CN117997104A - 用于高度精确的dc-dc转换器的修整过程和代码重用 - Google Patents

用于高度精确的dc-dc转换器的修整过程和代码重用 Download PDF

Info

Publication number
CN117997104A
CN117997104A CN202311444070.1A CN202311444070A CN117997104A CN 117997104 A CN117997104 A CN 117997104A CN 202311444070 A CN202311444070 A CN 202311444070A CN 117997104 A CN117997104 A CN 117997104A
Authority
CN
China
Prior art keywords
voltage
output
tail
converter
resistor divider
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202311444070.1A
Other languages
English (en)
Inventor
M·阿塔纳西奥
S·拉莫瑞尼
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SRL
Original Assignee
STMicroelectronics SRL
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STMicroelectronics SRL filed Critical STMicroelectronics SRL
Publication of CN117997104A publication Critical patent/CN117997104A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/157Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with digital control
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/10Calibration or testing
    • H03M1/1009Calibration
    • H03M1/1033Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity
    • H03M1/1057Calibration over the full range of the converter, e.g. for correcting differential non-linearity by trimming, i.e. by individually adjusting at least part of the quantisation value generators or stages to their nominal values
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03MCODING; DECODING; CODE CONVERSION IN GENERAL
    • H03M1/00Analogue/digital conversion; Digital/analogue conversion
    • H03M1/66Digital/analogue converters
    • H03M1/74Simultaneous conversion
    • H03M1/78Simultaneous conversion using ladder network
    • H03M1/785Simultaneous conversion using ladder network using resistors, i.e. R-2R ladders

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Nonlinear Science (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Analogue/Digital Conversion (AREA)

Abstract

本公开涉及用于高度精确的DC‑DC转换器的修整过程和代码重用。一种转换器系统包括参考缓冲器,该参考缓冲器缓冲参考输入以产生DAC参考,根据由参考分压器生成的参考反馈电压进行操作。尾部缓冲器根据由尾部分压器从DAC参考生成的输入电压生成尾部电压。R‑2R型DAC利用R‑2R梯从代码生成DAC输出。这个梯具有耦接到尾部电压的尾部电阻器。反馈缓冲器缓冲DAC输出以产生转换器参考。DC‑DC转换器基于转换器反馈电压从DC输入生成DC输出。耦接在DC输出端与转换器参考之间的反馈分压器生成转换器反馈电压。控制电路系统选择性地分接参考分压器以产生参考反馈电压(执行增益修整)并选择性地分接尾部分压器以产生输入电压(执行偏移修整)。

Description

用于高度精确的DC-DC转换器的修整过程和代码重用
技术领域
本公开涉及DC-DC转换器领域,并且具体地涉及电路系统和校准过程,该电路系统和校准过程用于生成高度精确的参考电压,以用于在DC-DC转换器的反馈回路中使用从而向该DC-DC转换器提供生成的DC输出电压的高精确程度,并且在过程中使用以向DC-DC转换器提供扩展的电压范围。
背景技术
现在参考图1A描述DC-DC转换器系统5,该DC-DC转换器系统5包括将输入DC电压DCIN转换成输出DC电压DCOUT的DC-DC转换器电路6。用于DC-DC转换器电路6的反馈回路包括串联连接在DC-DC转换器电路6的输出端与参考电压VDO之间的电阻器R2和R1。反馈电压VFBK在电阻器R2和R1之间的抽头处生成并且由DC-DC转换器电路6在调节其输出DC电压DCOUT时使用。参考电压VDO由数模转换器(DAC)7基于参考电压REF_DAC和n位输入代码CODEn生成。如应当认识到的,由于VFBK的值通过负反馈被固定,因此通过由DAC 7对VDO的值的调整,来调整输出DC电压DCOUT的值。
在图1B中示出了DC-DC转换器6的输出DC电压DCOUT的理想示例输出范围。如在这个示例中可以观察到的,输出DC电压DCOUT理想的范围是从-0.8V(当输入代码CODEn处于其最小值时)到-6.6V(当输入代码CODEn处于其最大值时)。但是,真实世界的组件并不理想。事实上,参考电压REF_DAC的生成或电阻器R1和R2的值中的误差导致DAC步长(CODEn中的单个增量是DAC步长)中的多个DAC步长的增益误差;这可以在图1C中观察到,其中可能有两种可能的误差实例(例如,CODEn的最小值与CODEn的最大值之间的输出DC电压DCOUT的斜率使得当CODEn处于其最大值时输出DC电压DCOUT高于或低于-6.6V的期望值)。DAC 7中或DC/DC转换器电路6内的反馈电路系统内的误差导致偏移的引入;这可以在图1D中观察到,其中输出DC电压DCOUT的曲线向下移,使得当CODEn处于其最小值时,输出DC电压DCOUT小于-0.8V,并且使得当CODEn处于其最大值时,输出DC电压DCOUT小于-6.6V。
为了避免增益误差(图1C)和偏移误差(图1D),需要进一步的开发。
发明内容
本文公开了一种DC-DC转换器系统,包括:参考缓冲器,被配置为缓冲在其输入端处的参考输入信号以在其输出端处产生数模转换(DAC)参考信号,并且基于由参考电阻分压器生成的参考反馈电压进行操作;尾部缓冲器,被配置为基于通过尾部电阻分压器从DAC参考信号生成的输入电压来生成尾部电压;R-2R型数模转换器(DAC),被配置为利用R-2R电阻梯基于输入代码在DAC输出端处生成DAC输出电压,该R-2R电阻梯具有耦接到尾部电压的尾部电阻器;反馈缓冲器,被配置为缓冲DAC输出电压以产生转换器参考电压;DC-DC转换器,被配置为基于转换器反馈电压,从DC输入节点处的DC输入电压生成DC输出节点处的DC输出电压;反馈电阻分压器,耦接在DC输出节点与转换器参考电压之间,其中转换器反馈电压在反馈电阻分压器的抽头处生成;以及控制电路系统。
控制电路系统被配置为:选择性地分接参考电阻分压器以产生参考反馈电压,从而执行DC输出电压的增益修整;以及选择性地分接尾部电阻分压器以产生用于尾部缓冲器的输入电压,从而执行DC输出电压的偏移修整。
参考缓冲器可以是放大器,该放大器的非反相输入端子耦接成接收参考输入信号并且该放大器的反相输入端子通过参考电阻分压器耦接到其输出端。此外,控制电路系统可以通过生成传递到参考电阻分压器的开关的第一修整控制字来选择性地分接参考电阻分压器,从而选择参考缓冲器的放大器的反相输入端子与输出端之间的电阻,参考电阻分压器的开关在数量上等于第一修整控制字的位。
尾部缓冲器可以是放大器,该放大器的反相输入端子耦接到其输出端子,并且该放大器的非反相输入端子耦接成从尾部电阻分压器接收输入电压。此外,控制电路系统可以通过生成传递到尾部电阻分压器的开关的第二修整控制字来选择性地分接尾部电阻分压器,从而选择参考缓冲器的输出端与尾部缓冲器的非反相输入端子之间的电阻,尾部电阻分压器的开关在数量上等于第二修整控制字的位。
输入代码可以具有n位,并且R-2R电阻梯可以包括:尾部电阻器;串联连接在尾部电阻器与DAC输出端之间的n-1个电阻器,该n-1个电阻器中每一个具有尾部电阻器的电阻的一半;以及n个电阻器,这n个电阻器中的每一个连接在所述n-1个电阻器中的一个电阻器所连接到的不同抽头与相应开关之间,该相应开关基于输入代码选择性地将n个电阻器中的一个电阻器连接到地或者尾部电压。
在校准模式下,控制电路系统可以执行DC输出电压的增益修整直到DC输出电压的范围等于期望范围。如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在负偏移,那么控制电路系统可以执行偏移修整直到DC输出电压的偏移等于期望偏移,并且如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在正偏移,那么控制电路系统可以递增输入代码直到在DC输出电压中存在负偏移,然后执行偏移修整直到DC输出电压的偏移等于期望偏移。
在另外的校准模式下,控制电路系统可以增加参考输入信号,直到DC输出电压的范围等于期望的附加范围。
本文还公开了方法方面。该方法方面可以包括:在参考电阻分压器处生成参考反馈电压;生成参考输入信号,基于参考反馈电压产生数模转换(DAC)参考信号;从DAC参考信号生成输入电压;基于输入电压生成尾部电压;使用R-2R型数模电压转换器(DAC)基于输入代码和尾部电压生成DAC输出电压;从DAC输出电压生成转换器参考电压;在反馈电阻分压器的抽头处生成转换器反馈电压;基于转换器反馈电压,从DC输入节点处的DC输入电压生成DC输出节点处的DC输出电压;选择性地分接参考电阻分压器以产生参考反馈电压,从而执行DC输出电压的增益修整;以及选择性地分接尾部电阻分压器以产生输入电压,从而执行DC输出电压的偏移修整。
选择性地分接参考电阻分压器可以通过根据第一修整控制字操作参考电阻分压器的开关来执行,参考电阻分压器的开关在数量上等于第一修整控制字的位。
选择性地分接尾部电阻分压器可以通过根据第二修整控制字操作尾部电阻分压器的开关来执行,尾部电阻分压器的开关在数量上等于第二修整控制字的位。
在校准模式下:可以执行DC输出电压的增益修整直到DC输出电压的范围等于期望的范围;以及如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在负偏移,那么可以执行偏移修整,直到DC输出电压的偏移等于期望偏移。
在校准模式下:可以执行DC输出电压的增益修整直到DC输出电压的范围等于期望的范围;以及如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在正偏移,那么可以递增输入代码,直到在DC输出电压中存在负偏移,然后执行偏移修整直到DC输出电压的偏移等于期望偏移。
在另外的校准模式下,可以增加参考输入信号直到DC输出电压的范围等于期望的附加范围。
附图说明
图1A(现有技术)是现有技术DC-DC转换器系统的框图。
图1B(现有技术)是示出图1A的DC-DC转换器系统在理想情况下的输出电压的曲线图。
图1C(现有技术)是示出图1A的DC-DC转换器系统在出现增益误差的真实情况下的输出电压的曲线图。
图1D(现有技术)是示出图1A的DC-DC转换器系统在发生偏移误差的真实情况下的输出电压的曲线图。
图2是本文描述的DC-DC转换器系统的示意性框图,其提供增益和偏移两者的调整/校正。
图3是图2的数模转换器(DAC)的示意图。
图4是示出图2的DC-DC转换器系统在执行增益修整时的输出电压的曲线图。
图5是示出图2的DC-DC转换器系统在执行偏移修整时的输出电压的曲线图。
图6A是示出在输出电压最初具有负偏移的情况下在执行增益修整之后,在执行偏移修整时在校准模式下图2的DC-DC转换器系统的输出电压的曲线图。
图6B是示出在输出电压最初具有正偏移的情况下,在执行增益修整之后在执行偏移修整时在校准模式下图2的DC-DC转换器系统的输出电压的曲线图。
图7是示出图2的DC-DC转换器系统在其中增益被扩展至超出在给定所使用的DAC输入代码位的数量的情况下通常可能的范围的另外的校准模式下的输出电压的曲线图。
具体实施方式
以下公开使得本领域技术人员能够制造和使用本文公开的主题。在不脱离本公开的精神和范围的情况下,本文描述的一般原理可以应用于除上面详述的那些以外的实施例和应用。本公开并不旨在限于所示出的实施例,而是应符合与本文公开或建议的原理和特征一致的最宽范围。注意的是,在下面的描述中,除非相反地陈述,否则任何描述的电阻器或电阻都是分立器件,并且不仅仅是两点之间的电引线。因此,任何描述的耦接在两点之间的电阻器或电阻都具有比这两点之间的引线将具有的电阻更大的电阻,并且这样的电阻器或电阻不能被解释为引线。类似地,除非相反地陈述,否则任何描述的电容器或电容都是分立器件,并且除非相反地陈述,否则任何描述的电容器或电容都不是寄生器件。而且,除非相反地陈述,否则任何描述的电感器或电感都是分立器件,并且除非相反地陈述,否则任何描述的电感器或电感都不是寄生器件。此外,本文描述的任何“开关”都可以被理解为由一个或多个合适类型的晶体管形成。
现在参考图2描述本文描述的DC-DC转换器系统10。DC-DC转换器系统10包括将输入DC电压DCIN转换成输出DC电压DCOUT的DC-DC转换器电路15。用于DC-DC转换器电路15的反馈回路包括串联连接在DC-DC转换器电路15的输出端(在通过低通滤波器16之后)与参考电压VDO之间的电阻器R2和R1。反馈电压VFBK在电阻器R2和R1之间的抽头处生成,并且通过误差放大器14以由DC-DC转换器电路15在调节其输出DC电压DCOUT时使用。参考电压VDO由包括参考缓冲器11和数模转换器(DAC)12的链生成。
参考缓冲器11由参考放大器21形成,参考放大器21的非反相输入端子耦接成接收参考输入信号REF_IN并且参考放大器21的反相输入端子通过电阻电路22耦接到其输出端子。电阻电路包括X个开关SW0、…、SWX-1,每个开关连接在参考放大器21的反相输入端子与电阻梯RDIV1的不同的相应抽头之间,电阻梯RDIV1连接在参考放大器21的输出端与地之间。参考缓冲器11用于缓冲参考输入信号REF_IN以在参考放大器21的输出端处产生参考电压REF_DAC。
DAC 12可以是R-2R型,使用参考电压REF_DAC作为其参考电压,并且基于n位输入代码CODEn生成DAC输出电压DAC_OUT。DAC 12包括连接在尾部参考电压VBL与DAC 12的输出端之间的R-2R梯(图3中示出)。尾部参考电压VBL由电阻电路23和尾部参考缓冲器17的链生成。
缓冲器17由放大器17形成,放大器17的非反相输入端子连接到电阻电路23并且放大器17的反相输入端子连接到其输出端子,其中放大器17的输出端处生成参考电压VBL。电阻电路23包括连接在参考缓冲器11的输出端与地之间的电阻梯RDIV2,其中Y个开关S0、…、SY-1每个连接在电阻梯RDIV2的不同的相应抽头与放大器17的非反相输入端子之间。
DAC缓冲器13用于缓冲DAC输出电压DAC_OUT以产生参考电压VDO。DAC缓冲器13由放大器13形成,放大器13的非反相输入端子连接到DAC 12的输出端以接收DAC输出电压DAC_OUT并且放大器13的反相输入端子连接到其输出端,其中参考电压VDO在放大器13的输出端处产生。
如上所述,DAC 12是R-2R型,并且现在另外参考图3进行描述。DAC 12包括由串联连接在参考电压VBL与最后的节点Nn-1之间的n-1个电阻器形成的R-2R电阻梯18,其中在最后的节点Nn-1处生成DAC输出电压DAC_OUT。这n-1个电阻器包括连接在参考电压VBL与节点N0之间的电阻器2R(具有电阻2·R),以及然后包括n-2个电阻器R(每个具有电阻R),每个电阻器R连接在节点N0,…,Nn-1中的不同的连续的节点之间,例如,连接在节点N0与N1之间的电阻器R、连接在节点N1与Nn-2之间的电阻器R,等等。R-2R电阻梯18包括连接在节点N0、…、Nn-1中对应的一个节点与开关SPDT0、…、SPDTn-1中相应的一个开关之间的不同电阻器R2(每个具有电阻2·R)。
开关SPDT0、…、SPDTn-1每个根据n位代码CODEn的相应位选择性地将其相关联的电阻器R2之一连接到地或者参考电压REF_DAC。当CODEn的给定位处于逻辑低(例如,0)时,其相关联的开关SPDT0,…,SPDTn-1将其2R电阻器连接到地,而当CODEn的给定位处于逻辑高时(例如,1),其相关联的开关SPDT0,…,SPDTn-1将其2R电阻器连接到参考电压REF_DAC。举例来说,如果CODEn的最低有效位处于逻辑低,那么开关SPDT0将其2R电阻器连接到地,而如果CODEn的最低有效位处于逻辑高,那么开关SPDT0将其2R电阻器连接到REF_DAC。作为另一个示例,如果CODEn的最高有效位处于逻辑低,那么开关SPDTn-1将其2R电阻器连接到地,而如果CODEn的最高有效位处于逻辑高,那么开关SPDTn-1将其2R电阻器连接到REF_DAC。
控制电路系统30控制开关SW0、…、SWX-1和开关S0、…、SY-1,并且生成CODEn以及REF_IN。
现在描述操作。首先,将描述DC-DC转换器系统10提供增益和偏移修整(调整)两者的方式,随后将描述用于执行增益和偏移修整的校准过程。
在控制电路系统30的控制下,通过闭合开关SW0、…、SWX-1中的一个或多个改变连接在参考放大器21的反相输入端子与输出端之间的反馈电阻用于修整增益-调整输出DC电压DCOUT在其最小值与最大值之间的斜率,最终准确性近似地等于
详细地说,输出DC电压DCOUT的最大增益取决于n位代码CODEn的位的数量n,并且可以被计算为:
由于在控制电路系统30的控制下通过经由闭合开关SW0、…、SWX-1中的一个或多个来改变连接在参考放大器21的反相输入端子与输出端之间的反馈电阻执行的修整操作最终改变了REF_DAC的值,并且由于输出DC电压DCOUT的增益取决于REF_DAC,因此通过上述修整来执行增益控制。通过修整实现的这种增益调整的效果可以在图4中看到。输出DC电压DCOUT的最小值与最大值之间的期望范围是5.8V。采用开关SW0、…、SWX-1的第一设置,期望范围不是5.8V;采用开关SW0、…、SWX-1的第二设置,期望范围仍然不是5.8V;但是,采用开关SW0、…、SWX-1的第三设置,输出DC电压DCOUT的期望范围适当地为期望的5.8V。
在控制电路系统30的控制下,通过闭合开关S0、…、SY-1中的一个或多个来改变放大器17的非反相输入端子的输入电阻用于改变参考电压VBL并进而修整偏移—在输出DC电压DCOUT的最小值与其最大值之间的其范围内调整输出DC电压DCOUT的偏移。这种偏移调整的效果可以在图5中看到。注意的是,偏移修整的应用不改变输出DC电压DCOUT的范围/斜率,但确实用于将输出DC电压DCOUT向上移-最小和最大电压各自增加相同的量Δ。
通过由DAC 12调整DAC输出电压DAC_OUT的值,调整VDO的值,并进而调整输出DC电压DCOUT的值。如上面所解释的,通过调整电压VBL的值,调整输出DC电压DCOUT的偏移。
DAC输出电压DAC_OUT的值中的潜在步长大小取决于n位代码CODEn中的位的数量n。即,步长可以小至:
ΔDACOUT=VBL/2n.
鉴于上述情况,应用于输出DC电压DCOUT的偏移的值中的潜在步长大小取决于n位代码CODEn中的位的数量n。这些步长可以小至:
通过以上对如何执行输出DC电压DCOUT的增益和偏移修整的理解,现在将描述用于执行增益和偏移修整的过程。在校准模式下,控制电路系统30首先执行增益修整,直到达到输出DC电压DCOUT的最小值与最大值之间的期望范围。这可以通过迭代地递增或递减应用于开关SW0、…、SWX-1的X位控制字来执行,诸如图4中所示,直到达到期望的范围(增益)。
接下来,执行偏移修整。可能会出现两种情况。图6A中所示的第一种情况是输出DC电压DCOUT在偏移修整之前具有负偏移;然后,通过迭代地递增或递减应用于开关S0、…、SY-1的Y位控制字来执行如上所述的偏移修整,诸如图5中所示,直到达到期望的移位(偏移)。
图6B中所示的第二种情况是输出DC电压DCOUT在偏移修整之前具有正偏移;这里,首先递增n位代码CODEn,其用于向上移DAC输出电压DAC_OUT的值,进而向下移输出DC电压DCOUT。作为这样的结果,输出DC电压DCOUT现在具有负偏移而不是正偏移。然后,如上所述,执行偏移修整。这样就完成了校准模式,精确地修整增益和偏移两者。
可选地,可以执行进一步的校准以允许将输出DC电压DCOUT的范围调整为超出对于n位代码CODEn的给定数量n可实现的范围。为了做到这一点,一旦执行了上述校准,REF_DAC就增加。REF_DAC的这种增加用于增加增益修整期间的单独的步长大小,从而增加增益,如图7中所示-这里,通过适当增加REF_DAC,输出DC电压DCOUT的在其最小值与其最大值之间的范围为从7.7V增加到7.86V。实现输出DC电压DCOUT的范围的期望增加的REF_DAC的值可以与REF_DAC的初始值一起存储在控制电路系统30内的寄存器中,从而允许在输出DC电压DCOUT的两个不同范围之间切换。事实上,可以存储REF_DAC的多个不同附加值以允许在输出DC电压DCOUT的多个不同范围之间进行选择。
最后,清楚的是,可以对本文已经描述和示出的内容进行修改和变化,而不脱离如所附权利要求中所限定的本公开的范围。
虽然已经关于有限数量的实施例描述了本公开,但是受益于本公开的本领域技术人员将认识到的是,可以设想不脱离本文所公开的本公开的范围的其它实施例。因而,本公开的范围应仅由所附权利要求所限制。

Claims (15)

1.一种DC-DC转换器系统,包括:
参考缓冲器,被配置为缓冲在其输入端处的参考输入信号以在其输出端处产生数模转换(DAC)参考信号,并且基于由参考电阻分压器生成的参考反馈电压进行操作;
尾部缓冲器,被配置为基于通过尾部电阻分压器从DAC参考信号生成的输入电压来生成尾部电压;
R-2R型数模转换器(DAC),被配置为利用R-2R电阻梯基于输入代码在DAC输出端处生成DAC输出电压,该R-2R电阻梯具有耦接到尾部电压的尾部电阻器;
反馈缓冲器,被配置为缓冲DAC输出电压以产生转换器参考电压;
DC-DC转换器,被配置为基于转换器反馈电压,从DC输入节点处的DC输入电压生成DC输出节点处的DC输出电压;
反馈电阻分压器,耦接在DC输出节点与转换器参考电压之间,其中转换器反馈电压在反馈电阻分压器的抽头处生成;以及
控制电路系统,被配置为:
选择性地分接参考电阻分压器以产生参考反馈电压,从而执行DC输出电压的增益修整;以及
选择性地分接尾部电阻分压器以产生用于尾部缓冲器的输入电压,从而执行DC输出电压的偏移修整。
2.如权利要求1所述的DC-DC转换器系统,
其中参考缓冲器包括放大器,该放大器的非反相输入端子耦接成接收参考输入信号并且该放大器的反相输入端子通过参考电阻分压器耦接到该放大器的输出端;以及
其中控制电路系统通过生成传递到参考电阻分压器的开关的第一修整控制字来选择性地分接参考电阻分压器,从而选择参考缓冲器的放大器的反相输入端子与输出端之间的电阻,参考电阻分压器的开关在数量上等于第一修整控制字的位。
3.如权利要求1所述的DC-DC转换器系统,
其中尾部缓冲器包括放大器,该放大器的反相输入端子耦接到该放大器的输出端子,并且该放大器的非反相输入端子耦接成从尾部电阻分压器接收输入电压;以及
其中控制电路系统通过生成传递到尾部电阻分压器的开关的第二修整控制字来选择性地分接尾部电阻分压器,从而选择参考缓冲器的输出端与尾部缓冲器的非反相输入端子之间的电阻,尾部电阻分压器的开关在数量上等于第二修整控制字的位。
4.如权利要求3所述的DC-DC转换器系统,
其中输入代码具有n位;
其中R-2R电阻梯包括:
尾部电阻器;
n-1个电阻器,串联连接在尾部电阻器与DAC输出端之间,所述n-1个电阻器中每个电阻器具有尾部电阻器的电阻的一半;以及
n个电阻器,所述n个电阻器中的每个电阻器连接在所述n-1个电阻器中的一个电阻器所连接到的不同抽头与相应开关之间,该相应开关基于输入代码选择性地将所述n个电阻器中的一个电阻器连接到地或者尾部电压。
5.如权利要求1所述的DC-DC转换器系统,其中控制电路系统在校准模式下:
执行DC输出电压的增益修整直到DC输出电压的范围等于期望范围;
如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在负偏移,那么执行偏移修整直到DC输出电压的偏移等于期望偏移;以及
如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在正偏移,那么递增输入代码直到在DC输出电压中存在负偏移,然后执行偏移修整直到DC输出电压的偏移等于期望偏移。
6.如权利要求5所述的DC-DC转换器系统,其中控制电路系统在另外的校准模式下增加参考输入信号,直到DC输出电压的范围等于期望的附加范围。
7.一种DC-DC转换器系统,包括:
参考电阻分压器,被配置为生成参考反馈电压;
参考缓冲器,被配置为基于参考反馈电压生成数模转换(DAC)参考信号;
尾部电阻分压器,被配置为生成输入电压;
尾部缓冲器,被配置为基于输入电压生成尾部电压;
数模转换器(DAC),被配置为基于输入代码和尾部电压在DAC输出端处生成DAC输出电压;
反馈缓冲器,被配置为缓冲DAC输出电压以产生转换器参考电压;
DC-DC转换器,被配置为基于转换器反馈电压从DC输入节点处的DC输入电压生成DC输出节点处的DC输出电压;以及
反馈电阻分压器,耦接在DC输出节点与转换器参考电压之间,其中转换器反馈电压是在反馈电阻分压器的抽头处生成的。
8.如权利要求7所述的DC-DC转换器系统,
其中参考缓冲器包括放大器,该放大器的非反相输入端子耦接成接收参考输入信号并且该放大器的反相输入端子通过参考电阻分压器耦接到该放大器的输出端。
9.如权利要求7所述的DC-DC转换器系统,
其中尾部缓冲器包括放大器,该放大器的反相输入端子耦接到该放大器的输出端子,并且该放大器的非反相输入端子耦接成从尾部电阻分压器接收输入电压。
10.一种方法,包括:
在参考电阻分压器处生成参考反馈电压;
生成参考输入信号,基于参考反馈电压产生数模转换(DAC)参考信号;
从DAC参考信号生成输入电压;
基于输入电压生成尾部电压;
使用R-2R型数模电压转换器(DAC)基于输入代码和尾部电压生成DAC输出电压;
从DAC输出电压生成转换器参考电压;
在反馈电阻分压器的抽头处生成转换器反馈电压;
基于转换器反馈电压,从DC输入节点处的DC输入电压生成DC输出节点处的DC输出电压;
选择性地分接参考电阻分压器以产生参考反馈电压,从而执行DC输出电压的增益修整;以及
选择性地分接尾部电阻分压器以产生输入电压,从而执行DC输出电压的偏移修整。
11.如权利要求10所述的方法,其中选择性地分接参考电阻分压器是通过根据第一修整控制字操作参考电阻分压器的开关来执行的,参考电阻分压器的开关在数量上等于第一修整控制字的位。
12.如权利要求10所述的方法,其中选择性地分接尾部电阻分压器是通过根据第二修整控制字操作尾部电阻分压器的开关来执行的,尾部电阻分压器的开关在数量上等于第二修整控制字的位。
13.如权利要求10所述的方法,其中,在校准模式下:
执行DC输出电压的增益修整直到DC输出电压的范围等于期望的范围;以及
如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在负偏移,那么执行偏移修整直到DC输出电压的偏移等于期望偏移。
14.如权利要求10所述的方法,其中,在校准模式下:
执行DC输出电压的增益修整直到DC输出电压的范围等于期望的范围;以及
如果基于与期望偏移的比较在DC输出电压中存在正偏移,那么递增输入代码直到在DC输出电压中存在负偏移,然后执行偏移修整直到DC输出电压的偏移等于期望偏移。
15.如权利要求14所述的方法,还包括在另外的校准模式下,增加参考输入信号直到DC输出电压的范围等于期望的附加范围。
CN202311444070.1A 2022-11-03 2023-11-02 用于高度精确的dc-dc转换器的修整过程和代码重用 Pending CN117997104A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US17/980,188 US20240154515A1 (en) 2022-11-03 2022-11-03 Trimming procedure and code reuse for highly precise dc-dc converters
US17/980,188 2022-11-03

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN117997104A true CN117997104A (zh) 2024-05-07

Family

ID=90887884

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202311444070.1A Pending CN117997104A (zh) 2022-11-03 2023-11-02 用于高度精确的dc-dc转换器的修整过程和代码重用

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20240154515A1 (zh)
CN (1) CN117997104A (zh)

Also Published As

Publication number Publication date
US20240154515A1 (en) 2024-05-09

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6888482B1 (en) Folding analog to digital converter capable of calibration and method thereof
US6972701B2 (en) A/D converter calibration
US7701290B2 (en) Amplifier gain control circuit for the wireless transceiver
US20100109924A1 (en) Method and apparatus for digital error correction for binary successive approximation ADC
CN112751566A (zh) 冗余逐次逼近型模数转换器及其操作方法
CN110874113A (zh) 电流生成电路
US7145493B2 (en) Digital-to-analog converter (DAC) circuits using different currents for calibration biasing and methods of operating same
EP3624345B1 (en) Digital-to-analog converter transfer function modification
JPH01265619A (ja) 積分直線性エラーを補償したアナログ・ディジタル変換器およびその動作方法
KR20010006831A (ko) 일정한 미분 비 선형성을 갖는 아날로그-디지탈 변환디바이스
US8390498B2 (en) Comparing circuit and parallel analog-to-digital converter
US7642943B1 (en) Analog-to-digital converter circuit and method with programmable resolution
WO2023116452A1 (en) Linear dac by input code modification
CN117997104A (zh) 用于高度精确的dc-dc转换器的修整过程和代码重用
US6642867B1 (en) Replica compensated heterogeneous DACs and methods
US11616511B2 (en) Successive-approximation-register (SAR) analog-to-digital converter (ADC) timing calibration
CN108429552B (zh) 模数转换器和利用该模数转换器的半导体装置
WO2019227874A1 (en) Sar adc having accurate split capacitor
CN112187261B (zh) 数字模拟转换装置以及补偿电路
CN109428571B (zh) 数据转换器及其阻抗匹配的控制方法
CN110971232A (zh) 数字模拟转换器装置与电流控制方法
US11689211B2 (en) Analog-to-digital converter
CN111049520A (zh) 数字模拟转换器装置与校正方法
US10630303B1 (en) Digital-to-analog conversion device and compensation circuit
CN114095021A (zh) 一种电阻型数模转换器的电阻失配的校准方法及电路

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination