DE102015225804A1

DE102015225804A1 - Spannungsregler mit Impedanzkompensation

Info

Publication number: DE102015225804A1
Application number: DE102015225804.1A
Authority: DE
Inventors: Hande Kurnaz; Ambreesh Bhattad; Gary Hague; Frank Kronmüller
Original assignee: Dialog Semiconductor UK Ltd
Current assignee: Apple Inc
Priority date: 2015-12-17
Filing date: 2015-12-17
Publication date: 2017-06-22
Also published as: US20180224874A1; US10324482B2; US9958892B2; US20190235549A1; US11092989B2; US10613565B2; US20200225690A1; US20170177014A1

Abstract

Ein Regler (100, 200), der konfiguriert ist zum Vorsehen eines Laststroms (406, 410) bei einer Ausgangsspannung (204) an einem Ausgangsknoten (203) wird beschrieben. Der Regler (100, 200) weist einen Durchlasstransistor (201) zum Vorsehen des Laststroms (406, 410) an dem Ausgangsknoten (203) auf. Weiter weist der Regler (100, 200) Rückkopplungsmittel (104) zum Ableiten einer Rückkopplungsspannung (107) von der Ausgangsspannung (204) an dem Ausgangsknoten (203) auf. Zusätzlich weist der Regler (100, 200) einen Differentialverstärker (202) auf, der konfiguriert ist zum Steuern des Durchlasstransistors (201) in Abhängigkeit von der Rückkopplungsspannung (107) und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung (108). Der Regler (100, 200) weist weiter Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) auf, die konfiguriert sind zum Bestimmen eines erfassten Stroms, der den Laststrom (406, 410) an dem Ausgangsknoten (203) angibt. Weiter sind die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers (100, 200) in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von einem Wert einer Leitungsimpedanz (211) einer Leiterbahn, die den Ausgangsknoten (203) mit einer Last (106) verbindet.

Description

Technischer Bereich
Das vorliegende Dokument betrifft einen Spannungsregler zum Liefern von elektrischer Energie an eine Last bei einer stabilen Lastspannung.
Hintergrund
Spannungsregler werden häufig zum Vorsehen eines Laststroms an verschiedene Typen von Lasten verwendet (zum Beispiel für die Prozessoren einer elektronischen Vorrichtung). In diesem Kontext ist es typischerweise wünschenswert, die Lasten mit stabilen Lastspannungen zu versorgen, auch wenn die Lastströme variieren. In anderen Worten, es ist wünschenswert, eine stabile Spannung bei einer Last beizubehalten, auch bei sich ändernden Lastströmen.
Das vorliegende Dokument befasst sich mit dem technischen Problem eines Vorsehens eines kostengünstigen Spannungsreglers, der konfiguriert ist zum Vorsehen von stabilen Lastspannungen bei einer Last für variierende Lastströme.
Zusammenfassung
Gemäß einem Aspekt wird ein Regler (insbesondere ein Spannungsregler, wie ein linearer Dropout-Regler) beschrieben. Der Regler ist konfiguriert zum Vorsehen eines Laststroms bei einer Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten des Reglers. Der Ausgangsknoten des Reglers kann mit einer Last (z. B. mit einem Prozessor) gekoppelt sein, die unter Verwendung des Laststroms zu betreiben ist. Die Last kann über eine Leiterbahn (z. B. eine Leiterbahn einer Leiterplatte (PCB – printed circuit board)) mit dem Ausgangsknoten des Reglers gekoppelt sein. Der Regler kann als ein Regler-Chip mit einem Ausgangsanschluss als dem Ausgangsknoten implementiert sein. Der Regler-Chip und die Last (als Teil eines Last-Chips) können auf der Leiterplatte angeordnet sein.
Der Regler weist einen Durchlasstransistor auf zum Vorsehen des Laststroms an dem Ausgangsknoten. Der Durchlasstransistor kann konfiguriert sein, zum Liefern des Laststroms von einer Versorgungsspannung des Reglers. Der Durchlasstransistor kann einen p-Typ- oder einen n-Typ-Metalloxid-Halbleitertransistor aufweisen.
Weiter weist der Regler Rückkopplungsmittel auf zum Ableiten einer Rückkopplungsspannung von der Ausgangsspannung. Insbesondere können die Rückkopplungsmittel konfiguriert sein zum Vorsehen einer Rückkopplungsspannung, die zu einem Teil der Ausgangsspannung gleich ist. Zum Beispiel können die Rückkopplungsmittel einen Spannungsteiler mit einem Spannungsteilerverhältnis aufweisen. Die Rückkopplungsspannung kann gleich sein zu der Ausgangsspannung mal dem Spannungsteilerverhältnis.
Zusätzlich weist der Regler einen Differentialverstärker auf, der konfiguriert ist zum Steuern des Durchlasstransistors in Abhängigkeit von der Rückkopplungsspannung und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung (insbesondere in Abhängigkeit von der Differenz der Rückkopplungsspannung und der Referenzspannung). Insbesondere kann der Differentialverstärker konfiguriert sein zum Vorsehen einer Gate-Spannung, die an ein Gate des Durchgangstransistors angelegt wird, wobei die Gate-Spannung von der (Differenz der) Referenzspannung und der Rückkopplungsspannung abhängig ist. Der Differentialverstärker kann eine Vielzahl von Verstärkungsstufen aufweisen, insbesondere eine Differentialverstärkungsstufe und eine Treiberstufe zum Erzeugen der Gate-Spannung zum Steuern des Durchlasstransistors.
Der Regler weist weiter Kompensationsmittel auf, die konfiguriert sind zum Bestimmen eines erfassten Stroms, der den Laststrom an dem Ausgangsknoten angibt. Insbesondere können die Kompensationsmittel Stromerfassungsmittel aufweisen, die konfiguriert sind zum Erfassen eines Stroms durch den Durchlasstransistor, um den erfassten Strom zu bestimmen. Die Stromerfassungsmittel können derart sein, dass der erfasste Strom eine skalierte Version des Stroms durch den Durchlasstransistor ist. Der Strom durch den Durchlasstransistor ist typischerweise im Wesentlichen gleich zu dem Laststrom.
Weiter sind die Kompensationsmittel konfiguriert zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von einem Wert einer Leitungsimpedanz der Leiterbahn, die den Ausgangsknoten mit der Last verbindet (insbesondere in Abhängigkeit von dem Produkt des erfassten Stroms und des Werts der Leitungsimpedanz). Insbesondere können die Kompensationsmittel konfiguriert sein zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers derart, dass die Ausgangsspannung an dem Ausgangsknoten mit zunehmendem Laststrom erhöht wird, um zumindest teilweise eine Leitungsspannung bei der Leitungsimpedanz zu kompensieren. Alternativ oder zusätzlich können die Kompensationsmittel konfiguriert sein zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers derart, dass die Lastspannung an der Last für verschiedene Pegel des Laststroms unverändert bleibt. Alternativ oder zusätzlich können die Kompensationsmittel konfiguriert sein zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers derart, dass die Ausgangsspannung der Summe einer Sollspannung (durch die Referenzspannung gegeben) und einer geschätzten Leitungsspannung entspricht (die abhängig ist von dem Pegel des erfassten Stroms und dem Wert der Leitungsimpedanz, die zum Beispiel proportional ist zu dem Produkt des Pegels des erfassten Stroms und des Werts der Leitungsimpedanz).
Somit ist der Regler konfiguriert zum Anpassen des Pegels der Ausgangsspannung, die an dem Ausgangsknoten gesetzt ist, um die Leitungsspannung bei der Leitungsimpedanz der Leiterbahn zwischen dem Ausgangsknoten und der Last (zumindest teilweise) zu kompensieren. Auf diese Weise kann die Lastspannung an der Last auf eine feste Sollspannung geregelt werden, ohne die Notwendigkeit für einen zusätzlichen Rückkopplungsanschluss zum Vorsehen von Information in Bezug auf die tatsächliche Lastspannung an den Regler. Somit wird ein kostengünstiger Regler vorgesehen, der eine stabile Lastspannung an eine Last des Reglers liefert.
Die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Anpassen der Rückkopplungsmittel in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz. Insbesondere können die Rückkopplungsmittel einen Spannungsteiler mit einem anpassbaren Teilungsverhältnis aufweisen und die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Anpassen des Teilungsverhältnisses in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz. Auf diese Weise kann die Rückkopplungsspannung mit einem zunehmenden Wert des erfassten Stroms verringert werden, wodurch der Pegel der Ausgangsspannung erhöht wird zum Kompensieren der (Laststrom-abhängigen) Leitungsspannung.
Die Rückkopplungsspannung kann an einen ersten Eingang des Differentialverstärkers vorgesehen werden. Die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Liefern eines Rückkopplungsstroms an den ersten Eingang oder zum Abziehen eines Rückkopplungsstroms von dem ersten Eingang, um die Rückkopplungsspannung anzupassen, wobei der Rückkopplungsstrom von dem erfassten Strom und von dem Wert der Leitungsimpedanz abhängig ist. Insbesondere kann ein Rückkopplungsstrom von dem ersten Eingang bezogen werden, um den Pegel an dem ersten Eingang zu senken. Der bezogene Rückkopplungsstrom kann mit einem zunehmenden erfassten Strom erhöht werden. Als Ergebnis davon wird die Ausgangsspannung zum Kompensieren der zunehmenden Leitungsspannung erhöht.
Die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Anpassen der Referenzspannung in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz. Insbesondere kann die Referenzspannung mit zunehmender erfasster Spannung erhöht werden, um die Ausgangsspannung zum Kompensieren der (Laststrom-abhängigen) Leitungsspannung zu erhöhen.
Die Referenzspannung kann auf einen zweiten Eingang des Differentialverstärkers angewendet werden. Die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Anlegen einer Offset-Spannung an den zweiten Eingang, wobei die Offset-Spannung von dem erfassten Strom und von dem Wert der Leitungsimpedanz abhängt. Die Offset-Spannung kann mit zunehmendem Pegel des erfassten Stroms zunehmen, wodurch die Ausgangsspannung an dem Ausgangsknoten erhöht wird zum Kompensieren der zunehmenden Leitungsspannung. Auf diese Weise kann die Lastspannung an der Last im Wesentlichen unverändert beibehalten werden (für variierende Lastströme).
Die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Anpassen eines Betriebspunkts eines internen Knotens des Differentialverstärkers in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz. Wie oben angegeben, kann der Differentialverstärker eine Vielzahl von Verstärkungsstufen aufweisen. Die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Liefern eines Anpassungsstroms an einen Knoten oder zum Abziehen eines Anpassungsstroms von einem Knoten in zumindest einer der Vielzahl von Verstärkungsstufen, wobei der Anpassungsstrom von dem erfassten Strom und von dem Wert der Leitungsimpedanz abhängt. Auf diese Weise kann die Ausgangsspannung mit zunehmendem erfassten Strom erhöht werden.
Die Kompensationsmittel können konfiguriert sein zum Erzeugen eines virtuellen Lastknotens basierend auf der Ausgangsspannung, basierend auf dem erfassten Strom und basierend auf dem Wert der Leitungsimpedanz. Insbesondere können die Kompensationsmittel eine Kompensationsimpedanz aufweisen, die von dem Wert der Leitungsimpedanz abhängig ist. Insbesondere kann die Kompensationsimpedanz eine skalierte Version der Leitungsimpedanz sein (z. B. N-mal die Leitungsimpedanz). Weiter können die Kompensationsmittel eine Kompensationsstromquelle aufweisen, die einen Kompensationsstrom vorsieht, der von dem erfassten Strom abhängig ist. Insbesondere kann der Kompensationsstrom dem Strom durch den Durchlasstransistor geteilt durch den Faktor N entsprechen. Die Kompensationsimpedanz und die Kompensationsstromquelle können in Serie zwischen dem Ausgangsknoten und Masse angeordnet sein, wobei der virtuelle Lastknoten einem Mittelpunkt zwischen der Kompensationsimpedanz und der Kompensationsstromquelle entspricht. Somit entspricht die Spannung an dem virtuellen Lastknoten der Lastspannung an der Last (oder ist proportional dazu).
Die Rückkopplungsspannung kann basierend auf der Spannung an dem virtuellen Lastknoten abgeleitet werden (z. B. unter Verwendung eines Spannungsteilers). Auf diese Weise kann die Lastspannung an der Last im Wesentlichen unverändert beibehalten werden (für variierende Lastströme), wodurch die DC-Leistung des Reglers verbessert wird.
Alternativ oder zusätzlich kann der Regler einen Rückkopplungskondensator aufweisen, der zwischen dem virtuellen Lastknoten und einem internen Knoten des Reglers gekoppelt ist. Insbesondere kann der Rückkopplungskondensator den virtuellen Lastknoten (direkt) mit einem Ausgang des Differentialverstärkers koppeln (z. B. mit einem Mittelpunkt zwischen dem Differentialverstärker und einer Zwischenverstärkungsstufe des Reglers). Die Verwendung eines Rückkopplungskondensators, der mit dem virtuellen Lastknoten gekoppelt ist, verbessert die transiente Lastregelleistung des Reglers in dem Fall von erheblichen Leitungsimpedanzen.
Gemäß einem weiteren Aspekt wird ein Verfahren zum Vorsehen eines Laststroms bei einer Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten eines Reglers beschrieben. Der Regler weist auf einen Durchlasstransistor zum Vorsehen des Laststroms an dem Ausgangsknoten; Rückkopplungsmittel zum Ableiten einer Rückkopplungsspannung von der Ausgangsspannung an dem Ausgangsknoten; und einen Differentialverstärker zum Steuern des Durchlasstransistors in Abhängigkeit von der Rückkopplungsspannung und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung.
Das Verfahren weist ein Bestimmen eines erfassten Stroms auf, der den Laststrom an dem Ausgangsknoten angibt. Weiter weist das Verfahren ein Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers in Abhängigkeit des erfassten Stroms und in Abhängigkeit von einem Wert einer Leitungsimpedanz einer Leiterbahn auf, die den Ausgangsknoten mit einer Last verbindet.
In dem vorliegenden Dokument bezeichnet der Begriff „koppeln” oder „gekoppelt” Elemente in elektrischer Kommunikation miteinander, entweder direkt, zum Beispiel über Drähte, oder in anderer Weise verbunden.
Kurze Beschreibung der Figuren
Die Erfindung wird im Folgenden auf beispielhafte Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben, wobei
1a ein beispielhaftes Blockdiagramm eines LDO-Reglers zeigt;
1b das beispielhafte Blockdiagramm eines LDO-Reglers detaillierter zeigt;
2a ein Blockdiagramm eines LDO-Reglers zeigt, der über eine Leitungsimpedanz mit einer Last gekoppelt ist;
2b ein Blockdiagramm eines LDO-Reglers mit einem zusätzlichen Rückkopplungsanschluss zum Erfassen der Lastspannung zeigt;
3 ein Blockdiagramm eines LDO-Reglers mit Impedanzkompensationsmitteln zeigt;
4a und 4b beispielhafte Ausgangsspannungen und Lastspannungen zeigen;
5 ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens zum Regeln der Lastspannung bei einer Last zeigt; und
6 ein Blockdiagramm eines LDO-Reglers zeigt, der einen Rückkopplungskondensator aufweist.
Detaillierte Beschreibung
Wie oben dargelegt, betrifft das vorliegende Dokument ein Vorsehen eines Spannungsreglers, der konfiguriert ist zum Vorsehen einer stabilen Lastspannung bei einer Last für verschiedene Pegel von Lastströmen. Ein Beispiel eines Spannungsreglers ist ein LDO-Regler. Ein typischer LDO-Regler 100 wird in 1a dargestellt. Der LDO-Regler 100 weist eine Ausgangsverstärkungsstufe 103, z. B. einen Feldeffekttransistor (FET – field effect transistor), an dem Ausgang und eine Differentialverstärkungsstufe 101 (auch als Fehlerverstärker bezeichnet) an dem Eingang auf. Ein erster Eingang (fb) 107 der Differentialverstärkungsstufe 101 empfängt einen Bruchteil der Ausgangsspannung V_out, die durch den Spannungsteiler 104 bestimmt wird, der die Widerstände R0 und R1 aufweist. Der zweite Eingang (ref) in die Differentialverstärkungsstufe 101 ist eine stabile Spannungsreferenz V_ref 108 (auch als Bandlückereferenz bezeichnet). Wenn sich die Ausgangsspannung V_out in Bezug auf die Referenzspannung V_ref ändert, ändert sich die Treiberspannung für die Ausgangsverstärkungsstufe, z. B. an den Leistungs-FET, mit einem Rückkopplungsmechanismus, der als eine Hauptrückkopplungsschleife bezeichnet wird, um eine konstante Ausgangsspannung V_out beizubehalten.
Der LDO-Regler 100 von 1a weist weiter eine zusätzliche Zwischenverstärkungsstufe 102 auf, die konfiguriert ist zum Verstärken der Ausgangsspannung der Differentialverstärkungsstufe 101. Eine Zwischenverstärkungsstufe 102 kann zum Vorsehen einer zusätzlichen Verstärkung in dem Verstärkungspfad verwendet werden. Weiter kann die Zwischenverstärkungsstufe 102 eine Phasenumkehr vorsehen.
Zusätzlich kann der LDO-Regler 100 eine Ausgangskapazität C_out (auch als Ausgangskondensator oder Stabilisierungskondensator oder Bypass-Kondensator bezeichnet) 105 parallel zu der Last 106 aufweisen. Der Ausgangskondensator 105 wird verwendet zum Stabilisieren der Ausgangsspannung V_out hinsichtlich einer Änderung der Last 106, insbesondere hinsichtlich einer Änderung des angeforderten Laststroms I_load. Es sollte angemerkt werden, dass typischerweise der Ausgangsstrom I_out an dem Ausgang der Ausgangsverstärkungsstufe 103 dem Laststrom I_load durch die Last 106 des Reglers 100 entspricht (abgesehen von typischerweise kleineren Strömen durch den Spannungsteiler 104 und die Ausgangskapazität 105).
1b zeigt das Blockdiagramm eines LDO-Reglers 100, wobei die Ausgangsverstärkungsstufe 103 detaillierter dargestellt ist. Insbesondere werden der Durchlasstransistor oder die Durchlassvorrichtung 201 und die Treiberstufe 110 der Ausgangsverstärkungsstufe 103 dargestellt. Typische Parameter eines LDO-Reglers 100 sind eine Versorgungsspannung von 3 V, eine Ausgangsspannung von 2 V und ein Ausgangsstrom oder Laststrom in einem Bereich von 1 mA bis 100 oder 200 mA. Andere Konfigurationen sind möglich.
Der Regler 100 ist typischerweise mit einer Last 106 über eine Leiterbahn einer Leiterplatte (PCB – printed circuit board) gekoppelt. 2a zeigt einen beispielhaften Regler 100, der als Regler-Chip 200 implementiert ist, der mit einem Last-Chip 220 (der die Last 106 aufweist) über die Leiterbahn einer PCB 210 gekoppelt ist. Der Regler-Chip 200 weist einen Ausgangsanschluss 203 (d. h. einen Ausgangsknoten) auf und eine Leiterbahn der PCB 210 kann mit dem Ausgangsanschluss 203 auf einer Seite und mit dem Last-Chip 220 (zum Beispiel für einen Prozessor) auf der anderen Seite gekoppelt sein. Die Leiterbahn kann eine Impedanz (insbesondere einen Widerstand) 211 aufweisen, die hier als die Leitungsimpedanz oder der Leitungswiderstand bezeichnet wird. Typischerweise entspricht die Leitungsimpedanz im Wesentlichen einem Leitungswiderstand.
Der Regler 100 von 2a ist konfiguriert zum Vorsehen einer stabilen Ausgangsspannung 204 für verschiedene Lastströme. Hierzu weist der Regler 100 eine Rückkopplungsschleife auf, die (einen Bruchteil der) die Ausgangsspannung 204 an den Eingang eines Differentialverstärkers 202 zurückführt (der zum Beispiel die Differentialverstärkungsstufe 101, die Zwischenverstärkungsstufe 102 und die Treiberstufe 110 von 1b aufweist). Jedoch unterscheidet sich aufgrund des Spannungsabfalls 214 an der Leitungsimpedanz 211 (die als die Leitungsspannung bezeichnet wird) die Lastspannung 224 an der Last 106 von der Ausgangsspannung 204. Weiter fällt die Lastspannung 224 mit zunehmendem Laststrom. Dies ist in 4a in dem Diagramm zu sehen, das durch das Bezugszeichen 402 referenziert wird. Es ist zu sehen, dass die Ausgangsspannung 204 auf eine feste Sollspannung geregelt wird, wobei die Ausgangsspannung 406 unabhängig ist von dem Pegel des Laststroms 406. Jedoch nimmt aufgrund der Leitungsspannung 214, die zu dem Laststrom 406 proportional ist (wobei die Leitungsimpedanz 211 der Proportionalitätsfaktor ist), die Lastspannung 224 mit zunehmendem Laststrom 406 ab.
Die abnehmende Lastspannung 224 kann den Betrieb der Last 106 beeinflussen. Daher ist es wünschenswert, die Lastspannung 224 an einem festen Pegel zu halten, auch wenn der Laststrom 406 zunimmt. 2b zeigt einen modifizierten Regler-Chip 200, der einen Rückkopplungsanschluss 205 aufweist, der direkt mit dem Last-Chip 220 gekoppelt werden kann zum Erfassen der Lastspannung 224. Als Ergebnis davon kann ein (Bruchteil der) die Lastspannung 224 zurück an den Eingang des Differentialverstärkers 202 geleitet werden, wodurch die Ausgangsspannung 204 geregelt wird derart, dass die Lastspannung 224 an einem festen Sollpegel gehalten wird (durch die Referenzspannung 108 gegeben), auch für sich ändernde Lastströme 406. Wie in dem Diagramm 401 von 4a gezeigt, wird die Lastspannung 224 bei einer festen Sollspannung gehalten, während die Ausgangsspannung 204 mit steigendem Laststrom 406 zunimmt, um die Leitungsspannung 214 zu berücksichtigen.
Der Regler-Chip 200 von 2b ist nachteilig dadurch, dass er einen zusätzlichen Rückkopplungsanschluss 205 erfordert, wodurch die Kosten des Regler-Chips 200 steigen. Somit ist wünschenswert, einen Regler-Chip 200 vorzusehen, der konfiguriert ist zum Regeln der Lastspannung 224 auf einen festen Sollpegel, ohne die Notwendigkeit eines zusätzlichen Rückkopplungsanschlusses 205.
Ein derartiger Regler-Chip 200 wird in 3 dargestellt. Der Regler-Chip 200 von 3 weist Kompensationsmittel 301, 302, 303, 304, 305 auf zum Kompensieren der Effekte der Leitungsimpedanz 211. Ein Wert der Leitungsimpedanz 211 kann bestimmt werden unter Verwendung der Verfahren, die zum Beispiel beschrieben werden von Abraham Mejía-Aguilar und Ramon Pallàs-Areny, "ELECTRICAL IMPEDANCE MEASUREMENT USING VOLTAGE/CURRENT PULSE EXCITATION", XIX IMEKO World Congress, 6.–11. September 2009, Lissabon, Portugal
Insbesondere sind die Kompensationsmittel 301, 302, 303, 304, 305 konfiguriert zum Anpassen des Reglers 100 in Abhängigkeit von dem Laststrom 406 derart, dass die Ausgangsspannung 204 an dem Ausgangsanschluss 203 des Reglers 100 der Summe der festen Lastspannung 224 (d. h. der festen Sollspannung, die durch die Referenzspannung 208 gegeben ist) und der (Laststrom-abhängigen) Leitungsspannung 214 entspricht.
Die Kompensationsmittel 301, 302, 303, 304, 305 weisen Stromerfassungsmittel 305 auf, die konfiguriert sind zum Vorsehen eines erfassten Stroms, der den Strom durch den Durchlasstransistor 201 angibt. Die Stromerfassungsmittel 305 können z. B. eine skalierte Kopie des Durchlasstransistors 201 aufweisen, die bei derselben Drain-Source-Spannung V_DS wie der Durchlasstransistor 201 betrieben wird derart, dass der Strom durch die skalierte Kopie des Durchlasstransistors 201 proportional ist zu dem Strom durch den Durchlasstransistor 201. In Anbetracht der Tatsache, dass der Strom durch den Durchlasstransistor 201 im Wesentlichen gleich zu dem Laststrom 406 ist, sieht der erfasste Strom eine Angabe über den Laststrom 406 vor.
Die Kompensationsmittel 301, 302, 303, 304, 305 können konfiguriert sein zum Anpassen des Betriebs des Reglers 100 in Abhängigkeit von dem erfassten Strom. Insbesondere können die Kompensationsmittel 301, 302, 303, 304, 305 eine Steuerschaltung 304 aufweisen, die konfiguriert ist zum Anpassen des Betriebs des Reglers 100 in Abhängigkeit von dem erfassten Strom.
3 zeigt drei verschiedene Mittel zum Anpassen des Reglers 100, wobei die Mittel einzeln oder in Kombination verwendet werden können. Insbesondere die Steuerschaltung 304 kann konfiguriert sein zum Anpassen eines Pegels der Referenzspannung 108 in Abhängigkeit von dem erfassten Strom unter Verwendung von Spannungs-Offset-Mitteln 301. Insbesondere kann die Referenzspannung 108 mit einem zunehmenden erfassten Strom linear erhöht werden derart, dass die Ausgangsspannung 204 in Übereinstimmung mit der zunehmenden Leitungsspannung 214 erhöht wird. Der Gradient des linearen Anstiegs ist typischerweise abhängig von dem (vorgegebenen) Wert der Leitungsimpedanz 211.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuerschaltung 304 konfiguriert sein zum Anpassen des Teilungsverhältnisses des Spannungsteilers 104 und/oder zum Versetzen der Rückkopplungsspannung 107 mit einem Offset (zum Beispiel unter Verwendung der Stromquelle 302) in Abhängigkeit von dem erfassten Strom.
Alternativ oder zusätzlich kann die Steuereinheit 304 konfiguriert sein zum Anpassen eines internen Knotens des Differentialverstärkers 202 (insbesondere der Differentialverstärkungsstufe 101), z. B. durch Einfügen oder Entfernen eines Stroms proportional zu dem erfassten Strom in einen internen Knoten des Differentialverstärkers 202.
4a (Bezugszeichen 403) zeigt die Ausgangsspannung 204 und die Lastspannung 224 für verschiedene Lastströme 406, die unter Verwendung des Regler-Chips 200 von 3 erlangt werden. Wie zu sehen ist, kann die Lastspannung 224 durch Anpassen des Betriebs des Reglers 100 an einem festen Sollpegel gehalten werden.
Somit ist der Regler-Chip 200 von 3 konfiguriert zum Erfassen des Stroms durch die Leitungsimpedanz 211 (der dem Strom durch den Durchlasstransistor 201 entspricht) und zum Verwenden dieser Information, um die Reglerausgangsspannung 204 um eine Strom-abhängige Spannung zu erhöhen derart, dass stromabwärts von der Leitungsimpedanz oder dem Leitungswiderstand 211 die Lastspannung 224 an der Last 106 dieselbe ist wie die vorgegebene Sollspannung.
Der Regler-Ausgangsstrom (d. h. der Strom der Durchlassvorrichtung) kann erfasst werden, wobei der erfasste Strom z. B. Isense = Ipass/N ist, wobei N eine reale Zahl größer als eins ist und Ipass der Strom durch den Durchlasstransistor 201 ist. Wenn der Wert Rtrack der Leitungsimpedanz 211 bekannt ist (zum Beispiel durch Messung des Widerstands der Leiterbahn auf der PCB 210), können der erfasste Strom Isense und die Leitungsimpedanz-Information zum Modifizieren der Hauptregelschleife des Reglers 100 verwendet werden, um die Ausgangsspannung 224 auf Vtarget + Rtrack·Iout zu regeln, wobei Vtarget die Sollspannung für die Lastspannung 224 ist (durch die Referenzspannung 108 gegeben), wobei Rtrack der Wert der Leitungsimpedanz/des Leitungswiderstands 211 ist und wobei Iout der Laststrom 406 ist (durch den erfassten Strom angegeben).
Ein Modifizieren der Hauptregelschleife kann auf verschiedene Weise implementiert werden. Wie in 3 gezeigt, kann die Referenzspannung 108 durch die Steuereinheit 304 angepasst werden (zum Beispiel geregelt), um proportional zu dem erfassten Strom und zu der Leitungsimpedanz 211 (insbesondere zu dem Produkt des erfassten Stroms und der Leitungsimpedanz 211) zuzunehmen. Alternativ oder zusätzlich kann der Widerstandsteiler 104 angepasst werden. Insbesondere kann ein Strom proportional zu dem erfassten Strom und der Leitungsimpedanz 211 (insbesondere zu deren Produkt) von dem Widerstandsteiler 104 gestohlen werden, um den Regler 100 in ein anderes Teilungsverhältnis zu täuschen, wodurch die Ausgangsspannung 204 auf einen höheren Spannungspegel geregelt wird. Alternativ oder zusätzlich kann das Teilungsverhältnis entsprechend angepasst werden. Alternativ oder zusätzlich kann ein interner Knoten des Reglers 100 angepasst werden. Insbesondere kann ein Strom proportional zu dem erfassten Strom und zu der Leitungsimpedanz 211 (insbesondere zu deren Produkt) von einer der Stufen 101, 102, 103 des Reglers 100 gestohlen werden oder in diese geliefert werden, um den Regler 100 in einen anderen Betriebspunkt zu täuschen, wodurch die Ausgangsspannung 204 auf einen erhöhten Spannungspegel geregelt wird.
5 zeigt ein Ablaufdiagramm eines beispielhaften Verfahrens 500 zum Vorsehen eines Laststroms 406 bei einer Ausgangsspannung 204 an einem Ausgangsknoten 203 eines Reglers 100, 200. Der Laststrom 406 kann an eine Last 106 über eine Leiterbahn (zum Beispiel eine Leiterbahn einer PCB 210) vorgesehen werden. Der Regler 100 kann auf einem Regler-Chip 200 implementiert werden.
Der Regler 100, 200 weist einen Durchlasstransistor 201 auf zum Vorsehen des Laststroms 406 an dem Ausgangsknoten 203. Weiter weist der Regler 100, 200 Rückkopplungsmittel 104 auf zum Ableiten einer Rückkopplungsspannung 107 von der Ausgangsspannung 204 an dem Ausgangsknoten 203 (zum Beispiel unter Verwendung eines Spannungsteilers 104). Zusätzlich weist der Regler 100, 200 einen Differentialverstärker 202 auf zum Steuern des Durchlasstransistors 201 in Abhängigkeit von der Rückkopplungsspannung 107 und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung 108 (insbesondere in Abhängigkeit von einer Differenz zwischen der Rückkopplungsspannung 107 und der Referenzspannung 108).
Das Verfahren 500 weist ein Bestimmen 501 eines erfassten Stroms auf, der den Laststrom 406 an dem Ausgangsknoten 203 angibt. Weiter weist das Verfahren 500 auf ein Anpassen 502 eines Betriebspunkts des Reglers 100 in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von einem Wert einer Leitungsimpedanz 211 der Leiterbahn, die den Ausgangsknoten 203 mit der Last 106 verbindet (insbesondere in Abhängigkeit von dem Produkt des erfassten Stroms und des Werts der Leitungsimpedanz 211).
Somit wird ein Regler-Chip 200 (und ein entsprechendes Verfahren 500) beschrieben, das konfiguriert ist zum Durchführen einer Lastpunkt-Regelung ohne die Notwendigkeit eines zusätzlichen Rückkopplungsanschlusses 205. Der Regler-Chip 200 verwendet einen geschätzten Spannungsabfall 214 über die Leitungsimpedanz 211, um die Spannung 224 an dem Punkt der Last zu regeln.
6 zeigt einen Regler 100, der einen Rückkopplungskondensator 605 (auch als Miller-Kondensator bezeichnet) zum Koppeln des Ausgangsknotens 203 mit einem internen Knoten des Reglers 100 aufweist. In dem dargestellten Beispiel koppelt der Rückkopplungskondensator 605 den Ausgangsknoten 203 mit dem Ausgang der Differentialverstärkungsstufe 101, 602. Der Rückkopplungskondensator 605 kann zum Verbessern der Transiente-Antwort des Reglers 100 verwendet werden. Insbesondere kann der Rückkopplungskondensator 605 zum Erhöhen der Reaktionsgeschwindigkeit des Reglers 100 hinsichtlich einer Last-Transiente verwendet werden.
Auf ähnliche Weise zu der „stationärer Zustand/DC”-Regelung leidet die Transiente-Lastregelung typischerweise an der Tatsache, dass die Ausgangsspannung 204 an dem Ausgangsknoten 203 von der Lastspannung 224 über die Last 106 verschieden ist. Der Transiente-Anstieg des Laststroms 410 (siehe 4b) durch die Last 106 führt zu einer wesentlichen Erhöhung der Leitungsspannung 214 über die Leitungsimpedanz 211. Als ein Ergebnis dessen nimmt die Lastspannung 224, 411 erheblich ab, während die Ausgangsspannung 204, 412 an dem Ausgangsknoten 203 im Wesentlichen konstant bleibt. Der Abfall der Lastspannung 224, 411 kann zu Instabilitäten der Last 106 (zum Beispiel ein Prozessor) führen. Weiter kann die reduzierte Wirkung der Transiente des Laststroms 410 auf die Ausgangsspannung 204 an dem Ausgangsknoten 203 zu einer reduzierten Wirkung der Rückkopplungsschleife über den Rückkopplungskondensator 605 führen.
Der Regler 100 von 6 weist Kompensationsmittel 604, 613 auf, die konfiguriert sind zum Erzeugen eines virtuellen Lastknotens 620 von der Ausgangsspannung 204 an dem Ausgangsknoten 203. Insbesondere weisen die Kompensationsmittel 604, 613 eine Kompensationsimpedanz 604 auf (zum Beispiel einen Kompensationswiderstand), die eine skalierte Kopie der Leitungsimpedanz 211 ist (zum Beispiel das N-fache der Leitungsimpedanz). Weiter weisen die Kompensationsmittel 604, 613 eine Kompensationsstromquelle 613 auf, die konfiguriert ist zum Vorsehen einer skalierten Version des erfassten Stroms (zum Beispiel zum Vorsehen des erfassten Stroms, der dem Laststrom entspricht, geteilt durch den Faktor N). Die Kompensationsimpedanz 604 und die Kompensationsstromquelle 613 sind in Serie zwischen dem Ausgangsknoten 203 und Masse angeordnet. Als Folge davon fließt der (skalierte) erfasste Strom durch die Kompensationsimpedanz 604 derart, dass der Spannungsabfall an dem virtuellen Lastknoten 620 der Lastspannung 224 (oder einer skalierten Version davon) entspricht. Der Rückkopplungskondensator 605 ist zwischen dem virtuellen Lastknoten 620 und einem internen Knoten des Reglers 100 angeordnet.
Somit kann eine Replik der Lastspannung 224 unter Verwendung des Rückkopplungskondensators 605 zurückgeführt werden, wodurch das Transiente-Lastverhalten des Reglers 100 erhöht wird. Dies wird in 4b dargestellt. Insbesondere ist zu erkennen, dass durch Zurückführen der Spannung an dem virtuellen Lastknoten 620 unter Verwendung eines Rückkopplungskondensators 605 die Lastspannung 224, 413 im Wesentlichen konstant bleibt hinsichtlich einer Transiente des Laststroms 410. Andererseits wird die Ausgangsspannung 204, 414 erhöht (aufgrund der zusätzlichen Leitungsspannung 214).
6 zeigt beispielhafte Stromerfassungsmittel 305, die einen Repliktransistor 601 aufweisen, der eine skalierte Version des Durchlasstransistors 201 ist (zum Beispiel um einen Faktor N kleiner ist als der Durchlasstransistor 201). Weiter weisen die Stromerfassungsmittel 305 eine Steuerschaltung 608 auf, die konfiguriert ist zum Halten der Drain-Source-Spannung (V_DS) des Repliktransistors 601 gleich zu V_DS des Durchlasstransistors 201. Als Ergebnis dessen kann sichergestellt werden, dass der Strom durch den Repliktransistor 601 eine skalierte Version (zum Beispiel um einen Faktor N) des Stroms durch den Durchlasstransistor 201 ist (zum Beispiel N-mal kleiner als der Strom durch den Durchlasstransistor 201).
Der erfasste Strom (durch die Stromquelle 603) kann an die Kompensationsstromquelle 613 kopiert werden (zum Erstellen des virtuellen Lastknotens 620). Alternativ oder zusätzlich kann der erfasste Strom an die Stromquelle 623 kopiert werden für eine „stationärer Zustand/DC”-Kompensation des Reglers 100 (wie in dem Kontext von 3 dargelegt). In dem dargestellten Beispiel weisen die Kompensationsmittel 623, 606, 302 für die „stationärer Zustand”-Kompensation eine Impedanz 606 auf, die von der Leitungsimpedanz 211 abhängig ist (die zum Beispiel N-mal die Leitungsimpedanz 211 ist). Die in 6 gezeigten Kompensationsmittel 623, 606, 302 können verwendet werden zum Versetzen der Rückkopplungsspannung 108 mit einem Offset (um eine skalierte Version der Leitungsspannung 214) derart, dass die Rückkopplungsspannung einer skalierten Version der Lastspannung 224 entspricht.
Wie in 6 dargestellt, kann die „stationärer Zustand/DC”-Kompensation (wie in dem Kontext von 3 gezeigt) mit der Transiente-Kompensation kombiniert werden (wie in dem Kontext von 6 gezeigt). Als Ergebnis dessen kann die Leistung des Reglers 100 weiter erhöht werden. 4b zeigt die Lastspannung 224, 415, die durch den Regler 100 von 6 vorgesehen wird hinsichtlich einer Transiente des Laststroms 410. Es ist ersichtlich, dass die Lastspannung 224, 415 im Wesentlichen konstant gehalten wird. Andererseits nimmt die Ausgangsspannung 204, 416 zu, um die Leitungsspannung 214 zu kompensieren.
Somit kann das Transiente-Verhalten des Reglers 100 bei Vorhandensein einer Leitungsimpedanz 211 verbessert werden. In dem Fall einer abrupten Laststromanforderung reagiert der Ausgangskondensator 105 als erster, um den erforderlichen Laststrom 410 zu liefern. Nach der Reaktionszeit des Reglers 100 beginnt der Durchlasstransistor 201 mit einem Liefern des Laststroms 410. Der erfasste Strom der Stromerfassungsvorrichtung 305, 601, 608 kann verwendet werden zum Manipulieren oder Anpassen eines oder mehrerer interner Knoten des Reglers 100. Insbesondere kann ein Neigungs-basierter Strom, der unter Verwendung der Information hinsichtlich des erfassten Stroms und der Leitungsimpedanz erzeugt wird, zurück in den Regler 100 durch den Rückkopplungskondensator 605 geführt werden.
Somit können Kompensationsmittel vorgesehen werden, um die DC(stationärer Zustand)- und Transiente-Lastregelung eines Reglers 100 bei relativ hohen Leitungsimpedanzen 211 zu verbessern. Die in dem vorliegenden Dokument gezeigten Figuren zeigen PMOS-Durchlasstransistoren 201. Es sollte angemerkt werden, dass die Aspekte, die in dem vorliegenden Dokument dargestellt werden, ebenso auf NMOS-Regler mit NMOS-Durchlasstransistoren anwendbar sind. Die in diesem Dokument beschriebenen Kompensationsmittel erfordern keinen zusätzlichen Erfassungsanschluss zum Bestimmen der Lastspannung 224. Stattdessen verwenden die Kompensationsmittel interne Stromerfassungsmittel 305 zum Erfassen des Stroms durch den Durchlasstransistor 201 (d. h. zur Erfassung des Laststroms) und Information hinsichtlich der Leitungsimpedanz 211. Als Ergebnis dessen kann ein virtueller Lastknoten 620 erzeugt werden, der die Lastspannung 224 reflektiert. Dadurch kann ein effizienter Regler 100 mit verbesserter DC- und Transiente-Leistung vorgesehen werden.
Es sollte angemerkt werden, dass die Beschreibung und die Zeichnungen lediglich die Prinzipien der vorgeschlagenen Verfahren und System darstellen. Fachleute auf dem Gebiet werden in der Lage sein, verschiedene Anordnungen zu implementieren, die, obwohl hier nicht explizit beschrieben oder dargestellt, die Prinzipien der Erfindung verkörpern und in ihrem Sinn und Umfang enthalten sind. Weiter sollen alle Beispiele und Ausführungsbeispiele, die in dem vorliegenden Dokument dargelegt werden, hauptsächlich ausdrücklich nur zu Erläuterungszwecken vorgesehen sein, um den Leser bei einem Verständnis der Prinzipien der vorgeschlagenen Verfahren und Systeme zu unterstützen. Weiter sollen alle Aussagen hierin, die Prinzipien, Aspekte und Ausführungsbeispiele der Erfindung vorsehen, sowie spezifische Beispiele davon, Äquivalente davon umfassen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Nicht-Patentliteratur

Abraham Mejía-Aguilar und Ramon Pallàs-Areny, ”ELECTRICAL IMPEDANCE MEASUREMENT USING VOLTAGE/CURRENT PULSE EXCITATION”, XIX IMEKO World Congress, 6.–11. September 2009, Lissabon, Portugal [0039]

Claims

Ein Regler (100, 200), der konfiguriert ist zum Vorsehen eines Laststroms (406, 410) bei einer Ausgangsspannung (204) an einem Ausgangsknoten (203), wobei der Regler (100, 200) aufweist – einen Durchlasstransistor (201) zum Vorsehen des Laststroms (406, 410) an dem Ausgangsknoten (203); – Rückkopplungsmittel (104) zum Ableiten einer Rückkopplungsspannung (107) von der Ausgangsspannung (204) an dem Ausgangsknoten (203); – einen Differentialverstärker (202), der konfiguriert ist zum Steuern des Durchlasstransistors (201) in Abhängigkeit von der Rückkopplungsspannung (107) und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung (108); und – Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613), die konfiguriert sind zum – Bestimmen eines erfassten Stroms, der den Laststrom (406, 410) an dem Ausgangsknoten (203) angibt; und – Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers (100, 200) in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von einem Wert einer Leitungsimpedanz (211) einer Leiterbahn, die den Ausgangsknoten (203) mit einer Last (106) verbindet.
Der Regler (100, 200) gemäß Anspruch 1, wobei die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers (100, 200) derart, dass die Ausgangsspannung (204) an dem Ausgangsknoten (203) mit zunehmendem Laststrom (406, 410) erhöht wird, um zumindest teilweise eine Leitungsspannung (214) an der Leitungsimpedanz (211) zu kompensieren.
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers (100, 200) derart, dass eine Lastspannung (224) an der Last (106) für verschiedene Pegel des Laststroms (406, 410) unverändert bleibt.
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anpassen eines Betriebspunkts des Reglers (100, 200) derart, dass die Ausgangsspannung (204) der Summe einer Sollspannung, gegeben durch die Referenzspannung (108), und einer geschätzten Leitungsspannung entspricht, die von einem Pegel des erfassten Stroms und von dem Wert der Leitungsimpedanz (211) abhängig ist.
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anpassen der Rückkopplungsmittel (104) in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz (211).
Der Regler (100, 200) gemäß Anspruch 5, wobei – die Rückkopplungsmittel (104) einen Spannungsteiler mit einem anpassbaren Teilungsverhältnis aufweisen; und – die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anpassen des Teilungsverhältnisses in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz (211).
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei – die Rückkopplungsspannung (108) an einen ersten Eingang des Differentialverstärkers (202) vorgesehen ist; – die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Liefern eines Rückkopplungsstroms an den ersten Eingang oder zum Abziehen eines Rückkopplungsstroms von dem ersten Eingang, um die Rückkopplungsspannung (108) anzupassen; und – der Rückkopplungsstrom von dem erfassten Strom und dem Wert der Leitungsimpedanz (211) abhängig ist.
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anpassen der Referenzspannung (108) in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz (211).
Der Regler (100, 200) gemäß Anspruch 8, wobei – die Referenzspannung (108) an einen zweiten Eingang des Differentialverstärkers (202) angelegt wird; – die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anwenden einer Offset-Spannung an den zweiten Eingang; und – die Offset-Spannung von dem erfassten Strom und dem Wert der Leitungsimpedanz (211) abhängig ist.
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Anpassen eines Betriebspunkts eines internen Knotens des Differentialverstärkers (202) in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von dem Wert der Leitungsimpedanz (211).
Der Regler (100, 200) gemäß Anspruch 9, wobei – der Differentialverstärker (202) eine Vielzahl von Verstärkungsstufen (101, 102, 103) aufweist; – die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Liefern eines Anpassungsstroms an einen Knoten in zumindest einer der Vielzahl von Verstärkungsstufen (101, 102, 103) oder zum Abziehen eines Anpassungsstroms von einem Knoten in zumindest einer der Vielzahl von Verstärkungsstufen (101, 102, 103); und – der Anpassungsstrom von dem erfassten Strom und von dem Wert der Leitungsimpedanz (211) abhängig ist.
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) Stromerfassungsmittel (305) aufweisen, die konfiguriert sind zum Erfassen eines Stroms durch den Durchlasstransistor (201) zum Bestimmen des erfassten Stroms.
Der Regler (100, 200) gemäß Anspruch 12, wobei die Stromerfassungsmittel (305) derart sind, dass der erfasste Strom eine skalierte Version des Stroms durch den Durchlasstransistor (201) ist.
Der Regler (100, 200) gemäß einem vorhergehenden Anspruch, wobei – die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) konfiguriert sind zum Erzeugen eines virtuellen Lastknotens (620) basierend auf der Ausgangsspannung (204), basierend auf dem erfassten Strom und basierend auf dem Wert der Leitungsimpedanz (211); und – der Regler (100 200) einen Rückkopplungskondensator (605) aufweist, der zwischen dem virtuellen Lastknoten (620) und einem internen Knoten des Reglers (100, 200) angeordnet ist.
Der Regler (100, 200) gemäß Anspruch 14, wobei – die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) eine Kompensationsimpedanz (604) aufweisen, die von dem Wert der Leitungsimpedanz (211) abhängig ist; – die Kompensationsmittel (301, 302, 303, 304, 305, 604, 613) eine Kompensationsstromquelle (613) aufweisen, die einen Kompensationsstrom vorsieht, der von dem erfassten Strom abhängig ist; – die Kompensationsimpedanz (604) und die Kompensationsstromquelle (603) in Serie zwischen dem Ausgangsknoten (203) und Masse angeordnet sind; und – der virtuelle Lastknoten (620) einem Mittelpunkt zwischen der Kompensationsimpedanz (604) und der Kompensationsstromquelle (603) entspricht.
Der Regler (100, 200) gemäß einem der Ansprüche 14 bis 15, wobei der Rückkopplungskondensator (605) den virtuellen Lastknoten (620) mit einem Ausgang des Differentialverstärkers (202) koppelt.
Ein Verfahren (500) zum Vorsehen eines Laststroms (406, 410) bei einer Ausgangsspannung (204) an einem Ausgangsknoten (203) eines Reglers (100, 200), wobei der Regler (100, 200) aufweist einen Durchlasstransistor (201) zum Vorsehen des Laststroms (406, 410) an dem Ausgangsknoten (203); Rückkopplungsmittel (104) zum Ableiten einer Rückkopplungsspannung (107) von der Ausgangsspannung (204) an dem Ausgangsknoten (203); und einen Differentialverstärker (202) zum Steuern des Durchlasstransistors (201) in Abhängigkeit von der Rückkopplungsspannung (107) und in Abhängigkeit von einer Referenzspannung (108); wobei das Verfahren (500) aufweist – Bestimmen (501) eines erfassten Stroms, der den Laststrom (406, 410) an dem Ausgangsknoten (203) angibt; und – Anpassen (502) eines Betriebspunkts des Reglers (100, 200) in Abhängigkeit von dem erfassten Strom und in Abhängigkeit von einem Wert einer Leitungsimpedanz (211) einer Leiterbahn, die den Ausgangsknoten (203) mit einer Last (106) verbindet.