DE102014019830B4 - Current digital to analog converter - Google Patents

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DE102014019830B4
DE102014019830B4 DE102014019830.8A DE102014019830A DE102014019830B4 DE 102014019830 B4 DE102014019830 B4 DE 102014019830B4 DE 102014019830 A DE102014019830 A DE 102014019830A DE 102014019830 B4 DE102014019830 B4 DE 102014019830B4
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Alexander Lyakhov
Chiu Keung TANG
Narayanan RAGHURAMAN
Narayanan Natarajan
Fabrice Paillet
Samie Samaan
Ravi Sankar Vunnam
Edward A. Burton
Michael W. Rogers
Jonathan P. Douglas
Dawson W. Kesling
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    • 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
    • H02M3/158Conversion 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 including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1584Conversion 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 including plural semiconductor devices as final control devices for a single load with a plurality of power processing stages connected in parallel

Abstract

Strom-Digital-Analog-Wandler, DAC (1900), der Folgendes aufweist:
eine Vielzahl von n-Bauelementen, deren Gate-Anschlüsse mit einer ersten Vorspannung gekoppelt sind, wobei der Source-Anschluss jedes der n-Bauelemente mit Masse gekoppelt ist;
eine erste Vielzahl von Schaltern, die so betreibbar sind, dass sie die Drain-Anschlüsse einiger oder aller n-Typ-Vorrichtungen miteinander koppeln, um einen ersten Ausgangsstrom zu erzeugen, dessen Größe von der Anzahl der elektrisch miteinander gekoppelten n-Typ-Vorrichtungen abhängt,
eine Mehrzahl von Transistor-Vorrichtungen, deren Gate-Anschlüsse mit einer zweiten Vorspannung gekoppelt sind; und
eine zweite Vielzahl von Schaltern, die so betreibbar sind, dass sie die Drain-Anschlüsse einiger oder aller Transistor-Vorrichtungen miteinander koppeln, um einen zweiten Ausgangsstrom zu erzeugen, dessen Größe von der Anzahl der elektrisch miteinander gekoppelten Transistor-Vorrichtungenabhängt.

Figure DE102014019830B4_0000
Current-to-digital-to-analog converter, DAC (1900), comprising:
a plurality of n-type devices having gates coupled to a first bias voltage, the source of each of the n-type devices coupled to ground;
a first plurality of switches operable to couple the drains of some or all of the n-type devices together to produce a first output current whose magnitude depends on the number of n-type devices electrically coupled together ,
a plurality of transistor devices having gates coupled to a second bias voltage; and
a second plurality of switches operable to couple the drains of some or all of the transistor devices together to produce a second output current, the magnitude of which depends on the number of the transistor devices electrically coupled together.
Figure DE102014019830B4_0000

Description

PrioritätsanspruchPriority claim

Diese Anmeldung beansprucht die Priorität der U.S. Provisional-Anmeldung 61,799,833 , angemeldet am 15. März 2013 mit dem Titel „Integrierte Spannungsregulatoren“ und die U.S. Provisional-Anmeldung 61,829,992 , angemeldet am 31. Mai 2013 mit dem Titel „On-Chip-Kompensator für einen integrierten Spannungsregulator“.This application claims priority over the US Provisional application 61,799,833 , filed March 15, 2013, entitled “Integrated Voltage Regulators” and the US Provisional application 61,829,992 , filed May 31, 2013, entitled “On-chip compensator for an integrated voltage regulator.”

Hintergrundbackground

DC-DC-Wandler erzeugen typischerweise eine DC-(Gleichstrom) Spannung durch eine Vollwellengleichrichtung und Filterung von einem oder mehreren zeitvariablen Signalen. Wegen der ausgeübten Umschaltungen in dem Vollwellengleichrichtungsprozess sind signifikante Teile des Stromes häufig vor und „zurückgeschaltet“ mit einer hohen Rate durch große Transistoren. Es ist häufig hilfreich, den Strom über diese Transistoren zu messen, um zum Beispiel zu bestimmen, ob oder ob nicht der DC-DC-Wandler unter Last ist, um Stromwellen zu überwachen, die von dem Schalten verursacht werden, etc. Ein Gleichspannungswandler ist beispielsweise bekannt aus US 2004 / 0 008 011 A1 . Ähnliche Vorrichtungen sind außerdem bekannt aus US 2004 / 0 217 741 A1 , US 2012/ 0 229 107 A1 , US 2003 / 0 218 455 A1 , DE 10 2006 019 681 A1 , DE 100 38 372 A1 , US 2012 / 0 218 003 A1 , US 2012 / 0 007 572 A1 , oder US 2008 / 0 309 307 A1 .DC-DC converters typically generate a DC (direct current) voltage by full-wave rectification and filtering of one or more time-varying signals. Because of the switching involved in the full-wave rectification process, significant portions of the current are often switched forward and back at a high rate through large transistors. It is often helpful to measure the current across these transistors, for example to determine whether or not the DC-DC converter is under load, to monitor current waves caused by switching, etc. A DC-DC converter is known, for example US 2004 / 0 008 011 A1 . Similar devices are also known US 2004 / 0 217 741 A1 , US 2012/ 0 229 107 A1 , US 2003 / 0 218 455 A1 , DE 10 2006 019 681 A1 , DE 100 38 372 A1 , US 2012 / 0 218 003 A1 , US 2012 / 0 007 572 A1 , or US 2008 / 0 309 307 A1 .

Zudem offenbart US 2005 / 0 001 752 A1 einen Stromausgangs-D/A-Wandler zum Umwandeln eines digitalen Signals in ein analoges Signal, der einen Steuersignaleingangsanschluss zum Empfangen eines von außen zugeführten Steuersignals und ein Ausgangslastelement mit einem Schaltmechanismus zum elektrischen Verbinden oder Trennen des Ausgangslastelements mit/von einem analogen Ausgangsknoten auf der Grundlage des an den Steuereingangsanschluss angelegten Steuersignals umfasst.Also revealed US 2005 / 0 001 752 A1 a current output D/A converter for converting a digital signal into an analog signal, having a control signal input terminal for receiving an externally supplied control signal, and an output load element having a switching mechanism for electrically connecting or disconnecting the output load element to/from an analog output node on the basis of the control signal applied to the control input terminal.

Die Erfindung ist definiert im Anspruch 1. Ausführungsformen der Erfindung sind in den abhängigen Ansprüchen angegeben.The invention is defined in claim 1. Embodiments of the invention are set out in the dependent claims.

Kurzbeschreibung der FigurenShort description of the characters

Die Ausführungsbeispiele der Offenbarung werden besser verstanden von der detaillierten Beschreibung, die weiter unten angegeben wird, und von den beiliegenden Zeichnungen der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele der Offenbarung, die jedoch nicht so verstanden werden sollten, dass sie die Offenbarung auf die spezifischen Ausführungsbeispiele einschränkt, sondern lediglich der Erklärung und dem Verständnis dienen.

  • 1 ist ein Spannungsregulator mit einem Phasen- und Strom-Ausgleich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 2 ist eine Phasen-Ausgleichschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 3 zeigt Stromabtastungsorte gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 4 zeigt eine Schaltung mit einer Brücke und Stromsensoren vom n-Typ und p-Typ gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 5 ist eine Architektur auf Transistorniveau von n-Typ- und p-Typ-Stromsensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 6 zeigt differenziell gleitende Stromquellen gemäß einem Ausführungsbeispiel.
  • 7 ist eine Vorspannungsschaltung für die differenziell gleitenden Stromquellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 8A-B sind niederimpedante Empfänger zum Empfangen eines differenziellen Stroms von den Stromquellen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 9 ist eine Schaltung mit einer Empfängerschaltung und einem p-Typ-Stromsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 10 ist eine Schaltung mit einer Empfängerschaltung und einem n-Typ-Stromsensor gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 11 ist eine Teilschaltung eines Spannungsregulators mit n-Typ- und p-Typ-Stromsensoren gemäß anderen Ausführungsbeispielen der Offenbarung.
  • 12 ist eine Transistorniveauarchitektur von n-Typ- und p-Typ-Stromsensoren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 13 ist eine Stromsensorempfängerschaltung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 14 ist eine Grundarchitektur (high-level architecture) von Spannungsregulator-Stromsensoren mit telemetrischen und Überstromsicherheitstreibern gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 15 ist eine Schaltung für Stromphasenmittelung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 16 ist eine Phasenausgleichschaltung mit einer Versatzsteuerung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 17 ist eine Grundarchitektur für eine Versatzstreichung eines Komparators und eine Stromsensorfehlanpassung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 18 ist ein Flussdiagram für ein Verfahren zur Versatzstreichung eines Komparators und eine Stromsensorfehlanpassung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 19 ist ein Digital-zu-Analog-(DAC)-Stromwandler gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 20 ist ein bekannter Typ-3-Kompensator.
  • 21 ist ein differenzieller Typ-3-Kompensator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 22 ist eine Frequenzantwort eines differenziellen Typ-3-Kompensators gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 23 ist der differenzielle Typ-3-Kompensator mit DFT-(Design-für-Test)-Merkmalen und Konfigurationsplänen gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 24 ist eine Pilotbrücke gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 25 ist ein Teil einer Spannungsregulierungsvorrichtung mit dem differenziellen Typ-3-Kompensator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
  • 26 ist ein Smart-Gerät oder ein Computersystem oder ein SoC (Systemon-Chip) mit einem oder mehreren Schaltungen, die im Zusammenhang mit den 1-25 beschrieben wurden, gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung.
The embodiments of the disclosure will be better understood from the detailed description provided below and from the accompanying drawings of the various embodiments of the disclosure, which, however, should not be construed as limiting the disclosure to the specific embodiments, but rather only Explanation and understanding are provided.
  • 1 is a voltage regulator with phase and current compensation according to an embodiment of the disclosure.
  • 2 is a phase compensation circuit according to an embodiment of the disclosure.
  • 3 shows current sampling locations according to an embodiment of the disclosure.
  • 4 shows a circuit with a bridge and n-type and p-type current sensors according to an embodiment of the disclosure.
  • 5 is a transistor-level architecture of n-type and p-type current sensors according to an embodiment of the disclosure.
  • 6 shows differentially sliding current sources according to an exemplary embodiment.
  • 7 is a biasing circuit for the differentially sliding current sources according to an embodiment of the disclosure.
  • 8A -B are low impedance receivers for receiving a differential current from the power sources according to an embodiment of the disclosure.
  • 9 is a circuit including a receiver circuit and a p-type current sensor according to an embodiment of the disclosure.
  • 10 is a circuit including a receiver circuit and an n-type current sensor according to an embodiment of the disclosure.
  • 11 is a subcircuit of a voltage regulator with n-type and p-type current sensors according to other embodiments of the disclosure.
  • 12 is a transistor level architecture of n-type and p-type current sensors according to another embodiment of the disclosure.
  • 13 is a current sensor receiver circuit according to an embodiment of the disclosure.
  • 14 is a high-level architecture of voltage regulator current sensors with telemetric and overcurrent safety drivers according to an embodiment of the disclosure.
  • 15 is a current phase averaging circuit according to an embodiment of the disclosure.
  • 16 is a phase compensation circuit with an offset control according to an embodiment of the disclosure.
  • 17 is a basic architecture for comparator offset cancellation and current sensor mismatch according to an embodiment of the disclosure.
  • 18 is a flowchart for a method for comparator offset cancellation and current sensor mismatch according to an embodiment of the disclosure.
  • 19 is a digital-to-analog (DAC) power converter according to an embodiment of the disclosure.
  • 20 is a well-known type 3 compensator.
  • 21 is a Type 3 differential compensator according to an embodiment of the disclosure.
  • 22 is a frequency response of a Type 3 differential compensator according to an embodiment of the disclosure.
  • 23 is the Type 3 differential compensator with DFT (design for test) features and configuration plans according to an embodiment of the disclosure.
  • 24 is a pilot bridge according to an embodiment of the disclosure.
  • 25 is a part of a voltage regulation device with the differential type 3 compensator according to an embodiment of the disclosure.
  • 26 is a smart device or a computer system or a SoC (system-on-chip) with one or more circuits related to the 1-25 have been described, according to an embodiment of the disclosure.

Detaillierte BeschreibungDetailed description

Die Ausführungsbeispiele beschreiben eine Vorrichtung und Verfahren zum Stromausgleich, Stromsensorik und Phasenausgleich, Versatzstreichung, Digital-zu-Analog-Stromwandlern mit monotonen Ausgaben unter Nutzung binärkodierter Eingaben (ohne Binär-zu-Thermometer-Dekodierern), Kompensatoren für einen Spannungsregulator (VR), etc. Die Ausführungsbeispiele haben verschiedene technische Effekte einschließlich einer verbesserten Zuverlässigkeit des VR, verbesserten Effizienz des VR, reduziertem Energieverbrauch, etc.The exemplary embodiments describe a device and method for current balancing, current sensing and phase compensation, offset cancellation, digital-to-analog current converters with monotonic outputs using binary-coded inputs (without binary-to-thermometer decoders), compensators for a voltage regulator (VR), etc The embodiments have various technical effects including improved VR reliability, improved VR efficiency, reduced power consumption, etc.

In der folgenden Beschreibung werden verschiedene Details diskutiert, um ein verbessertes Verständnis der Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung bereitzustellen. Es ist dabei offensichtlich, dass für einen Fachmann die Ausführungsbeispiele der gegenwärtigen Offenbarung ohne diese spezifischen Details ausgeführt werden können. In anderen Beispielen werden bekannte Strukturen und Geräte gezeigt in einer Blockdiagrammform, anstatt detailliert, um so zu verhindern, dass Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung, verschleiert werden.In the following description, various details are discussed to provide an improved understanding of the embodiments of the present disclosure. It will be apparent that one skilled in the art would be able to implement the embodiments of the present disclosure without these specific details. In other examples, well-known structures and devices are shown in block diagram form, rather than in detail, to avoid obscuring embodiments of the present disclosure.

Es ist angemerkt, dass in den entsprechenden Figuren der Ausführungsbeispiele, Signale mit Linien dargestellt werden. Einige Linien können dicker gezeigt sein, um stärker ausgeprägte Signalpfade anzuzeigen, und/oder Pfeile aufweisen, an einen oder mehr Enden, um eine primäre Informationsflussrichtung anzuzeigen. Derlei Hinweise sollen nicht einschränkend aufgefasst werden. Stattdessen werden Linien im Zusammenhang mit einem oder mehreren beispielhaften Ausführungsbeispielen genutzt, um ein einfacheres Verständnis einer Schaltung oder logischen Einheit zu unterstützen. Jedes dargestellte Signal kann, wenn es durch die Designerfordernissen oder Präferenzen vorgegeben ist, tatsächlich eine oder mehrere Signale umfassen, die sich in jeder Richtung ausbreiten können und mit einer geeigneten Art von Signalschema implementiert sein kann.It is noted that in the corresponding figures of the exemplary embodiments, signals are represented with lines. Some lines may be shown thicker to indicate more distinct signal paths and/or have arrows at one or more ends to indicate a primary information flow direction. Such information should not be construed as restrictive. Instead, lines are used in connection with one or more exemplary embodiments to aid in easier understanding of a circuit or logical device. Each signal shown may, if dictated by design requirements or preferences, actually include one or more signals that may propagate in any direction and may be implemented with an appropriate type of signaling scheme.

In der gesamten Beschreibung und den Ansprüchen ist der Begriff „verbunden“ genutzt mit der Bedeutung, dass eine direkte elektrische Verbindung zwischen den Dingen, die verbunden sind, ausgebildet ist, ohne weitere Zwischengeräte. Der Begriff „gekoppelt“ bedeutet entweder eine direkte elektrische Verbindung zwischen den Dingen, die verbunden sind, oder eine indirekte Verbindung über ein oder mehrere passiven oder aktiven Zwischengeräte. Der Begriff „Schaltung“ bedeutet eine oder mehrere passive und/oder aktive Komponente, die angeordnet sind, um mit einer anderen zu kooperieren, um eine gewünschte Funktion bereitzustellen. Der Begriff „Signal“ bedeutet zumindest ein Stromsignal, Spannungssignal oder Daten-/Taktgebersignal. Die Begriffe „ein“ und „der/die/das“ umfassen ebenfalls die Mehrzahlausdrücke. Die Bedeutung von „in“ umfasst „in“ und „auf“.Throughout the specification and claims, the term “connected” is used to mean that a direct electrical connection is formed between the things that are connected, without any other intermediate devices. The term “coupled” means either a direct electrical connection between the things that are connected, or an indirect connection via one or more passive or active intermediate devices. The term “circuit” means one or more passive and/or active components arranged to cooperate with another to provide a desired function. The term “signal” means at least a current signal, voltage signal or data/clock signal. The terms “a” and “the” also include plural expressions. The meaning of “in” includes “in” and “on”.

Der Begriff „Skalieren“ bezieht sich im Allgemeinen auf das Umwandeln eines Designs (schematisch oder vom Layout) einer Prozesstechnologie zu einer anderen Prozesstechnologie. Der Begriff „Skalieren“ bezieht sich im Allgemeinen auf ein Verkleinern eines Layouts und von Geräten innerhalb des gleichen Technologieknotens. Der Begriff „Skalieren“ kann sich ebenfalls auf ein Anpassen (z.B. Verlangsamen) einer Signalfrequenz relativ zu anderen Parametern wie beispielsweise eines Energieversorgungsniveaus beziehen. Die Begriffe „im Wesentlichen“, „geschlossen“, „annährend“, „rund“ und „ungefähr“ beziehen sich im Allgemeinen auf Bereiche von +/- 20% eines Zielwertes.The term “scaling” generally refers to converting a design (schematic or layout) of one process technology to another process technology. The term “scaling” generally refers to reducing the size of a layout and devices within the same technology node. The term “scaling” may also refer to adjusting (e.g., slowing down) a signal frequency relative to other parameters such as a power supply level. The terms “substantially,” “closed,” “approximately,” “round,” and “Approximately” generally refers to ranges of +/- 20% of a target value.

Sofern nicht anders spezifiziert, werden gewöhnliche Adjektive „erste“, „zweite“ und „dritte“, etc. verwendet, um ein gemeinsames Objekt zu beschreiben, jedoch deuten sie nur an, dass man sich auf unterschiedliche Exemplare gleicher Objekte oder ähnlicher Objekte bezieht, und es ist nicht beabsichtigt, dass die Objekte, die so beschrieben werden, notwendigerweise in der gegebenen Sequenz vorhanden sind, entweder temporär, raumartig oder des Ranges nach oder in irgendeiner anderen Form.Unless otherwise specified, common adjectives "first", "second" and "third", etc. are used to describe a common object, but they only indicate that one is referring to different instances of the same objects or similar objects, and it is not intended that the objects so described are necessarily present in the given sequence, either temporally, spatially, or in rank, or in any other form.

Zum Zwecke der Ausführungsbeispiele umfassen Transistoren Metalloxidhalbleiter-(MOS)-Transistoren mit einer Senke, Quelle, einem Steuerkontakt und einem Raumkontakt. Die Transistoren können ebenfalls Drei-Steuerkontakt- und FinFet-Transistoren, Gate-All-Around-Cylindrical-Transistoren oder andere Geräte sein, die Transistorfunktionalitäten wie Carbonnanoröhren oder spintronische Geräte sein. Quellen- und Senkenanschlüsse können identische Kontakte sein und können auswechselbar hierin genutzt werden. Der Fachmann wird verstehen, dass andere Transistoren wie beispielsweise Bi-Polar-Junction-Transistoren - BJT PNP/NPN, BiCMOS, CMOS, eFET, etc. genutzt werden können, ohne von dem Umfang der Offenbarung abzuweichen. Der Begriff „MN“ zeigt an, dass ein n-Typ-Transistor (z.B. NMOS, NPN BJT, etc.) und der Begriff „MP“ zeigt einen p-Typ-Transistor an (z.B. PMOS, PNP BJT, etc.).For purposes of embodiments, transistors include metal oxide semiconductor (MOS) transistors having a drain, source, control contact, and space contact. The transistors can also be three-gate and FinFet transistors, gate-all-around cylindrical transistors, or other devices that have transistor functionality such as carbon nanotubes or spintronic devices. Source and sink connections may be identical contacts and may be used interchangeably therein. Those skilled in the art will understand that other transistors such as Bi-Polar Junction Transistors - BJT PNP/NPN, BiCMOS, CMOS, eFET, etc. may be used without departing from the scope of the disclosure. The term “MN” indicates an n-type transistor (e.g. NMOS, NPN BJT, etc.) and the term “MP” indicates a p-type transistor (e.g. PMOS, PNP BJT, etc.).

1 ist ein VR 100 mit Phasen- und Stromausgleich gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Typische VRs können Phasenströme erzeugen, die zwischen den Phasen sich unterscheiden. Zum Beispiel kann eine Phase einen 1A Strom liefern und eine andere Phase kann einen 4A Strom liefern. Diese Phasenstromfehlanpassung verursacht, dass der VR seine Effizienz verliert und trägt ebenfalls zu einem Spannungsfehler in der entsprechenden Ausgabespannung bei. Das folgende Ausführungsbeispiel löst zumindest das obige Problem. 1 is a VR 100 with phase and current compensation according to an embodiment of the disclosure. Typical VRs can generate phase currents that differ between phases. For example, one phase can deliver a 1A current and another phase can deliver a 4A current. This phase current mismatch causes the VR to lose efficiency and also contributes to a voltage error in the corresponding output voltage. The following embodiment solves at least the above problem.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst ein VR 100 mehrere Brücken 1011-N, wobei „N“ größer ist als eins; einen Pulsbreitenmodulator (PWM) 102 und einen Kompensator 103. In diesem Beispiel ist N=16. Jedoch sind die Ausführungsbeispiele nicht auf N=16 begrenzt. Jede Anzahl von „N“ kann genutzt werden. In einem Ausführungsbeispiel sind die Brücken 1011-N an mehrere Induktivitäten L1-N gekoppelt, die ihrerseits an einen Ladekondensator (oder Entkopplungskondensator) Cdecap und eine Last 104 gekoppelt sind. Die Spannung Vout des Kondensators ist die regulierte Ausgabespannung. In einem Ausführungsbeispiel empfängt ein Kompensator 103 eine Referenzspannung Vref und eine Ausgabespannung Vout (die gleiche wie Vsense), um eine modifizierte Referenzspannung Vfb (Rückkoppelspannung) für einen PVM 102 zu erzeugen. In einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgabe von jeder der Brücken der mehreren Brücken 1011-N an eine Induktivität L von den mehreren Induktivitäten L1-N gekoppelt. Zum Beispiel ist die Induktivität L1 gekoppelt an eine Brücke 1011. In einem Ausführungsbeispiel sind mehrere Stromsensoren (nicht gezeigt) mit den mehreren Brücken 1011-N gekoppelt und ausgebildet zum Abtasten des Stromes iPhase(1-N) für jede Brücke (oder Phase).In one embodiment, a VR 100 includes multiple bridges 101 1-N , where “N” is greater than one; a pulse width modulator (PWM) 102 and a compensator 103. In this example, N=16. However, the exemplary embodiments are not limited to N=16. Any number of “N” can be used. In one embodiment, the bridges 101 1-N are coupled to a plurality of inductors L 1-N , which in turn are coupled to a charging capacitor (or decoupling capacitor) Cdecap and a load 104. The voltage Vout of the capacitor is the regulated output voltage. In one embodiment, a compensator 103 receives a reference voltage Vref and an output voltage Vout (the same as Vsense) to generate a modified reference voltage Vfb (feedback voltage) for a PVM 102. In one embodiment, the output of each of the bridges of the plurality of bridges 101 1-N is coupled to an inductor L of the plurality of inductors L 1-N . For example, the inductor L 1 is coupled to a bridge 101 1 . In one embodiment, multiple current sensors (not shown) are coupled to the multiple bridges 101 1-N and configured to sense the current iPhase(1-N) for each bridge (or phase).

In einem Ausführungsbeispiel erzeugt das PWM 102 mehrere pulsbreitenmodulierte Signale, die PWM(1-N)-Signale, für eine Zeitsteuerung und die Brückentreiber 1051-N. In einem Ausführungsbeispiel sind die Ausgabe gn(1-N) und gp(1-N) einer Zeitsteuerung und die Brückentreiber 1051-N genutzt zum Steuern der mehreren Brücken 1011-N, um die regulierte Spannung Vout zu erzeugen.In one embodiment, the PWM 102 generates a plurality of pulse width modulated signals, the PWM(1-N) signals, for timing and the bridge drivers 105 1-N . In one embodiment, the output gn(1-N) and gp(1-N) of a timing controller and the bridge drivers 105 1-N are used to control the plurality of bridges 101 1-N to produce the regulated voltage Vout.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst PVM 102 einen Wellensynthesizer 106, einen Strommixer 1071-N und einen Komparator 1081-N In einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Wellensynthesizer 106 (der auch als Wellengenerator bezeichnet wird) „N“ dreieckigen Wellen. In einem Ausführungsbeispiel sind die dreieckigen Wellen periodisch und haben eine Spannung, die zwischen Vh (Hochspannungsschwellenwert) und VI (Niederspannungsreferenz) schwingen.In one embodiment, PVM 102 includes a wave synthesizer 106, a current mixer 107 1-N, and a comparator 108 1-N. In one embodiment, the wave synthesizer 106 (also referred to as a wave generator) generates “N” triangular waves. In one embodiment, the triangular waves are periodic and have a voltage that oscillates between Vh (high voltage threshold) and VI (low voltage reference).

In einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Komparator 108I-N eine Anzahl „N“ von PWM-Signalen (d.h. PWM(1-N)-Signalen), jedes davon treibt einen entsprechenden Zeitsteuerungs- und Brückentreiber an, von den mehreren Zeitsteuerungs- und Brückentreibern 1051-N. In einem Ausführungsbeispiel haben die PWM-Signale (d.h. PWM(1-N)-Signale einen Arbeitszyklus, der mit den DC-Niveaus von Eingaben der Komparatoren 1081-N variiert. Die Stärke der Stromausgabe durch die Brücken 1011-N, die Welligkeit des Stromes und die Spannung Vout hängt von dem Arbeitszyklus der PWM(1-N)-Signalen ab.In one embodiment, the comparator 108 IN generates a number "N" of PWM signals (ie, PWM(1-N) signals), each of which drives a corresponding timing and bridge driver, from the plurality of timing and bridge drivers 105 1- N. In one embodiment, the PWM signals (ie, PWM(1-N) signals have a duty cycle that varies with the DC levels of inputs to the comparators 108 1-N . The magnitude of the current output through the bridges 101 1-N , the Ripple of the current and the voltage Vout depends on the duty cycle of the PWM(1-N) signals.

In einem Ausführungsbeispiel empfängt der Strommixer 1071-N abgetastete Phasenströme (iPhase(1-N)) von jeder Brücke der mehreren Brücken 1011-N und subtrahiert einen Durchschnittsstrom von allen Brücken 1011-N um einen Stromfehler ierr(1-N) zu erzeugen, der genutzt wird zum Erzeugen einer entsprechenden Spannung Vtw(1-N) als Eingaben für die entsprechenden Komparatoren 1081-N. Zum Beispiel empfängt der Strommischer 1071 iPhase1 von Brücke 1011 und subtrahiert den Durchschnittsstrom von iPhase1, um ierr1 zu erzeugen, der genutzt wird zum Erzeugen von Vtw1 für den Komparator 1081. In solch einem Ausführungsbeispiel ist der Ausgabestrom von allen Brücken 1011-N im Wesentlichen ausgeglichen, welches in einer Phasenbalancierung resultiert.In one embodiment, current mixer 107 1-N receives sampled phase currents (iPhase(1-N)) from each bridge of the plurality of bridges 101 1-N and subtracts an average current from all bridges 101 1-N by a current error ierr(1-N). which is used to generate a corresponding voltage Vtw(1-N) as inputs to the corresponding comparators 108 1-N . For example, current mixer 107 1 receives iPhase1 from bridge 101 1 and subtracts the average current from iPhase1 to produce ierr1 gen, which is used to generate Vtw1 for the comparator 108 1 . In such an embodiment, the output current from all bridges 101 1-N is substantially balanced, resulting in phase balancing.

In einem Ausführungsbeispiel sind Stromsensorsignale (iPhase(I-N)) kombiniert und addiert (oder subtrahiert) zu/von Strommixern 1071-N zu dem Haupt-VR-Loop bei der Schnittstelle der Ausgabe der Wellenform des Synthesizers 106 und des Komparators 1081-N. In solch einem Ausführungsbeispiel reguliert der Haupt-VR-Loop (umfassend PWM 102→Brückentreiber 1051-N→Brücken 1011-N→Kompensator 103) die Ausgabespannung Vout während der Stromabtastloop (umfassend Strommixer 1071-N→Komparator 1081-N→Brückentreiber 1051-N→Brücken 1011-N→Stromsensoren (nicht explizit gezeigt)) überprüft und sicherstellt, dass alle Phasen (d.h. Brücken 1011-N) die gleiche Menge an Strom erzeugen.In one embodiment, current sensor signals (iPhase(IN)) are combined and added (or subtracted) to/from current mixers 107 1-N to the main VR loop at the interface of the waveform output of synthesizer 106 and comparator 108 1-N . In such an embodiment, the main VR loop (comprising PWM 102 → bridge driver 105 1-N → bridge 101 1-N → compensator 103) regulates the output voltage Vout during the current sampling loop (comprising current mixer 107 1-N → comparator 108 1-N →Bridge drivers 105 1-N →Bridges 101 1-N →Current sensors (not explicitly shown)) checked and ensures that all phases (i.e. bridges 101 1-N ) generate the same amount of current.

Die Dreieckswelle (d.h. die Ausgabe des Wellenformsynthesizer 106) von jeder Phase (oder Brücke) wird verschoben bis zu oder verringert von einer Menge, die proportional ist zu Ierr = Iph- Iavg, wobei Ierr die Differenz ist zwischen dem individuellen Phasenstrom und dem Durchschnittsstrom von allen Phasen. In einem Ausführungsbeispiel reduziert das Hochschieben der Dreieckswellen den PWM-Arbeitszyklus, welches den Phasenstrom verringert, und das Herunterschieben der Dreieckswelle erhöht den PWM-Arbeitszyklus, was den Phasenstrom erhöht (d.h. von der Ausgabe der Brücke von den Brücken 1011-N).The triangle wave (ie, the output of the waveform synthesizer 106) from each phase (or bridge) is shifted up to or decreased by an amount proportional to I err = I ph - I avg , where I err is the difference between the individual phase current and the average current of all phases. In one embodiment, shifting the triangular waves up reduces the PWM duty cycle, which reduces the phase current, and shifting the triangular wave down increases the PWM duty cycle, which increases the phase current (ie, from the bridge output of the bridges 101 1-N ).

2 ist eine Phasenausgleichschaltung 200 entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es sei angemerkt, dass solche Elemente der 2, die gleiche Bezugszahlen (oder Namen) haben wie Elemente in einer anderen Figur in ähnlicher Art operieren oder funktionieren können, wie es beschrieben wurde, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. 2 is a phase compensation circuit 200 according to an embodiment of the disclosure. It should be noted that such elements of the 2 , which have the same reference numbers (or names) as, but are not limited to, elements in another figure operate or may function in a similar manner as described.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Strommixer Rmix (einer von den Strommixern 1071-N) an den Wellengenerator 106 und Komparator 1081 gekoppelt. Um das Ausführungsbeispiel nicht zu verschleiern ist die Brücke 1011, der Strommixer 1071, der Komparator 1081, die Induktivität L1 in Bezug auf die Phase 1 beschrieben. Die gleiche Erklärung ist ebenso anwendbar auf die anderen Phasen. In einem Ausführungsbeispiel kann jede Phase ihren eigenen Stromfehler haben. In einem Ausführungsbeispiel ist der Stromsensor-Output ein Strommodensignal iPhase1 und ist proportional zu dem Brückenstrom.In this embodiment, the current mixer Rmix (one of the current mixers 107 1 -N ) is coupled to the wave generator 106 and comparator 108 1 . In order not to obscure the exemplary embodiment, the bridge 101 1 , the current mixer 107 1 , the comparator 108 1 , the inductor L 1 are described with respect to phase 1. The same explanation is equally applicable to the other phases. In one embodiment, each phase may have its own current error. In one embodiment, the current sensor output is a current mode signal iPhase1 and is proportional to the bridge current.

In einem Ausführungsbeispiel ist der Phasenstrom iPhase1 als ein positives Signal angewandt, während der Stromdurchschnitt iavg als ein negatives Signal angelegt wird. In einem Ausführungsbeispiel ist die Verbindung zwischen dem Wellenformgenerator 106 und den Eingaben der Komparatoren 1081-N Strommixer 1071-N. In einem Ausführungsbeispiel mischt jeder der Strommixer (eine von den Strommixern 1071-N) die positiven Phasenstrom und die negativen Durchschnittsstrom- (iavg) Signale zusammen, so dass der Unterschied in den Strömen durch die Strommixer fließt und einen entsprechenden Spannungs- abfall Vtw erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel ist diese Spannung das, was die Dreieckswelle herauf oder herunter verschiebt. Der Wert der Dreieckswellenverschiebung ist gegeben durch ΔVtri = Rmix*(Iph- Iavg). In einem Ausführungsbeispiel basiert das Strombalancierschema der 1 auf Durchschnittströme, nicht jedoch auf Maximalströme.In one embodiment, the phase current iPhase1 is applied as a positive signal while the current average iavg is applied as a negative signal. In one embodiment, the connection between waveform generator 106 and the inputs of comparators 108 is 1-N current mixer 107 1-N . In one embodiment, each of the current mixers (one of the current mixers 107 1-N ) mixes the positive phase current and negative average current (iavg) signals together so that the difference in currents flows through the current mixers and produces a corresponding voltage drop Vtw . In one embodiment, this voltage is what shifts the triangle wave up or down. The value of the triangular wave displacement is given by ΔVtri = R mix *(I ph - I avg ). In one embodiment, the power balancing scheme is based on the 1 on average currents, but not on maximum currents.

In einem Ausführungsbeispiel hat jede Phase in dem VR 100 einen Mischwiderstand Rmix, der das positive Stromsignal empfängt, das durch seine eigene Phase (z.B. iPhase1) erzeugt wurde, als auch das negative Durchschnittssignal (d.h. iavg) empfängt, welches gleich ist für alle Phasen. In einem Ausführungsbeispiel ist das positive Phasenstromsignal durch ein Falten des differenziellen Stromsignals von dem Versorgungsstrang (z.B. Brücke 1011) in ein einfach endendes Signal mit einem positiven Vorzeichen erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel wird das negative Durchschnittsignal (d.h. -iavg) in einer ähnlichen Weise erzeugt.In one embodiment, each phase in the VR 100 has a mixing resistor Rmix that receives the positive current signal generated by its own phase (eg, iPhase1) as well as the negative average signal (ie, iavg), which is the same for all phases. In one embodiment, the positive phase current signal is generated by folding the differential current signal from the supply string (eg, bridge 101 1 ) into a single-ended signal with a positive sign. In one embodiment, the negative average signal (ie -iavg) is generated in a similar manner.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Polarität der Eingaben in die differenziell-zu-einfach-endender Schaltung für die Durchschnittstromerzeugung umgekehrt, was ihm einen Zuwachs von -1 bringt, in Bezug auf das Phasenstromsignal. In einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgabe einer negativen Stromdurchschnittszelle geteilt in mehrere separate Ausgaben, eines für jede Phase in dem VR 100. Für „N“-Phasen gibt es N-Ausgaben, jedes davon mit 1/N Stärke im Vergleich zu der Originalausgabe. Diese Ausgaben werden dann gleichmäßig auf andere Durchschnittsstromerzeugungszellen verteilt, so dass das gesamte negative Durchschnittsstromsignal für eine bestimmte Phase tatsächlich eine Kombination von einfachen 1/N-Ausgaben von jeder der N-Phasen ist. In einem Ausführungsbeispiel sind die involvierten Signale im Strommodus, so dass das Addieren dieser Ausgaben durch einen Zusammenschluss erreicht werden kann.In one embodiment, the polarity of the inputs to the differential-to-single-ended circuit for average current generation is reversed, giving it an increment of -1 with respect to the phase current signal. In one embodiment, the output of a negative current average cell is divided into multiple separate outputs, one for each phase in the VR 100. For "N" phases, there are N outputs, each with 1/N strength compared to the original output. These outputs are then evenly distributed among other average current producing cells so that the total negative average current signal for a given phase is actually a combination of simple 1/N outputs from each of the N phases. In one embodiment, the signals involved are in current mode, so adding these outputs can be accomplished through fusion.

Zum Beispiel empfängt für einen 4-Phasen VR der Mischwiderstand Rmix für Phase 1 das volle Phasenstromsignal und ein ¼-Durchschnittssignal von jeder der vier Phasen. Wenn der Strom in Phase 1 gleich ist dem Durchschnittstrom, wird kein Strom auf den Rmix1 (d.h. 1071) fließen und die Dreieckswelle wird sich nicht ändern. In diesem Ausführungsbeispiel bekommt Rmix der anderen Phasen einen Zweig von der Durchschnittsstromzelle in Phase 1 (als auch einen Zweig von jeder anderen Phase). In einem Ausführungsbeispiel werden nur die Phasenstromsignale genutzt, ohne den Durchschnittsstrom zu subtrahieren. In solch einem Ausführungsbeispiel operiert VR 100 in einer Form von Strom-Modensteuerung, die genutzt werden kann, um eine Übergangsperformance zu verbessern.For example, for a 4-phase VR, the mixing resistor Rmix for phase 1 receives the full phase current signal and a ¼ average signal from each of the four phases. If the current in phase 1 is equal to the average current, no Current will flow to the Rmix1 (i.e. 107 1 ) and the triangle wave will not change. In this embodiment, Rmix of the other phases gets a branch from the average current cell in phase 1 (as well as a branch from every other phase). In one embodiment, only the phase current signals are used without subtracting the average current. In such an embodiment, VR 100 operates in a form of current mode control that can be used to improve transient performance.

3 zeigt Stromsensorpositionen 300 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 3, die ein gleiches Bezugszeichen (oder Namen) wie die Elemente von anderen Figuren haben in ähnlicher Art operieren oder funktionieren können, wie die bereits beschriebenen, aber sie sind nicht darauf begrenzt. 3 shows current sensor positions 300 according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 3 , which have a same reference numeral (or name) as the elements of other figures, operate or may function in a similar manner to those already described, but they are not limited thereto.

In diesem Ausführungsbeispiel sind eine Brücke 1011 und eine entsprechende Ausgabe-Induktivität L1 gezeigt. In einem Ausführungsbeispiel kann der Stromsensor an Positionen „1“, „2“ oder „3“ wie gezeigt lokalisiert sein. Die Position „2“ bezieht sich auf eine Kurzschluss-Induktivitätstechnik, die ein Strommesssignal induziert in einer Induktivität durch eine Magnetfeldkopplung, die ein Stromsignal, welches durch die Induktivität messbar ist, erzeugt. Leider ist die Nebenschlussinduktivität nicht praktikabel für schnell ändernde Ströme, da die Bandbreite einer Induktivität begrenzt ist (d.h. die Induktivität wird eine anwachsende Dämpfung für ein Strommesssignal mit anwachsender Frequenz aufweisen).In this exemplary embodiment, a bridge 101 1 and a corresponding output inductor L 1 are shown. In one embodiment, the current sensor may be located at positions “1,” “2,” or “3” as shown. Position “2” refers to a short-circuit inductor technique that induces a current measurement signal in an inductor through a magnetic field coupling that produces a current signal that can be measured by the inductor. Unfortunately, shunt inductance is not practical for rapidly changing currents because the bandwidth of an inductor is limited (i.e., the inductor will exhibit increasing attenuation for a current measurement signal with increasing frequency).

Die Position „3“ bezieht sich auf eine serielle Widerstandstechnik. Serielle Widerstandstechnik leidet typischerweise nicht an dem Bandbreitenbegrenzungsproblem, da reine Widerstände sich nicht ändern in Bezug auf deren Eigenschaften als Funktion der Signalfrequenz. Jedoch ist die serielle Widerstandstechnik ebenfalls nicht praktikabel für große Ströme (wie solche, die durch DC-DC-Wandler-Schaltungstransistoren flie-ßen), da ein großer Strom, der durch einen Widerstand fließt, dazu tendiert, eine große Menge an Leistung zu verlieren (über die Beziehung P=I2R), welches in eine Überhitzung resultieren kann; oder, wenn das Leistungs „problem" durch einen sehr kleinen seriellen Widerstand handhabbar wird, resultiert eine Ungenauigkeit daraus, da das Signal V=I*R eine zu kleine Größe ist, um sie zu messen.The “3” position refers to a series resistor technique. Serial resistor technology typically does not suffer from the bandwidth limitation problem because pure resistors do not change in their properties as a function of signal frequency. However, the series resistor technique is also not practical for large currents (such as those flowing through DC-DC converter switching transistors) because a large current flowing through a resistor tends to lose a large amount of power (via the relationship P=I 2 R), which can result in overheating; or, if the power "problem" is made manageable by a very small series resistor, inaccuracy results because the signal V=I*R is too small a quantity to measure.

Die Ausführungsbeispiele nutzen die Position „1“, wo Stromsensoren Strom abtasten über p-artige Geräte MP1 und/oder MP2 (die einen hoch-seitigen (high-side) Schalter bilden) und n-Typ Geräte MN2 und/oder MN1 (die einen niedrig-seitigen (low-side) Schalter bilden).The embodiments use position "1" where current sensors sense current via p-type devices MP1 and/or MP2 (which form a high-side switch) and n-type devices MN2 and/or MN1 (which form a form a low-side switch).

4 ist eine Schaltung 400 mit einer Brücke und n-Typ- und p-Typ-Stromsensoren gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es sei betont, dass solche Elemente der 4 mit gleichen Bezugszeichen oder Namen wie solche Elemente von anderen Figuren in einer ähnlichen Art, wie sie beschrieben wurde, operieren und funktionieren können, aber sie sind nicht darauf begrenzt. 4 is a circuit 400 with a bridge and n-type and p-type current sensors according to an embodiment of the disclosure. It should be emphasized that such elements of the 4 with like reference numerals or names as such elements of other figures may operate and function in a manner similar to that described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schaltung 400 eine Brücke 1011, einen p-Typ (z.B. PMOS)-Stromsensor 4011, einen n-Typ (z.B. NMOS)-Stromsensor 4021, einen p-Typ-Stromsensor-(CS)-Empfänger 4031 und einen n-Typ-StromsensorEmpfänger 4041. Während Ausführungsbeispiele erklärt werden in Bezug auf eine Phase der Brücke, ist die gleiche Erklärung anwendbar für andere Brücken/Phasen.In one embodiment, the circuit 400 includes a bridge 101 1 , a p-type (eg PMOS) current sensor 401 1 , an n-type (eg NMOS) current sensor 402 1 , a p-type current sensor (CS) receiver 403 1 and an n-type current sensor receiver 404 1 . While embodiments are explained with respect to one phase of the bridge, the same explanation is applicable to other bridges/phases.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Ausgabe eines p-Typ-Stromsensors 4011 weitergeleitet über Metallverbindungen 4051 zu einem p-Typ-Stromsensorempfänger 4031. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Ausgabe eines n-Typ-Stromsensors 4021 weitergeleitet über Metallleitungen 4061 zu n-Typ-Stromsensorempfänger 4041. In einem Ausführungsbeispiel sind Ausgaben des p-Typstromsensorempfängers 4031 und n-Typ-Stromsensorempfängers 4041 kombiniert, um ein iPhase1-Strom zu erzeugen, welcher einen Phasenstrom der Brücke 1011 darstellt. In einem Ausführungsbeispiel haben alle Brücken 1011-N ihre entsprechenden p-Typ und n-Typ-Stromsensoren und die entsprechenden p-Typ- und n-Typ-Stromsensorempfänger sind ausgebildet, um ihre entsprechenden iPhase-Strömen zu erzeugen.In this embodiment, the output of a p-type current sensor 401 1 is passed via metal connections 405 1 to a p-type current sensor receiver 403 1 . In this embodiment, the output of an n-type current sensor 402 1 is forwarded via metal lines 406 1 to n-type current sensor receiver 404 1 . In one embodiment, outputs of the p-type current sensor receiver 403 1 and n-type current sensor receiver 404 1 are combined to produce an iPhase1 current, which represents a phase current of the bridge 101 1 . In one embodiment, all bridges 101 1-N have their respective p-type and n-type current sensors and the corresponding p-type and n-type current sensor receivers are configured to generate their respective iPhase currents.

In einem Ausführungsbeispiel bestimmen die p-Typ- und n-Typ-Stromsensoren 4011 und 4021 den Laststrom durch ein Detektieren des Senken-Quellenspannungs- (VDS oder VSD) Abfall auf der leitfähigen Hälfte der Brücke 1011. Zum Beispiel kann für NMOS (d.h. niederseitigen Schalter mit MN2 und MN1) VDS=Vxbr-Vss; und für PMOS (d.h., hochseitiger Schalter mit MP1 und MP2) VSD=Vccin-Vxbr wobei Vxbr eine Brückenausgabe ist. Das Stromabtastausführungsbeispiel der 4 reduziert den Energieverlust durch ein Eliminieren der Notwendigkeit, einen zusätzlichen seriellen Widerstands zu addieren.In one embodiment, the p-type and n-type current sensors 401 1 and 402 1 determine the load current by detecting the sink source voltage (V DS or V SD ) drop on the conductive half of the bridge 101 1 . For example, for NMOS (i.e. low side switch with MN2 and MN1) V DS =Vxbr-Vss; and for PMOS (ie, high side switch with MP1 and MP2) V SD =Vccin-Vxbr where Vxbr is a bridge output. The current sensing embodiment of the 4 reduces energy loss by eliminating the need to add additional series resistor.

5 ist eine Transistorniveauarchitektur 500 eines n-Typ- und p-Typ-Stromsensors gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es wird darauf hingewiesen, dass solche Elemente der 5 mit gleichen Bezugszeichen oder Namen als Elemente von anderen Figuren in ähnlicher Art, wie sie beschrieben wurden, operieren oder funktionieren, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 5 is a transistor level architecture 500 of an n-type and p-type current sensor according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 5 with like reference numerals or names operate or function as elements of other figures in a manner similar to that described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Transistorniveauarchitektur 500 eine Brücke 1011 und Stromsensoren, d.h. einen p-Typ-Stromsensor 4011 und einen n-Typ-Stromsensor 4021. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der p-Typ-Stromsensor 4011 einen ersten Stapel von kaskadenförmigen Geräten umfassend p-Typ MPs1, MPs2 und MPs3, die zusammen koppeln, wie es gezeigt ist, und einen zweiten Stapel von kaskadenförmigen Geräten, die einen p-Typ MPs4, MPs5 und MPs6 umfassen, die seriell aneinander koppeln zwischen VccIn und einem anderen VccIn. In einem Ausführungsbeispiel sind die Steuerkontaktanschlüsse von MPs1 und MPs4 gekoppelt an cp, die Quellenanschlüsse von MPs1 und MPs4 gekoppelt an VccIn und der Senkenanschluss von MPs1 ist gekoppelt an Vcp1, während der Senkenanschluss von MPs4 gekoppelt ist an Vcp2. In einem Ausführungsbeispiel sind die Steuerkontaktanschlüsse von MPs2 und MPs5 gekoppelt an gp (oder gp1). In einem Ausführungsbeispiel sind die Steuerkontaktanschlüsse von MPs3 und MPs6 gekoppelt an Vccin/2.In one embodiment, the transistor level architecture 500 includes a bridge 101 1 and current sensors, ie, a p-type current sensor 401 1 and an n-type current sensor 402 1 . In one embodiment, the p-type current sensor 401 1 includes a first stack of cascade devices comprising p-type MPs1, MPs2 and MPs3 that couple together as shown, and a second stack of cascade devices comprising a p-type Include MPs4, MPs5 and MPs6, which couple in series between VccIn and another VccIn. In one embodiment, the control contact terminals of MPs1 and MPs4 are coupled to cp, the source terminals of MPs1 and MPs4 are coupled to VccIn, and the sink terminal of MPs1 is coupled to Vcp1, while the drain terminal of MPs4 is coupled to Vcp2. In one embodiment, the control contact terminals of MPs2 and MPs5 are coupled to gp (or gp1). In one embodiment, the control contact terminals of MPs3 and MPs6 are coupled to Vccin/2.

In einem Ausführungsbeispiel sind Vcp1 und Vcp2 an einen Verstärker gekoppelt, der einen differenziellen Ausgabestrom erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Verstärker von 4011 Folgendes: eine gleitende Stromquelle IcsN, eine Diode, die p-Typ-Geräte MPc2 und MPc3 verbindet, und gemeinsame Steueranschlussverstärker MPc1 und MPc4. In einem Ausführungsbeispiel ist Vcp1 gekoppelt an MPc1 und MPc2, während Vcp2 gekoppelt ist an MPc3 und MPc4, wie es gezeigt ist. In einem Ausführungsbeispiel werden die Ausgaben der gemeinsamen Steueranschlussverstärker MPc1 und MPc3 durch den p-Typ-Stromsensorempfänger 4031 über eine differenzielle Verbindung 4051 empfangen.In one embodiment, Vcp1 and Vcp2 are coupled to an amplifier that produces a differential output current. In one embodiment, the amplifier of 401 1 includes: a floating current source IcsN, a diode connecting p-type devices MPc2 and MPc3, and common control terminal amplifiers MPc1 and MPc4. In one embodiment, Vcp1 is coupled to MPc1 and MPc2, while Vcp2 is coupled to MPc3 and MPc4, as shown. In one embodiment, the outputs of the common control terminal amplifiers MPc1 and MPc3 are received by the p-type current sensor receiver 403 1 via a differential connection 405 1 .

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der n-Typ-Stromsensor 4021 eine erste Menge von Geräten einschließlich n-Typ MNs1, MNs2 und MNs3, die wie gezeigt zusammengekoppelt sind, und eine zweite Menge von Geräten einschließlich n-Typ MNs4, MNs5 und MNs6, die zwischen dem Masseanschluss und einem anderen Masseanschluss zusammengekoppelt sind. In einem Ausführungsbeispiel sind die Steueranschlüsse des MNs1 und MNs6 an cn gekoppelt, die Quellenanschlüsse von MNs1 und MNs4 sind an Masse gekoppelt und der Senkenanschluss von MNs1 ist an Vcnl gekoppelt, während der Senkenanschluss von MPs4 an Vcn2 gekoppelt ist. In einem Ausführungsbeispiel sind die Steueranschlüsse von MNs2 und MNs5 an gn gekoppelt (oder gn1). In einem Ausführungsbeispiel sind die Steueranschlüsse MNs3 und MNs6 an Vccin/2 gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel ist der Senkenanschluss von MNs3 an dem Senkenanschluss von MPs3 und die Ausgabe Vxbr der Brücke 1011 gekoppelt.In one embodiment, the n-type current sensor 402 1 includes a first set of devices including n-type MNs1, MNs2 and MNs3 coupled together as shown, and a second set of devices including n-type MNs4, MNs5 and MNs6 coupled together are coupled together between the ground connection and another ground connection. In one embodiment, the control terminals of MNs1 and MNs6 are coupled to cn, the source terminals of MNs1 and MNs4 are coupled to ground, and the sink terminal of MNs1 is coupled to Vcnl, while the sink terminal of MPs4 is coupled to Vcn2. In one embodiment, the control terminals of MNs2 and MNs5 are coupled to gn (or gn1). In one embodiment, control terminals MNs3 and MNs6 are coupled to Vccin/2. In one embodiment, the sink port of MNs3 is coupled to the drain port of MPs3 and the output Vxbr of the bridge 101 1 .

In einem Ausführungsbeispiel sind Vcnl und Vcn2 an einen Verstärker gekoppelt, der einen differenziellen Ausgabestrom erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Verstärker von 4021 das Folgende: eine gleitende Stromquelle IcsP, Dioden-verbundene n-Typ-Geräte MNc2 und MNc3 und gemeinsame Gate-Verstärker MNc1 und MNc4. In einem Ausführungsbeispiel ist Vcn1 an MNc1 und MNc2 gekoppelt, während Vcn2 an MNc3 und MNc4 wie gezeigt gekoppelt ist. In einem Ausführungsbeispiel werden die Ausgaben der Verstärker mit gemeinsamen Gate MNc1 und MNc3 durch den n-Typ-Stromsensorempfänger 4041 über eine differentielle Verbindung 4061 empfangen.In one embodiment, Vcnl and Vcn2 are coupled to an amplifier that produces a differential output current. In one embodiment, the amplifier of 402 1 includes the following: a floating current source IcsP, diode-connected n-type devices MNc2 and MNc3, and common gate amplifiers MNc1 and MNc4. In one embodiment, Vcn1 is coupled to MNc1 and MNc2, while Vcn2 is coupled to MNc3 and MNc4 as shown. In one embodiment, the outputs of the common gate amplifiers MNc1 and MNc3 are received by the n-type current sensor receiver 404 1 via a differential connection 406 1 .

In einem Ausführungsbeispiel gibt es, wenn beide Eingaben Vcp1 und Vcp2 gleich sind, kein Signal, welches durch den Stromsensor 4011 über die Verbindung 4051 erzeugt wird. Vcp1 und Vcp2 können gleich sein, wenn die Schalttransistoren auf der hohen Seite MP1 und MP2 ausgeschaltet sind. In einem Ausführungsbeispiel gibt es, wenn beide Eingaben Vcnl und Vcn2 gleich sind, kein Signal, welches durch den Stromsensor 4021 für die Verbindung 4061 erzeugt wird. Vcnl und Vcn2 können gleich sein, wenn die Low-Side-Schalttransistoren MN1 und MN2 ausgeschaltet sind.In one embodiment, when both inputs Vcp1 and Vcp2 are equal, there is no signal generated by current sensor 401 1 via connection 405 1 . Vcp1 and Vcp2 can be equal when the high side switching transistors MP1 and MP2 are turned off. In one embodiment, when both inputs Vcnl and Vcn2 are equal, there is no signal generated by current sensor 402 1 for connection 406 1 . Vcnl and Vcn2 can be equal when the low-side switching transistors MN1 and MN2 are turned off.

In einem Ausführungsbeispiel tastet jeder PMOS 4011 und NMOS 4021 Stromsensor den Strom ab, wenn ihre Brückeneinheit leitfähig ist. Zum Beispiel, wenn die High-Side-Schalttransistoren MP1 und MP2 leitend sind, tastet der PMOS-Stromsensor 4011 den Strom ab, und, wenn die Low-Side-Schalttransistoren MN1 und MN2 leitend sind, tastet der NMOS-Stromsensor 4021 den Strom ab.In one embodiment, each PMOS 401 1 and NMOS 402 1 current sensor samples current when their bridge unit is conductive. For example, when the high-side switching transistors MP1 and MP2 are conducting, the PMOS current sensor 401 1 samples the current, and when the low-side switching transistors MN1 and MN2 are conducting, the NMOS current sensor 402 1 samples the current Power off.

In einem Ausführungsbeispiel, wenn ihre Brückeneinheit ausgeschaltet ist, ist der Vxbr-Knoten in der Nähe des gegenüberliegenden Versorgungsstranges und der Stromsensor geht in einen definierten Nicht-Abtastungszustand über, um zu vermeiden, dass fehlerhafte Signale gesendet werden als auch dass ein möglicher Gate-Überspannungszustand auftreten kann. In einem Ausführungsbeispiel nutzt der Stromsensor das Brückengate und Kaskoden-Knoten, um dynamisch zwischen Abtastungs- und Nicht-Abtastungszuständen auf jede Hälfte des Schaltzyklus zu schalten. In einem Ausführungsbeispiel, für eine leitende Brücke, ist Vxbr typischerweise geschlossen für den Versorgungsstrang. In dem NMOS-Fall (d.h. Low-Side-Schalter haben MN2 und MN1), geht Vxbr häufig unterhalb von Vss gemäß einem Ausführungsbeispiel.In one embodiment, when its bridge unit is powered off, the Vxbr node is near the opposite supply string and the current sensor enters a defined non-sampling state to avoid sending erroneous signals as well as a possible gate overvoltage condition can occur. In one embodiment, the current sensor uses the bridge gate and cascode nodes to dynamically switch between sampling and non-sampling states on each half of the switching cycle. In one embodiment, for a conductive bridge, Vxbr is typically closed to the power train. In the NMOS case (i.e., low-side switches have MN2 and MN1), Vxbr often goes below Vss according to one embodiment.

In einem Ausführungsbeispiel nutzen die Stromsensoren 4011 und 4012 einen Strom-Modus-(gm)-Verstärker mit gemeinsamen Gate, und eine genaue Abtastung des Brückenausgabeknotens bei diesen extremen Spannungen zu ermöglichen. In einem Ausführungsbeispiel ist der Verstärker differentiell, so dass die Ausgabestromsignale über weite Entfernungen weitergeleitet werden können, ohne für Rauschinterferenzen anfällig zu sein.In one embodiment, the current sensors 401 1 and 401 2 utilize a common gate current mode (gm) amplifier to enable accurate sampling of the bridge output node at these extreme voltages. In In one embodiment, the amplifier is differential so that the output current signals can be propagated over long distances without being susceptible to noise interference.

6 zeigt differentielle gleitende Stromquellen 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 6, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) haben wie Elemente von anderen Figuren in ähnliche Weise wie beschrieben operieren oder funktionieren, ohne jedoch darauf beschränkt zu sein. 6 shows differential sliding current sources 600 according to one embodiment. It is noted that such elements of the 6 , which have the same reference numerals (or names) as elements of other figures operate or function in a manner similar to that described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel wird eine differenzielle gleitende Stromquelle 600 genutzt, um einen Vorspannungsstrom für die Versorgungsstrangstromsensoren (z.B. 4011 und 4021) zu liefern. In einem Ausführungsbeispiel können der Stromsensor und die Vorspannungsschaltung über eine große Entfernung, beispielsweise 5000 µm, separiert sein. In einem Ausführungsbeispiel ist die differenzielle Stromquelle 600 immun in Bezug auf Versorgungsabfälle (d.h. ein Abfall in Vccin und/oder Masse), da es auf sich selbst zurückbezogen ist.In one embodiment, a differential floating current source 600 is used to provide a bias current for the power train current sensors (eg, 401 1 and 402 1 ). In one embodiment, the current sensor and the bias circuit may be separated over a large distance, for example 5000 μm. In one embodiment, the differential current source 600 is immune to supply drops (ie, a drop in Vccin and/or ground) because it is referenced back to itself.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die differenzielle gleitende Stromquelle 600 ein differenzielles Vorspannungsnetzwerk zum Bereitstellen von VbiasN und VbiasP (d.h. differentielle Vorspannungen) für Stromquellen der Verstärkerstufe der entsprechenden Stromsensoren 4011 und 4021. Für jeden p-Typ und n-Typ-Stromsensor, werden beide MNcsN und MNcsP für die gleitende Stromquelle genutzt.In one embodiment, the differential floating current source 600 includes a differential bias network for providing VbiasN and VbiasP (ie, differential biases) to current sources of the amplifier stage of the corresponding current sensors 401 1 and 402 1 . For each p-type and n-type current sensor, both MNcsN and MNcsP are used for the sliding current source.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das differenzielle Vorspannungsnetzwerk ein Einheits-Zuwachs-Verstärker 601, der als Eingabe Vccin/2 empfängt und eine Kopie davon als Vc/2 erzeugt. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das differenzielle Vorspannungsnetzwerk p-Typ-Geräte MPb1, MPb2, MPb3 und MPb4 und n-Typ-Geräte MNb1, MNb2, MNb3 und MNb4. In einem Ausführungsbeispiel bilden MNb3 und MNb4 die Stromquelle, die durch Vibias vorgespannt wird (erzeugt durch ein Ausführungsbeispiel der 7). In einem Ausführungsbeispiel wird Vc/2 von dem Einheitsverstärker 601 genutzt zum Vorspannen der Quellenanschlüsse von MPb3 und MNb1. In einem Ausführungsbeispiel setzt der Strom, der von MNb3 gezogen wird, den Spannungsabfall Vc/2 - VbiasP. In einem Ausführungsbeispiel fließt der Strom, der von MNb4 gezogen wird, durch MPb4, MNb2 und MPb2. In einem Ausführungsbeispiel spiegelt MPb2 diesen Strom auf MPb1. In einem Ausführungsbeispiel setzt der Strom durch MPb1 die Spannung VbiasN - Vc/2. In solch einem Ausführungsbeispiel ist die Summe dieser Spannungsabfälle (Vc/2 - VbiasP) + (VbiasN - Vc/2) gleich zu VbiasN - VbiasP = V,bias.In one embodiment, the differential bias network includes a unity gain amplifier 601 that receives Vccin/2 as input and produces a copy thereof as Vc/2. In one embodiment, the differential bias network includes p-type devices MPb1, MPb2, MPb3 and MPb4 and n-type devices MNb1, MNb2, MNb3 and MNb4. In one embodiment, MNb3 and MNb4 form the power source biased by Vibias (generated by an embodiment of the 7 ). In one embodiment, Vc/2 is used by the unity amplifier 601 to bias the source terminals of MPb3 and MNb1. In one embodiment, the current drawn by MNb3 sets the voltage drop Vc/2 - VbiasP. In one embodiment, the current drawn by MNb4 flows through MPb4, MNb2 and MPb2. In one embodiment, MPb2 mirrors this stream to MPb1. In one embodiment, the current through MPb1 sets the voltage VbiasN - Vc/2. In such an embodiment, the sum of these voltage drops (Vc/2 - VbiasP) + (VbiasN - Vc/2) is equal to VbiasN - VbiasP = V,bias.

In einem Ausführungsbeispiel werden die Gate-Knoten der Dioden-verbundenen n-Typ- und p-Typ-Geräte MNb1 und MPb3 weitergeleite, um Schaltungen in den p-Typ- und n-Typ-Stromsensoren (z.B. 4011 und 4021) zu kopieren, die in den unterschiedlichen Versorgungsstrangphasen (d.h. Brücken 101 1-N) angeordnet sind. In einem Ausführungsbeispiel wird das Spannungsabfallproblem eliminiert, da die Gate-Verbindungen einen Nullstrom tragen und somit keinen IR-Abfall auf dem langverbindendenden Drähten auftritt.In one embodiment, the gate nodes of the diode-connected n-type and p-type devices MNb1 and MPb3 are passed to circuits in the p-type and n-type current sensors (eg, 401 1 and 402 1 ). copy, which are arranged in the different supply line phases (ie bridges 101 1-N ). In one embodiment, the voltage drop problem is eliminated because the gate connections carry zero current and thus no IR drop occurs on the long connecting wires.

7 ist eine Vorspannungsschaltung 700 für die differenziellen gleitenden Stromquellen 600 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 7, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) tragen wie die Elemente aus anderen Figuren in ähnlicher Weise funktionieren oder operieren können, wie es beschrieben wurde, jedoch sind sie darauf nicht eingeschränkt. 7 is a biasing circuit 700 for the differential sliding current sources 600 according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 7 , which bear the same reference numerals (or names) as the elements in other figures, function or may operate in a similar manner as described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorspannungsschaltung 700 Verstärker 701 und 702, einstellbare Stromquellen 703 und 704 und Widerstände R1 und R2. In einem Ausführungsbeispiel empfängt die Vorspannungsschaltung 700 eine Referenzspannung (z.B. von einer Bandlückenschaltung) und erzeugt Vpb und Vbn, wobei jedes davon genutzt werden kann zum Bereitstellen von V,ibias der 6. In einem Ausführungsbeispiel ist die einstellbare Stromquelle 701 eine p-Typ-Einheit, die an eine Versorgungseinrichtung und einen Widerstand R1 koppelt. In einem Ausführungsbeispiel ist der Widerstand R1 gekoppelt an die Masse und eine Einheit 703. In solch einem Ausführungsbeispiel justiert der Verstärker 701 (z.B. ein Operationsverstärker) die Stärke der Einheit 703, so dass V1 im Wesentlichen gleich ist zu Vref. In einem Ausführungsbeispiel ist die justierbare Stromquelle 702 eine n-Typ-Einheit, die an Masse und den Widerstand R2 koppelt. In einem Ausführungsbeispiel ist der Widerstand R2 gekoppelt an die Versorgungseinheit und die Einheit 704. In solch einem Ausführungsbeispiel justiert der Verstärker 702 (z.B. ein Operationsverstärker) die Stärke der Einheit 704, so dass V2 im Wesentlichen gleich ist zu Vref.In one embodiment, bias circuit 700 includes amplifiers 701 and 702, adjustable current sources 703 and 704, and resistors R1 and R2. In one embodiment, the bias circuit 700 receives a reference voltage (eg, from a bandgap circuit) and generates Vpb and Vbn, each of which can be used to provide V,ibias 6 . In one embodiment, the adjustable current source 701 is a p-type device that couples to a power supply and a resistor R1. In one embodiment, resistor R1 is coupled to ground and a unit 703. In such an embodiment, amplifier 701 (eg, an operational amplifier) adjusts the strength of unit 703 so that V1 is substantially equal to Vref. In one embodiment, adjustable current source 702 is an n-type device coupled to ground and resistor R2. In one embodiment, resistor R2 is coupled to the supply unit and unit 704. In such an embodiment, amplifier 702 (eg, an operational amplifier) adjusts the strength of unit 704 so that V2 is substantially equal to Vref.

In einem Ausführungsbeispiel, wenn „I“ der Strom ist, der durch die Einheit 703 und den Widerstand R1 fließt, gilt I = Vref/R1. In einem Ausführungsbeispiel, wird dieser Strom „I“ ebenfalls genutzt zum Einstellen oder Kompensieren eines Versatzes eines Komparators 1081, wie es in Bezug auf die 16 bis 18 beschrieben wird. Zum Beispiel gilt: Voffset = m.I.Rmix, wobei „m“ die Stromskalierung ist von dem Digital-zu-Analog-Wandler (DAC) 1701. Ein Ersetzen von „I“ in der Voffset-Gleichung zeigt, dass Voffset von einem Verhältnis der Widerstände Rmix und R1 abhängt, so dass ein Einfluss von Prozessvariationen in dem Widerstand im Wesentlichen eliminiert wird.In one embodiment, if "I" is the current flowing through unit 703 and resistor R1, I = Vref/R1. In one embodiment, this current "I" is also used to adjust or compensate for an offset of a comparator 108 1 , as with respect to 16 to 18 is described. For example: Voffset = mIRmix, where "m" is the current scaling from the digital-to-analog converter (DAC) 1701. Substituting "I" in the Voffset equation shows that Voffset depends on a ratio of the resistors Rmix and R1 depends, so that there is an influence of Pro process variations in which resistance is essentially eliminated.

In einem Ausführungsbeispiel erzeugt die Vorspannungsschaltung 700 einen Strom, so dass das Produkt dieses Stroms und des Widerstandes eines auf dem Chip angeordneten Widerstandes im Wesentlichen konstant ist, d.h. dass eine Prozesssensitivität im Wesentlichen reduziert wird. In einem Ausführungsbeispiel kann das endgültige Ausgabesignal der Stromsensoren (z.B. 4011 und 4021) abhängen von den Widerständen R1 und R2, jedoch hängt die Versatzspannung über den Rmix-Widerstand nicht von den Widerständen von R1 und R2 ab, d.h. ierr*Rmix hat im Wesentlichen eine Null-Verfahrensabhängigkeit.In one embodiment, the bias circuit 700 generates a current such that the product of this current and the resistance of an on-chip resistor is substantially constant, ie, process sensitivity is substantially reduced. In one embodiment, the final output signal of the current sensors (e.g. 401 1 and 402 1 ) may depend on resistors R1 and R2, but the offset voltage across the Rmix resistor does not depend on the resistances of R1 and R2, i.e. ierr*Rmix has im Essentially zero procedural dependency.

Die 8A-B sind niederimpedante Empfängerarchitekturen 800 und 820 zum entsprechenden Empfangen von differenziellen Strömen von den Stromsensoren (z.B. 4011 und 4021) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 8A-B die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) haben, wie Elemente aus anderen Figuren in ähnliche Weise operieren oder funktionieren können, wie sie dort beschrieben wurden, jedoch sind sie darauf nicht beschränkt.The 8A -B are low-impedance receiver architectures 800 and 820 for receiving differential currents from the current sensors (eg, 401 1 and 402 1 ), respectively, according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 8A -B have the same reference numerals (or names) as, but are not limited to, elements of other figures operate or may function in a similar manner as described therein.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die niederimpedante Empfängerarchitektur einen Empfänger 802 und eine Dioden-verbundene n-Typ-Einheit MNd. In einem Ausführungsbeispiel empfängt der Empfänger 802 einen Strom von einem p-Typ-Stromsensor (z.B. 4011) über seinen niederimpedanten Input. Um das Ausführungsbeispiel nicht zu verschleiern, ist die differenzielle Ausgabe des p-Typ-Stromsensors 4011 nicht gezeigt. In einem Ausführungsbeispiel fließt Strom von dem p-Typ-Stromsensor 4011 über eine lange Verbindung 4051, die als ein PI-Netzwerk 803 geformt ist von Kondensatoren und Widerstands-gekoppelten p-Typ-Stromsensor 4011 und einem niederimpedanten Empfänger 802.In one embodiment, the low impedance receiver architecture includes a receiver 802 and a diode-connected n-type device MNd. In one embodiment, receiver 802 receives a current from a p-type current sensor (eg, 401 1 ) via its low impedance input. In order not to obscure the embodiment, the differential output of the p-type current sensor 401 1 is not shown. In one embodiment, current flows from the p-type current sensor 401 1 over a long connection 405 1 formed as a PI network 803 of capacitors and resistor-coupled p-type current sensor 401 1 and a low impedance receiver 802.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der niederimpedante Empfänger 802 einen Verstärker 801 und eine p-Typ-Einheit MPin. In einem Ausführungsbeispiel ist die Eingabe VinP des niederimpedanten Empfängers 802 gekoppelt an MPin und eine Eingabe des Verstärkers 801. In einem Ausführungsbeispiel empfängt der Verstärker 801 ebenfalls eine Referenzspannung VREF und justiert die Stärke von MPin derart, um VinP einzustellen, dass es im Wesentlichen gleich ist zu VREF. In einem Ausführungsbeispiel fließt der Strom durch MPin auch durch die Dioden-verbundene MNd und eine Spannung Vgn proportional zu diesem Strom wird erzeugt.In one embodiment, the low-impedance receiver 802 includes an amplifier 801 and a p-type unit MPin. In one embodiment, the input VinP of the low impedance receiver 802 is coupled to MPin and an input of the amplifier 801. In one embodiment, the amplifier 801 also receives a reference voltage V REF and adjusts the strength of MPin to set VinP to be substantially equal is too V REF . In one embodiment, the current through MPin also flows through the diode-connected MNd and a voltage Vgn proportional to this current is generated.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die niederimpedante Empfängerarchitektur 820 einen Empfänger 822 und eine Dioden-verbundene p-Typ-Einheit MPd. In einem Ausführungsbeispiel empfängt der Empfänger 822 einen Strom von einem n-Typ-Stromsensor (z.B. 4021) über seine niederimpedante Eingabe. Um das Ausführungsbeispiel nicht zu verschleiern, ist die differenzielle Ausgabe des n-Typ-Stromsensors 4021 nicht gezeigt. In einem Ausführungsbeispiel fließt Strom von einem n-Typ-Stromsensor 4021 über eine lange Verbindung 4061, die als ein PI-Netzwerk 823 von Kondensatoren und Widerstands-gekoppeltem n-Typ-Stromsensor 4021 und einen niederimpedantem Empfänger 822 geformt ist.In one embodiment, the low impedance receiver architecture 820 includes a receiver 822 and a diode-connected p-type device MPd. In one embodiment, receiver 822 receives current from an n-type current sensor (eg, 402 1 ) via its low impedance input. In order not to obscure the embodiment, the differential output of the n-type current sensor 402 1 is not shown. In one embodiment, current flows from an n-type current sensor 402 1 over a long connection 406 1 formed as a PI network 823 of capacitors and resistors coupled n-type current sensor 402 1 and a low impedance receiver 822.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der niederimpedante Empfänger 822 einen Verstärker 821 und eine n-Typ-Einheit MNin. In einem Ausführungsbeispiel ist eine Eingabe VinN des niederimpedanten Empfängers 822 gekoppelt an MNin und Eingabe des Verstärkers 821. In einem Ausführungsbeispiel empfängt der Verstärker 821 ebenfalls eine Referenzspannung VREF und justiert die Stärke von MNin, um zu bewirken, dass VinN im Wesentlichen gleich ist zu VREF. In einem Ausführungsbeispiel fließt der Strom durch MNin ebenfalls durch die Dioden-verbundene MPd, und eine Spannung Vgp, die proportional zu diesem Strom ist, ist ebenfalls erzeugt.In one embodiment, the low-impedance receiver 822 includes an amplifier 821 and an n-type unit MNin. In one embodiment, an input VinN of the low impedance receiver 822 is coupled to MNin and input of the amplifier 821. In one embodiment, the amplifier 821 also receives a reference voltage V REF and adjusts the strength of MNin to cause VinN to be substantially equal to V REF . In one embodiment, the current through MNin also flows through the diode-connected MPd, and a voltage Vgp proportional to this current is also generated.

In diesem Ausführungsbeispiel werden niederimpedante Eingaben genutzt, um differenzielle Strommodensignale von den Versorgungsstrang-Stromsensoren zu empfangen. Die niederimpedante Eingabe wird genutzt, da die langen Strecken (z.B. 5000 µm) von dem Versorgungsstrang (z.B. Brücke 1011) zu dem Empfänger 802 (und 822) bewirken würde, dass die Bandbreite sehr gering ist, wenn nicht die Spannungsschwingungen an den Endpunkten der Strecke an einem Minimum gehalten werden kann. In einem Ausführungsbeispiel wird die niederimpedante Eingabe VinP (und VinN) erzeugt durch ein Einfügen eines Verstärkungs-erhöhenden Transistors MPin (und MNin) zwischen den langen Strecken 4051 (d.h. 803) und der Dioden-verbundenen Einheit MNd (und MPd), die zu der nächsten Stufe gespiegelt wird.In this embodiment, low impedance inputs are used to receive differential current mode signals from the power train current sensors. The low impedance input is used because the long distances (e.g. 5000 µm) from the supply string (e.g. bridge 101 1 ) to the receiver 802 (and 822) would cause the bandwidth to be very narrow if not for the voltage oscillations at the end points of the Distance can be kept to a minimum. In one embodiment, the low impedance input VinP (and VinN) is generated by inserting a gain-increasing transistor MPin (and MNin) between the long paths 405 1 (ie 803) and the diode-connected device MNd (and MPd). the next level is mirrored.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Eingabeimpedanz des Passiertransistors MPin, die nominal bei 1/gm liegt, verstärkt durch einen Faktor von 1+Av, wobei Av ein Verstärkungsfaktor des Verstärkers 801 ist. In solch einem Ausführungsbeispiel ist der Verstärker 801 (und 821) ein einstufiges differenzielles Paar mit einer Verstärkung von ungefähr 30 dB. In einem Ausführungsbeispiel hat der Verstärker 801 (und 821) nur eine einzige Stufe, um die Möglichkeit von Instabilität zu eliminieren. In anderen Ausführungsbeispielen können andere Designs und Anzahl von Stufen von Verstärkern 801 (und 821) genutzt werden.In one embodiment, the input impedance of the pass transistor MPin, which is nominally 1/gm, is amplified by a factor of 1+A v , where A v is a gain of the amplifier 801. In such an embodiment, amplifier 801 (and 821) is a single-stage differential pair with a gain of approximately 30 dB. In one embodiment, amplifier 801 (and 821) has only a single stage to eliminate the possibility of instability. In other embodiments, other designs and numbers of stages of amplifiers 801 (and 821) may be used.

9 ist eine Schaltung 900 mit einer Empfängerschaltung (z.B. 4031) und einen p-Typ-Stromsensor (z.B. 4011) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 9, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) aufweisen, wie Elemente von anderen Figuren in einer ähnlichen Weise operieren oder funktionieren können, wie die beschriebenen, jedoch sind sie nicht darauf begrenzt. 9 is a circuit 900 with a receiver circuit (eg 403 1 ) and a p-type current sensor (eg 401 1 ) according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 9 , which have the same reference numerals (or names), as elements of other figures operate or may function in a similar manner to those described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Schaltung 900 mit der Empfängerschaltung (4031) an einen Stromsensor (z.B. 4011) gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schaltung 900 zwei Zweige, um die differenziellen Ausgaben des Stromsensors 901 (z.B. 4011) zu koppeln. Der erste Zweig umfasst MNr1 und die Dioden-verbundene MPr1 und der zweite Zweig umfasst MPr2 und MNr2. In einem Ausführungsbeispiel wird der erste Ausgabestrom des Stromsensors 901 durch den Empfänger 802 über die Verbindung 4051 empfangen und wird in eine Spannung Vgn1 über die Dioden-verbundene MNd1 gewandelt (die gleiche MNd wie aus der 8A). In diesem Ausführungsbeispiel bilden MPr1 und MPr2 Stromspiegel und sind vorgespannt durch Vr an ihren Gate-Anschlüssen.In one embodiment, the circuit 900 is coupled to the receiver circuit (403 1 ) to a current sensor (eg 401 1 ). In one embodiment, circuit 900 includes two branches to couple the differential outputs of current sensor 901 (eg, 401 1 ). The first branch includes MNr1 and the diode-connected MPr1 and the second branch includes MPr2 and MNr2. In one embodiment, the first output current of the current sensor 901 is received by the receiver 802 via connection 405 1 and is converted to a voltage Vgn1 via the diode-connected MNd1 (the same MNd as from the 8A) . In this embodiment, MPr1 and MPr2 form current mirrors and are biased by Vr at their gates.

In einem Ausführungsbeispiel wird ein Strom durch MNd1 gespiegelt zu dem zweiten Zweig (mit MPr2 und MNr2) über n-Typ-Einheiten MNr1 und eine Dioden-verbundene MPr1. In einem Ausführungsbeispiel wird der zweite Ausgabestrom von dem Stromsensor empfangen durch den Empfänger 802 über die Verbindung 4051 und wird gewandelt in einer Spannung Vgn2 über die Dioden-verbundene MNd3 (gleiche wie MNd aus der 8A). In diesem Ausführungsbeispiel wird der differenzielle Strom vom Sensor 901 gewandelt in einen einfach endenden Strom iPhase1 (zugehörig zu der Brücke 1011).In one embodiment, a current through MNd1 is mirrored to the second branch (with MPr2 and MNr2) via n-type devices MNr1 and a diode-connected MPr1. In one embodiment, the second output current from the current sensor is received by the receiver 802 via connection 405 1 and is converted into a voltage Vgn2 via the diode-connected MNd3 (same as MNd from the 8A) . In this exemplary embodiment, the differential current from sensor 901 is converted into a single-ended current iPhase1 (associated with bridge 101 1 ).

In einem Ausführungsbeispiel wird eine gefilterte, nicht-regulierte Spannungsversorgung genutzt, um den Stromsensorempfänger 900 zu versorgen. Die Verwendung von höherer Spannung stammt von einem Spannungsabfall, der durch NMOS-Stromsignale auf den langen Strecken (z.B. 4051) zwischen dem Versorgungsstrang (z.B. 1011) und dem Empfänger 900 (z.B. 4031) erzeugt wird. Dieser Spannungsabfall reduziert die Freiheit bis zu einem Punkt, dass eine Versorgung von zumindest 1,2 V für eine stabile Operation genutzt werden kann.In one embodiment, a filtered, unregulated power supply is used to power the current sensor receiver 900. The use of higher voltage comes from a voltage drop created by NMOS current signals on the long paths (e.g. 405 1 ) between the power train (e.g. 101 1 ) and the receiver 900 (e.g. 403 1 ). This voltage drop reduces freedom to the point that a supply of at least 1.2V can be used for stable operation.

In einem Ausführungsbeispiel kann der Stromsensorempfänger nicht direkt versorgt werden durch den Vccin-Strang, da großes Hochfrequenzrauschen die differenzielle-zu-einfach-endende Ausgabestufe des Stromsensors unterbrechen kann. In einem Ausführungsbeispiel wird ein RC-Low-Pass-Filter angewandt an dem Gate eines NMOS-Leistungstransistors, dessen Drain verbunden ist mit Vccin und dessen Source die Stromsensorempfängerschaltung versorgt. In einem Ausführungsbeispiel filtert der RC-Low-Pass-Filter hochfrequentes Rauschen von Vccin ohne einen zusätzlichen linearen Regulator zu erfordern. In einem Ausführungsbeispiel ist die neue Versorgung Vcccsrcvr (die den Source-Anschlüssen von MPr1 und MPr2 bereitgestellt wird) nicht reguliert bei DC, und dessen Wert ist Vccin-Vt,n.In one embodiment, the current sensor receiver cannot be powered directly by the Vccin strand because large high frequency noise can interrupt the differential-to-single-ended output stage of the current sensor. In one embodiment, an RC low pass filter is applied to the gate of an NMOS power transistor whose drain is connected to Vccin and whose source powers the current sensor receiver circuit. In one embodiment, the RC low pass filter filters high frequency noise from Vccin without requiring an additional linear regulator. In one embodiment, the new supply Vcccsrcvr (provided to the sources of MPr1 and MPr2) is unregulated at DC and its value is Vccin-Vt,n.

In einem Ausführungsbeispiel erlaubt das Paar von Passiereinheiten (d.h. MPc1 und MPc2 und MPc3 und MPc4) in dem PMOS-Stromsensor 901, die durch ein Überschreibsignal gesteuert werden, den Stromsensor 901 ohne eine eingeschaltete PMOS-Kaskode zu operieren. In diesem Ausführungsbeispiel besteht die Ausgabe des Stromsensors aus einem Fehlersignal erster Ordnung (Verbundversatz), welches genutzt wird zum Kalibrieren des Stromsensors zu „null“. Zum Beispiel, wenn der FET der Brücke 1011 ausgeschaltet ist, misst der Stromsensor, der zu dem Leistungs-FET gehört, keinen Strom, d.h. die Eingaben des Stromsensors sind zusammengeschaltet. In diesem Beispiel ist die Ausgabe des Phasenstromsensors gerade ein Fehlerstrom (z.B. infolge von einer Prozessvariation). Dieser Fehlerstrom (oder Versatz) wird auskalibriert während eines PVM-Trim-Kalibrierungsprozesses gemäß einem Ausführungsbeispiel. In einem Ausführungsbeispiel wandelt die Empfängerschaltung 4031 (d.h. der Rest von 900 nach dem Herausnehmen von 901), die das differentielle Stromsignal von dem Stromsensor 901 empfängt, es in einen einfach-endenden Stromsignal iPhase1. In einem Ausführungsbeispiel macht der Empfänger unterschiedliche Kopien von diesem Signal-iPhase1 mit jedem Vorzeichen (positiv oder negativ). In einem Ausführungsbeispiel können Kopien von diesem Signal-iPhase von unterschiedlichen Phasen addiert werden, um eine Summe oder einen Durchschnittsstromsensorsignal zu erzeugen für eine vollständige Spannungsdomain oder für unterschiedliche Domains.In one embodiment, the pair of pass units (ie, MPc1 and MPc2 and MPc3 and MPc4) in the PMOS current sensor 901 that are controlled by an override signal allow the current sensor 901 to operate without a PMOS cascode turned on. In this embodiment, the output of the current sensor consists of a first order error signal (composite offset), which is used to calibrate the current sensor to "zero". For example, when the FET of bridge 101 1 is turned off, the current sensor associated with the power FET does not measure current, that is, the current sensor inputs are connected together. In this example, the output of the phase current sensor is currently a fault current (e.g. due to a process variation). This error current (or offset) is calibrated out during a PVM trim calibration process according to one embodiment. In one embodiment, the receiver circuit 403 1 (ie, the remainder of 900 after taking out 901), which receives the differential current signal from the current sensor 901, converts it into a single-ended current signal iPhase1. In one embodiment, the receiver makes different copies of this signal iPhase1 with each sign (positive or negative). In one embodiment, copies of this signal iPhase from different phases may be added to produce a sum or average current sensor signal for a complete voltage domain or for different domains.

10 ist eine Schaltung 1000 mit einer Empfängerschaltung (z.B. 4041) und einen n-Typ-Stromsensor (z.B. 4021) entsprechend zu einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 10, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) haben, wie Elemente aus anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren können, wie es beschrieben wurde, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 10 is a circuit 1000 with a receiver circuit (eg 404 1 ) and an n-type current sensor (eg 402 1 ) according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 10 , which have the same reference numerals (or names), as elements of other figures operate or may function in a similar manner as described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel koppelt die Schaltung 1000 mit einer Empfängerschaltung (z.B. 4041) an einen Stromsensor (z.B. 4021). In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schaltung 1000 zwei Zweige zum Koppeln an die differenziellen Ausgaben des Stromsensors 1001 (z.B. 4021). Der erste Zweig umfasst MPr1 und eine Dioden-verbundene MNr1 und der zweite Zweig umfasst MNr2 und MPr2. In einem Ausführungsbeispiel wird der erste Ausgabestrom des Stromsensors 1001 empfangen durch den Empfänger 822 über eine Verbindung2 4061 und wird in eine Spannung Vgp1 gewandelt über die Dioden-verbundene MPdl (die gleiche wie MPd aus der 8B). In diesem Ausführungsbeispiel bilden MNr1 und MNr2 Stromspiegel und sind vorgespannt durch Vr an ihren Gate-Anschlüssen.In one embodiment, circuit 1000 couples a receiver circuit (e.g. 404 1 ) to a current sensor (e.g. 402 1 ). In one embodiment, circuit 1000 includes two branches for coupling to the differential outputs of current sensor 1001 (eg 402 1 ). The first branch includes MPr1 and a diode-connected one MNr1 and the second branch includes MNr2 and MPr2. In one embodiment, the first output current of the current sensor 1001 is received by the receiver 822 via a connection 2 406 1 and is converted into a voltage Vgp1 via the diode-connected MPdl (the same as MPd from the 8B) . In this embodiment, MNr1 and MNr2 form current mirrors and are biased by Vr at their gates.

In einem Ausführungsbeispiel wird der Strom durch MNd1 gespiegelt zu dem zweiten Zweig (mit MNr2 und MPr2) über die p-Typ-Einheiten MPr1 und die Dioden-verbundene MNr1. In einem Ausführungsbeispiel wird der zweite Ausgabestrom von dem Stromsensor empfangen durch den Empfänger 822 über die Verbindung2 4061 und wird gewandelt in eine Spannung Vgp2 über die Dioden-verbundene MPd2 (die gleiche wie MPd aus der 8B). In diesem Ausführungsbeispiel wird der differenzielle Strom vom Sensor 1001 gewandelt in einen einfach-endenden Strom iPhase1, zugehörig zu der Brücke 1011. In einem Ausführungsbeispiel wird eine gefilterte unregulierte Spannungsversorgung genutzt zum Versorgen des Stromsensorempfängers 1000, wie es in Bezug auf das Ausführungsbeispiel der 9 beschrieben wurde.In one embodiment, the current through MNd1 is mirrored to the second branch (with MNr2 and MPr2) via the p-type devices MPr1 and the diode-connected MNr1. In one embodiment, the second output current from the current sensor is received by the receiver 822 via connection 2 406 1 and is converted into a voltage Vgp2 via the diode-connected MPd2 (the same as MPd from the 8B) . In this exemplary embodiment, the differential current from sensor 1001 is converted into a single-ended current iPhase1, associated with bridge 101 1 . In one embodiment, a filtered unregulated power supply is used to power the current sensor receiver 1000, as is the case with respect to the embodiment of FIG 9 was described.

In einem Ausführungsbeispiel ist ein Widerstand (nicht gezeigt) verbunden mit einer oder mehreren Empfängerausgaben, so dass die Spannung des Widerstandes sich ändert proportional zu der Änderung der Summe der Ausgabeströme des Empfängers. In solch einem Ausführungsbeispiel kann die Änderung der Widerstandsspannung proportional sein zu einem Phasenstrom, einem Domainstrom oder zu dem VR-Eingabestrom (d.h. wenn nur der High-Side-Schalter-Strom tatsächlich genutzt wird). In einem Ausführungsbeispiel ist der Widerstandswert dieses Widerstandes programmierbar. In einem Ausführungsbeispiel kann der Widerstand vorgespannt sein durch einen Spannungsteiler, typischerweise rund ½ einer analogen Versorgung, so dass der Stromsensor akkurat die Ströme um Null herum abtastet, ohne die Probleme des Spannungsfreiraumes hervorzurufen, die eine Nicht-Linearität verursacht.In one embodiment, a resistor (not shown) is connected to one or more receiver outputs such that the voltage of the resistor changes in proportion to the change in the sum of the receiver output currents. In such an embodiment, the change in resistor voltage may be proportional to a phase current, a domain current, or to the VR input current (i.e., when only the high-side switch current is actually used). In one embodiment, the resistance value of this resistor is programmable. In one embodiment, the resistor may be biased by a voltage divider, typically around ½ of an analog supply, so that the current sensor accurately samples currents around zero without causing the voltage clearance problems that non-linearity causes.

11 ist ein Teil einer Schaltung 1100 eines VR mit n-Typ- und p-Typ-Stromsensoren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente aus der 11, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen), wie Elemente aus anderen Figuren haben, in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren können, wie die beschriebenen, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 11 is a portion of a circuit 1100 of a VR with n-type and p-type current sensors according to another embodiment of the disclosure. It is noted that such elements from the 11 , which have the same reference numerals (or names) as elements of other figures, operate or may function in a similar manner to those described, but are not limited thereto.

Die Schaltung 1100 stellt eine Versorgungsstrangbrücke 1101 und ein Empfängermodul 1102 mit einem Empfänger 11061 dar. Das Ausführungsbeispiel der 11 ist ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel der 4. Jedoch wird in dem Ausführungsbeispiel der 11 ein Satz von differenziellen Strömen über die Verbindung 11051 für beide p-Typ- und n-Typ-Stromsensoren (entsprechend zu 11031 und 11041) genutzt zum Bereitstellen von Strom für die Stromsensorempfänger 11061. In diesem Ausführungsbeispiel fließt kein oder im Wesentlichen ein null-DC-Strom durch 11051, so dass als Resultat ein dynamischer Bereich des Abtaststroms erhalten wird. Hierbei bezieht sich der Begriff „erhalten“ im Allgemeinen nicht auf den Verlust von Reserve, da es hier keinen (oder einen im Wesentlichen null) IR-Abfall auf 1105 gibt. In solch einem Ausführungsbeispiel wird die Energieeinsparung im Wesentlichen über das Ausführungsbeispiel der 4 realisiert, da p-Typ- und n-Typ-Stromsensoren sich einen einzigen Bias-Strom teilen, anstatt zwei separate Ströme zu konsumieren.The circuit 1100 represents a supply strand bridge 1101 and a receiver module 1102 with a receiver 1106 1. The exemplary embodiment of 11 is similar to the exemplary embodiment 4 . However, in the exemplary embodiment the 11 a set of differential currents across connection 1105 1 for both p-type and n-type current sensors (corresponding to 1103 1 and 1104 1 ) used to provide power to the current sensor receivers 1106 1 . In this embodiment, no or substantially zero DC current flows through 1105 1 so that a dynamic range of the sampling current is obtained as a result. Here, the term "preserved" does not generally refer to the loss of reserve, as there is no (or essentially zero) IR drop to 1105. In such an exemplary embodiment, the energy saving is essentially achieved via the exemplary embodiment 4 realized because p-type and n-type current sensors share a single bias current instead of consuming two separate currents.

In diesem Ausführungsbeispiel, anstatt eines Sendens von separaten n-Typ- und p-Typ-Sensorsignalen (wie es in Bezug auf die 4 beschrieben wurde) über 4051 und 4061, werden sie hier bei dem Versorgungsstrang 1101 kombiniert. In solch einem Ausführungsbeispiel werden Weiterleitungsressourcen gespart und die Integrationskomplexität ist verringert. In einem Ausführungsbeispiel operiert der Stromsensorempfänger 11061 von einer nominalen Analog-Ruhe-Energieversorgung anstatt von Vccsrcvr.In this embodiment, instead of sending separate n-type and p-type sensor signals (as with respect to the 4 was described) via 405 1 and 406 1 , they are combined here in the supply line 1101. In such an embodiment, forwarding resources are saved and integration complexity is reduced. In one embodiment, the current sensor receiver 1106 1 operates from a nominal analog quiescent power supply rather than Vccsrcvr.

Eine einfache Summe von allen Phasenströmen (d.h. iPhase(1-N)) braucht nicht genau ein Durchschnittssignal darzustellen, wenn einige Phasen nicht aktiv sind. Es kann Phasenausgleichs-Loop-Verstärkungsvariationen mit der Anzahl von aktiven Phasen verursachen, was die Wirksamkeit des Phasenstrom-Ausgleichsloops verringert. Außerdem kann es eine Ungenauigkeit der Überstrom-Sicherung (OCP) zu jeder Anzahl von aktiven Phasen außer für einigen Phasen (z.B. 4, 8 und 16 für 16 Phasen VR) verursachen, wohingegen es wünschenswert sein kann, eine zuverlässige Überstromsicherung für einen breiten Bereich von aktiven Phasen zu haben.A simple sum of all phase currents (i.e. iPhase(1-N)) need not accurately represent an average signal if some phases are not active. It can cause phase compensation loop gain variations with the number of active phases, reducing the effectiveness of the phase current compensation loop. Furthermore, it may cause inaccuracy of the overcurrent protection (OCP) on any number of active phases except for some phases (e.g. 4, 8 and 16 for 16 phase VR), whereas it may be desirable to have a reliable overcurrent protection for a wide range of to have active phases.

Es gibt unterschiedliche technische Effekte des Ausführungsbeispiels der 11. Im Vergleich zu dem Gebiet, der für die Stromsensorempfänger 4031 und 4041 genutzt wird, ist das Gebiet des Stromsensorempfängers 11041 halbiert, die Anzahl von langen analogen Strecken ist halbiert; die Hochspannungsanalogversorgung wird nicht länger genutzt; die Versorgungsverluste während des Abschaltens sind signifikant reduziert; ein konstanter Überphasenaktivierungsbereich ist erhalten; OCP ist akkurat für jede Anzahl von aktiven Phasen, etc.There are different technical effects of the exemplary embodiment 11 . Compared to the area used for the current sensor receivers 403 1 and 404 1 , the area of the current sensor receiver 1104 1 is halved, the number of long analog routes is halved; the high voltage analog supply is no longer used; supply losses during shutdown are significantly reduced; a constant over-phase activation region is maintained; OCP is accurate for any number of active phases, etc.

12 ist eine Transistorniveauarchitektur 1200 von n-Typ- und p-Typ-Stromsensoren gemäß einem anderen Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist erwähnt, dass solche Elemente der 12, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) wie solche Elemente von anderen Figuren haben, in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren können, wie die beschriebenen, jedoch sind sie nicht drauf beschränkt. 12 is a transistor level architecture 1200 of n-type and p-type current sensors according to another embodiment of the disclosure. It is mentioned that such elements of the 12 , which have the same reference numerals (or names) as such elements of other figures, operate or may function in a similar manner to those described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel werden Ausgabesignale von n-Typ- und p-Typ-Sensoren (11031 und 11041) kombiniert durch Transistoren MPcsc1 und MPcsc2, und zwar derart, dass jeder Sensor als eine aktive Last für den anderen wirkt. In einem Ausführungsbeispiel sind MPcsc1 und MPcsc2 vorgespannt durch Vccin/2. In einem Ausführungsbeispiel werden die Ruheströme durch eine geeignete Vorspannung an beiden Sensoren (11031 und 11041) im Wesentlichen gleichgehalten und die tatsächlichen Signalströme werden gesendet an den Empfänger 11061. In einem Ausführungsbeispiel fließt nur der Versatz DC-Strom über die großen Entfernungen von 11051. Dies lockert die Zuverlässigkeitserfordernisse für die Drähte und reduziert den IR-Abfall in Bezug auf die Reserveprobleme. In einem Ausführungsbeispiel kann jeder Sensor separat operieren. In solch einem Ausführungsbeispiel wird der andere Sensor zu einer DC-Stromquelle durch das Zusammenschließen seiner Eingaben. Zum Beispiel, wenn eine der Stromsensoren aktiv ist, dann verhält sich der andere Stromsensor, der inaktiv ist, als eine Stromquelle und stellt einen Arbeitspunkt für den aktiven Stromsensor bereit.In one embodiment, output signals from n-type and p-type sensors (1103 1 and 1104 1 ) are combined by transistors MPcsc1 and MPcsc2 such that each sensor acts as an active load for the other. In one embodiment, MPcsc1 and MPcsc2 are biased by Vccin/2. In one embodiment, the quiescent currents are kept substantially equal by an appropriate bias voltage on both sensors (1103 1 and 1104 1 ) and the actual signal currents are sent to the receiver 1106 1 . In one embodiment, only the offset DC current flows over the long distances of 1105 1 . This relaxes the reliability requirements for the wires and reduces the IR drop related to the reserve issues. In one embodiment, each sensor can operate separately. In such an embodiment, the other sensor becomes a DC power source by combining its inputs. For example, if one of the current sensors is active, then the other current sensor, which is inactive, behaves as a current source and provides an operating point for the active current sensor.

13 ist eine Stromsensorempfängerschaltung 1200 (z.B. 11061) entsprechend zu einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente aus der 13, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) wie solche Elemente aus anderen Figuren haben, in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren, wie die beschriebenen, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. 13 is a current sensor receiver circuit 1200 (eg 1106 1 ) corresponding to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements from the 13 , which have the same reference numerals (or names) as such elements in other figures, operate or function in a similar manner to those described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Stromsensorempfängerschaltung 1300 niederimpedante Eingabestufen zum Empfangen von Strömen Iin+ und Iin- von den Stromsensoren 11031 und 11041 über die differenzielle Verbindung 11051. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die niederimpedante Stufe auf der linken Seite p-Typ-Einheiten MPp1, MPp2 und MPp3 und n-Typ-Einheiten MNn1 und MNn2. In einem Ausführungsbeispiel ist MPp1 vorgespannt durch pbias und MMn2 ist vorgespannt durch nbias. In einem Ausführungsbeispiel können pbias und nbias durch jeden bekannten Referenzgenerator erzeugt werden. Zum Beispiel können pbias und nbias erzeugt werden unter Nutzung der Biasschaltung 700 der 7. Bezugnehmend auf die 13, ist in einem Ausführungsbeispiel die Ausgabe der niederimpedanten Stufe Vrx+.In one embodiment, current sensor receiver circuit 1300 includes low impedance input stages for receiving currents Iin+ and Iin- from current sensors 1103 1 and 1104 1 via differential connection 1105 1 . In one embodiment, the low impedance stage on the left includes p-type units MPp1, MPp2 and MPp3 and n-type units MNn1 and MNn2. In one embodiment, MPp1 is biased by pbias and MMn2 is biased by nbias. In one embodiment, pbias and nbias can be generated by any known reference generator. For example, pbias and nbias can be generated using the bias circuit 700 of the 7 . Referring to the 13 , in one embodiment, the output of the low-impedance stage is Vrx+.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die niederimpedante Stufe zur rechten Seite p-Typ-Einheiten MPp11, MPp21, und MPp31 und n-Typ-Einheiten MNn11 und MNn21. In einem Ausführungsbeispiel erhält MPp11 eine Vorspannung pbias und MNn21 eine Vorspannung nbias. In einem Ausführungsbeispiel ist die Ausgabe von der niederimpedanten Stufe Vrx-.In one embodiment, the low-impedance stage to the right includes p-type units MPp11, MPp21, and MPp31 and n-type units MNn11 and MNn21. In one embodiment, MPp11 receives a bias voltage pbias and MNn21 receives a bias voltage nbias. In one embodiment, the output from the low impedance stage is Vrx-.

In den Ausführungsbeispielen der 11-13 reduziert eine geringe Anzahl von Stromsensorempfängern und eine kompakte Empfängerimplementierung den Energieverbrauch in dem funktionalen Modus. In einem Ausführungsbeispiel wird die Spannung bei der Eingabe des Empfängers 1300 reguliert zu Vgs unterhalb der Versorgungsspannung. Dies ermöglicht die Nutzung der nominalen Spannungs-Analogversorgung für den Empfänger und eliminiert die Nutzung der Hochspannungsversorgung Vccsrcvr. Dieser Wechsel führt zu einer signifikanten Reduktion einer Kriechspannung während des Abschaltens.In the exemplary embodiments of 11-13 A small number of current sensor receivers and a compact receiver implementation reduces energy consumption in the functional mode. In one embodiment, the input voltage to receiver 1300 is regulated to Vgs below the supply voltage. This allows the use of the nominal voltage analog supply for the receiver and eliminates the use of the high voltage Vccsrcvr supply. This change results in a significant reduction in leakage voltage during shutdown.

Die 14 ist eine High-Level-Architektur 1400 von VR-Stromsensoren mit Telemetrie und Überstromsicherungstreibern entsprechend zu einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist erwähnt, dass solche Elemente der 14 mit gleichen Bezugszeichen (oder Namen) wie Elemente aus anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren, wie die beschriebenen, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt.The 14 is a high-level architecture 1400 of VR current sensors with telemetry and overcurrent protection drivers corresponding to an embodiment of the disclosure. It is mentioned that such elements of the 14 with the same reference numerals (or names) as elements of other figures operate or function in a similar manner to those described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Architektur 1400 einen Durchschnittskombinierer 1401, einen Phasenkombinierer 1402, einen Überstromsicherheits-(OC)-Treiber 1403, Telemetrietreiber 1404, Rmix (Strommixer) und einen Stromsensorempfänger 11061. In einem Ausführungsbeispiel empfängt der Durchschnittskombinierer 1401 Phasenströme von allen Phasen (iPhase(I-N)) und erzeugt einen iavg-Strom. In einem Ausführungsbeispiel ist der iavg-Strom subtrahiert von dem iPhase-Strom (z.B. iPhase1) durch den Strommixer Rmix (z.B. 1072), um einen ierr-Strom zu erzeugen, der genutzt wird zum Bereitstellen der DC-Spannungsverschiebung für die Dreieckswelle für den PWM-Komparator (z.B. 1081),In one embodiment, the architecture 1400 includes an average combiner 1401, a phase combiner 1402, an overcurrent safety (OC) driver 1403, telemetry drivers 1404, Rmix (current mixer), and a current sensor receiver 1106 1 . In one embodiment, the average combiner 1401 receives phase currents from all phases (iPhase(IN)) and generates an iavg current. In one embodiment, the iavg current is subtracted from the iPhase current (e.g. iPhase1) by the current mixer Rmix (e.g. 107 2 ) to produce an ierr current that is used to provide the DC voltage shift for the triangle wave for the PWM comparator (e.g. 108 1 ),

In einem Ausführungsbeispiel wird ein Durchschnitt von allen Phasenströmen von allen Phasen (d.h. Brücken) durch den Telemetrietreiber 1404 für andere Zwecke empfangen. Zum Bespiel kann das Telemetriesignal genutzt werden während eines hochvolumigen Herstellens (HVM) zum Überwachen von Performance-Parametern. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Durchschnitt von allen Phasenströmen von allen Phasen empfangen durch den OCP-Treiber 1403, um ein OCP-Signal zu erzeugen. Zum Beispiel, wenn das OCP-Signal anzeigt, dass iavg oberhalb eines Schwellenwertes liegt, dann kann der vollständige Prozessor und/oder System oder Untersystem ausgeschaltet werden.In one embodiment, an average of all phase currents from all phases (ie, bridges) is received by telemetry driver 1404 for other purposes. For example, the telemetry signal can be used during high volume manufacturing (HVM) to monitor performance parameters. In one embodiment, an average of all Phase currents from all phases received by the OCP driver 1403 to generate an OCP signal. For example, if the OCP signal indicates that iavg is above a threshold, then the entire processor and/or system or subsystem may be turned off.

Eine akkurate Durchschnittsstrominformation ist nützlich für einen Stromausgleich, eine Telemetrie und einen Überstromschutz. Das iavg-Signal erlaubt das Aufrechterhalten eines konstanten Phasensignals und daher eine beständige Balancierung einer Loop-Verstärkung über einen vollständigen Phasenaktivierungsbereich. Ein Stromsignal wird aktiv durch den Empfänger 11061 gesammelt, in eine Spannung übersetzt und an den Durchschnitts- und Phasenkombinierer 1401 und 1402 entsprechend gesandt. In einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Phasenkombinierer 1402 ein ein-endiges Stromsignal. In einem Ausführungsbeispiel kombiniert der Durchschnittskombinierer 1401 alle Phasenströme zusammen, und zwar derart, dass fehlangepasste Ströme im Durchschnitt rausfallen und Durchschnitts-NMOS- und -PMOS-Vgs-Spannungen erzeugt werden.Accurate average current information is useful for current balancing, telemetry, and overcurrent protection. The iavg signal allows maintaining a constant phase signal and therefore consistent balancing of loop gain over a full phase activation range. A current signal is actively collected by receiver 11061 , translated into a voltage and sent to average and phase combiners 1401 and 1402 accordingly. In one embodiment, phase combiner 1402 generates a single-ended current signal. In one embodiment, the average combiner 1401 combines all phase currents together such that mismatched currents are dropped on average and average NMOS and PMOS Vgs voltages are produced.

15 ist eine Schaltung 1500 zur Phasenstrommittelung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 15 mit gleichen Bezugszeichen (oder Namen) wie Elemente in anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren und funktionieren können, wie die bereits beschriebenen, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 15 is a circuit 1500 for phase current averaging according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 15 with like reference numerals (or names) as elements in other figures may operate and function in a similar manner to those already described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Schaltung 1500 einen Phasenkombinierer 1402 und einen Durchschnittskombinierer 1401, die miteinander koppeln, um iPhase und iavg-Signale bereitzustellen. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Phasenkombinierer 1402 eine p-Typ-Einheit MPpc1 (Dioden-verbunden), MPpc2 und n-Typ-Einheiten MNpc1 und MNpc2. In einem Ausführungsbeispiel werden Vrx+ und Vrx- empfangen von dem Stromsensorempfänger 11061 und eine entsprechende iPhase wird erzeugt, die proportional ist zu Vrx+ und Vrx-.In one embodiment, circuit 1500 includes a phase combiner 1402 and an average combiner 1401 that couple together to provide iPhase and iavg signals. In one embodiment, the phase combiner 1402 includes a p-type device MPpc1 (diode connected), MPpc2, and n-type devices MNpc1 and MNpc2. In one embodiment, Vrx+ and Vrx- are received by the current sensor receiver 1106 1 and a corresponding iPhase is generated that is proportional to Vrx+ and Vrx-.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Mittelungskombinierer 1401 p-Typ-Einheiten MPac1, MPac2, MPac3, n-Typ-Einheiten MNacl, MNac2 und MNac3, Switches Sacl, Sac2 und Widerstände Rac1 und Rac2. In einem Ausführungsbeispiel sind MPac2 und MNac2 Dioden-verbundene Einheiten. In einem Ausführungsbeispiel sind die Schalter Sac1 und Sac2 Phasen-aktivierte Signale, die ebenfalls in der Lage sind, Phasenströme von unterschiedlichen Phasen zu kombinieren. In diesem Ausführungsbeispiel bewirkt jede Phase einen Strom in den Dioden-verbundenen Einheiten MPac2 und MNac2 und die Dioden-verbundenen Einheiten MPac2 und MNac2 werden kurz geschlossen, um einen Durchschnittsstrom (iavg) zu erhalten. In einem Ausführungsbeispiel kombinieren die Einheiten MPac3 und MNac3 die Ströme, um iavg zu bilden. In einem Ausführungsbeispiel bewirken MPac1 und MNac1 den Strom für den Phasenbeitrag zu dem Durchschnittsignal. In einem Ausführungsbeispiel, wenn MPac1 und MNac1 gekoppelt sind mit dem Rest der Phasen durch Sac1 und Sac2, tragen sie zum Durchschnittsstrom bei. In einem Ausführungsbeispiel, wenn t MPac1 und MNac1 entkoppelt sind, können sie immer noch einen Strom in MNac2 und MPac2 bewirken, aber das resultierende Signal ist nicht zu dem Gesamtdurchschnittsstrom addiert. In einem Ausführungsbeispiel erzeugen die Widerstände Rac1 und Rac2 ein Low-Pass-Filter, der Wellen ausgleicht und einen Durchschnittstrom erzeugt, der konstant über einen Zeitrahmen einer Schaltperiode erscheint.In one embodiment, the averaging combiner 1401 includes p-type units MPac1, MPac2, MPac3, n-type units MNacl, MNac2 and MNac3, switches Sacl, Sac2 and resistors Rac1 and Rac2. In one embodiment, MPac2 and MNac2 are diode-connected units. In one embodiment, switches Sac1 and Sac2 are phase-activated signals that are also capable of combining phase currents from different phases. In this embodiment, each phase causes a current in the diode-connected units MPac2 and MNac2, and the diode-connected units MPac2 and MNac2 are short-circuited to obtain an average current (iavg). In one embodiment, units MPac3 and MNac3 combine the streams to form iavg. In one embodiment, MPac1 and MNac1 provide the current for the phase contribution to the average signal. In one embodiment, when MPac1 and MNac1 are coupled to the rest of the phases through Sac1 and Sac2, they contribute to the average current. In one embodiment, when t MPac1 and MNac1 are decoupled, they can still cause a current in MNac2 and MPac2, but the resulting signal is not added to the overall average current. In one embodiment, resistors Rac1 and Rac2 create a low-pass filter that cancels out ripples and produces an average current that appears constant over a time frame of a switching period.

16 ist eine Phasenausgleichschaltung 1600a mit einer Versatzkontrolle gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 16 mit gleichen Bezugszeichen (oder Namen) wie Elemente aus anderen Figuren in ähnlicher Weise operiert oder funktioniert wie dort beschrieben, jedoch sind sie darauf nicht beschränkt. 16 ist ähnlich zu dem Ausführungsbeispiel der 2, abgesehen davon, dass der Spannungsversatz (Voffset) addiert oder subtrahiert wird für die Eingabe, die an den Komparator 1081 koppelt. 16 is a phase compensation circuit 1600a with an offset control according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 16 with the same reference numerals (or names) as elements from other figures operate or function in a similar manner as described there, but they are not limited thereto. 16 is similar to the exemplary embodiment 2 , except that the voltage offset (Voffset) is added or subtracted for the input coupled to the comparator 108 1 .

Ein Beitrag zu der statischen Phasenstrom-Imbalance ist der inhärente Eingabeversatz der PWM-Komparatoren 108I-N und der Ausgabeversatz der Stromsensoren selbst. Um diesen Versatz soweit wie möglich zu reduzieren, wird ein Trim-Mechanismus, der PWM-Trim genannt wird, zu dem Mixer-Widerstand Rmix von jeder Phase entlang der Stromsensoren hinzugefügt. In einem Ausführungsbeispiel speist der PWM-Trim (wie beschrieben durch die 17) einen Strom I,PWMTrim in den Mixerwiderstand ein mit einer Stärke von I,PWMTrim= -(I,csoofset+ Voffset,in /Rmix), um jeden Versatz in dem Komparator 1081 und einen Stromsensorversatzstrom zu eliminieren. In einem Ausführungsbeispiel ist I,cs offset der Ausgabeversatz, der inhärent zu dem Stromsensor selbst ist. In einem Ausführungsbeispiel ist I,PWM Trim der Strom, der eingespeist wird zum Eliminieren dieses Versatzes und des Eingabeversatzes des Komparators 1081. In einem Ausführungsbeispiel haben beide p-Typ- und n-Typ-Stromsensoren ihre Eingaben während des PWM-Trimprozesses kurzgeschlossen.A contributor to the static phase current imbalance is the inherent input offset of the PWM comparators 108 IN and the output offset of the current sensors themselves. To reduce this offset as much as possible, a trim mechanism called PWM trim is added to the mixer -Added resistance Rmix of each phase along the current sensors. In one embodiment, the PWM trim feeds (as described by the 17 ) a current I ,PWMTrim into the mixer resistor with a magnitude of I ,PWMTrim = -(I, csoofset + V offset,in /R mix ) to eliminate any offset in the comparator 108 1 and a current sensor offset current. In one embodiment, I , cs offset is the output offset inherent to the current sensor itself. In one embodiment, I, PWM Trim is the current injected to eliminate this offset and the input offset of comparator 108 1 . In one embodiment, both p-type and n-type current sensors have their inputs shorted during the PWM trimming process.

17 ist eine High-Level-Architektur 1700 für die Versatzeliminierung einer Komparators und Stromsensorfehlanpassung entsprechend zu einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 17, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) aufweisen wie Elemente in anderen Figuren in gleicher oder ähnlicher Art operieren oder funktionieren, wie die beschriebenen, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 17 is a high-level architecture 1700 for offset elimination of a comparator and current sensor mismatch corresponding to one Embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 17 , which have the same reference numerals (or names) as elements in other figures operate or function in the same or similar manner as those described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Architektur 1700 einen PWM-Stromtrim-Digital-zu-Analog-Wandler (DAC) 1701; eine Finite-Zustandsmaschine (FSM) 1702, einen PWM-Komparator 1081, einen Stromsensor und Empfänger 1703, einen Stromausgleichmischer Rmix1 (z.B. 1071) und eine Schaltung 1704 zum Bereitstellen von Eingaben für den Komparator 1081. In einem Ausführungsbeispiel wird für jede Phase eine unabhängige Architektur 1700 genutzt. In einem Ausführungsbeispiel wird die Architektur 1700 mit allen Phasen geteilt. In einem Ausführungsbeispiel wird angenommen, dass jeder PWM-Komparator von den Komparatoren 1081-N den gleichen Versatz hat.In one embodiment, architecture 1700 includes a PWM current trim digital-to-analog converter (DAC) 1701; a finite state machine (FSM) 1702, a PWM comparator 108 1 , a current sensor and receiver 1703, a current balancing mixer Rmix1 (eg 107 1 ), and a circuit 1704 for providing inputs to the comparator 108 1 . In one embodiment, an independent architecture 1700 is used for each phase. In one embodiment, architecture 1700 is shared with all phases. In one embodiment, each PWM comparator of comparators 108 1-N is assumed to have the same offset.

In einem Ausführungsbeispiel nutzt die Architektur 1700 einen negativen Rückkoppelloop, um einen möglichen Versatz durch kontinuierliche Kalibrierung zu minimieren. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Loop einen DAC 1701, der für den Strom durch einen Widerstand entweder eine Quelle oder eine Senke darstellt, um den Versatz zu kompensieren. In einem Ausführungsbeispiel veranlasst das Vergleichsresultat durch den Komparator 1081 den FSM 1702, um den DAC 1701 zu steuern. Dies bildet einen Loop, der den Versatz zu 0 trimmt (oder im Wesentlichen null) oder einen Wert trimmt, der geringer ist als ein LSB (am Wenigsten signifikantes Bit) des DAC 1701.In one embodiment, architecture 1700 utilizes a negative feedback loop to minimize possible skew through continuous calibration. In one embodiment, the loop includes a DAC 1701 that either sources or sinks current through a resistor to compensate for the offset. In one embodiment, the comparison result by comparator 108 1 causes FSM 1702 to control DAC 1701. This forms a loop that trims the offset to 0 (or essentially zero) or trims a value that is less than an LSB (Least Significant Bit) of the DAC 1701.

In einem Ausführungsbeispiel setzt zunächst der PMW-Trim FSM 1702 den Wellengenerator 106 (der hier als Schaltung 1704 gezeigt ist) auf einen konstanten DC-Wert und verbindet ebenso die positive Eingabe des Komparators 1081 mit der DC-Quelle. In einem Ausführungsbeispiel setzt der Trim FSM 1702 den I,PWMTrim auf seinen größten negativen Wert über die DAC 1701 und überprüft die Ausgabe des Komparators 1081. In einem Ausführungsbeispiel, wenn die Ausgabe des Komparators 1081 hoch ist, erhöht der FSM 1702 I,PWMTrim über DAC 1701 und prüft die Ausgabe des Komparators 1081 erneut. In einem Ausführungsbeispiel führt der FSM 1702 diesen Prozess solange durch, bis die Ausgabe des Komparators 1081 nach unten schaltet. Zu diesem Zeitpunkt sind die Versätze eliminiert innerhalb einer LSB (am Wenigsten signifikante Bits) Trimgenauigkeit und der FSM 1702 stoppt den Zyklus und hält den I,PWMTrim bei seinem letzten Wert.In one embodiment, the PMW trim FSM 1702 first sets the wave generator 106 (shown here as circuit 1704) to a constant DC value and also connects the positive input of the comparator 108 1 to the DC source. In one embodiment, the Trim FSM 1702 sets the I, PWMTrim to its largest negative value via the DAC 1701 and checks the output of the comparator 108 1 . In one embodiment, when the output of comparator 108 1 is high, FSM 1702 increments I, PWMTrim across DAC 1701 and retests the output of comparator 108 1 . In one embodiment, the FSM 1702 performs this process until the output of the comparator 108 1 switches low. At this point, the offsets are eliminated to within LSB (Least Significant Bits) trim accuracy and the FSM 1702 stops the cycle and holds the I, PWMTrim at its last value.

18 ist ein Flussdiagramm 1800 für ein Verfahren zum Eliminieren eines Versatzes eines Komparators und einer Stromsensor-Fehlanpassung gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. 18 is a flowchart 1800 for a method for eliminating comparator offset and current sensor mismatch according to an embodiment of the disclosure.

Obwohl die Blöcke in dem Flussdiagramm in der 18 in einer bestimmten Reihenfolge gezeigt sind, kann die Reihenfolge der Handlungen geändert werden. Daher kann das dargestellte Ausführungsbeispiel ebenfalls in einer anderen Reihenfolge ausgeführt werden und einige Handlungen/Blöcke können ebenfalls parallel ausgeführt werden. Einige der Blöcke und/oder Operationen, die in der 18 gelistet sind, sind gemäß bestimmter Ausführungsbeispiele optional. Die Nummerierung der Blöcke ist nur für den Zweck der Klarheit vorgenommen, und es ist nicht beabsichtigt, eine Ordnung für die Operationen, in welchen die unterschiedlichen Blöcke erscheinen müssen, vorzunehmen. Außerdem können Operationen von den unterschiedlichen Flüssen für eine Vielzahl von Kombinationen genutzt werden.Although the blocks in the flowchart are in the 18 are shown in a specific order, the order of actions can be changed. Therefore, the illustrated embodiment can also be executed in a different order and some actions/blocks can also be executed in parallel. Some of the blocks and/or operations included in the 18 are listed are optional according to certain exemplary embodiments. The numbering of the blocks is done for the purpose of clarity only and is not intended to impose any order on the operations in which the different blocks must appear. Additionally, operations from the different flows can be used for a variety of combinations.

In einem Ausführungsbeispiel werden die Eingabe-Pins des Komparators 1081 auf die gleiche Spannung (Vcc/2) initialisiert, wenn die Kalibrierung startet. In einem Ausführungsbeispiel werden alle möglichen Versätze verstärkt und die Ausgaben des Komparators entweder auf Vcc oder Vss gesetzt. In einem Ausführungsbeispiel überwacht der FSM 1702 kontinuierlich das Resultat der Komparatorausgabe und justiert die DAC-Einstellungen in einer Art, um den Versatz zu reduzieren. Dieser Prozess hält an, bis die Ausgaben des Komparators sich umdrehen, welches ein Ende der Kalibrierung andeutet. In einem Ausführungsbeispiel ist der letztendliche Versatz weniger als 1 LSB des DAC 1701.In one embodiment, the input pins of comparator 108 1 are initialized to the same voltage (Vcc/2) when calibration starts. In one embodiment, all possible offsets are amplified and the outputs of the comparator are set to either Vcc or Vss. In one embodiment, the FSM 1702 continuously monitors the result of the comparator output and adjusts the DAC settings in a manner to reduce the skew. This process continues until the outputs of the comparator turn over, indicating an end to calibration. In one embodiment, the final offset is less than 1 LSB of the DAC 1701.

Beim Block 1801 werden Eingaben des Komparators 1081 durch die Schaltung 1704 initialisiert zu der gleichen Spannung (z.B. Vcc/2). Der Block 1802 zeigt den möglichen Versatz von dem Komparator 1081 und den Stromsensor 1702 innerhalb des PWM 102 an. Beim Block 1803 vergleicht der FSM 1702 die Ausgabe des Komparators 1081 mit seinem vorherigen Zustand, was in dem Block 1804 angedeutet ist. Beim Block 1805 bestimmt der FSM 1702, ob die Ausgabe des Komparators 1081 einen Übergang durchgeführt hat oder gleich geblieben ist. In einem Ausführungsbeispiel leitet die Ausgabe des Komparators 1081 den Verfahrensfluss. Angenommen der Bereich des PWM DAC 1701 ist größer als ein maximal möglicher Versatz, dann wird zum Beispiel bei dem größtmöglichen negativen Trimstrom der Komparator 1081 ein High-Signal ausgeben. In diesem Beispiel, bei dem größtmöglichen positiven Trimsignal, gibt der Komparator 1081 ein Low aus.At block 1801, inputs to comparator 108 1 are initialized by circuit 1704 to the same voltage (eg, Vcc/2). Block 1802 indicates the possible offset of the comparator 108 1 and the current sensor 1702 within the PWM 102. At block 1803, the FSM 1702 compares the output of the comparator 108 1 with its previous state, which is indicated at block 1804. At block 1805, FSM 1702 determines whether the output of comparator 108 1 has transitioned or remained the same. In one embodiment, the output of the comparator 108 1 guides the process flow. Assuming the range of the PWM DAC 1701 is greater than a maximum possible offset, then, for example, at the largest possible negative trim current, the comparator 108 1 will output a high signal. In this example, with the largest possible positive trim signal, the comparator 108 1 outputs a low.

Beim Block 1806, wenn der FSM 1702 bestimmt, dass die Ausgabe des Komparators 1081 einen Übergang ausgeführt hat (entweder von „0“ zu „1“ oder „1“ zu „0“), sichert der FSM 1702 die Ausgabe des DAC 1701. Beim Block 1807, wenn die FSM 1702 bestimmt, dass die Ausgabe des Komparators 1081 gleich bleibt (d.h. die Ausgabe bleibt fortgesetzt eine „1“ oder eine „0“ ohne, dass ein Übergang relativ zu dem vorherigen Zustand ausgeführt wird), dann justiert beim Block 1808 die FSM 1702 den Ausgabestrom des DAC 1701. Beim Block 1809 wird der justierte Strom zu einem der Eingaben des Komparators 1081 (z.B. über Rmix1) hinzugefügt und der Prozess setzt sich fort bis der Komparator 1081 seinen Zustand ändert.At block 1806, if the FSM 1702 determines that the output of the comparator 108 1 has transitioned (either from "0" to "1" or "1" to "0"), the FSM 1702 saves the output of the DAC 1701 .At block 1807, if the FSM 1702 determines that the output of comparator 108 1 remains the same (ie, the output continues to be a "1" or a "0" without making a transition relative to the previous state), then at block 1808, FSM 1702 adjusts the output current of the DAC 1701. At block 1809, the adjusted current is added to one of the inputs of the comparator 108 1 (e.g. via Rmix1) and the process continues until the comparator 108 1 changes state.

Programmsoftwarecode/Anweisungen, die zu dem Flusschart 1800 gehören, die ausgeführt werden zum Implementieren von Ausführungsbeispielen von offenbarten Gegenständen, können implementiert sein als Teil eines Betriebssystems oder einer spezifischen Anwendung, Komponente, Programm, Objekt, Modul, Routine oder anderen Sequenzen von Anweisungen oder Organisation von Sequenzen von Anweisungen, auf die Bezug genommenen wird als „Programmsoftwarecode/Anweisungen“, „Betriebssystem-Programmsoftwarecode/Anweisungen“, „Anwendungsprogrammsoftwarecode/Anweisungen“, oder einfach „Software“.Program software code/instructions associated with the flowchart 1800 that are executed to implement embodiments of disclosed subjects may be implemented as part of an operating system or a specific application, component, program, object, module, routine, or other sequence of instructions or organization of sequences of instructions referred to as “program software code/instructions,” “operating system program software code/instructions,” “application program software code/instructions,” or simply “software.”

Der Programmsoftwarecode/Anweisungen, der zu dem Flussdiagramm 1800 gehört, umfasst typischerweise eine oder mehrere Anweisungen, die auf unterschiedliche Art auf unterschiedlichen greifbaren Speichern oder Speichereinheiten in oder peripher zu einem Computergerät gespeichert sind, die, wenn sie geholt/gelesen und ausgeführt werden durch das Computergerät, wie es hierin definiert ist, ein Computergerät dazu veranlassen, Funktionen, Funktionalitäten und Operationen auszuführen, die notwendig sind zum Ausführen eines Verfahrens, um so Elemente auszuführen, die unterschiedliche Aspekte von Funktionen, Funktionalitäten und Operationen des Verfahrens involvieren, das einen Aspekt der offenbarten Gegenstände bildet.The program software code/instructions associated with the flowchart 1800 typically includes one or more instructions stored in different ways on different tangible memories or storage devices in or peripheral to a computing device that, when fetched/read and executed by the Computing device, as defined herein, causes a computing device to perform functions, functionalities, and operations necessary to carry out a method so as to execute elements involving different aspects of functions, functionalities, and operations of the method that involves one aspect of the disclosed objects.

Für den Zweck der Offenbarung ist ein Modul eine Software-, Hardware- oder Firmware- (oder Kombinationen davon) System, ein Prozess oder Funktionalität, eine Komponente davon, die Prozesse, Merkmale und/oder Funktionen, Funktionalitäten und/oder Operationen, die hierin beschrieben sind, ausführt oder umsetzt (mit oder ohne menschlicher Wechselwirkung oder Ergänzung), wie sie durch die identifizierten Module ausgeführt werden. Ein Modul kann Untermodule aufweisen. Softwarekomponente eines Moduls können gespeichert werden auf greifbaren maschinenlesbaren Medien. Module können integriert sein auf einen oder mehreren Servern oder können geladen und ausgeführt werden durch einen oder mehrere Server. Ein oder mehrere Module können zusammengefasst werden in einer Maschine oder einer Anwendung.For the purpose of disclosure, a module is a software, hardware or firmware (or combinations thereof) system, process or functionality, component thereof, the processes, features and/or functions, functionalities and/or operations described herein described, executes or implements (with or without human interaction or complementation) as carried out by the identified modules. A module can have submodules. Software components of a module can be stored on tangible machine-readable media. Modules may be integrated on one or more servers or may be loaded and executed by one or more servers. One or more modules can be combined into a machine or an application.

Ein greifbares maschinenlesbares Medium kann genutzt werden zum Speichern von Programmsoftwarecode/Anweisungen und Daten, die, wenn sie auf einem Computergerät ausgeführt werden, das Computergerät dazu veranlassen, ein Verfahren auszuführen, als es in einem oder mehreren der beiliegenden Ansprüche, die sich auf offenbarte Gegenstände beziehen, offenbart ist. Das greifbare maschinenlesbare Medium kann einen Speicher für ausführbaren Programmcode/Anweisungen umfassen und Daten auf unterschiedlichen greifbaren Positionen umfassen, einschließlich zum Beispiel ROM, volatiler RAM, nicht-volatiler Speicher und/oder Cache und/oder anderer greifbarer Speicher, wie die vorliegenden Anmeldung darauf Bezug nimmt. Teile dieses Programmsoftwarecodes/Anweisungen und/oder Daten können gespeichert sein in einem von diesen Speicher oder Speichergeräten. Außerdem kann der Programmsoftwarecode erhalten werden von anderen Speichern einschließlich, z.B., über einen zentralisierten Server oder einen Peer-to-Peer-Netzwerk oder ähnlichem, einschließlich dem Internet. Unterschiedliche Teile von Softwareprogrammcode/Anweisungen und Daten können erhalten werden zu unterschiedlichen Zeiten und in unterschiedlichen Kommunikationsverbindungen oder in einer gleichen Kommunikationsverbindung.A tangible machine-readable medium may be used to store program software code/instructions and data that, when executed on a computing device, causes the computing device to perform a method as set forth in one or more of the appended claims relating to disclosed subject matter relate, is revealed. The tangible machine-readable medium may include storage for executable program code/instructions and may include data in various tangible locations including, for example, ROM, volatile RAM, non-volatile memory and/or cache and/or other tangible storage as referred to herein takes. Portions of this program software code/instructions and/or data may be stored in any of these memories or storage devices. Additionally, the program software code may be obtained from other storage including, for example, through a centralized server or a peer-to-peer network or the like, including the Internet. Different pieces of software program code/instructions and data may be received at different times and in different communication links or in the same communication link.

Der Softwareprogrammcode/Anweisungen und die Daten können vollständig vor dem Ausführen des entsprechenden Softwareprogramms oder der Anwendung durch das Computergerät erhalten werden. Alternativ können Teile von Software-Programmcode/Anweisungen und Daten dynamisch erhalten werden, zu jener Zeit, wenn sie zur Ausführung gebraucht werden. Alternativ können Kombinationen von diesen Arten des Erhaltens von Softwareprogrammcode/Anweisungen und Daten auftreten, wie beispielsweise für unterschiedliche Anwendungen, Programme, Objekte, Module, Routinen oder anderen Sequenzen von Anweisungen oder einer Organisation von Sequenzen von Anweisungen, um nur einige Beispiele zu nennen. Daher ist es nicht erforderlich, dass Daten und Anweisungen auf greifbaren maschinenlesbaren Medien zu einem bestimmten Zeitpunkt vorhanden sein müssen.The software program code/instructions and data can be fully obtained prior to the execution of the corresponding software program or application by the computing device. Alternatively, portions of software program code/instructions and data may be obtained dynamically at the time they are needed for execution. Alternatively, combinations of these types of obtaining software program code/instructions and data may occur, such as for different applications, programs, objects, modules, routines, or other sequences of instructions or organization of sequences of instructions, to name just a few examples. Therefore, there is no requirement that data and instructions must exist on tangible machine-readable media at any given time.

Beispiele von greifbaren maschinenlesbaren Medien umfassen, sind jedoch nicht darauf begrenzt, wieder-beschreibbare oder nicht wieder-beschreibbare Medien, wie beispielsweise volatile und nicht volatile Speichergeräte, Nur-Lese-Speicher (ROM), Zufall-Zugriffsspeicher (RAM), Flashspeichergeräte, Floppy und andere entfernbare Platten, magnetische Speichermedien, optische Speichermedien (z.B. Kompaktdisk-Nur-Lese-Speicher (CDROMs), digitale versatile Disks (DVDs), etc.), um nur einige zu nennen. Software-Programcode/Anweisungen können temporär gespeichert werden in digitalen greifbaren Kommunikationslinks, während des Implementierens von elektrischen, optischen, akustischen oder anderen Formen von sich ausbreitenden Signalen, wie beispielsweise Übertragungswellen, Infrarotsignale, digitalen Signale, etc. durch solche greifbaren Kommunikationsverbindungen.Examples of tangible machine-readable media include, but are not limited to, rewritable or non-rewritable media, such as volatile and non-volatile storage devices, read-only memory (ROM), random access memory (RAM), flash memory devices, floppy and other removable disks, magnetic storage media, optical storage media (e.g., compact disk read-only memories (CDROMs), digital versatile disks (DVDs), etc.), to name a few. Software program code/instructions may be temporarily stored in digital tangible communication links during implementation mentation of electrical, optical, acoustic or other forms of propagating signals such as transmission waves, infrared signals, digital signals, etc. through such tangible communication links.

Im Allgemeinen umfasst ein greifbares maschinenlesbares Medium jeden greifbaren Mechanismus, der Folgendes bereitstellt (d.h. speichert und/oder aussendet in digitaler Form, z.B. Datenpakete): Information in einer Form, dass sie zugreifbar ist für eine Maschine (z.B. ein Computergerät), was beispielsweise das Folgende umfassen kann: in einem Kommunikationsgerät, einem Computergerät, einem Netzwerkgerät, einem persönlichen Digitalassistenten, einem Herstellungstool, einem mobilen Kommunikationsgerät, die in der Lage sind, oder auch nicht, zum Herunterladen und zum Laufen von Anwendungen und zum Unterstützen von Anwendungen von Kommunikationsnetzwerken wie beispielsweise das Internet, z.B. ein iPhone, Blackberry, Droid oder ähnliches oder andere Geräte, einschließlich Rechengeräten. In einem Ausführungsbeispiel ist ein Prozessor-basiertes System (z.B. wie es in der 26 gezeigt ist) in einer Form von oder umfasst in einem PDA, einem Mobiltelefon, einem Notebookcomputer, einem Tablet, einer Spielekonsole, einer Settop-Box, einem eingebetteten System, einem TV, einem persönlichen Desktopcomputer, etc. Alternativ können traditionelle Kommunikationsanwendungen und unterstützte Anwendungen genutzt werden in einigen Ausführungsbeispielen der offenbarten Gegenstände.In general, a tangible machine-readable medium includes any tangible mechanism that provides (ie stores and/or transmits in digital form, e.g. data packets): information in a form that is accessible to a machine (e.g. a computing device), for example The following may include: in a communication device, a computing device, a network device, a personal digital assistant, a manufacturing tool, a mobile communication device, which may or may not be capable of downloading and running applications and supporting applications of communication networks such as for example the Internet, e.g. an iPhone, Blackberry, Droid or similar or other devices, including computing devices. In one embodiment, a processor-based system (e.g. as described in the 26 is shown) in a form of or comprising a PDA, a mobile phone, a notebook computer, a tablet, a gaming console, a set-top box, an embedded system, a TV, a personal desktop computer, etc. Alternatively, traditional communication applications and supported applications are used in some embodiments of the disclosed subjects.

19 ist ein Digital-zu-Analog-(DAC)-Stromwandler 1900 (z.B. wie er in 1701 genutzt wird) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist erwähnt, dass solche Elemente der 19, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) haben wie Elemente von anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren wie dort beschrieben, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 19 is a digital-to-analog (DAC) power converter 1900 (eg, as used in 1701) according to an embodiment of the disclosure. It is mentioned that such elements of the 19 , which have the same reference numerals (or names) as elements of other figures operate or function in a similar manner as described therein, but they are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der DAC 1900 ein p-Typ-Schaltnetzwerk 1901 und ein n-Typ-Schaltnetzwerk 1902, die miteinander koppeln, um einen Ausgabestrom Iout bereitzustellen. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der DAC 1900 Schalter, um die n-Typ- und/oder p-Typ-Einheiten mit einem Ausgabeknoten zu koppeln. In einem Ausführungsbeispiel werden die Gate-Anschlüsse der n-Typ-Einheiten an die Versorgungsspannung gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel sind die Gate-Anschlüsse der p-Typ-Einheiten an Masse gekoppelt. In anderen Ausführungsbeispielen sind die Gate-Anschlüsse der n-Typ und/oder p-Typ-Einheiten vorgespannt zu anderen Spannungsniveaus. In einem Ausführungsbeispiel ist einer der Source/Drain-Anschlüsse der p-Typ-Einheiten des Netzwerkes 1901 gekoppelt an einer Versorgungsspannung und die anderen Drain/Source-Anschlüsse sind an einen der Schalter s1 bis s4 gekoppelt. In einem Ausführungsbeispiel ist eines der Drain-/Source-Anschlüsse der n-Typ-Einheiten des Netzwerkes 1902 gekoppelt an Masse und die anderen Drain-/Source-Anschlüsse sind an einen der Schalter s1 bis s4 gekoppelt.In one embodiment, the DAC 1900 includes a p-type switching network 1901 and an n-type switching network 1902 that couple together to provide an output current Iout. In one embodiment, the DAC 1900 includes switches to couple the n-type and/or p-type devices to an output node. In one embodiment, the gates of the n-type devices are coupled to the supply voltage. In one embodiment, the gates of the p-type devices are coupled to ground. In other embodiments, the gates of the n-type and/or p-type devices are biased to other voltage levels. In one embodiment, one of the source/drain terminals of the p-type devices of the network 1901 is coupled to a supply voltage and the other drain/source terminals are coupled to one of the switches s1 to s4. In one embodiment, one of the drain/source terminals of the n-type devices of the network 1902 is coupled to ground and the other drain/source terminals are coupled to one of the switches s1 to s4.

Die Schaltnetzwerke 1901 und 1902 sind ausgebildet, um durch Binärcode gesteuert zu werden, aber sie verhalten sich so, wie Thermometercode sich verhält entsprechend zu einem Ausführungsbeispiel. Daher ermöglichen die Schaltnetzwerke 1901 und 1902 ein monotones Schalten und es ist nicht erforderlich einen Binär-zu-Thermometerdecoder zu haben. Zum Beispiel ist das Schaltnetzwerk ausgebildet, um durch Binärcode gesteuert zu werden, aber es verhält sich wie ein Thermometer-Coding, d.h. geringer Platz-und Energieverbrauch wird erreicht durch DAC 1900 im Vergleich zu gewöhnlichen DACs.The switching networks 1901 and 1902 are designed to be controlled by binary code, but they behave as thermometer code behaves according to one embodiment. Therefore, the switching networks 1901 and 1902 enable monotonic switching and it is not necessary to have a binary-to-thermometer decoder. For example, the switching network is designed to be controlled by binary code, but it behaves like thermometer coding, i.e. low space and power consumption is achieved by DAC 1900 compared to ordinary DACs.

Das Ausführungsbeispiel der 19 ist erklärt in Bezug auf p-Typ-Schalter 1901. Die gleiche Erklärung würde anwendbar sein für einen n-Typ-Schalter 1902. Das folgende Ausführungsbeispiel nutzt 4 Bits Binärcode zum Steuern von vier Sätzen von Schaltern - s1, s2, s3 und s4. In einem Ausführungsbeispiel wird der s1 gesteuert durch LSB (Least Significant Bit) und s4 wird gesteuert durch MSB (Most Significant Bit) und wobei s2 und s3 gesteuert werden durch LSB+1 und LSB+2 des Binärcodes.The exemplary embodiment of the 19 is explained in terms of p-type switch 1901. The same explanation would be applicable for an n-type switch 1902. The following embodiment uses 4 bits of binary code to control four sets of switches - s1, s2, s3 and s4. In one embodiment, s1 is controlled by LSB (Least Significant Bit) and s4 is controlled by MSB (Most Significant Bit) and where s2 and s3 are controlled by LSB+1 and LSB+2 of the binary code.

Zum Beispiel, wenn s1,s2,s3,s4={0,0,0,0}, dann ist der Ausgangsknoten (I-out) dreistufig, wenn s1,s2,s3,s4={0,0,0,1}, dann kommt der Ausgabestrom Iout von Mpdac1; wenn s1,s2,s3,s4={1,0,0,1}, dann kommt der Ausgabestrom Iout von Mpdac1 und MPdac2 d.h., der Ausgabestrom wird verdoppelt; wenn s1,s2,s3,d4={1,1,0,1}, dann kommt der Ausgabestrom Iout von Mpdac1, MPdac2, und Mpdac3, d.h., der Strom ist weiter monoton angewachsen; wenn s1,s2,s3,s4={1,1,1,1}, dann kommt der Ausgabestrom Iout von Mpdac1-8. In einem Ausführungsbeispiel ist jeder der Mpdac1-8 von gleicher Größe, um einen ansteigenden Strom von Iout entsprechend zu dem Binärcode s1-s4 bereitzustellen.For example, if s1,s2,s3,s4={0,0,0,0}, then the output node (I-out) is three-stage if s1,s2,s3,s4={0,0,0,1 }, then the output stream Iout comes from Mpdac1; if s1,s2,s3,s4={1,0,0,1}, then the output current Iout comes from Mpdac1 and MPdac2 i.e. the output current is doubled; if s1,s2,s3,d4={1,1,0,1}, then the output current Iout comes from Mpdac1, MPdac2, and Mpdac3, i.e. the current has continued to increase monotonically; if s1,s2,s3,s4={1,1,1,1}, then the output current Iout comes from Mpdac1-8. In one embodiment, each of the Mpdac1-8 is of equal size to provide an increasing current of Iout corresponding to the binary code s1-s4.

Die folgenden Ausführungsbeispiele beschreiben eine Vorrichtung und ein Verfahren zum Kompensieren einer Referenzspannung für einen Kompensator 103.The following exemplary embodiments describe a device and a method for compensating a reference voltage for a compensator 103.

Ein Abwärtswandler enthält einen Rückkoppelloop, der durch eine Abtastlinie, einen Kompensator, einen Pulsbreiten-Modulator (PWM), eine Signalisierung für den Versorgungsstrang, etc. gebildet wird, um die Ausgabespannung Vout in der Nähe zu einer gesetzten Referenzspannung Vref zu halten. Die Ausgabespannung Vout ist die Spannung, die einer Last bereitgestellt wird. Der Kompensator in dem Spannungsmodensteuerungsabwärtswandler wird gewöhnlicherweise ein klassischer Typ-3-Kompensator sein, der entweder diskrete oder Präzisions-integrierte passive Widerstände und Kondensatorkomponenten aufweist. Die Bandbreite eines gewöhnlichen Kompensators ist bis zu ungefähr 1 MHz. Ein solch gewöhnlicher Typ-3-Kompensator ist in der 20 gezeigt. Der gewöhnliche Typ-3-Kompensator 2000 umfasst einen Verstärker, um eine Referenzspannung Vref zu empfangen und eine Ausgabe Vout auszugeben über ein Widerstands-Kondensatornetzwerk (R1, R3, C3). Die Ausgabe des Verstärkers ist gekoppelt an eine der Eingabeanschlüsse des Verstärkers über ein anderes Widerstands-Kondensatornetzwerk (R2, C1 und C2).A buck converter contains a feedback loop formed by a scan line, a compensator, a pulse width modulator (PWM), supply train signaling, etc is used to keep the output voltage Vout close to a set reference voltage Vref. The output voltage Vout is the voltage provided to a load. The compensator in the voltage mode control buck converter will usually be a classic Type 3 compensator, having either discrete or precision integrated passive resistors and capacitor components. The bandwidth of a common compensator is up to about 1 MHz. Such a common type 3 compensator is in the 20 shown. The ordinary Type 3 compensator 2000 includes an amplifier to receive a reference voltage Vref and output an output Vout through a resistor-capacitor network (R1, R3, C3). The output of the amplifier is coupled to one of the amplifier's input terminals via another resistor-capacitor network (R2, C1 and C2).

Ein Kompensator für einen integrierten Spannungsregulator (IVR) unterscheidet sich von konventionellen Kompensatoren indem er bei einer viel höheren Bandbreite operiert (z.B. größer als 100 MHz), indem er einem viel größeren Rauschniveau ausgesetzt ist (koppelt über das Substrat, Versorgungsspannungen, umgebende/durchkreuzende Signale), indem die Pole und Nullfrequenzen auf dem Chip in einem weiten Bereich konfigurierbar sein sollten, der Widerstand und die Kondensatorkomponenten einen relativ großen parasitären Kapazitätswert und Widerstandswert haben und über die Prozessierungsgrenzen variieren, indem Spannungsniveaus begrenzend auf das Prozessierungs-Vmax begrenzt sind, welches z.B. ungefähr 1 V oder weniger ist in einem typischen digitalen Vorlaufprozess.An integrated voltage regulator (IVR) compensator differs from conventional compensators in that it operates at a much higher bandwidth (e.g. greater than 100 MHz) by being subject to a much greater level of noise (coupling across the substrate, supply voltages, surrounding/crossing signals ), in that the poles and zero frequencies on the chip should be configurable over a wide range, the resistor and capacitor components have a relatively large parasitic capacitance value and resistance value and vary across the processing limits, by limiting voltage levels to the processing Vmax, which e.g. is about 1V or less in a typical digital advance process.

Einige Ausführungsbeispiel beschreiben ein vollständiges differenzielles Design, welches kein (oder nur unwesentliche) Sensitivitäten erster Ordnung-zu-Substratrauschen oder ...rauschen auf der Abtastlinien oder Referenzlinien hat. In einem Ausführungsbeispiel unterstützt das vollständige differenzielle Design Ausgabespannungen, die höher sind als die Prozess Vmax. In einem Ausführungsbeispiel ist das vollständige differenzielle Design in einem weiten Bereich bezüglich verschiedener Parameter konfigurierbar. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das vollständige differenzielle Design DFT-(Design-for-Test)-Merkmale für ein Closed-Loop-Testen (wo Induktivitäten noch nicht hinzugefügt sind) und zum Charakterisieren der Frequenzantwort.Some embodiments describe a complete differential design that has no (or negligible) first order sensitivities to substrate noise or noise on the scan lines or reference lines. In one embodiment, the full differential design supports output voltages higher than the process Vmax. In one embodiment, the complete differential design is configurable over a wide range of various parameters. In one embodiment, the complete differential design includes DFT (design-for-test) features for closed-loop testing (where inductors are not yet added) and for characterizing the frequency response.

21 ist ein differenzieller Typ-3-Kompensator 2100 (z.B. 103) gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 21, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) haben wie solche Elemente in anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren, wie dort beschrieben, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 21 is a differential type 3 compensator 2100 (eg, 103) according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 21 , which have the same reference numerals (or names) as, but are not limited to, such elements in other figures operate or function in a similar manner as described therein.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der differenzielle Typ-3-Kompensator 2100 einen differenziellen Verstärker (AMP), passive Widerstände mit Werten R1a, R1b, duplizierte passive Widerstände R2 und R3, duplizierte passive Kondensatoren C1, C2 und C3 und einen Einheitsgatepuffer (UGB). In einem Ausführungsbeispiel ist der UGB optional. In einem Ausführungsbeispiel ist R1b=R1/2 und R1a=R1.In one embodiment, the Type 3 differential compensator 2100 includes a differential amplifier (AMP), passive resistors with values R1a, R1b, duplicated passive resistors R2 and R3, duplicated passive capacitors C1, C2 and C3, and a unit gate buffer (UGB). In one embodiment, the UGB is optional. In one embodiment, R1b=R1/2 and R1a=R1.

In einem Ausführungsbeispiel werden die differenziellen Eingänge (Signal und Masse) für Vout und Vref durch die passiven Einheiten empfangen und dienen schließlich als Eingaben für den differenziellen Verstärker. Der Begriff „dacgndsense“ bezieht sich auf den Masseknoten nahe dem DAC (z.B. DAC in NLC 102 der 25). Der Term „loadvoltagesense“ bezieht sich auf einen Knoten Vout in der Nähe der Last (z.B. Vout in der Nähe der Last 106 von 25). Der Term „loadgndsense“ bezieht sich auf einen Masseknoten in der Nähe der Last (z.B. der Masse in der Nähe der Last 106 in 25). Der Begriff „dacvidvoltage“ bezieht sich auf die Referenzspannung Vref (z.B. wie in der 25 gezeigt).In one embodiment, the differential inputs (signal and ground) for Vout and Vref are received by the passive units and ultimately serve as inputs to the differential amplifier. The term “dacgndsense” refers to the ground node near the DAC (e.g. DAC in NLC 102 der 25 ). The term “loadvoltagesense” refers to a node Vout near the load (e.g. Vout near the load 106 of 25 ). The term "loadgndsense" refers to a ground node near the load (e.g. the ground near the load 106 in 25 ). The term “dacvidvoltage” refers to the reference voltage Vref (e.g. as in the 25 shown).

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Widerstandsnetzwerk passive Widerstände mit Werten R1a und R1b, so dass Vout = Vref x R1a/R1b gilt. In einem Ausführungsbeispiel ist (R1a/R1b)=2, um Bedingungen zu ermöglichen, wenn Vout größer ist als Vccags, wobei Vccags eine Analogenergieversorgung ist. In anderen Ausführungsbeispielen können andere Verhältnisse für R 1 a/R 1 b genutzt werden.In one embodiment, the resistance network includes passive resistors with values R1a and R1b, so that Vout = Vref x R1a/R1b. In one embodiment, (R1a/R1b)=2 to enable conditions when Vout is greater than Vccags, where Vccags is an analog power supply. In other embodiments, other ratios for R 1 a/R 1 b can be used.

In einem Ausführungsbeispiel sind die duplizierten passiven Einheiten (d.h. R2, R2, C 21, C2 und C3) miteinander gekoppelt, wie es in der 21 gezeigt ist. In einem Ausführungsbeispiel ist die Kopplung der duplizierten passiven Einheiten derart, dass die Frequenzantwort (d.h. von Vout/Vfb) erhalten bleibt. In einem Ausführungsbeispiel ist die Kopplung der duplizierten passiven Geräte derart, dass jedes Gleichtaktrauschen auf Spannung_Sense/Masse_Sense oder Referenz_Spannung/Referenz_Masseknoten eliminiert ist.In one embodiment, the duplicated passive units (ie, R2, R2, C21, C2, and C3) are coupled together as described in FIG 21 is shown. In one embodiment, the coupling of the duplicated passive units is such that the frequency response (ie, Vout/Vfb) is preserved. In one embodiment, the coupling of the duplicated passive devices is such that any common mode noise on voltage_sense/ground_sense or reference_voltage/reference_ground node is eliminated.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Kopplung der duplizierten passiven Einheiten derart, dass jedes Substrat oder Versorgungsrauschen, welches über parasitäre passive Elemente an den Verstärker (AMP) koppelt, nahezu identisch positive und negative Eingaben verursacht, so dass es kein Nettoeffekt (oder einen im Wesentlichen null-Effekt) auf Vfb hat. In einem Ausführungsbeispiel sind die passiven Einheiten getrimmt, um sicherzustellen, dass jede RC-Zeitkonstante ungefähr einen Zielwert aufweist unabhängig von einer Prozessvariation, wie z.B. eine systematische Prozessvariation.In one embodiment, the coupling of the duplicated passive units is such that any substrate or supply noise coupling to the amplifier (AMP) via parasitic passive elements causes nearly identical positive and negative inputs, such that there is no net effect (or substantially zero effect) on Vfb. In one embodiment, the passi ven units trimmed to ensure that each RC time constant has approximately a target value regardless of process variation, such as systematic process variation.

In einem Ausführungsbeispiel wird UGB verwendet zum Reduzieren der kapazitiven Last auf der Verstärkerausgabe. In einem solchen Ausführungsbeispiel kann ein einstufiges Verstärkerdesign genutzt werden für den differenziellen Verstärker, um Phasenzugewinne zu erhalten. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Mehrfachdesign für einen Verstärker mit einer versperrten Ausgabestufe genutzt, so dass die Kompensatorbandbreite konfiguriert werden kann zum Reduzieren des Energieverbrauchs.In one embodiment, UGB is used to reduce the capacitive load on the amplifier output. In such an embodiment, a single-stage amplifier design can be used for the differential amplifier to obtain phase gains. In one embodiment, a multiple design for an amplifier with a gated output stage is used so that the compensator bandwidth can be configured to reduce power consumption.

22 ist eine Frequenzantwort 2200 des differenziellen Typ-3-Kompensators nach einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 22 mit gleichen Bezugszeichen (oder Namen) wie Elemente in anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren, wie die beschriebenen, jedoch sind sie darauf nicht beschränkt. 22 is a frequency response 2200 of the Type 3 differential compensator according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 22 with the same reference numerals (or names) as elements in other figures operate or function in a similar manner to those described, but are not limited thereto.

Die Frequenzantwort 2200 hat zwei Plots. Der obere Plot zeigt einen Zugewinn (d.h. R2/R1) in dB als Funktion der Frequenz. Der untere Plot zeigt einen Phasenwinkel in Grad gegenüber der Frequenz. Die vertikal-gepunkteten Linien zeigen, dass der maximale Phasenzuwachs bei Frequenzen auftritt, die ungefähr eine zehner-Potenz größer sind als ωz2 und ungefähr eine zehner-Potenz kleiner sind als ωp1, wobei: ω z l = 1 R 2 C 1

Figure DE102014019830B4_0001
ω z 2 1 R 1 C 3
Figure DE102014019830B4_0002
ω p 1 1 R 2 C 2
Figure DE102014019830B4_0003
ω p 2 = 1 R 2 C 3
Figure DE102014019830B4_0004
The frequency response 2200 has two plots. The top plot shows gain (i.e. R2/R1) in dB as a function of frequency. The bottom plot shows a phase angle in degrees versus frequency. The vertical dotted lines show that the maximum phase increase occurs at frequencies that are approximately a power of ten larger than ω z2 and approximately a power of ten smaller than ω p1 , where: ω e.g l = 1 R 2 C 1
Figure DE102014019830B4_0001
ω e.g 2 1 R 1 C 3
Figure DE102014019830B4_0002
ω p 1 1 R 2 C 2
Figure DE102014019830B4_0003
ω p 2 = 1 R 2 C 3
Figure DE102014019830B4_0004

23 zeigt den differenziellen Typ-3-Kompensator 2300 mit DFT-(Design for Test)-Merkmalen und Konfigurationsschemen entsprechend einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 23 mit gleichen Bezugszeichen (oder Namen) wie Elemente aus anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren, wie sie beschrieben wurden, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. 23 shows the Type 3 differential compensator 2300 with DFT (Design for Test) features and configuration schemes according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 23 with the same reference numerals (or names) as elements of other figures operate or function in a similar manner as described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel wird eine Eingabe an eine Pilotbrücke gekoppelt, was eine Ausgabespannung Vpilot=D*Vin/3 erzeugt, wobei D der PWM-(pulsbreitenmodulierte)-Arbeitszyklus ist, so dass der Rückkoppelloop (des Spannungsregulators) geschlossen werden kann, während des Testens, um strukturelles Testen ohne Induktivitäten zu ermöglichen. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Paar von digitalkontrollierten Stromquellen gekoppelt an Spannungs- und Massenabtasteingaben, so dass ein I*R-Abfall auf den Sensorlinien (und/oder optional an kleinen seriellen Widerständen) den Effekt einer hinzugefügten Spannung zu Vout hat.In one embodiment, an input is coupled to a pilot bridge, producing an output voltage Vpilot=D*Vin/3, where D is the PWM (pulse width modulated) duty cycle, so that the feedback loop (of the voltage regulator) can be closed during testing to enable structural testing without inductors. In one embodiment, a pair of digitally controlled current sources are coupled to voltage and mass sense inputs so that an I*R drop on the sensor lines (and/or optionally on small series resistors) has the effect of adding voltage to Vout.

In einem Ausführungsbeispiel kann diese Spannung eine periodische Wellenform haben, z.B. eine Rechteckwelle, die in einer Frequenz und Amplitude konfiguriert werden kann. Die Antwort von Vout auf diese Spannung (geschlossene Loop-Antwort) kann genutzt werden zum Charakterisieren der VR-Open-Loop-Transferfunktion. In einem Ausführungsbeispiel wird die UGB genutzt zum Erzeugen einer Kopie der Kompensatorausgabe Vfb für ein analoges Sondieren (ohne ein unnötiges Laden von Vfb).In one embodiment, this voltage may have a periodic waveform, such as a square wave, which may be configured in frequency and amplitude. The response of Vout to this voltage (closed loop response) can be used to characterize the VR open loop transfer function. In one embodiment, the UGB is used to generate a copy of the compensator output Vfb for analog probing (without unnecessary loading of Vfb).

24 zeigt eine Pilotbrücke 2400 gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es wird darauf hingewiesen, dass solche Elemente der 24, die gleiche Bezugszeichen (oder Namen) wie Elemente aus anderen Figuren aufweisen, in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren, wie sie beschrieben wurden, sie sind jedoch nicht drauf beschränkt. 24 shows a pilot bridge 2400 according to an embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 24 , which have the same reference numerals (or names) as elements in other figures, operate or function in a similar manner as described, but are not limited thereto.

In einem Ausführungsbeispiel ist die Pilotbrücke 2400 eine kleine Kopie eines Versorgungsstranges, wobei die Induktivität durch einen Widerstand (Ra+Rb) ersetzt wurde. In einem Ausführungsbeispiel beugen Widerstände Ra einem Kurzschluss zwischen den NMOS- und PMOS-Einheiten vor, die an dem Widerstand Rb koppeln. In einem Ausführungsbeispiel wird der Widerstand Rc genutzt zum Skalieren der Pilotbrücken-Ausgabespannung vpilot durch Rc/(Ra+Rb+Rc), welches jedoch optional ist. In einem Ausführungsbeispiel ist der Skalierungsfaktor 1/3. In einem anderen Ausführungsbeispiel kann der Skalierungsfaktor anders gewählt sein. In einem Ausführungsbeispiel reduziert der Kondensator Cfilter die Wellen auf vpilot, was optional ist (da verbindungsparasitäre Kapazitäten ausreichend sein können).In one embodiment, the pilot bridge 2400 is a small copy of a supply string, with the inductance replaced by a resistor (Ra+Rb). In one embodiment, resistors Ra prevent a short circuit between the NMOS and PMOS devices that couple to the resistor Rb. In one embodiment, resistor Rc is used to scale the pilot bridge output voltage vpilot by Rc/(Ra+Rb+Rc), but this is optional. In one embodiment, the scaling factor is 1/3. In another exemplary embodiment, the scaling factor can be chosen differently. In one embodiment, the capacitor Cfilter reduces the waves to vpilot, which is optional (since junction parasitic capacitances may be sufficient).

In einem Ausführungsbeispiel ist der Durchschnitt von vpilot für einen gegebenen PWM-Arbeitszyklus D gegeben durch vpilot=Vccin*D*(Rc/(Ra+Rb+Rc)). Dies wird benutzt zum Testen anstatt für eine tatsächliche Ausgabespannung (Vccin*D), wenn Induktivitäten nicht vorhanden sind oder wenn der Versorgungsstrang nicht aktiv ist. In einem Ausführungsbeispiel sind die Ausgaben (der Pilotbrücken) für alle Phasen in einer Domain parallel gekoppelt, so dass vpilot im Durchschnitt von allen Pilotbrückenausgaben aller Phasen der Durchschnitt ist.In one embodiment, the average of vpilot for a given PWM duty cycle D is given by vpilot=Vccin*D*(Rc/(Ra+Rb+Rc)). This is used for testing rather than an actual output voltage (Vccin*D) when inductors are not present or when the supply string is not active. In one embodiment, the outputs (of the pilot bridges) for all phases in a domain are coupled in parallel, so that vpilot is the average of all pilot bridge outputs of all phases.

25 zeigt einen Teil einer Spannungsregulierungsvorrichtung 2500 mit dem differenziellen Typ-3-Kompensator gemäß einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist erwähnt, dass solche Elemente der 25 mit gleichen Bezugszeichen (oder Namen) wie solche Elemente aus anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren, wie sie beschrieben wurden, sie sind jedoch nicht darauf beschränkt. 25 shows a portion of a voltage regulation device 2500 with the differential type 3 compensator according to an embodiment of the disclosure. It is mentioned that such elements of the 25 with the same reference numerals (or names) as, but are not limited to, such elements of other figures operate or function in a similar manner as described.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung 2500 einen Brückenkontroller 1051, High-Side-Schalter MPs, Low-Side-Schalter MNs, während sie Teil von 1011 sind, eine Hauptinduktivität L1, einen Lastkapazität C, eine NLC-Einheit 2502, eine Aufhebelogik 2503, einen Komparator 1081, einen Kompensator 2505, eine Last 2506, einen Remix-Widerstand und einen Wellengenerator 106.In one embodiment, the device 2500 includes a bridge controller 105 1 , high-side switches MPs, low-side switches MNs while being part of 101 1 , a main inductor L1, a load capacitance C, an NLC unit 2502, override logic 2503, a comparator 108 1 , a compensator 2505, a load 2506, a remix resistor and a wave generator 106.

In einem Ausführungsbeispiel steuert der Brückenkontroller 1051 zum Einschalten und/oder Ausschalten von High-Side- und Low-Side-Schaltern (MPs und MNs) über Gate-Steuer-Signale entsprechend np und nn. In einem Ausführungsbeispiel ist der Low-Side-Schalter ersetzt durch eine Diode. In einer normalen Operation der Spannungsregulierung empfängt der Brückenkontroller 1051 eine Ausgabe von dem Komparator 1081, um zu bestimmen, wenn die High-Side- und Low-Side-Schalter (MPs und MNs) einzuschalten und/oder auszuschalten sind.In one embodiment, the bridge controller 105 controls 1 to turn on and/or turn off high-side and low-side switches (MPs and MNs) via gate control signals corresponding to np and nn. In one embodiment, the low-side switch is replaced by a diode. In a normal voltage regulation operation, the bridge controller 105 1 receives an output from the comparator 108 1 to determine when to turn on and/or turn off the high-side and low-side switches (MPs and MNs).

Zum Beispiel vergleicht der Komparator 1081 eine modulierte Welle, die durch den Wellengenerator 106 erzeugt wurde, mit einer Referenzspannung (z.B. Vref_s), um ein Schaltsignal zu erzeugen, wobei das Schaltsignal anzeigt, wenn die modulierte Welle oberhalb oder unterhalb der Referenzspannung Vref_s ist. In normaler Operation verhält sich die Aufhebelogik 2503 wie ein Puffer und leitet die Ausgabe des Komparators 1081 weiter an den Brückenkontroller 1051. Der Term „normale Operation“ bezieht sich im Allgemeinen auf eine stabile Spannung und Strom, die von der Last 2506 gezogen wird, d.h. wenn die Ausgabespannung nicht abfällt. Eine normale Operation unterscheidet sich von einer Spannungsabfallsituation, wenn die Last 2506 plötzlich mehr Strom zieht, was einen Spannungsabfall in Vout verursacht.For example, the comparator 108 1 compares a modulated wave generated by the wave generator 106 with a reference voltage (eg, Vref_s) to generate a switching signal, the switching signal indicating when the modulated wave is above or below the reference voltage Vref_s. In normal operation, the override logic 2503 behaves like a buffer and passes the output of the comparator 108 1 to the bridge controller 105 1 . The term "normal operation" generally refers to a stable voltage and current drawn by the load 2506, that is, when the output voltage does not drop. Normal operation is different from a voltage drop situation when the load 2506 suddenly draws more current, causing a voltage drop in Vout.

In einem Ausführungsbeispiel bilden der High-Side-Schalter MPs und der Low-Side-Schalter MNs die Brücke des Spannungsregulators. In einem Ausführungsbeispiel wird der Low-Side-Schalter MNs ersetzt durch eine Diode. In solch einem Ausführungsbeispiel steuert der Brückenkontroller 1051 effektiv die Ausgabespannung durch ein Ein- und Ausschalten des High-Side-Schalters MPs. In einem Ausführungsbeispiel empfängt die Brücke eine Eingabeversorgungsspannung Vin und erzeugt eine regulierte Ausgabespannung Vout für die Last 2506. In einem Ausführungsbeispiel lässt das Schalten des Stromes über die Hauptinduktivität L1 und das Laden/Entladen des Kondensators C durch die Brücke Vout stabil.In one embodiment, the high-side switch MPs and the low-side switch MNs form the bridge of the voltage regulator. In one embodiment, the low-side switch MNs is replaced by a diode. In such an embodiment, the bridge controller 105 1 effectively controls the output voltage by turning on and off the high-side switch MPs. In one embodiment, the bridge receives an input supply voltage Vin and produces a regulated output voltage Vout for the load 2506. In one embodiment, switching the current across the main inductor L1 and charging/discharging the capacitor C through the bridge leaves Vout stable.

In einem Ausführungsbeispiel, wenn ein Spannungsabfall in Vout auftritt, detektiert die NLC-Einheit 2502 den Spannungsabfall relativ zu einer Referenzspannung und erzeugt ein Triggersignal (welches ebenfalls als NLC-Fired-Signal bezeichnet wird). In einem Ausführungsbeispiel aktiviert eine Bestätigung des Trigger-Signals die Aufhebelogik 2503, um eine Ausgabe des Komparators 1081 vorbeizuleiten und steuert direkt den Brückenkontroller 1051. In einem Ausführungsbeispiel ist die Aufhebelogik 2503 gekoppelt an den Komparator 1081 und den Brückenkontroller 1051. In einem Ausführungsbeispiel führt die Aufhebelogik 2503 eine OR-Logikfunktion auf den Ausgaben des Komparators 1081 und dem Trigger-Signal durch. In einem anderen Ausführungsbeispiel ist die Aufhebelogik 2503 ein OR-Gate. In anderen Ausführungsbeispielen ist die Aufhebelogik 2503 irgendein logisches Gate, welches ausgebildet ist zum Aufheben der Ausgabe des Komparators 1081 in Antwort auf eine Bestätigung des Trigger-Signals.In one embodiment, when a voltage drop occurs in Vout, the NLC unit 2502 detects the voltage drop relative to a reference voltage and generates a trigger signal (also referred to as an NLC fired signal). In one embodiment, confirmation of the trigger signal activates the override logic 2503 to bypass an output of the comparator 108 1 and directly controls the bridge controller 105 1 . In one embodiment, the override logic 2503 is coupled to the comparator 108 1 and the bridge controller 105 1 . In one embodiment, override logic 2503 performs an OR logic function on the outputs of comparator 108 1 and the trigger signal. In another embodiment, the override logic 2503 is an OR gate. In other embodiments, override logic 2503 is any logic gate configured to override the output of comparator 108 1 in response to an assertion of the trigger signal.

In einem Ausführungsbeispiel, wenn das Trigger-Signal bestätigt wird (d.h. wenn ein Spannungsabfall in Vout detektiert wurde durch die NLC-Einheit 2502), wird der High-Side-Schalter MPs angeschaltet und der Low-Side-Schalter MNs ausgeschaltet. In einem Ausführungsbeispiel ist das Trigger-Signal ein Pulssignal mit einer Pulsbreite, die eine Dauer des Spannungsabfalls anzeigt. In einem Ausführungsbeispiel ist die Pulsbreite des Trigger-Signals einstellbar durch einen Pulseinsteller (nicht gezeigt). In solch einem Ausführungsbeispiel ist der High-Side-Schalter MPs angeschaltet und der Low-Side-Schalter MNs ist ausgeschaltet für die Dauer der Pulsbreite des Trigger-Signals. In einem Ausführungsbeispiel, wenn das Trigger-Signal nicht bestätigt ist, erlaubt die Aufhebungslogik 2503 die Ausgabe des Komparators 1081 fortzusetzen zur Steuerung des Brückenkontrollers 1051. In einem Ausführungsbeispiel ist die NLC-Einheit 2402 ein Wechselstrom (AC), der gekoppelt ist an Vout, um das Trigger-Signal zu erzeugen.In one embodiment, when the trigger signal is asserted (ie, when a voltage drop in Vout is detected by the NLC unit 2502), the high-side switch MPs is turned on and the low-side switch MNs is turned off. In one embodiment, the trigger signal is a pulse signal with a pulse width that indicates a duration of the voltage drop. In one embodiment, the pulse width of the trigger signal is adjustable by a pulse adjuster (not shown). In such an embodiment, the high-side switch MPs is turned on and the low-side switch MNs is turned off for the duration of the pulse width of the trigger signal. In one embodiment, if the trigger signal is not asserted, the override logic 2503 allows the output of the comparator 108 1 to continue to control the bridge controller 105 1 . In one embodiment, the NLC unit 2402 is an alternating current (AC) coupled to Vout to generate the trigger signal.

In einem Ausführungsbeispiel wird die Ausgabespannung Vout von dem Kompensator 2505 empfangen. In einem Ausführungsbeispiel skaliert der Kompensator 2505 die Referenzspannung Vref als Vref_s für den Komparator 1081. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Kompensator 2505 einen Komparator 2409, der an passive Einheiten 2510 wie gezeigt koppelt. In einem Ausführungsbeispiel empfangen die passiven Einheiten 2510 die Ausgabespannung Vout. In einem Ausführungsbeispiel justiert der Kompensator 2505 Vref_s in Antwort auf einen Spannungsabfall in Vout, so dass, wenn der Abfall endet, die Aufhebelogik 2503 eine Ausgabe des Komparators 1081 zur Steuerung des Brückenkontrollers 1051 erlaubt, wobei Vout seinen normalen Spannungsniveau so stabil wie möglich erreicht.In one embodiment, the output voltage Vout is received by the compensator 2505. In one embodiment, compensator 2505 scales reference voltage Vref as Vref_s for comparator 108 1 . In one embodiment, compensator 2505 includes a comparator 2409 that couples to passive units 2510 as shown. In an execution case game, the passive units 2510 receive the output voltage Vout. In one embodiment, compensator 2505 adjusts Vref_s in response to a voltage drop in Vout so that when the drop ends, override logic 2503 allows output from comparator 108 1 to control bridge controller 105 1 with Vout at its normal voltage level as stable as possible reached.

In einem Ausführungsbeispiel stellt der Kompensator 2505 eine Rückkopplung und eine Transferfunktionalität bereit, die notwendig ist zum Stabilisieren des VR-Systems, so dass nominell Vout im Wesentlichen gleich ist zu Vref, während eine ständige Zustandslast und niederfrequente vorübergehende Lastbedingungen berücksichtigt werden. In einem Ausführungsbeispiel wird die Transferfunktion des Kompensators 2505 genutzt zum optimalen Einstellen der Transferfunktion des VR-Loops.In one embodiment, the compensator 2505 provides feedback and transfer functionality necessary to stabilize the VR system such that nominal Vout is substantially equal to Vref while accounting for steady state load and low frequency transient load conditions. In one embodiment, the transfer function of the compensator 2505 is used to optimally set the transfer function of the VR loop.

In einem Ausführungsbeispiel erzeugt der Wellengenerator 106 eine Dreieckswelle für den Komparator 1081. Die Ausgabe des Komparators 1081 ist ein pulsbreites-moduliertes (PWM) Signal. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Rmix-Widerstand genutzt zum Subtrahieren von Iavg von Iphase, wie es in anderen Ausführungsbeispielen beschrieben wurde. In einem Ausführungsbeispiel hat die Vorrichtung 2505 eine Schaltung zum Eliminieren eines Versatzes des Komparators 1081. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Rmix-Widerstand benutzt zum Erreichen einer Phasenstrombalancierung für Buck-VRs. In einem Ausführungsbeispiel wird ein Strom eingespeist oder herausgezogen von verschiedenen Punkten auf einem Potentiometer (z.B. einstellbaren Widerstand); dieses verschiebt die Durchschnittsausgabespannung vom Wellengenerator 106, wie er vom Komparator 1081 gesehen wird.In one embodiment, wave generator 106 generates a triangular wave for comparator 108 1 . The output of comparator 108 1 is a pulse width modulated (PWM) signal. In one embodiment, an Rmix resistor is used to subtract Iavg from Iphase, as described in other embodiments. In one embodiment, device 2505 includes circuitry for eliminating offset of comparator 108 1 . In one embodiment, an Rmix resistor is used to achieve phase current balancing for buck VRs. In one embodiment, current is injected or withdrawn from various points on a potentiometer (e.g., adjustable resistor); this shifts the average output voltage from wave generator 106 as seen by comparator 108 1 .

Um nicht das Ausführungsbeispiel der 6 zu verdecken, ist ein Brückenkontroller 1051, ein Satz von High-Side- und Low-Side-Schaltern (MPs und MNs) und eine Hauptinduktivität L1 gezeigt. Jedoch können Ausführungsbeispiele mit mehreren Brückenkontrollern betrieben werden, wovon jeder seinen eigenen Satz von Brücken steuert (d.h. High-Side- und Low-Side-Schaltern), die gekoppelt sind an eine eigene Induktivität oder an eine Hauptinduktivität Ll, d.h. einen Multi-Phasen-Buck-VR. In solch einem Ausführungsbeispiel werden mehrere Komparatoren genutzt, so dass jeder Komparator ein Brückenexemplar oder „Phase“ antreibt. In einem Ausführungsbeispiel wird die Ausgabe von jedem Komparator der mehreren Komparatoren 1081 durch eine Aufhebungslogik 2503 empfangen, die genutzt wird zum Aufheben der Ausgabe der Komparatoren, wenn der Spannungsabfall detektiert wurde durch den NLC 2502. In einem solchen Ausführungsbeispiel schalten alle Brückenkontroller ihre entsprechenden High-Side-Schalter an und schalten ihre Low-Side-Schalter während des Spannungsabfalls von Vout aus. In diesem Ausführungsbeispiel erzeugt der Wellengenerator 106 mehrere Wellen, die im Wesentlichen, bis auf einen Phasenversatz identisch sind. In einem Ausführungsbeispiel ist jede Phase extra über Rmix getrimmt.In order not to use the exemplary embodiment of the 6 To cover up, a bridge controller 105 1 , a set of high-side and low-side switches (MPs and MNs), and a main inductor L1 are shown. However, embodiments may be operated with multiple bridge controllers, each controlling its own set of bridges (ie, high-side and low-side switches) coupled to its own inductor or to a main inductor L1, ie, a multi-phase Buck VR. In such an embodiment, multiple comparators are used so that each comparator drives one bridge example or “phase”. In one embodiment, the output from each of the plurality of comparators 108 1 is received by override logic 2503, which is used to override the output of the comparators when the voltage drop has been detected by the NLC 2502. In such an embodiment, all of the bridge controllers turn their respective high -side switches on and turn off their low-side switches during the voltage drop of Vout. In this embodiment, the wave generator 106 generates multiple waves that are essentially identical except for a phase offset. In one embodiment, each phase is specially trimmed via Rmix.

In einem Ausführungsbeispiel, während einer Niederspannungsoperation der Vorrichtung 2500, die Mehrphasen-Brückentreiber hat, wo einige der Phasen ausgeschaltet sind zum Einsparen von Energie (z.B. solche Brückentreiber nicht) und einige Phasen angeschaltet sind, um Vout mit einem niedrigen Strombedarf zu erzeugen, wenn ein Spannungsabfall in Vout detektiert wird durch die NLC-Einheit 2502, werden die Brücken, die ausgeschaltet sind (zum Einsparen von Energie) erzwungenermaßen eingeschaltet durch die Aufhebungslogik 2503, um den Spannungsabfalleffekt zu lindern. In einem Ausführungsbeispiel werden nicht alle ausgeschalteten Brücken zwangsweise eingeschaltet, sondern die Phasen (d.h. Brücken, die die Phasen erzeugen), die bereits aktiviert wurden, werden zwangsweise eingeschaltet.In one embodiment, during low voltage operation of the device 2500 having multi-phase bridge drivers, where some of the phases are turned off to save power (e.g., such bridge drivers are not) and some phases are turned on to produce Vout with a low current demand when on When the voltage drop in Vout is detected by the NLC unit 2502, the bridges that are turned off (to save power) are forced on by the cancellation logic 2503 to alleviate the voltage drop effect. In one embodiment, not all of the switched off bridges are forced on, but rather the phases (i.e. bridges that generate the phases) that have already been activated are forced on.

26 ist ein Smartgerät oder ein Computersystem oder ein SoC (System auf einem Chip) 1600 mit einer oder mehreren Schaltungen und Verfahren, wie sie in Bezug auf die 1 bis 25 beschrieben wurden, entsprechend zu einem Ausführungsbeispiel der Offenbarung. Es ist angemerkt, dass solche Elemente der 26 mit gleichen Bezugszeichen (oder Namen) wie solche Elemente in anderen Figuren in ähnlicher Weise operieren oder funktionieren können, wie sie beschrieben wurden, jedoch sind sie nicht darauf beschränkt. 26 is a smart device or a computer system or a SoC (system on a chip) 1600 with one or more circuits and methods as described in relation to 1 to 25 have been described, corresponding to an exemplary embodiment of the disclosure. It is noted that such elements of the 26 with the same reference numerals (or names) as such elements in other figures operate or may function in a similar manner as described, but are not limited thereto.

26 zeigt ein Blockdiagramm eines Ausführungsbeispiels für ein mobiles Gerät, in welchem flache Oberflächenschnittstellen-Verbinder benutzt werden können. In einem Ausführungsbeispiel stellt das Rechengerät 1600 einen mobilen Computer dar, wie beispielsweise einen Rechentablet, ein mobiles Telefon oder ein Smartphone, ein drahtlos-aktivierter E-Reader oder andere drahtlose mobile Geräte. Es versteht sich, dass bestimmte Komponenten im Allgemeinen gezeigt sind und nicht alle Komponenten von solch einem Gerät in dem Computergerät 1600 gezeigt sind. 26 shows a block diagram of an embodiment of a mobile device in which flat surface interface connectors may be used. In one embodiment, computing device 1600 represents a mobile computer, such as a computing tablet, a mobile phone or smartphone, a wireless-enabled e-reader, or other wireless mobile devices. It is to be understood that certain components are shown generally and not all components of such a device are shown in the computing device 1600.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Computergerät 1600 einen ersten Prozessor 1610 mit einer oder mehreren Schaltungen und Verfahren, wie sie in Bezug auf die Ausführungsbeispiele der 1 - 25 beschrieben wurden. Andere Blöcke des Computergerätes 1600 können ebenfalls umfasst in mit einem oder mehreren Schaltungen oder Verfahren, wie sie in Bezug auf die Ausführungsbeispiele der 1 bis 25 beschrieben wurden. Die verschiedenen Ausführungsbeispiele der vorliegenden Offenbarung können ebenfalls eine Netzwerkschnittstelle umfassen, innerhalb 1670, wie beispielsweise eine drahtlose Schnittstelle, so dass ein Systemausführungsbeispiel in einem drahtlosen Gerät einbezogen sein kann, wie beispielsweise ein Mobiltelefon oder ein persönlicher Digital-Assistent.In one embodiment, the computing device 1600 includes a first processor 1610 with one or more circuits and methods as described with respect to the embodiments of FIG 1-25 were described. Other blocks of the computing device 1600 may also be included with one or more circuits or methods as described with respect to the exemplary embodiments the 1 to 25 were described. The various embodiments of the present disclosure may also include a network interface, within 1670, such as a wireless interface, such that a system embodiment may be incorporated into a wireless device, such as a cell phone or personal digital assistant.

In einem Ausführungsbeispiel kann der Prozessor 1610 (oder Prozessor 1690) eine oder mehrere physikalische Geräte umfassen, wie beispielsweise Mikroprozessoren, Anwendungsprozessoren, Mikrokontroller, programmierbare logische Geräte oder andere Verarbeitungsmittel. Die Verarbeitungsoperationen, die durch den Prozessor 1610 ausgeführt werden, umfassen die Ausführung einer Operationsplattform oder eines Betriebssystems, auf welchem Anwendungen und/oder Gerätefunktionen ausgeführt werden. Die Verarbeitungsoperationen umfassen Operationen, in Bezug auf I/O (Eingabe/Ausgabe) mit einem menschlichen Nutzer oder mit anderen Geräten, Operationen in Bezug auf das Leistungsmanagement, und/oder Operationen in Bezug auf Verbindungen des Computergerätes 1600 zu anderen Geräten. Die Verarbeitungsoperationen können ebenfalls Operationen umfassen, die sich auf Audio-I/O und/oder Anzeige-I/O beziehen.In one embodiment, processor 1610 (or processor 1690) may include one or more physical devices, such as microprocessors, application processors, microcontrollers, programmable logic devices, or other processing means. The processing operations performed by the processor 1610 include the execution of an operating platform or operating system on which applications and/or device functions are executed. The processing operations include operations related to I/O (input/output) with a human user or with other devices, operations related to power management, and/or operations related to connections of the computing device 1600 to other devices. The processing operations may also include operations related to audio I/O and/or display I/O.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Computergerät 1600 ein Audio-Untersystem 1620, welches Hardware darstellt (wie beispielsweise Audio-Hardware oder Audioschaltungen) und Software (z.B. Treiber, Codecs)-Komponenten, die zu bereitgestellten Audiofunktionen des Computergerätes gehören. Die Audiofunktionen können Lautsprecher- und/oder Kopfhörerausgaben umfassen, wie auch Mikrophon-Eingaben. Geräte für solche Funktionen können integriert sein in dem Computergerät 1600 oder verbunden sein mit dem Computergerät 1600. In einem Ausführungsbeispiel interagiert ein Nutzer mit dem Computergerät 1600 durch ein Bereitstellen von Audiobefehlen, die empfangen und verarbeitet werden durch den Prozessor 1610.In one embodiment, the computing device 1600 includes an audio subsystem 1620, which represents hardware (such as audio hardware or audio circuitry) and software (e.g., drivers, codecs) components associated with provided audio functions of the computing device. The audio functions may include speaker and/or headphone outputs, as well as microphone inputs. Devices for such functions may be integrated into the computing device 1600 or connected to the computing device 1600. In one embodiment, a user interacts with the computing device 1600 by providing audio commands that are received and processed by the processor 1610.

Das Anzeigeuntersystem 1630 stellt Hardware- (z.B. ein Anzeigegerät) oder Software- (z.B. Treiber) Komponenten dar, die ein visuelles und/oder taktiles Display für einen Nutzer bereitstellen zum Interagieren mit dem Computergerät 1600. Das Displayuntersystem 1630 umfasst eine Displayschnittstelle 1632, die die besondere Anzeige oder das Hardware-Gerät umfasst, das genutzt wird zum Bereitstellen eines Displays für den Nutzer. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Displayschnittstelle 1632 eine Logik, die von dem Prozessor 1610 separiert ist, um zumindest einige Verarbeitungsbezogene Schritte in Bezug auf das Display auszuführen. In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Displayuntersystem 1630 ein Touchscreen- (oder ein Touchpad)-Gerät, welches eine Ausgabe und eine Eingabe für einen Nutzer bereitstellt.The display subsystem 1630 represents hardware (e.g., a display device) or software (e.g., driver) components that provide a visual and/or tactile display for a user to interact with the computing device 1600. The display subsystem 1630 includes a display interface 1632 that particular display or the hardware device used to provide a display to the user. In one embodiment, the display interface 1632 includes logic separate from the processor 1610 to perform at least some processing-related steps related to the display. In one embodiment, the display subsystem 1630 includes a touchscreen (or touchpad) device that provides output and input to a user.

I/O-Kontroller 1640 stellen Hardware-Geräte und Softwarekomponente dar für die Wechselwirkung mit einem Nutzer. Der I/O-Kontroller 1640 ist ausgebildet zum Verwalten von Hardware, die Teil des Audiountersystems 1620 und/oder des Displayuntersystems 1630 ist. Zusätzlich stellt der I/O-Kontroller 1640 einen Verbindungspunkt für weitere Geräte dar, die mit dem Computergerät 1600 verbunden werden können, über die ein Nutzer interagieren kann mit dem System. Zum Beispiel können Geräte, die an das Computergerät 1600 angeschlossen werden, ein Mikrofongerät, Lautsprecher oder Stereosysteme, Videosysteme oder andere Displaygeräte, eine Tastatur, oder ein Keypad-Gerät oder andere I/O-Geräte zum Nutzen für spezifische Anwendungen, wie beispielsweise einen Kartenleser oder andere Geräte, umfassen.I/O controllers 1640 represent hardware devices and software components for interacting with a user. The I/O controller 1640 is designed to manage hardware that is part of the audio subsystem 1620 and/or the display subsystem 1630. Additionally, the I/O controller 1640 provides a connection point for additional devices that can be connected to the computing device 1600 through which a user can interact with the system. For example, devices connected to computing device 1600 may include a microphone device, speakers or stereo systems, video systems or other display devices, a keyboard, or keypad device, or other I/O devices for use in specific applications, such as a card reader or other devices.

Wie oben bereits genannt, kann der I/O-Kontroller 1640 mit dem Audiountersystem 1620 und/oder dem Displayuntersystem 1630 interagieren. Zum Beispiel kann eine Eingabe über ein Mikrofon oder ein anderes Audiogerät eine Eingabe oder Anweisung für eine oder mehrere Anwendungen oder Funktionen des Computergeräts 1600 darstellen. Außerdem kann eine Audioausgabe bereitgestellt werden, anstatt oder zusätzlich zu der Anzeigeausgabe. In einem anderen Beispiel umfasst das Displayuntersystem 1630 einen Touchscreen, wobei das Anzeigegerät ebenfalls als ein Eingabegerät dient, welches zumindest teilweise durch den I/O-Kontroller 1640 verwaltet werden kann. Es können ebenfalls zusätzliche Knöpfe oder Schalter auf dem Computergerät 1600 vorgesehen sein, um I/O-Funktionen bereitzustellen zum Verwalten des I/O-Kontrollers 1640.As mentioned above, the I/O controller 1640 can interact with the audio subsystem 1620 and/or the display subsystem 1630. For example, input via a microphone or other audio device may represent input or instruction for one or more applications or functions of computing device 1600. Additionally, audio output may be provided instead of or in addition to the display output. In another example, the display subsystem 1630 includes a touch screen, the display device also serving as an input device that may be at least partially managed by the I/O controller 1640. Additional buttons or switches may also be provided on the computing device 1600 to provide I/O functions for managing the I/O controller 1640.

In einem Ausführungsbeispiel verwaltet der I/O-Kontroller 1640 Geräte, wie beispielsweise Beschleuniger, Kameras, Lichtsensoren oder andere Umgebungssensoren oder andere Hardware, die in dem Computergerät 1600 integriert sein können. Die Eingabe kann Teil einer direkten Nutzerwechselwirkung als auch ein Bereitstellen einer Umgebungseingabe in das System sein, um seine Operationen zu beeinflussen (wie zum Beispiel ein Filtern von Rauschen, Einstellen von Displays für die Helligkeitsdetektion, Anwenden eines Blitzlichtes für eine Kamera, oder andere Merkmalen).In one embodiment, the I/O controller 1640 manages devices such as accelerators, cameras, light sensors or other environmental sensors or other hardware that may be integrated into the computing device 1600. The input may be part of direct user interaction as well as providing environmental input to the system to influence its operations (such as filtering noise, adjusting displays for brightness detection, applying a flash to a camera, or other features). .

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das Computergerät 1600 ein Powermanagement 1650, welches die Batterieenergienutzung verwaltet, ein Laden der Batterie verwaltet und Merkmale in Bezug auf eine Energiesparoption verwaltet. Das Speicheruntersystem 1660 umfasst Speichergeräte zum Speichern von Information in dem Computergerät 1600. Der Speicher kann einen nichtvolatilen (der Zustand ändert sich nicht, wenn die Energie des Speichers unterbrochen wird) und/oder einen volatilen (der Zustand ist nicht mehr determiniert, wenn die Energiezufuhr zu dem Speicher unterbrochen wird) Speichergeräte umfassen. Das Speicheruntersystem 1660 kann Anwendungsdaten, Nutzerdaten, Musik, Fotos, Dokumente und andere Daten speichern, als auch Systemdaten speichern (ob sie langlebig oder nur temporär sind) in Bezug auf das Ausführen von Anwendungen und Funktionen auf dem Computergerät 1600.In one embodiment, computing device 1600 includes power management 1650 that manages battery power usage, manages battery charging, and manages features related to a power saving option. The storage subsystem 1660 includes storage devices for storing information in the computer system advises 1600. The memory may include non-volatile (the state does not change when the power to the memory is interrupted) and/or volatile (the state is no longer determined when the power to the memory is interrupted) storage devices. The storage subsystem 1660 may store application data, user data, music, photos, documents, and other data, as well as store system data (whether long-lived or temporary) related to executing applications and functions on the computing device 1600.

Elemente von Ausführungsbeispielen können ebenfalls bereitgestellt werden als maschinenlesbares Medium (z.B. Speicher 1660) zum Speichern von computerlesbaren Anweisungen (z.B. Anweisungen zum Implementieren irgendeines Verfahrens, wie es zuvor diskutiert wurde). Das maschinenlesbare Medium (z.B. der Speicher 1660) kann, ist jedoch nicht darauf begrenzt, Folgendes umfassen: einen Flashspeicher, optische Disks, CD-ROMS, DVD ROMs, RAMs, EPROMS, EEPROMS, magnetische oder optische Karten, Phasenübergangsspeicher (PCM), andere Arten von maschinenlesbaren Medien, die geeignet sind zum Speichern von elektronischen oder computerausführbaren Anweisungen. Zum Beispiel können Ausführungsbeispiele der Offenbarung ebenfalls heruntergeladen werden, als ein Computerprogramm (z.B. BIOS), die von einem entfernten Computer (z.B. einem Server) auf eine Anfrage des Computers (z.B. eines Clients) heruntergeladen werden unter Nutzung von Datensignalen über eine Kommunikationsverbindung (z.B. einem Modem oder einer Netzwerkverbindung).Elements of embodiments may also be provided as a machine-readable medium (e.g., memory 1660) for storing computer-readable instructions (e.g., instructions for implementing any method as previously discussed). The machine-readable medium (e.g., memory 1660) may include, but is not limited to, flash memory, optical disks, CD-ROMS, DVD-ROMs, RAMs, EPROMS, EEPROMS, magnetic or optical cards, phase change memory (PCM), others Types of machine-readable media suitable for storing electronic or computer-executable instructions. For example, embodiments of the disclosure may also be downloaded as a computer program (e.g., BIOS) downloaded from a remote computer (e.g., a server) in response to a request from the computer (e.g., a client) using data signals over a communication link (e.g., a modem or a network connection).

Die Verbindung 1670 umfasst Hardwaregeräte (z.B. drahtlose und/oder drahtverbundene Verbindungsstecker und Kommunikationshardware) und Softwarekomponenten (z.B. Treiber, Protokoll-Stacks), um dem Computergerät 1600 zu ermöglichen, mit externen Geräten zu kommunizieren. Das Computergerät 1600 kann separate Geräte umfassen, wie beispielsweise andere Computergeräte, drahtlose Zugriffspunkte oder Basisstationen als auch periphere Geräte wie ein Headset, Drucker oder andere Geräte.The connection 1670 includes hardware devices (e.g., wireless and/or wired connectors and communications hardware) and software components (e.g., drivers, protocol stacks) to enable the computing device 1600 to communicate with external devices. The computing device 1600 may include separate devices, such as other computing devices, wireless access points or base stations, as well as peripheral devices such as a headset, printer, or other devices.

Die Netzwerksfähigkeit 1670 kann ebenfalls mehrere unterschiedliche Arten von Netzwerksfähigkeit umfassen. Im Allgemeinen ist das Computergerät 1600 dargestellt mit einer mobilen Netzwerksfähigkeit 1672 und einer drahtlosen Netzwerksfähigkeit 1674. Die mobile Netzwerksfähigkeit 1672 bezieht sich im Allgemeinen auf eine Mobilfunknetzwerksfähigkeit, die durch einen drahtlosen Träger bereitgestellt wird, wie beispielsweise über GSM (globales System der mobilen Kommunikationen) oder Variationen oder Derivate davon, CDMA (Code-geteilte Mehrfachzugriffe) oder Variationen und Derivate davon, TDM (Time Divisional Multiplexing) oder Variationen oder Derivate davon oder andere mobile Servicestandards. Eine drahtlose Netzwerksfähigkeit (oder eine drahtlose Schnittstelle) 1674 bezieht sich auf eine drahtlose Netzwerksfähigkeit, die nicht zellular ist, und beispielsweise ein persönliches Gebietsnetzwerk (wie beispielsweise Bluetooth oder Near Field, etc.), lokales Netzwerk (wie beispielsweise Wi-Fi), und/oder Wide-Area-Netzworke (wie beispielsweise WiMax) oder eine andere drahtlose Kommunikation umfasst.Network capability 1670 may also include several different types of network capability. In general, the computing device 1600 is shown having a mobile network capability 1672 and a wireless network capability 1674. The mobile network capability 1672 generally refers to a cellular network capability provided by a wireless carrier, such as over GSM (Global System of Mobile Communications) or Variations or derivatives thereof, CDMA (Code Divisional Multiple Access) or variations and derivatives thereof, TDM (Time Divisional Multiplexing) or variations or derivatives thereof, or other mobile service standards. A wireless networking capability (or a wireless interface) 1674 refers to a wireless networking capability that is non-cellular and, for example, a personal area network (such as Bluetooth or Near Field, etc.), local area network (such as Wi-Fi), and /or wide area networks (such as WiMax) or other wireless communication.

Periphere Verbindungen 1680 umfassen Hardwareschnittstellen und Verbinder, als auch Softwarekomponenten (z.B. Treiber, Protokoll-Stacks), um periphere Verbindungen zu ermöglichen. Es versteht sich, dass das Computergerät 1600 beides sein kann, ein peripheres Gerät („zu“ 1680) zu anderen Computergeräten, als auch periphere Geräte haben kann („von“ 1682), die mit ihm verbunden sind. Das Computergerät 1600 hat üblicherweise einen „Docking“-Anschluss, um an andere Computergeräte angeschlossen zu werden zum Zweck des Verwaltens (z.B. Herunterladens und/oder Hochladens, des Änderns und Synchronisierens) von Inhalten auf dem Computergerät 1600. Außerdem kann ein Docking-Anschluss erlauben, dass das Computergerät 1600 an bestimmte periphere Geräte angeschlossen wird, die es dem Computergerät 1600 erlauben den Inhalt der Ausgabe zu steuern, wie beispielsweise die audiovisuellen oder andere Systeme.Peripheral connections 1680 include hardware interfaces and connectors, as well as software components (e.g., drivers, protocol stacks) to enable peripheral connections. It is understood that the computing device 1600 may be both a peripheral device (“to” 1680) to other computing devices, as well as having peripheral devices (“from” 1682) connected to it. The computing device 1600 typically has a “docking” port for connecting to other computing devices for the purpose of managing (e.g., downloading and/or uploading, modifying and synchronizing) content on the computing device 1600. Additionally, a docking port may allow that the computing device 1600 is connected to certain peripheral devices that allow the computing device 1600 to control the content of the output, such as the audio visual or other systems.

Zusätzlich zu einem proprietären Docking-Anschluss oder anderer proprietärer Verbindungs-Hardware kann das Computergerät 1600 eine periphere Verbindungen 1680 über übliche oder standardbasierte Anschlüsse herstellen. Übliche Arten umfassen einen universellen seriellen Bus (USB)-Anschluss (der umfasst sein kann in beliebigen unterschiedlichen Hardwareschnittstellen), einen Display-Port einschließlich einem MiniDisplayPort (MDP), hochauflösende Multimediaschnittstellen (HDMI), Firewire, oder andere Arten.In addition to a proprietary docking connector or other proprietary connection hardware, the computing device 1600 may establish peripheral connections 1680 via common or standards-based connectors. Common types include a universal serial bus (USB) port (which may be included in any of different hardware interfaces), a display port including a MiniDisplayPort (MDP), high-resolution multimedia interfaces (HDMI), Firewire, or other types.

In der Beschreibung wird Bezug genommen auf „ein Ausführungsbeispiel“, „einige Ausführungsbeispiele“ oder „andere Ausführungsbeispiele“, was bedeutet, dass die besonderen Merkmale, Strukturen oder Charakteristiken, die in Verbindung mit dem Ausführungsbeispiel beschrieben wurden, in zumindest einem anderen Ausführungsbeispiel umfasst sind, aber nicht notwendigerweise in allen Ausführungsbeispielen. Das unterschiedliche Auftreten von „einem Ausführungsbeispiel“, oder „einigen Ausführungsbeispielen“ bezieht sich nicht notwendigerweise auf die gleichen Ausführungsbeispiele. Wenn die Beschreibung eine Komponente, ein Merkmal, eine Struktur oder eine Charakteristik darstellt, indem sie umfasst sein „kann“, „könnte“ oder „dürfte“, bedeutet dies, dass die besondere Komponente, Merkmal, Struktur oder Charakteristik nicht notwendigerweise umfasst ist. Wenn die Beschreibung oder die Ansprüche sich auf „ein“ Element beziehen, bedeutet dies nicht, dass nur ein Element vorhanden ist. Wenn die Beschreibung oder die Ansprüche sich auf „ein zusätzliches“ Element beziehen, schließt dies nicht aus, dass dort noch mehrere als das eine zusätzliche Element vorhanden ist.In the description, reference is made to “one embodiment,” “some embodiments,” or “other embodiments,” meaning that the particular features, structures, or characteristics described in connection with the embodiment are included in at least one other embodiment , but not necessarily in all embodiments. The different occurrences of “an embodiment,” or “some embodiments” do not necessarily refer to the same embodiments. If the description represents a component, feature, structure or characteristic by including "may", "could" or "may", this means that the particular component, feature, structure or characteristic is not necessarily included. If the description or claims refer to “one” element, this does not mean that only one element is present. If the description or claims refer to “an additional” element, this does not exclude the possibility that there are more than one additional element.

Außerdem können die besonderen Merkmale, Strukturen, Funktionen oder Charakteristiken kombiniert werden in jeder beliebigen Art in einen oder mehreren Ausführungsbeispielen. Zum Beispiel kann ein erstes Ausführungsbeispiel kombiniert werden mit einem zweiten Ausführungsbeispiel, wenn immer die besonderen Merkmale, Strukturen oder Funktionen oder Charakteristiken, die zu den zwei Ausführungsbeispielen gehören, sich nicht gegenseitig ausschließen.Additionally, the particular features, structures, functions, or characteristics may be combined in any desired manner in one or more embodiments. For example, a first embodiment may be combined with a second embodiment whenever the particular features, structures, or functions or characteristics associated with the two embodiments are not mutually exclusive.

Während die Offenbarung beschrieben wurde im Zusammenhang mit spezifischen Ausführungsbeispielen, ist es offensichtlich, dass viele Alternativen, Modifikationen oder Variationen von solchen Ausführungsbeispielen für einen Fachmann im Lichte der vorgehenden Beschreibung offensichtlich sind. Zum Beispiel können andere Speicherarchitekturen, wie zum Beispiel dynamischer RAM (DRAM) genutzt werden in den diskutierten Ausführungsbeispielen. Die Ausführungsbeispiele der Offenbarung sind nicht dafür bestimmt, alle möglichen Alternativen, Modifikationen und Variationen, wie sie innerhalb des breiten Umfanges der beiliegenden Ansprüche fallen, zu beschreiben.While the disclosure has been described in connection with specific embodiments, it is apparent that many alternatives, modifications, or variations of such embodiments will be apparent to one skilled in the art in light of the foregoing description. For example, other memory architectures such as dynamic RAM (DRAM) may be used in the embodiments discussed. The exemplary embodiments of the disclosure are not intended to describe all possible alternatives, modifications and variations that fall within the broad scope of the appended claims.

Außerdem können bekannte Strom/Masseverbindungen zu integrierten Schaltungschips (IC) und anderen Komponenten in den dargestellten Figuren gezeigt sein oder auch nicht, um so die Illustration und Diskussion zu vereinfachen und nicht die Offenbarung zu verschleiern. Außerdem sind Anordnungen in Blockdiagrammform gezeigt, um zu vermeiden, dass die Offenbarung verschleiert wird, und ebenfalls aus dem Grund, dass die Besonderheiten in Bezug auf die Implementierung von solchen Blockdiagrammanordnungen hochgradig von der Plattform, innerhalb welcher die vorliegende Offenbarung zu implementieren ist, abhängt (d.h. solche Besonderheiten sollten innerhalb des Ermessens eines Fachmanns liegen). Wo spezifische Details (z.B. Schaltungen) dargelegt wurden, um ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel der Offenbarung zu beschreiben, ist es offensichtlich für einen Fachmann, dass die Offenbarung auch ausgeführt werden kann, ohne die oder mit Variationen von den spezifischen Details. Die Beschreibung ist daher als illustrativ anstatt begrenzend anzusehen.Additionally, known power/ground connections to integrated circuit (IC) chips and other components may or may not be shown in the illustrated figures to simplify illustration and discussion and not to obscure the disclosure. Additionally, arrangements are shown in block diagram form to avoid obscuring the disclosure and also for the reason that the specifics relating to the implementation of such block diagram arrangements are highly dependent on the platform within which the present disclosure is to be implemented ( i.e. such specifics should be within the discretion of an expert). Where specific details (e.g., circuits) have been set forth to describe an exemplary embodiment of the disclosure, it will be apparent to one skilled in the art that the disclosure may be embodied without or with variations of the specific details. The description should therefore be viewed as illustrative rather than limiting.

Die folgenden Beispiele beziehen sich auf weitere Ausführungsbeispiel. Besonderheiten in den Beispielen können in jedem der genannten Ausführungsbeispiele genutzt werden. Alle optionalen Merkmale der Vorrichtung, wie sie hierin beschrieben sind, können auch implementiert sein in Bezug auf ein Verfahren oder einen Prozess.The following examples refer to further exemplary embodiments. Special features in the examples can be used in each of the exemplary embodiments mentioned. Any optional features of the device as described herein may also be implemented in terms of a method or process.

Zum Beispiel umfasst in einem Ausführungsbeispiel eine Vorrichtung: mehrere Induktivitäten, die an einem Kondensator und eine Last koppeln; mehrere Brücken, wovon jede gekoppelt ist an eine entsprechende Induktivität von den mehreren Induktivitäten; und mehrere Stromsensoren, wovon jede an eine Brücke gekoppelt ist zum Abtasten des Stromes durch einen Transistor der Brücke. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiter eine Schaltung zum Erzeugen eines Durchschnittstromes (Mittelungsstromes) unter Nutzung des abgetasteten Stroms von jedem der Stromsensoren der mehreren Stromsensoren. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiter: einen Wellengenerator zum Erzeugen einer Mehrzahl von Wellensignalen; eine Mehrzahl von Komparatoren zum Erzeugen einer Mehrzahl von phasenbreitenmodulierten (PWM) Signalen; und eine Mehrzahl von Widerständen, wobei jeder davon gekoppelt ist an einen Komparator der Mehrzahl von Komparatoren und gekoppelt ist an den Wellengenerator.For example, in one embodiment, a device includes: a plurality of inductors coupled to a capacitor and a load; a plurality of bridges, each of which is coupled to a corresponding inductor of the plurality of inductors; and a plurality of current sensors, each coupled to a bridge for sensing current through a transistor of the bridge. In one embodiment, the device further comprises a circuit for generating an average current using the sampled current from each of the multiple current sensors. In one embodiment, the device further comprises: a wave generator for generating a plurality of wave signals; a plurality of comparators for generating a plurality of phase width modulated (PWM) signals; and a plurality of resistors, each of which is coupled to a comparator of the plurality of comparators and coupled to the wave generator.

In einem Ausführungsbeispiel ist jeder Widerstand der Mehrzahl von Widerständen ausgebildet zum Erzeugen eines Fehlerstromes von einer Differenz des Durchschnittstromes und eines entsprechenden abgetasteten Stromes der Brücke. In einem Ausführungsbeispiel ist jeder Widerstand der Mehrzahl von Widerständen ausgebildet zum Erzeugen einer Gleichstrom (DC)-Spannung zum Einstellen eines DC-Niveaus eines Wellensignals von der Mehrzahl von Wellensignalen. In einem Ausführungsbeispiel ist jeder Komparator ausgebildet zum Justieren eines Arbeitszyklus von seinem erzeugten PWM-Signal entsprechend zu der DC-Spannung, die durch den Widerstand, der an den Komparator koppelt, erzeugt wurde.In one embodiment, each resistor of the plurality of resistors is configured to generate a fault current from a difference of the average current and a corresponding sampled current of the bridge. In one embodiment, each resistor of the plurality of resistors is configured to generate a direct current (DC) voltage for adjusting a DC level of a wave signal among the plurality of wave signals. In one embodiment, each comparator is configured to adjust a duty cycle of its generated PWM signal according to the DC voltage generated by the resistor coupled to the comparator.

In einem Ausführungsbeispiel ist der Wellengenerator ausgebildet zum Erzeugen einer Mehrzahl von Wellensignalen, welche Dreieckswellen sind. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiter eine Schaltung zum Eliminieren eines Eingabeversatzes für jeden Komparator aus der Mehrzahl von Komparatoren. In einem Ausführungsbeispiel ist weiter eine Überstromsicherheitsschaltung umfasst zum Empfangen des Durchschnittstromes und zum Erzeugen eines Überstromsicherheitssignales entsprechend zu dem Durchschnittstrom. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiter eine Energiekontrolleinheit (PCU) zum Erhalten des Durchschnittsstromes.In one embodiment, the wave generator is designed to generate a plurality of wave signals, which are triangular waves. In one embodiment, the apparatus further includes circuitry for eliminating an input offset for each comparator of the plurality of comparators. In one embodiment, an overcurrent safety circuit is further included for receiving the average current and generating an overcurrent safety signal corresponding to the average current. In one embodiment, the device further comprises a power control unit (PCU) for obtaining the average current.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Stromsensor: einen ersten Stromsensor zum Abtasten des Stromes durch einen High-Side-Schalter der Brücke; und einen zweiten Stromsensor zum Abtasten des Stromes durch einen Low-Side-Schalter der Brücke. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der erste und zweite Stromsensor einen Verstärker mit gemeinsamem Gate. In einem Ausführungsbeispiel ist jeder der ersten und zweiten Stromsensoren ausgebildet zum Erzeugen einer entsprechenden differenziellen Stromausgabe.In one embodiment, the current sensor includes: a first current sensor for sensing the current through a high-side switch of the bridge; and a second current sensor for sensing the current through a low-side switch of the bridge. In one embodiment, the first and second current sensors include a common gate amplifier. In one embodiment, each of the first and second current sensors is configured to generate a corresponding differential current output.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiter eine Schaltung zum Umwandeln der entsprechenden differenziellen Stromausgabe in eine entsprechende einfach endende Stromausgabe. In einem Ausführungsbeispiel ist der erste Stromsensor gekoppelt an den zweiten Stromsensor zum Erzeugen einer kombinierten differenziellen Stromausgabe. In einem Ausführungsbeispiel umfasst die Vorrichtung weiter eine Schaltung zum Wandeln der kombinierten differenziellen Stromausgabe in eine einfach endende Stromausgabe.In one embodiment, the device further includes a circuit for converting the corresponding differential current output into a corresponding single-ended current output. In one embodiment, the first current sensor is coupled to the second current sensor to generate a combined differential current output. In one embodiment, the device further includes circuitry for converting the combined differential current output into a single-ended current output.

In einem anderen Beispiel eines Ausführungsbeispiels umfasst ein System: eine Speichereinheit; einen Prozessor, der an die Speichereinheit koppelt, wobei der Prozessor Folgendes umfasst: eine Mehrzahl von Induktivitäten, die an einen Kondensator und eine Last koppeln; und eine Mehrzahl von Brücken, wobei jede davon gekoppelt ist an eine entsprechende Induktvitität von einer Mehrzahl der Induktivitäten; und eine Mehrzahl von Stromsensoren, wovon jeder gekoppelt ist an eine Brücke, um den Strom durch einen Transistor der Brücke abzutasten; und eine Drahtlosschnittstelle zum Erlauben, dass der Prozessor mit anderen Geräten kommuniziert.In another example of an embodiment, a system includes: a storage device; a processor coupling to the memory device, the processor comprising: a plurality of inductors coupling to a capacitor and a load; and a plurality of bridges, each of which is coupled to a corresponding inductance of a plurality of the inductors; and a plurality of current sensors, each coupled to a bridge for sensing current through a transistor of the bridge; and a wireless interface for allowing the processor to communicate with other devices.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst das System weiter eine Anzeigeeinheit. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Prozessor weiter: eine Schaltung zum Erzeugen eines Durchschnittsstromes unter Nutzung des abgetasteten Stromes von jedem der Stromsensoren aus der Mehrzahl von Stromsensoren; einen Wellengenerator zum Erzeugen einer Mehrzahl von Wellensignalen; eine Mehrzahl von Komparatoren zum Erzeugen einer Mehrzahl von phasenbreiten modulierten (PWM) Signalen; und eine Mehrzahl von Widerständen, wovon jeder gekoppelt ist an einen Komparator aus der Mehrzahl von Komparatoren, und gekoppelt ist an den Wellengenerator. In einem Ausführungsbeispiel ist jeder Widerstand aus der Mehrzahl von Widerständen ausgebildet zum Erzeugen eines Fehlerstroms von einer Differenz des Durchschnittstroms und eines entsprechenden abgetasteten Stromes der Brücke.In one embodiment, the system further comprises a display unit. In one embodiment, the processor further comprises: a circuit for generating an average current using the sampled current from each of the plurality of current sensors; a wave generator for generating a plurality of wave signals; a plurality of comparators for generating a plurality of phase width modulated (PWM) signals; and a plurality of resistors, each coupled to one of the plurality of comparators, and coupled to the wave generator. In one embodiment, each of the plurality of resistors is configured to generate a fault current from a difference of the average current and a corresponding sampled current of the bridge.

In einem anderen Beispiel, in einem Ausführungsbeispiel, umfasst der Strom-Digital-zu-Analog-Wandler (DAC) Folgendes: eine Mehrzahl von n-Typ-Geräten (Einheiten), Steuerkontakt-Anschlüssen davon sind gekoppelt an ein erstes Steuersignal, wobei ein Quellen-Anschluss von jedem der n-Typ-Geräte gekoppelt ist an eine Masse; und eine Mehrzahl von Schaltern, zum Koppeln der Senken-Anschlüsse von einigen oder allen der n-Typ-Geräte miteinander, um ein erstes Stromsignal zu erzeugen.In another example, in an embodiment, the current digital-to-analog converter (DAC) includes: a plurality of n-type devices (units), control contact terminals thereof coupled to a first control signal, wherein a Source terminal of each of the n-type devices is coupled to a ground; and a plurality of switches for coupling the sink terminals of some or all of the n-type devices together to generate a first current signal.

In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Strom DAC weiter: eine Mehrzahl von p-Typ-Geräten, Steuerkontakt-Anschlüsse davon sind gekoppelt an ein zweites Steuersignal, wobei der Quellen-Anschluss von jedem der p-Typ-Geräte gekoppelt ist an eine Energieversorgung; und eine Mehrzahl von Schaltern zum Koppeln der Senken-Anschlüsse von einigen oder allen der p-Typ-Geräte miteinander und zum Erzeugen eines zweiten Ausgabestromes. In einem Ausführungsbeispiel umfasst der Strom-DAC weiter: einen Ausgabeknoten zum Koppeln der ersten und zweiten Stromausgaben.In one embodiment, the power DAC further comprises: a plurality of p-type devices, control contact terminals thereof coupled to a second control signal, the source terminal of each of the p-type devices coupled to a power supply; and a plurality of switches for coupling the drain terminals of some or all of the p-type devices to each other and generating a second output current. In one embodiment, the power DAC further includes: an output node for coupling the first and second power outputs.

In einem Ausführungsbeispiel sind die mehreren p-Typ- und n-Typ-Geräte gesteuert durch digitale Signale, um zu bewirken, dass jedes der mehreren p-Typ- und n-Typ-Geräte aus- oder eingeschaltet wird. In einem Ausführungsbeispiel sind die digitalen Signale ein Binärcode, wobei der Ausgabeknoten ausgebildet ist zum Erzeugen eines monotonen Wechsels in dem Strom entsprechend zu dem Binärcode.In one embodiment, the plurality of p-type and n-type devices are controlled by digital signals to cause each of the plurality of p-type and n-type devices to be turned off or on. In one embodiment, the digital signals are a binary code, with the output node configured to produce a monotonic change in the stream corresponding to the binary code.

Eine Zusammenfassung ist bereitgestellt und wird dem Leser erlauben, die Natur und den Geist der technischen Offenbarung zu erfassen. Die Zusammenfassung wird eingereicht mit dem Verständnis, dass sie nicht genutzt werden kann zur Begrenzung des Umfanges und der Bedeutung der Ansprüche. Die folgenden Ansprüche, die hiermit in die detaillierte Beschreibung einbezogen sind, stehen für sich selbst und als separate Ausführungsbeispiele.A summary is provided and will allow the reader to appreciate the nature and spirit of the technical disclosure. The summary is submitted with the understanding that it cannot be used to limit the scope or meaning of the claims. The following claims, which are hereby incorporated into the detailed description, stand alone and as separate embodiments.

Claims (4)

Strom-Digital-Analog-Wandler, DAC (1900), der Folgendes aufweist: eine Vielzahl von n-Bauelementen, deren Gate-Anschlüsse mit einer ersten Vorspannung gekoppelt sind, wobei der Source-Anschluss jedes der n-Bauelemente mit Masse gekoppelt ist; eine erste Vielzahl von Schaltern, die so betreibbar sind, dass sie die Drain-Anschlüsse einiger oder aller n-Typ-Vorrichtungen miteinander koppeln, um einen ersten Ausgangsstrom zu erzeugen, dessen Größe von der Anzahl der elektrisch miteinander gekoppelten n-Typ-Vorrichtungen abhängt, eine Mehrzahl von Transistor-Vorrichtungen, deren Gate-Anschlüsse mit einer zweiten Vorspannung gekoppelt sind; und eine zweite Vielzahl von Schaltern, die so betreibbar sind, dass sie die Drain-Anschlüsse einiger oder aller Transistor-Vorrichtungen miteinander koppeln, um einen zweiten Ausgangsstrom zu erzeugen, dessen Größe von der Anzahl der elektrisch miteinander gekoppelten Transistor-Vorrichtungenabhängt.A current-to-digital-to-analog converter, DAC (1900), comprising: a plurality of n-type devices having gates coupled to a first bias voltage, the source of each of the n-type devices coupled to ground; a first plurality of switches operable to couple the drains of some or all of the n-type devices together to produce a first output current whose magnitude depends on the number of n-type devices electrically coupled together , a plurality of transistor devices, whose Gate terminals are coupled to a second bias voltage; and a second plurality of switches operable to couple the drains of some or all of the transistor devices together to produce a second output current, the magnitude of which depends on the number of the transistor devices electrically coupled together. Strom-DAC nach Anspruch 1 welcher ferner aufweist: einen Ausgangsknoten zum Koppeln des ersten und zweiten Stromausgangs.Power DAC after Claim 1 which further comprises: an output node for coupling the first and second power outputs. Strom-DAC nach einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die erste und zweite Vielzahl von Schaltern durch digitale Signale gesteuert wird.Power DAC according to one of the Claims 1 or 2 , wherein the first and second pluralities of switches are controlled by digital signals. Strom-DAC nach Anspruch 3, wobei die digitalen Signale ein Binärcode sind und wobei der Ausgangsknoten eine monotone Stromänderung entsprechend dem Binärcode erzeugt.Power DAC after Claim 3 , where the digital signals are a binary code and where the output node produces a monotonic current change corresponding to the binary code.
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