导通状态就是进入截止状态，而将至少一个第二类型的晶体管控制为另一种状态。控制至少一个第一类型的晶体管和至少一个第二类型的晶体管进入互补状态可以意味着放大器的低功耗。
根据实施例，方法进一步包括从输出信号获得反馈信号，以使得反馈信号的振幅与输出信号的振幅的比值对应于驱动器电路的放大倍数。例如，从输出信号获得反馈信号可以包括将输出信号的电压除以放大倍数。因此，在输入信号与输出信号之间放大倍数可相应地通过从输出信号获得反馈信号，例如通过对输出信号进行除法来做选择。也就是说，控制驱动器电路可以包括调整驱动器电路的放大倍数，从而在控制驱动器电路中提供高灵活性。可替代地，驱动器电路的放大倍数可以是固定的以降低驱动器电路的复杂性。
根据实施例，第一供给电压比第二供给电压至少小2倍，优选地至少小5倍，更优选地至少小10倍。例如，第二供给电压的电平可以为输出电压的电平设置上限。即，可以根据驱动器电路的应用的要求来设置第二供给电压。尽管第二供给电压满足了应用的要求，但是第二供给电压对比第二供给电压的高比值有助于比较器在低供给电压下的操作。因此，第二供给电压对比第一供给电压的高比值可以意味着比较器的特别低的功耗，从而控制驱动器电路可以结合高功率效率和高输出电压。
根据实施例，第一供给电压和/或第二供给电压是恒定的。在第一供给电压和/或第二供给电压是恒定的情况下，通过电荷泵分别提供第一供给电压和/或第二供给电压可能会是特别有效的。
根据实施例，提供第一供给电压包括调制第一供给电压和/或提供第二供给电压包括调制第二供给电压。通过调制第一供给电压和/或第二供给电压，经调制的供给电压可被调适于调制的每个时间间隔的操作条件，例如由输出信号所提供的功率。通过调制第一供给电压和/或第二供给电压，驱动器电路的功耗可以特别地低。调制第二供给电压可以为推挽级提供高的效率。作为非限制性的示例，第二供给电压的调制的实现可以通过适当地不是使用电流就是使用电压来控制两个电阻器或者MOSFET，其中电阻器或者MOSFET可被定位在正极和负极供电干线路径，通过非限制性的示例，其可以将第二电压供给级连接到放大器。通过非限制性的示例，可以根据用于放大器例如用于推挽级的控制信号来控制第二供给电压。
根据实施例，操作放大器包括传导通过或者穿过推挽级的最大电流的自调整，其中最大电流的自调整是基于负载。通过非限制性的示例，最大可能(驱动)电流通过放大器例如通过推挽级的自调整可以包括取决于在调制的每个时间间隔时的负载来自调整最大电流。例如，最大电流的自调整可以基于控制信号。由于控制信号是基于反馈信号，而反馈信号是基于输出信号，因此可以基于输出信号所需的功率来调整最大电流。也就是说，最大电流可以在驱动器电路的操作期间被自适应。因此，驱动器电路可以同时且与负载的大小无关地提供高功率效率和低的或者最佳的THD。例如，在小负载的情况下，操作驱动器电路包括将低的最大电流传导通过放大器，从而实现低功耗，而在大负载的情况下，操作驱动器电路包括将高的最大电流传导通过放大器，从而提供较低的THD。通过非限制性的示例，可以通过不是使用电流就是使用电压来控制复数个电阻器或者复数个MOSFET来实现最大电流的自调整。通过非限制性的示例，可以基于控制信号来自调整最大的电流。
根据本发明的另一实施例提供了驱动器电路，例如用于驱动或者控制负载的驱动器电路。驱动器电路包括放大器，放大器被配置为基于控制信号来提供输出信号，例如诸如电压的一电子输出信号，而控制信号例如为控制电压或者控制电流，控制信号被配置为控制放大器，例如输出信号的大小或者振幅。驱动器电路进一步包括比较器，比较器被配置为通过将输入信号与反馈信号进行比较来提供控制信号，其中反馈信号是基于放大器的输出信号。例如，比较器可以是反馈回路的一部分。比较器被连接到第一电压供给级，第一电压供给级被配置为向比较器提供第二供给电压。放大器被连接到第二电压供给级，第二电压供给级被配置为向放大器提供第二供给电压。第二供给电压高于第一供给电压。
驱动器电路仰赖与上述方法相同的构想，提供相同或者等效的功能和优点。驱动器电路可以可选择性地与本文有关用于控制驱动器电路的相应方法所描述的任何的特征、功能、和细节进行组合或者补充。驱动器电路可以可选择性地与所提及的特征、功能、和细节单独地结合或者以它们的任何的组合来结合。
根据实施例，驱动器电路形成集成电路的至少一部分。由于驱动器电路是集成电路的一部分，因此可被实现成特别地节省空间。
与第一电压供给级包括第一电荷泵级并且第二电压供给级包括第二电荷泵级的特征相结合，将驱动器电路实现在集成电路中会特别地有益。电荷泵级可被集成到集成电路中，并依然可以提供高电压。因此，如果驱动器电路包括被配置为向比较器提供第一供给电压的第一电荷泵级，并且进一步包括被配置为向放大器提供第二供给电压的第二电荷泵级，则驱动器电路可以被实现在包括第一电压供给级和第二电压供给级的集成电路中。这样的一种布置避免了对外部元件的需求，例如对分立元件诸如电感或者电阻或者电容的需求。
在集成电路中实施驱动器电路可以进一步与以下特征做有利地结合：放大器包括至少一个n型FET和至少一个p型FET，例如，至少一个n型MOSFET和至少一个p型MOSFET。驱动器电路的这种结构使得能够通过CMOS加工工序来制造驱动器电路。进一步将这两个特征与第一电压供给级包括第一电荷泵与第二电压供给级包括第二电荷泵的特征相结合，能够在一CMOS加工工序中制造出包括第一电压供给级和第二电压供给级的驱动器电路。利用一CMOS加工工序来制造驱动器电路可以是一种非常经济高效且灵活的方式来生产驱动器电路，并且能够将驱动器电路集成到包括其他元件的集成电路中。
根据本发明的其他的实施例提供一种包括负载和驱动器电路的系统。系统被配置为基于驱动器电路的输出信号来控制负载。通过使用用于控制负载的驱动器电路，可以通过输入信号来控制负载，输入信号可以例如小于输出信号，从而可以通过使用一小的信号来控制负载。例如，驱动器电路可被调适于负载，也就是说例如输出信号的电平可被调适于负载和/或由驱动器电路所提供的功率可被调适于负载的需求。
根据实施例，系统包括集成电路，并且集成电路包括驱动器电路。由于集成电路包括驱动器电路，因此系统可以是特别节省空间的和/或节省能源的，并且可以通过使用用于集成电路的制程来非常经济地制造出系统。
根据实施例，负载包括电容和/或电感，并且负载的电阻是高于10kΩ或者100kΩ或者1MΩ。因为负载的电阻很高，将需要由驱动器电路提供来驱动负载的电流可能很小，即使被用来驱动负载的驱动器电路的输出信号的电压可能高的也是如此。因此，通过使驱动器电路的设计适应于负载的功耗，驱动器电路可消耗很少的功率来驱动负载。由于驱动器电路包括第一和第二电压供给级，因此可通过相应地调整电压供给级来非常有效地使其适应于负载。
例如，驱动器电路的最大输出功率，例如由输出信号所提供的驱动器电路的输出功率，可以被设计为低的，例如在mW的范围内。因此，第二电压供给级可以包括用于提供第二供给电压的电荷泵级，并且仍然能够向放大器提供一足够高的功率。作为驱动器电路对低输出功率的进一步的自适应，输出信号可以被配置为具有低电平或者低振幅。由于控制信号的低电平，比较器的功耗可能很低，因此比较器可由电荷泵级来提供足够的电源。因此，使驱动器电路具有高电阻负载的组合使得系统有一种集成式设计，其中包括第一电压供给级和第二电压供给级的驱动器电路可以是集成电路的一部分，例如由CMOS加工工序所制造的集成电路。因此，系统的布置可以特别地节省空间和/或系统可被配置为特别地节能。
根据实施例，负载包括MEMS致动器。MEMS致动器可被集成到集成电路中，以使得包括MEMS致动器的系统和驱动器电路可被集成到共同的集成电路中。因此，系统可以特别地节省空间并且可以在集成电路的联合制程中被制造出来。
根据实施例，负载包括压电致动器或者热机致动器或者储能装置。这些元件可能包括高电容性负载或者可以包括电容和/或电感和/或可能包括高电阻，以使得它们可有利地由驱动器电路来驱动，其中驱动器电路可以例如包括电荷泵级用来提供驱动器电路的第二供给电压。
根据实施例，负载包括扬声器、麦克风、泵、阀门、帮助辅助系统、定位系统以及用于移动板的机械控制中的至少一种。这些部件可能包括高电容性负载，也就是说它们可包括高电容和/或高电阻，以使得它们可有利地由驱动器电路来驱动，即使驱动器电路包括电荷泵级用来提供第二供给电压也是如此。
根据本发明的另一实施例提供了一种用于制造集成电路的方法，该方法包括布置放大器，以使得放大器被配置为基于控制信号来提供输出信号。该方法进一步包括布置比较器，以使得比较器被配置为通过将输入信号与反馈信号进行比较来提供控制信号，其中反馈信号是基于放大器的输出信号。额外地，方法包括布置第一电压供给级和第二电压供给级，以使得第一电压供给级被配置为向比较器提供第一供给电压，并使得第二电压供给级被配置为向放大器提供第二供给电压，以及使得第二供给电压高于第一供给电压。
根据本发明的另一实施例提供了一种计算机程序，其中计算机程序被配置为当在计算机或者信号处理器上被执行时实施上述用于控制驱动器电路的方法，以使得上述方法由计算机程序中的一个来实施。
附图说明
在下文中，将参考附图更加详细地描述本发明的实施例，其中：
图1是示出根据实施例的驱动器电路的示意图，
图2是示出根据另一实施例的驱动器电路的示意图，
图3是示出根据实施例的包括驱动器电路的系统的示意图，
图4A、B是示出根据实施例的输入信号、输出信号、反馈信号、以及控制信号随时间变化的图形，
图5是示出根据实施例的一种用于控制驱动器电路的方法的方框图，
图6是示出根据实施例的一种用于制造集成电路的方法的方框图。
具体实施方式
在以下的描述中，相同或者等同的元件或者具有相同或者等同功能的元件是由相同或者等同的参考数字表示，即使在不同的附图中出现也是如此。
借助于方框图来进行描述并且参考方框图所描述的方法步骤也可以以与图绘和/或描述的顺序不同的顺序来执行。此外，涉及设备的特定特征的方法步骤可以用设备的特征，来替换，反之亦然。
在以下的描述中，复数个细节被阐述以对本发明的实施例提供更为彻底的解释。然而，对于本领域的普通技术人员将显而易见的是，可以在没有这些具体细节的情况下实践本发明的实施例。在其他的情况下，公知的结构和设备是以方框图的形式来示出而不是以详细细节的方式来示出，以避免使模糊了本发明的实施例。此外，除非另有特别地指出，否则在下文中所描述的不同实施例的特征可被彼此组合。
在整个说明书中，作为示例所描述的所有的特征、功能、和细节应被理解为可选择性的，并且是非限制性的。
图1是示出根据实施例的驱动器电路100的示意图。驱动器电路100包括放大器180，放大器180被配置为基于控制信号122提供输出信号182。驱动器电路100进一步包括比较器120以通过将输入信号110与反馈信号162进行比较来提供控制信号122，其中反馈信号162是基于放大器180的输出信号182。比较器120被连接到第一电压供给级140，第一电压供给级140被配置为向比较器120提供第一供给电压142。放大器180被连接到第二电压供给级150，第二电压供给级150被配置为向放大器180提供第二供给电压152，其中第二供给电压152高于第一供给电压142。
根据驱动器电路100的工作原理，通过接收基于输出信号182的反馈信号162，比较器能够将控制信号122提供给放大器180，以使得放大器180可以根据输入信号110来控制输出信号182。
由于控制信号122的电压域可以独立于输出信号182的电压域，因此被配置为用于提供控制信号122的比较器120可被提供有第一供给电压142，第一供给电压142可以独立于被提供给放大器180的第二供给电压152，而放大器180被配置为提供输出电压182。
根据图1的驱动器电路100可以可选择性地由在本文中针对其他驱动器电路所描述的所有的特征、功能和细节来补充。相应的特征、功能和细节可以可选择性地被单独地或者以它们的任何组合的方式被添加到驱动器电路100。
图2是示出根据实施例的驱动器电路200的示意图。驱动器电路200可以例如是基于驱动器电路100。
驱动器电路200被配置为基于输入信号110来提供输出信号182。例如，驱动器电路200可被配置为通过利用输出信号182来驱动负载290，从而基于输入信号110来控制一可选择的负载290。
例如，驱动器电路200被配置为提供输出信号182给负载290，其中输出信号182的振幅被自适应以驱动负载290。
例如，输出信号182可以由可变电压来表示。输出信号182的电压可以产生电流，其中电流可以基于负载290，例如，负载290的电阻或者阻抗。换句话说，驱动器电路可被配置为通过向负载提供输出信号182来向负载290提供电力。
例如，输出信号的电压可以在±24V的范围内。可替代地，输出信号182的电压可以小于或者大于±24V，例如驱动器电路可提供在±400V的范围内的输出电压。由输出信号182所提供的功率可以例如在于mW的范围内。可替代地，由输出信号182所提供的功率可以小于或者可以大于在mW范围内的功率。
驱动器电路200被配置为接收输入信号110。例如，输入信号110可以由可变电压和与电压有关的电流来表示。
例如，输入信号110的电压可以在低电压信号或者低电平信号的范围内，例如在±1V的范围内。可替代地，输入信号110的电压可以小于或者大于±1V。
例如，输出信号182的振幅可以等于或者大于输入信号110的振幅。换句话说，驱动器电路可以被配置为放大输入信号110用于提供输出信号182，其中驱动器电路200的一放大倍数对应于输出电压182的振幅与输入电压110的振幅的比值。
例如，输入信号110和/或输出信号182在时间上是连续的。例如，输入信号110和输出信号182可以是模拟信号。可替代地，输入信号110和/或输出信号182在时间上是离散的。
为了放大输入信号110以提供输出信号182，驱动器电路200包括一反馈回路260，反馈回路260包括比较器120、放大器180以及分压器261，其中比较器120被配置为基于反馈信号162来控制放大器180，而反馈信号162是由分压器261基于由放大器所提供的输出信号182来被提供的。
分压器261被配置为基于输出信号182来提供反馈信号162，以使得在输出信号182与反馈信号162之间的比值对应于驱动器电路200的放大倍数，其误差范围可能肇因于驱动器电路的元件的有限的精准度和有限的速度。例如，在输出信号182和反馈信号162之间的比值可以是在放大倍数的±1％、或者±0.1％、或者±0.01％的范围内。
例如，分压器261可以包括一个或多个电阻器、一个或多个晶体管和/或一个或多个电容器。分压器261可被配置为将输出信号182除以放大倍数用于获得反馈信号162。驱动器电路的放大倍数可以是固定的。可替代地，分压器261可以是可调的，例如通过调整位，以使得在输出信号182与反馈信号162之间的倍数可被调整，例如根据驱动器电路200的应用，例如根据负载290和/或根据输入信号110的振幅。
也就是说，驱动器电路200包括反馈回路260，反馈回路260被配置为从输出信号182获取反馈信号162，其中反馈信号162的振幅与输出信号182的振幅的比值对应于驱动器电路200的放大倍数。
比较器120被配置为将输入信号110与反馈信号162进行比较以获得控制信号122。例如，比较器120可将控制信号122提供为包括高电平和低电平的数字信号，其中比较器被配置为当在反馈信号162的一时间间隔中比输入信号110大时，将控制信号122提供为高电平或者低电平的两者之一；而当在反馈信号162的时间间隔中比输入信号110小时，提供另一电平的控制信号122。
例如，比较器是连续时间比较器。例如，比较器120可被配置为将控制信号122提供为连续时间信号。
可替代地，比较器是离散时间比较器。例如，比较器可被配置为将控制信号122提供为离散时间信号。
例如，比较器是离散时间比较器且比较器是自计时的。例如，比较器120可被配置为将控制信号122提供为离散时间信号，其中控制信号122包括关于控制信号122的时钟的同步信息。
放大器180被配置为接收控制信号122并且基于控制信号122来控制输出信号182。放大器180可以包括推挽级。推挽级可包括至少两个互补级。
至少两个互补级中的一级可以包括晶体管，例如一场效晶体管(FET)，诸如MOSFET或者功率FET、或者双极结晶体管。推挽级的至少两个互补级可以包括第一类型的晶体管以及与第一类型的晶体管互补的第二类型的晶体管。例如，互补类型的晶体管可以包括相反类型的多数电荷载子。例如，互补型晶体管可以由p型FET和n型FET、或者npn双极结晶体管和pnp双极型结型晶体管、或者p型FET和pnp双极型结型晶体管、或者n型FET和npn双极结晶体管来表示。
也就是说，放大器182包括至少一个第一类型的晶体管和至少一个第二类型的晶体管，其中第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是互补类型的晶体管，并且其中第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是FET、功率FET、或者双极结晶体管中的一种。
至少两个互补级中的一个级可被配置为根据级的电感来为输出信号182提供贡献。例如，至少两个互补级中的一个级可以处于导通状态或者截止状态，即与导通状态的电感相比，是具有低或者消失电感的状态。放大器180可被配置为基于控制信号122向至少两个互补级提供信号，信号将至少两个互补级的电感控制为不是处于导通状态就是处于截止状态。例如，放大器180可以被配置为：当控制信号122的电平是在第一范围内时，将至少两个互补级中的第一级控制为处于导通状态；以及当控制信号122的电平是在第二范围内时，将至少两个互补级中的第二级控制为处于导通状态。例如，第一范围和第二范围可以相反，以使得对于控制信号122的瞬时电平例如高电平或者低电平来说，第一级和第二级的两者之一可被配置为处于导通状态，而另外一级可处于截止状态。例如，第一范围和第二范围可以重叠，以使得在操作时刻对于处于在高电平与低电平之间控制信号122的值来说，这两级都可处于导通状态。这样子的重叠可避免会因免除在输出信号中的伪像而受益。
例如，比较器120被配置为提供控制信号122，其中控制信号122包括快速转换率，例如高于50MV/s或者高于100MV/s或者高于400MV/s的转换率。额外地，控制信号的电平的第一范围与第二范围的重叠可以是小的，例如小于控制信号122的振幅的10％或者小于振幅的5％或者小于振幅的1％。这个组合使用使得放大器可非常高效率地工作并且具一特别低的功耗。
也就是说，基于控制信号122，将第一类型的晶体管和第二类型的晶体管配置为处于导通状态或者截止状态或者在导通状态与截止状态之间做改变或者改变其导电率。
换句话说，驱动器电路200被配置为，在第一操作条件的每个时间间隔期间，将至少一个第一类型的晶体管控制成不是处于导通状态就是处于截止状态，并且将至少一个第二类型的晶体管控制成处于另一状态。驱动器电路200包括第一电压供给级，第一电压供给级被配置为向比较器120提供第一供给电压142。第一供给电压142的电平或者振幅可以例如对应于控制信号122的最大的电平或者最大的振幅。第一电压供给级可以包括第一电压转换以提供第一供给电压142。
也就是说，控制信号的振幅可以低于输出信号的振幅。
例如，推挽级可以被实现为AB放大器。例如，推挽级可包括标准的反相器，例如，其包括p型FET和n型FET。可替代地，推挽级可包括级联式的反相器，其具有被延迟的或者非重叠的控制用于避免在切换瞬间中的短路电流。级联式的反相器可以例如包括串联的一个或多个p型FET和一个或多个n型FET。可替代地，推挽级可以包括一个或多个MOSFET和/或一个或多个双极结晶体管。
根据实施例，放大器180被配置为用来自调整导通过或者流通过推挽级的最大电流，其中最大电流的自调整是基于负载290。
例如，最大电流可以是最大可能电流或者电流的上限，例如被使用来或者消耗来提供输出电压182的电流。例如，放大器180可被配置为根据控制信号122自调整最大电流，并因此例如不受外部的影响。例如，提供输出信号所需的功率可能取决于负载290，并且放大器180可被配置为通过使用控制信号122来获得有关于提供输出信号182所需的功率的信息。因此，放大器180可被配置为根据负载290的功耗或者功率需求来自调整最大电流。
驱动器电路200包括电荷泵145。电荷泵145包括第一电压供给级140和第二电压供电状态150。根据实施例，第一电压供给级140包括被配置为将第一供给电压142提供给比较器120的第一电荷泵级，并且第二电压供给级150包括被配置为将第二供给电压152提供给放大器180的第二电荷泵级。例如，电荷泵145、第一电荷泵级和/或第二电荷泵级可以包括迪克森(Dickson)电荷泵。
也就是说，第一电压供给级140包括第一电荷泵级和/或第二电压供给级150包括第二电荷泵级。
根据替代的实施例，第一电荷泵级可以是第一电荷泵的一部分，而第二电荷泵级可以是第二电荷泵的一部分。
根据另一替代的实施例，驱动器电路200不一定要包括电荷泵145。根据替代的实施例，第一电压供给级140可包括第一电压源，和/或第二电压供给级150可包括第二电压源。例如，第一电压源和/或第二电压源可以包括升压转换器、降压转换器、降压-升压转换器、电荷泵、电荷泵级或者低压差稳压器(LDO)。通过非限制性的示例，第一电压供给级140和/或第二电压供给级150可以由单独的电源和随后的控制器来实现。
因此，第一电压供给级140可以包括第一电压源而第二电压供给级150可以包括第二电压源。
第一供给电压142可被调适于控制信号122的振幅，其可被调适于放大器180和/或被调适于输出信号182的振幅。例如，第一电压提供级140，可被配置为将第一供给电压142提供为恒定或者固定的电压。也就是说，第一供给电压142可以是恒定的。
可替代地，第一电压供给级可被配置为调制第一供给电压。
例如，可以在每一个操作时间间隔期间，例如根据比较器120的功耗或者控制信号的电流振幅，来调制第一供给电压142。
第二供给电压152可被调适于输出信号182的最大电平或者最大振幅。例如，第二供给电压152可以等于或者大于输出信号182的振幅。
根据实施例，第二供给电压152可以是恒定的。
例如，第二电压供给级150可被配置为将第二供给电压152提供为恒定或者固定的电压，其中第二供给电压152可以对应于输出信号的最大所要求的振幅，例如，如由负载290所要求的。
可替代地，第二电压供给级150可被配置为调制第二供给电压152。
例如，第二供给电压152可以例如在每一个操作时间间隔期间根据例如放大器180的功耗，例如推挽级，或者根据输出信号182的电流所需的电平来被调制。例如，第二电压供给级150可以包括低电压轨道和高电压轨道，并且调制第二供给电压152可以包括基于控制信号122来控制低电压轨道的电压和高电压轨道的电压的相应的贡献。由于控制信号122是基于反馈信号162，因此控制信号可以包括关于放大器180和/或输出信号182的所需功率的信息。因此，使用控制信号122来调制第二供给电压152可根据推挽级280的功耗来提供用于第二供给电压152的一调整。也就是说，驱动器电路200可被配置为自调整第二供给电压152。作为非限制性的示例，基于控制信号122对第二供给电压152的控制可通过两个电阻器或者MOSFET来实现。
由于第二供给电压152可被调适于输出信号182并且第一供给电压142可被调适于控制信号122，第一供给电压142可以不同于第二供给电压152。特别是，第一供给电压142可以小于第二供给电压152。
例如，第一供给电压142比第二供给电压152至少小两倍，优选地至少小五倍，更优选地至少小十倍。
例如，输出信号的振幅可以由驱动器电路200的应用来决定，例如由负载290来决定。仍然，控制信号122的振幅可以小于输出信号182的振幅。控制信号122的振幅越小，在驱动器电路200的操作期间可以节省更多的功率。
根据实施例，驱动器电路200形成集成电路的至少一部分。
例如，驱动器电路200可任选地被集成到集成电路中，例如，与负载290和/或连同其他元件一起。特别是，驱动器电路200可被集成到包括第一电荷泵级和第二电荷泵级的集成电路中。
换句话说，驱动器电路200可被配置为接收具有可变且小振幅的连续时间输入信号110。驱动器电路可进一步被配置为将输入信号110放大一倍数，该倍数取决于可调整电阻分压器261，以获得与输入信号110的小振幅相比，具有振幅可变且大于等于输入信号振幅的连续时间输出信号182。例如，形成驱动器电路主要负载290的MEMS元件的典型负载可以由电容器来表示。连续时间输出信号182可以由推挽式反相器级，例如，放大器180来产生，其被连接到高电压域，例如，第二供给电压152。额外地，推挽式反相器级可被配置为由比较器120来控制，比较器120可被连接至低电压域，例如第一供给电压142。低电压域和高电压域可以由集成式电荷泵145来产生，并且可被固定在恒定的电平上。电荷泵145的可选择性的初始电压源可以是任意类型的。
例如，驱动器电路200的工作原理对应到一反馈回路的原理。驱动器电路200可被配置为经由可调整分压器261将连续时间输出信号182传回至比较器120的一输入。比较器120可被配置为在第二输入上接收输入信号110，并且被配置为将输入信号110与传回的反馈信号162进行比较。比较器120可被配置为根据其输入信号，即输入信号110和反馈信号162，产生高电平或者低电平信号，其中比较器120可被配置为根据低电压域产生高电平或者低电平信号。比较器120可被配置为在产生器120的输出处提供高电平或者低电平的信号作为控制信号122。驱动器电路200可被配置为基于所产生的控制信号122控制放大器180，例如推挽式反相器级，这样就完成了反馈回路。此外，驱动器电路200可被配置为依靠MEMS元件，例如负载290，的电容来平滑或者滤波输出信号182，以使得驱动器电路200可以需要较少或者不需要额外的外部元件或者滤波器级。
与可针对电阻负载进行优化的传统的AB类放大器形成对比的是，驱动器电路200包括第二电压供给级150，其被配置为提供第二供给电压152，即，输出信号182的电压域，其中第二电压供给级是驱动器电路200的集成式元件，即位于内部的元件。其他传统的解决方案依赖于升压转换器、外部元件、额外的脉冲产生器、模拟数字转换器和用于控制输出级的其他的信号处理单元，而驱动器电路200包括电荷泵145，比较器120，例如，模拟或者数字比较器，并且可被以完全集成的方式来实现。另外的传统解决方案需要RC低通输出滤波器，而驱动器电路200可以将输出信号直接提供给负载290。不使用双极性高电压功率放大器，驱动器电路200可以包括MOSFET，并且仍然可以提供高输出电压。此外，驱动器电路200可以以单级操作来进行电压和功率放大。驱动器电路200包括两个电压域，例如，由第一供给电压142提供的低电压域以及由第二供给电压152提供的高电压域。额外地，驱动器电路200可被配置为驱动可变负载，例如可变电容。除了A、B、C、D、AB、G或者H类的传统的放大器之外，驱动器电路200可以有效地放大低压输入信号并且可以有效地控制具有高的、连续时间电压的电容性负载。除了一些传统的解决方案之外，驱动器电路200可以，例如，在不用一种H桥接、数字模拟转换器、单独的校正器单元和单独的脉宽模块的情况下来被实现。
总而言之，驱动器电路200可以提供能够将高输出电压与低功耗做结合的一种低复杂度电路设计。额外地，驱动器电路200可以可选择性地被完全集成到集成电路中，并且可利用可以使用CMOS加工工序来被制造出的元件。
图3是示出根据实施例的系统301的示意图。系统301包括驱动器电路300。驱动器电路300可以对应于驱动器电路100、200。系统301进一步包括可以对应于负载290的负载390。系统301被配置为基于驱动器电路300的输出信号182来控制负载390。
根据实施例，负载390包括电容和/或电感，并且负载的电阻高于10k欧姆或者100k欧姆或者1M欧姆。
负载390可以例如由电容来表征。例如，负载390可以是纯电容性的或者主要是电容性的。可替代地，负载390可以主要是电容性的并可进一步包括电阻和/或电感或者以电阻和/或电感来表征，以使得负载390的一所得的电阻可以在M欧姆的范围内或者者可以大于10k欧姆或者100k欧姆或者1M欧姆。负载390的电阻越大，对于输出信号182的给定的振幅而言，驱动器电路300的放大器的功耗就越低，以使得驱动器电路300的第二供给电压可由电荷泵来提供。
根据实施例，系统301包括集成电路，并且集成电路包括驱动器电路300。
例如，驱动器电路300是集成电路的一部分。例如，驱动器电路300和负载可以是联合集成电路的一部分。
根据实施例，负载390包括MEMS致动器或者压电致动器或者热机致动器。
负载390可以，例如，包括MEMS元件和/或压电致动器，例如弯曲致动器，例如一静电弯曲致动器(NED-致动器)、压电致动器或者热机械致动器。
根据实施例，负载390包括扬声器、麦克风、泵、阀门、健康辅助系统、定位系统和用于移动板的机械控制中的至少一种。
根据另一实施例，负载390包括储能装置。
驱动器电路300的输出信号182可被调适于负载390的特性。例如，负载390可能主要是电容性的，以使得驱动器电路300可被配置为经由输出信号182向负载390提供低功率。因此，驱动器电路300可以包括第二电荷泵级，第二电荷泵级被配置为向放大器提供第二供给电压。放大器可以包括第一类型和第二类型的FET或者MOSFET，以使得放大器可被配置为基于低功率控制信号，即，控制信号的电流和/或电压可能很小，来提供输出信号182。因此，驱动器电路300可包括第一电荷泵级，第一电荷泵级被配置为向被配置为提供控制信号的比较器提供第一供给电压。第一电荷泵级、第二电荷泵级、比较器以及放大器可被集成到集成电路中，以使得驱动器电路300可被完全地集成。因此，驱动器电路300和可选择性地负载390可以使用CMOS加工工序来被制造出。
与之形成对比的是，传统的驱动器电路，诸如典型的AB类放大器，包括一个对应到所期望的输出电压电平的供给电压域。例如，功率放大器是AB放大器的主要的应用。功率放大器的主要的功率消耗出现在输出级中，以使得功率放大器的电源被配置为提供大的功率。因此，功率放大器可能仰赖于外部元件，诸如外部电感器或者电容器。
图4A是示出根据实施例的输入信号110、输出信号182、反馈信号162、以及控制信号122随着时间变化的变化图。该图示出100微秒长的示例性的时间间隔。
图4B是示出在图4A中所示图的时间间隔402的放大视图。
根据在图4A和4B中所示的实施例，通过将输出信号除以10，反馈信号是由输出信号导出，其可由分压器261来执行。控制信号的产生是通过将输入信号与反馈信号进行比较，从而使得当反馈信号大于输入信号的时间时(例如，在图4B中的时间403)控制信号的电平对应到低的电平；并使得当反馈信号大于输入信号的一时间时(例如，在图4B中的时间404)控制信号的电平对应到高的电平。
例如，放大器180可被配置为基于控制信号来调适输出信号，其中如果提供给放大器的控制信号的电平对应于高电平，则放大器180增加输出电压；并且其中如果提供给放大器的控制信号的电平对应于低电平，则放大器180减小输出电压。例如，放大器可以被配置为增加或者减小输出信号，其可以通过在放大器的推挽级的两个互补级之间进行切换或者者通过对在放大器的推挽级的两个互补级贡献之间的权重进行改变来执行。
图5是示出根据实施例的用于控制驱动器电路，例如驱动器电路100；200；300的方法5000的方框图。方法5000包括操作5100放大器180以基于控制信号122提供输出信号182。方法5000进一步包括操作5200比较器120以通过将输入信号110与反馈信号162进行比较来提供控制信号122，其中反馈信号162是基于输出信号182。额外地，方法5000包括向比较器120提供5400第一供给电压142，以及向放大器180提供5500第二供给电压152，其中第二供给电压152高于第一供给电压142。
如在图5中所示方法5000的步骤的顺序是被示例性地选择的，也就是说，这些步骤可以以任意顺序或者并行地被执行。如果方法5000的步骤被并行地执行，则控制驱动器电路可被特别有效地或者快速地执行。
图6是示出根据实施例的一种用于制造集成电路的方法6000的方框图。方法6000包括布置6800放大器180，以使得放大器180被配置为基于控制信号122来提供输出信号182。方法6000进一步包括布置6200比较器120，以使得比较器120被配置为通过将输入信号110与反馈信号162进行比较来提供控制信号120，其中反馈信号162是基于放大器180的输出信号182。额外地，方法6000包括布置6450第一电压供给级140和第二电压供给级150，以使得第一电压供给级140被配置为向比较器120提供第一供给电压142，以及使得第二电压供给级150被配置为向放大器180提供第二供给电压152，以及使得第二供给电压152高于第一供给电压142。
如在图6中所示方法6000的步骤的顺序是被示例性地选择的，也就是说，这些步骤可以以任意顺序或者并行地被执行。
尽管已经在一种装置的环境中描述了一些方面，但很显然的是，这些方面也代表了相应方法的描述，其中块或者设备对应到方法步骤或者方法步骤的特征。类似地，在方法步骤的环境中所描述的方面也表示对相应装置的对应的块或者项或者特征的描述。
上述实施例仅用于说明本发明的原理。应被理解的是，本文所描述的布置和细节的修改和变化对于本领域的普通技术人员而言将会是显而易见的。因此，本发明的意图为仅由即将来临的专利权利要求的范围来限制，而不受本文实施例的描述和解释所给出的具体细节来限制。
方法步骤中的一些或者全部可由(或者使用)硬件设备，例如，微处理器、可编程计算机或者电子电路来执行。在一些实施例中，最重要的方法步骤中的一个或多个可以由这样子的装置来执行。
取决于某些实现方式的要求，本发明的实施例可以以硬件或者软件或者至少部分地以硬件或者至少部分地以软件来实现。实现方式可以使用数字存储介质来执行，例如，软盘、DVD、蓝光、CD、ROM、PROM、EPROM、EEPROM或者闪存，其具有存储在其上的电子可读控制信号，其与可编程的计算机系统配合(或者能够与之配合)，从而执行相应的方法。因此，数字存储介质可以是计算机可读的。
根据本发明的一些实施例包括具有电子可读控制信号的数据载体，电子可读控制信号能够与可编程计算机系统协作，从而执行本文描述的方法中的一个。
通常，本发明的实施例可被实现为具有程序代码的计算机程序产品，当计算机程序产品在计算机上运行时，程序代码被操作来执行方法中的一种。程序代码可以例如存储在机器可读载体上。
其他实施例包括存储在机器可读载体上的用于执行本文所描述的方法的一种的计算机程序。
换句话说，因此，本发明方法的实施例是一种计算机程序，计算机程序具有用于执行本文所描述的方法中的一种的程序代码，当计算机程序在一计算机上被运行时。
因此，本发明方法的另一个实施例是一种数据载体(或者数字存储介质，或者计算机可读介质)，其包括记录在其上用于执行本文所描述的方法中的一种的计算机程序。数据载体、数字存储介质或者记录介质通常是有形的和/或非暂时性的。
因此，本发明方法的另一实施例是表示用于执行本文所描述的方法中的一种的计算机程序的数据流或者信号序列。数据流或者信号序列可例如被配置为经由数据通信连接，例如经由因特网来被传输。
另一实施例包括处理构件，例如计算机或者可编程逻辑器件，其被配置为或者被调适于执行本文所描述的方法中的一种。
另一实施例包括一种计算机，在计算机上安装了用于执行本文所描述的方法中的一种的计算机程序。
根据本发明的另一实施例包括一种装置或者一种系统，装置或者系统被配置为(例如，以电子方式或者光学方式)将用于执行本文所描述的方法中的一种的计算机程序传送给接收器。接收器可以是，例如，计算机、移动设备、内存设备等等。装置或者系统可以例如包括用于将计算机程序传送给接收器的文件服务器。
在一些实施例中，可编程逻辑器件(例如现场可编程门阵列)可被使用来执行本文所描述方法的一些或者全部的功能。在一些实施例中，现场可编程门阵列可以与微处理器协作以便执行本文所描述的方法中的一种。通常，方法可优选地由任何硬件设备来执行。
可以使用硬件设备、或者使用计算机、或者使用硬件设备和计算机的组合来实现本文所描述的装置。
可以使用硬件设备、或者使用计算机、或者使用硬件设备和计算机的组合来执行本文所描述的方法。

Claims (44)

1.一种用于控制驱动器电路(100；200；300)的方法(5000)，包括：
操作(5100)放大器(180)，以基于控制信号(122)提供输出信号(182)；
操作(5200)比较器(120)，以通过将输入信号(110)与反馈信号(162)进行比较来提供所述控制信号(122)，其中所述反馈信号(162)基于所述输出信号(182)；
向比较器(120)提供(5400)第一供给电压(142)；
向放大器(180)提供(5500)第二供给电压(152)；
其中，所述第二供给电压(152)高于所述第一供给电压(142)。
2.根据权利要求1所述的方法(5000)，其中提供第一供给电压(142)由第一电压源执行，并且其中提供第二供给电压(152)由第二电压源执行。
3.根据权利要求1或2中的一项所述的方法(5000)，其中提供第一供给电压(142)由第一电荷泵级执行，和/或其中提供第二供给电压(152)由第二电荷泵级执行。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，其中所述控制信号(122)的振幅低于所述输出信号(182)的振幅。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，其中所述比较器(120)被操作以提供连续时间信号。
6.根据权利要求1-4中任一项所述的方法(5000)，其中所述比较器(120)被操作以提供离散时间信号。
7.根据权利要求6所述的方法(5000)，其中操作比较器(120)包括比较器(120)的自计时。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，其中所述输入信号(110)和/或所述输出信号(182)在时间上是连续的。
9.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，其中所述输入信号(110)和/或所述输出信号(182)在时间上是离散的。
10.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，其中操作放大器(180)包括操作推挽级。
11.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，其中操作放大器(180)包括控制至少一个第一类型的晶体管和至少一个第二类型的晶体管，
其中，第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是互补类型的晶体管，以及
其中，第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是FET、功率FET或双极结晶体管中的一种。
12.根据权利要求11所述的方法(5000)，其中操作放大器(180)包括在第一操作条件的每个时间间隔期间，控制至少一个第一类型的晶体管进入导电状态或截止状态，并且控制至少一个第二类型的晶体管进入另一状态。
13.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，还包括从输出信号(182)获得反馈信号(162)，以使得所述反馈信号(162)的振幅与所述输出信号(182)的振幅的比值对应于驱动器电路(100；200；300)的放大倍数。
14.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，
其中，所述第一供给电压(142)比第二供给电压(152)小至少2倍，优选地小至少5倍，更优选地小至少10倍。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的方法(5000)，
其中，所述第一供给电压(142)和/或所述第二供给电压(152)恒定。
16.根据权利要求1-14中任一项所述的方法(5000)，
其中，提供第一供给电压(142)包括调制第一供给电压(142)；和/或
其中，提供第二供给电压(152)包括调制第二供给电压(152)。
17.根据前述权利要求中任一项所述的方法(5000)，其中操作放大器(180)包括对通过推挽级传导的最大电流的自调整，其中最大电流的自调整基于负载。
18.一种驱动器电路(100；200；300)，包括：
放大器(180)，被配置为基于控制信号(122)提供输出信号(182)；
比较器(120)，被配置为通过将输入信号(110)与反馈信号(162)进行比较来提供控制信号(122)，其中所述反馈信号(162)基于放大器(180)的输出信号(182)；
其中，所述比较器(120)连接到第一电压供给级(140)，所述第一电压供给级(140)被配置为向比较器(120)提供第一供给电压(142)；
其中，所述放大器(180)连接到第二电压供给级(150)，所述第二电压供给级(150)被配置为向放大器(180)提供第二供给电压(152)；以及
其中，所述第二供给电压(152)高于所述第一供给电压(142)。
19.根据权利要求18所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述第一电压供给级(140)包括第一电压源，所述第二电压供给级(150)包括第二电压源。
20.根据权利要求18或19中的一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述第一电压供给级(140)包括第一电荷泵级，和/或所述第二电压供给级(150)包括第二电荷泵级。
21.根据权利要求18-20中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述控制信号(122)的振幅低于所述输出信号(182)的振幅。
22.根据权利要求18-21中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述比较器(120)是离散时间比较器或连续时间比较器。
23.根据权利要求18-21中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述比较器(120)是离散时间比较器，并且其中所述比较器(120)是自计时的。
24.根据权利要求18-23中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中输入信号(110)和/或输出信号(182)在时间上是连续的。
25.根据权利要求18-23中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述输入信号(110)和/或所述输出信号(182)在时间上是离散的。
26.根据权利要求18-25中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述放大器(180)包括推挽级。
27.根据权利要求18-26中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述放大器(180)包括至少一个第一类型的晶体管和至少一个第二类型的晶体管，
其中，第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是互补类型的晶体管，以及
其中，第一类型的晶体管和第二类型的晶体管是FET、功率FET或双极结晶体管中的一种。
28.根据权利要求27所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述驱动器电路(100；200；300)被配置为在第一操作条件的每个时间间隔期间，控制至少一个第一类型的晶体管进入导电状态或截止状态，并且控制至少一个第二类型的晶体管进入另一状态。
29.根据权利要求18-28中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，还包括反馈回路，其被配置为从输出信号(182)获得反馈信号(162)；
其中，反馈信号(162)的振幅与输出信号(182)的振幅的比值对应于驱动器电路(100；200；300)的放大倍数。
30.根据权利要求18-29中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，
其中，所述第一供给电压(142)比第二供给电压(152)小至少2倍，优选地小至少5倍，更优选地小至少10倍。
31.根据权利要求18-30中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，
其中，所述第一供给电压(142)和/或所述第二供给电压(152)恒定。
32.根据权利要求18-30中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，
其中，所述第一电压供给级(140)被配置为调制第一供给电压(142)；和/或
其中，所述第二电压供给级(150)被配置为调制第二供给电压(152)。
33.根据权利要求18-32中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述放大器(180)被配置用于对通过推挽级传导的最大电流进行自调整，其中所述最大电流的自调整基于负载。
34.根据权利要求18-33中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)，其中所述驱动器电路(100；200；300)形成集成电路的至少一部分。
35.一种系统(301)，包括：
负载(290；390)；
根据权利要求18-34中任一项所述的驱动器电路(100；200；300)；
其中，所述系统被配置为基于所述驱动器电路(100；200；300)的输出信号(182)控制所述负载(290；390)。
36.根据权利要求35所述的系统(301)，
其中，所述系统包括集成电路，以及
其中，所述集成电路包括所述驱动器电路(100；200；300)。
37.根据权利要求35或36中的一项所述的系统(301)，
其中，负载(290；390)包括电容和/或电感；
以及其中，负载(290；390)的电阻高于10k欧姆或100k欧姆或1M欧姆。
38.根据权利要求35-37中任一项所述的系统(301)，其中所述负载(290；390)包括MEMS致动器。
39.根据权利要求35-37中任一项所述的系统(301)，其中负载(290；390)包括压电致动器。
40.根据权利要求35-37中任一项所述的系统(301)，其中负载(290；390)包括热机致动器。
41.根据权利要求35-37中任一项所述的系统(301)，其中所述负载(290；390)包括储能装置。
42.根据权利要求35-40中任一项所述的系统(301)，其中负载(290；390)包括扬声器、麦克风、泵、阀门、健康辅助系统、定位系统和用于移动板的机械控制中的至少一种。
43.一种用于制造集成电路的方法(6000)，该方法(5000)包括：
布置(6800)放大器(180)，以使得放大器(180)被配置为基于控制信号(122)提供输出信号(182)；
布置(6200)比较器(120)，以使得比较器(120)被配置为通过将输入信号(110)与反馈信号(162)进行比较来提供控制信号(122)，其中反馈信号(162)基于放大器(180)的输出信号(182)；
布置(6450)第一电压供给级(140)和第二电压供给级(150)，
使得第一电压供给级(140)被配置为向比较器(120)提供第一供给电压(142)，以及
使得第二电压供给级(150)被配置为向放大器(180)提供第二供给电压(152)；
使得第二供给电压(152)高于第一供给电压(142)。
44.一种计算机程序，用于当在计算机或信号处理器上执行时实施权利要求1至17所述的方法。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113885631B (zh) * 2021-10-27 2023-07-18 昂宝电子（上海）有限公司 用于电源管理系统的端口电流检测方法和电路
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Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4359650A (en) * 1980-11-13 1982-11-16 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force High voltage driver amplifier apparatus
DE10039438C2 (de) * 2000-08-11 2002-06-20 Infineon Technologies Ag Zweistufiger Operationsverstärker
US7339426B2 (en) * 2004-03-19 2008-03-04 Powerwave Technologies, Inc. High efficiency linear amplifier employing dynamically controlled back off
JP2006109133A (ja) * 2004-10-06 2006-04-20 Matsushita Electric Ind Co Ltd 増幅制御装置
JP4710878B2 (ja) * 2007-06-25 2011-06-29 ヤマハ株式会社 Ｄ級アンプ装置
US7733178B1 (en) * 2007-10-24 2010-06-08 Fairchild Semiconductor Corporation High efficiency audio amplifier
JP5511594B2 (ja) * 2010-08-31 2014-06-04 スパンション エルエルシー 出力スイッチング回路
JP2013009177A (ja) * 2011-06-24 2013-01-10 Asahi Kasei Electronics Co Ltd 駆動用ドライバ、駆動用アンプおよび情報機器
JP6044269B2 (ja) * 2011-11-04 2016-12-14 ヤマハ株式会社 自励発振型ｄ級アンプおよび自励発振型ｄ級アンプの自励発振周波数制御方法
US9007126B2 (en) * 2013-02-25 2015-04-14 Intel Mobile Communications GmbH Multi-mode amplifier system
US10135394B2 (en) * 2014-11-24 2018-11-20 Imec Vzw Low voltage supply amplifier and amplification method
JP6576306B2 (ja) * 2016-06-28 2019-09-18 三菱電機株式会社 電圧電流変換回路および負荷駆動回路
US10063232B1 (en) * 2017-09-13 2018-08-28 Xilinx, Inc. Digitally controlled impedance calibration for a driver using an on-die reference resistor

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