DE112019002424T5

DE112019002424T5 - Ladungspumpensystem, das eine Ausgangswirkungsgradsteuerung aufweist

Info

Publication number: DE112019002424T5
Application number: DE112019002424.8T
Authority: DE
Inventors: Marcin Daniel
Original assignee: Intel Corp
Current assignee: Intel Corp
Priority date: 2018-12-12
Filing date: 2019-12-11
Publication date: 2021-02-11
Also published as: WO2020123624A1; CN112385129A; US10541605B2; US20190123639A1

Abstract

Einige Ausführungsformen umfassen Vorrichtungen, die eine Ladungspumpe zum Erzeugen einer Ausgangsspannung basierend auf einer ersten Versorgungsspannung, einer zweiten Vesrsorgungsspannung und einer Taktung eines Taktsignals; einen Ausgangsregler zum Erzeugen einer geregelten Spannung an einem Knoten basierend auf der Ausgangsspannung; und eine Überwachungsschaltung zum Überwachen eines Ausgangsstroms an dem Knoten und Bereitstellen von Rückkopplungsinformationen basierend auf dem Ausgangsstrom zum Anpassen eines Werts der zweiten Versorgungsspannung aufweisen.

Description

PRIORITÄTSANSPRUCH
Die vorliegende Patentanmeldung beansprucht die Priorität der US-Patentanmeldung mit der Seriennr. 16/217,878 , eingereicht am 12. Dezember 2018, die durch Bezugnahme in die vorliegende Anmeldung aufgenommen wird.
TECHNISCHES GEBIET
Die hierin beschriebenen Ausführungsformen gehören zu der Versorgung von Leistung in integrierten Schaltungen. Einige Ausführungsformen beziehen sich auf eine Ladungspumpenschaltungsanordnung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Ladungspumpen sind für gewöhnlich verwendete elektronische Vorrichtungen zum Erzeugen einer höheren Versorgungsspannung aus einer geringeren Versorgungsspannung. Viele herkömmliche Ladungspumpen weisen Techniken zum Verbessern des Ladungspumpenwirkungsgrads in Bezug auf den Ausgangsstrom durch Verringern der Betriebsfrequenz der Ladungspumpe (die sogenannte Clock-Skipping-Technik) auf. Solche herkömmlichen Techniken können die Qualität der Ausgangsspannung der Ladungspumpe hinsichtlich der Leistungsfähigkeit von Rauschen und Spannungswelligkeit verschlechtern. Daher sind solche herkömmlichen Ladungspumpen nicht für die Verwendung in Systemen, die rauschempfindlich sind, vorteilhaft.
Figurenliste

1 zeigt eine Vorrichtung, die einen Spannungsgenerator und eine Last aufweist, gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen.
2 zeigt eine äquivalente Schaltung einer Ladungspumpe des Spannungsgenerators von 1 gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen.
3 zeigt einen Spannungsgenerator gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen.
4 zeigt eine Vorrichtung in Form eines elektronischen Systems gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG
Die hierin beschriebenen Techniken beinhalten einen Rückkopplungsmechanismus, der in ein Ladungspumpensystem eingebaut ist. Das Ladungspumpensystem weist eine Ladungspumpe auf, die Teil eines Spannungsgenerators sein kann. Der Rückkopplungsmechanismus kann den Ausgangsstrom des Ladungspumpensystems überwachen und Rückkopplungsinformationen erzeugen, welche eine Referenzspannung umfassen können. Die beschriebenen Techniken verwenden die Referenzspannung zum Anpassen einer der Versorgungsspannungen, die von der Ladungspumpe verwendet werden. Die Anpassung kann die Leistungsverluste in Verbindung mit dem Schalten der Ladungspumpe verringern, ohne die Qualität der Ausgangsspannung hinsichtlich Rauschen und Welligkeit einzubüßen. Die Anpassung verbessert den Wirkungsgrad der Ladungspumpe unter einigen Betriebsbedingungen einer Last, die Leistung von der Ladungspumpe verwendet. Sonstige Verbesserungen und Vorteile der beschriebenen Techniken werden nachstehend erläutert. Die beschriebenen Techniken können bei vielen Systemen verwendet werden, wo die Rauschempfindlichkeit ein Faktor ist.
1 zeigt eine Vorrichtung 100, die einen Spannungsgenerator 101 und eine Last 102 aufweist, gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen. Die Vorrichtung 100 kann eine elektronische Vorrichtung oder elektronische Systeme aufweisen oder in diesen aufgenommen sein. Beispiele solcher Vorrichtungen oder Systeme umfassen Computer (z. B. Server, Desktops, Laptops und Notebooks), Tablets, Mobiltelefone, tragbare elektronische Dinge, Internet der Dinge (IoT, Internet of Things), einen integrierten Schaltungschip (z. B. einen Prozessor) und sonstige elektronische Vorrichtungen oder Systeme.
Wie in 1 gezeigt ist, kann die Vorrichtung 100 einen Knoten (z. B. Stromversorgungsknoten) 103 zum Erhalten einer Spannung (z. B. Eingangsversorgungsspannung) V_IN und einen Knoten (z. B. Reglerausgangsknoten) 104 zum Bereitstellen einer Spannung (z. B. einer geregelten Ausgangsspannung) V_{REG_OUT} aufweisen. Der Versorgungsstromknoten 103 kann Teil einer Versorgungsstromschiene (z. B. der V_DD-Stromschiene) der Vorrichtung 100 sein, die eine Stromversorgung von einer Batterie (nicht gezeigt) durch einen Strompfad, der mit der Batterie gekoppelt ist, erhalten kann. Solch ein Strompfad kann eine Schaltungsanordnung (z. B. Versorgungsspannungsregelschaltungsanordnung, nicht in 1 gezeigt) zum Erhalten einer Stromversorgung von der Batterie und Erzeugen einer Spannung, welche die Spannung V_IN umfassen kann, aufweisen.
Wie in 1 gezeigt ist, kann der Spannungsgenerator 101 eine Ladungspumpe 110 aufweisen, die jeweils Spannungen (z. B. Versorgungsspannungen) V_IN und V_PH und ein Taktsignal CLK an den Knoten 103, 105 und 106 erhalten kann. Die Ladungspumpe 110 kann Stufen aufweisen, die basierend auf der Taktung (z. B. Phasen) des Taktsignals CLK zum Erzeugen einer Spannung (z. B. Ausgangsspannung) V_OUT an dem Knoten 107 basierend auf den Spannungen V_IN und V_PH betrieben werden können.
Die Ladungspumpe 110 kann die Spannung V_IN für einige ihrer Komponenten zum Erzeugen der Spannung V_OUT verwenden. Die Ladungspumpe 110 kann auch die Spannung V_PH als Versorgungsspannung (z. B. die Phasenspannungsversorgung) für einige andere Schaltungskomponenten (z. B. Ladekreis, nicht gezeigt) der Ladungspumpe 110 verwenden. Solche anderen Komponenten können Transistoren umfassen, die mit einer Betriebsspannung (z. B. eine Höchsttoleranzspannung) betrieben werden können, die einen Wert aufweist, der geringer als der Wert der Spannung V_IN ist. Somit kann zusätzlich zu der Spannung V_IN die Ladungspumpe 110 die Spannung V_PH (z. B. V_PH < V_IN) als eine zweite Versorgung für Komponenten der Ladungspumpe 110 verwenden, die eine Versorgungsspannung verwenden, die einen Wert aufweist, oder geringer als der Wert der Spannung V_IN ist.
Wie in 1 gezeigt ist, kann der Spannungsgenerator 101 einen Ausgangsregler 120 zum Regeln der Spannung V_OUT aufweisen und eine Spannung ohne Welligkeit und Rauschen (z. B. eine durch die Ladungspumpe geregelte Ausgangsspannung) V_{REG_OUT} basierend auf der Spannung V_OUT erzeugen. Die Last 102 kann die Spannung V_{REG_OUT} als ihre Versorgungsspannung oder als eine Spannung zum Steuern von Komponenten (z. B. Steuern der Gates der Schalttransistoren bei der Last 102) verwenden.
Die Last 102 kann eine elektronische Einheit, welche eine Versorgung mit geringem Rauschen und geringer Welligkeit (z. B. eine Antennensignalstrecke in dem Transceiverteil eines Modems) erfordern kann, einen Sender, einen Empfänger oder einen Teil von anderen Arten von elektronischen Einheiten aufweisen oder Teil von diesen sein. Die Last 102 kann verschiedene Betriebszustände aufweisen, die einen Zustand mit höherem Stromverbrauch (z. B. aktiven Zustand) und einen Zustand mit geringerem Stromverbrauch (z. B. einen inaktiven Zustand, wie etwa einen Schlafzustand) aufweisen können. Die Last 102 kann einen relativ stärkeren Strom in dem Zustand mit höherem Stromverbrauch und einen relativ schwächeren Strom in dem Zustand mit geringerem Stromverbrauch verbrauchen. Der Strom I_OUT an dem Knoten 104 kann Strom darstellen, der der Last 102 bereitgestellt wird. Somit kann der Wert des Stroms I_OUT relativ hoch sein, wenn sich die Last 102 in dem Zustand mit höherem Stromverbrauch befindet, und relativ gering sein, wenn sich die Last 102 in dem Zustand mit geringerem Stromverbrauch befindet.
Der Spannungsgenerator 101 kann eine Phasenversorgungsspannungssteuerung 130 aufweisen, die betrieben werden kann, um eine Spannung (z. B. eine Referenzspannung) V_REF zu erhalten. Die Phasenversorgungsspannungssteuerung 130 kann den Wert der Spannung V_PH basierend auf dem Wert der Spannung V_REF steuern (z. B. anpassen).
Der Spannungsgenerator 101 kann eine Überwachungsschaltung 140 aufweisen, welche betrieben werden kann, um den Strom I_OUT zu überwachen und die Spannung V_REF zu erzeugen. Der Wert der Spannung V_REF basiert auf dem Wert des Stroms I_OUT. Zum Beispiel kann der Wert der Spannung V_REF derart proportional zu dem Wert des Stroms I_OUT sein, dass der Wert der Spannung V_REF umso höher ist, je höher der Wert des Stroms I_OUT ist, und der Wert der Spannung V_REF umso geringer ist, je geringer der Wert des Stroms I_OUT ist.
Die Überwachungsschaltung 140 kann den Strom I_OUT überwachen und Rückkopplungsinformationen erzeugen, welche die Spannung V_REF umfassen können. Wie zuvor beschrieben wurde, kann die Phasenversorgungsspannungssteuerung 130 die Spannung V_REF zum Anpassen des Werts der Spannung V_PH verwenden.
Wie zuvor erwähnt wurde und nachstehend ausführlicher beschrieben wird, beinhalten die hierin beschriebenen Techniken Mechanismen zum Verbessern des Wirkungsgrads einer Ladungspumpe (z. B. der Ladungspumpe 110) basierend auf Betriebsbedingungen der Last 102. Wie zuvor erwähnt wurde, kann der Wert des Stroms I_OUT die Betriebsbedingungen der Last 102 angeben. Um den Wirkungsgrad einer Ladungspumpe 110 basierend auf dem Strom I_OUT zu optimieren, beschreibt die folgende Beschreibung den Wirkungsgrad einer Ladungspumpe (welcher ein Modell für die Ladungspumpe 110 sein kann) basierend auf dem Strom I_OUT, der einer Last bereitgestellt wird, und basierend auf anderen Parametern (z. B. Schaltungselementen), die mit der Ladungspumpe verknüpft sind.
2 zeigt eine äquivalente Schaltung der Ladungspumpe 110 des Spannungsgenerators von 1 gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen. Wie in 2 gezeigt ist, kann die äquivalente Schaltung der Ladungspumpe 110 durch eine Spannungsquelle VCP_OUT dargestellt werden, die in Reihe mit einem Ausgangswiderstand Rs geschaltet ist. Der Kondensator C_LOAD und der Widerstand R_LOAD stellen eine Last (z. B. die Last 102 von 1) dar, die mit der Ladungspumpe 110 gekoppelt ist. Der Strom I_OUT und die Spannung V_OUT stellen jeweils Strom und Spannung dar, die der Last 102 von der Ladungspumpe 110 bereitgestellt werden.
In 2 stellt die Spannung VCP_OUT die Ausgangsspannung der Ladungspumpe 110 dar. Der Einfachheit wegen wird bei der folgenden Erläuterung angenommen, dass die Spannung VCP_OUT eine Ausgangsspannung einer grundlegenden N-Stufen-Dickson-Ladungspumpenarchitektur ist, wobei N = 2. Die folgende Erläuterung kann jedoch bei einer Dickson-Ladungspumpenarchitektur angewendet werden, die mehr als zwei Stufen (z. B. N > 2) aufweist. Für eine 2-Stufen-Dickson-Ladungspumpenarchitektur (N = 2) kann die Spannung VCP_OUT folgendermaßen ausgedrückt werden. ${VCP}_{OUT} = V_{IN} + 2 * [(C / (C + Cs)) * V_{PH} - V_{D}] - V_{D}$
Bei Gleichung (1) stellt das Symbol „*“ eine Multiplikation dar und stellt das Symbol „/“ eine Division dar, stellt „C“ die Ladungspumpstufenkapazität dar, stellt „Cs“ eine Streukapazität in Verbindung mit einer einzelnen Ladungspumpstufe dar und stellt „V_D“ eine Schwellspannung einer Diode dar. Die Spannungen V_IN und V_PH stellen jeweils die Eingangsspannung (z. B. die Versorgungsspannung (z. B. VDD)) und die Phasenversorgungsspannung der Ladungspumpe 110 dar, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 beschrieben ist.
Der Ausgangswiderstand Rs von 2 kann gemäß der Dickson-Ladungspumpenarchitektur folgendermaßen ausgedrückt werden. $Rs = 2 / [(C + Cs) * fs]$
Bei Gleichung (2) ist „fs“ die Frequenz des Taktsignals CLK, das die Ladungspumpphasen versorgt.
In 2 kann eine Welligkeitsspannung V_RIPPLE bei der Spannung V_OUT auftreten und vereinfacht folgendermaßen beschrieben werden. $V_{RIPPLE} = V_{OUT} / (fs * R_{LOAD} * C_{LOAD})$
Die effektive Ausgangsspannung (z. B. V_OUT) der Ladungspumpe 110 kann folgendermaßen ausgedrückt werden. $V_{OUT} = {VCP}_{OUT} - (Rs * I_{OUT})$
Basierend auf Gleichung (3) hängt die Welligkeitsspannung V_RIPPLE umgekehrt proportional von der Frequenz fs des Taktsignals CLK ab, das von der Ladungspumpe 110 verwendet wird, und proportional zu der Spannung V_OUT der Ladungspumpe 110.
Der Wirkungsgrad (η) der Ladungspumpe 110 kann folgendermaßen definiert werden. $η= (V_{OUT} * I_{OUT}) / (V_{OUT} * I_{OUT}) + P_res + P_dyn$
Bei Gleichung (5) stellt V_OUT * I_OUT die Ausgangsleistung der Ladungspumpe 110 dar und stellen „P_res“ und „P_dyn“ jeweils den resistiven Verlust und den dynamischen Verlust (z. B. den Schaltverlust) dar und können wie folgt ausgedrückt werden. $P_res = Rs * I_{OUT}^{2}$
$P_dyn = k * N * fs * Cs * V_{PH}^{2}$
Bei Gleichung (7) ist „k“ ein Proportionalitätskoeffizient.
Das Kombinieren der Gleichungen (6) und (7) mit der Gleichung (5) ergibt die generische Darstellung des Ladungspumpenwirkungsgrads wie folgt. $\begin{array}{l} η= (V_{OUT} * I_{OUT}) / (V_{OUT} * I_{OUT}) + (Rs * I_{OUT}^{2}) + (k * N * fs * Cs \\ * V_{PH}^{2}) \end{array}$
Bei einigen Betriebsbedingungen kann die Last (z. B. die Last 102) eine relativ geringe Leistung (z. B. einen schwachen oder mittleren Strom) verbrauchen. Ohne die hierin beschriebenen Techniken kann der Wirkungsgrad der Ladungspumpe 110 bei solchen Betriebsbedingungen aufgrund der geringen Leistung, die an die Last geleifert wird, geringen resistiven Leistungsverlusten und dominanten Schaltleistungsverlusten relativ gering sein. Die hierin beschriebenen Techniken helfen dabei, den Wirkungsgrad der Ladungspumpe 110 bei solchen Betriebsbedingungen zu verbessern. Wie nachstehend ausführlicher beschrieben wird, umfassen die beschriebenen Techniken einen Mechanismus, der eine Versorgungsspannung (z. B. die Spannung V_PH), die der Ladungspumpe 110 bereitgestellt wird, basierend auf einem Ausgangsstrom (z. B. I_OUT) anpassen und optimieren kann. Ferner kann das Optimieren der Versorgungsspannung (z. B. der Spannung V_PH), die der Ladungspumpe 110 bereitgestellt wird, auch zum Optimieren der Leistung, die an die Last geliefert wird, führen.
Die hierin beschriebenen Techniken umfassen das Überwachen eines Laststroms (z. B. I_OUT) und Erzeugen von Rückkopplungsinformationen zum Anpassen der Ausgangsspannung (z. B. V_OUT) der Ladungspumpe zum Verbessern des Ladungspumpenwirkungsgrads. Folglich kann die Ausgangsspannung unabhängig von Ladungspumpenladebedingungen (siehe z. B. Gleichung (4)) relativ stabil und konstant sein (z. B. ist die Welligkeit an der Ausgangsspannung minimiert). Dis kann den Ladungspumpenwirkungsgrad verbessern, wie etwa durch Verringern der dynamischen Verluste (z. B. Schaltverluste), wenn die Ladungspumpe mit einem relativ schwachen Laststrom betrieben wird.
Unter Bezugnahme auf 1 kann die Ladungspumpe 110 die Spannung V_OUT basierend auf den Gleichungen 1 und 4 erzeugen. Der Ausgangsregler 120 kann betrieben werden, um die Spannung V_OUT zu regeln, um eine präzise Spannung ohne Welligkeit (oder mit verringerter Welligkeit) (z. B. V_{REG_OUT}) bereitzustellen. Der Betrieb des Ausgangsreglers 120 ist vom Gesichtspunkt der Leistungsfähigkeit der Welligkeit und des Rauschens vorteilhaft, wie zuvor erwähnt wurde. Der Strom I_OUT wird durch die Überwachungsschaltung 140 überwacht (z. B. erfasst) und es werden Rückkopplungsüberwachungsinformationen (z. B. überwachte Informationen) erzeugt, die die Spannung V_REF umfassen können. Die Phasenversorgungsspannungssteuerung 130 verwendet die Spannung VREF zum Anpassen des Werts der Spannung V_PH. Basierend auf Gleichung (4) V_OUT = VCP_OUT - (Rs * I_OUT) ist zu sehen, dass der Wert der Spannung V_OUT umso höher ist, je geringer der Wert des Stroms I_OUT ist. Somit kann der Wert der Spannung V_OUT den Wert der Spannung VCP_OUT erreichen, wenn der Wert des Stroms I_OUT Null ist (z. B. bei keinem Laststrom oder bei einer vernachlässigbaren Menge an Laststrom). Der Überschuss der Spannung V_OUT, der sich aus einem geringen Wert von Rs*I_OUT ergibt, kann durch Verringern des Werts der Spannung VCP_OUT durch Verringern des Werts der Spannung V_PH ausgeglichen werden. Mit dieser Verringerungstechnik kann die Leistungsfähigkeit des Spannungsgenerators 101 unverändert bleiben. Allerdings werden die dynamischen Verluste (z. B. Schaltverluste), wie durch Gleichung (7) beschrieben, verringert und erhöht sich der Gesamtladungspumpenwirkungsgrad. Wenn der Wert des Stroms I_OUT zunimmt, nimmt der Wert der Spannung V_REF zu. Dies wiederum erhöht den Wert der Spannung V_PH, um den Spannungsabfall an dem Widerstand Rs auszugleichen, wie in Gleichung (4) beschrieben ist. Somit kann, wenngleich der Wirkungsgrad der Ladungspumpe 110 bei einigen Betriebsbedingungen verbessert ist (z. B. mit einem relativ geringeren Wert des Stroms I_OUT), die Wirkungsgradverbesserung der Ladungspumpe 110 bei einigen anderen Betriebsbedingungen relativ gering sein (z. B. mit einem relativ höheren Wert des Stroms I_OUT).
3 zeigt eine Vorrichtung 300, die einen Spannungsgenerator 301 und eine Last 302 aufweist, gemäß einigen hierin beschriebenen Ausführungsformen. Die Last 302 kann die Last 102 von 2 umfassen und kann durch den Kondensator C_LOAD und den Widerstand R_LOAD dargestellt werden, wie in 3 gezeigt ist.
Wie in 3 gezeigt ist, kann der Spannungsgenerator 301 eine Ladungspumpe 310, einen Ausgangsregler 320, eine Phasenversorgungsspannungssteuerung 330 und eine Überwachungsschaltung, die eine Kombination eines Stromsensors 341 und eines Strom-Spannungs-Wandlers 342 aufweist, aufweisen.
Die Ladungspumpe 310 kann Dioden D1, D2 und D3, die in Reihe zwischen den Knoten 303 und 307 gekoppelt sind, Kondensatoren C1 und C2, einen Schaltkreis (z. B. eine Phasentreiberschaltung) 311, der die Transistoren P1, P2, N1 und N2 aufweist, und einen Wechselrichter INV aufweisen. Die Knoten 303 und 307 können jeweils ein Eingangs- und ein Ausgangsknoten der Ladungspumpe 310 sein. Der Knoten 303 kann die Spannung V_IN erhalten. Der Knoten 307 kann die Spannung V_OUT bereitstellen. Der Schaltkreis 311 kann basierend auf der Taktung (z. B. den Phasen) des Taktsignals CLK betrieben werden (z. B. die Transistoren P1, P2, N1 und N2 ein- und ausschalten). Die Ladungspumpe 310 kann einen Knoten 305 zum Erhalten der Spannung V_PH aufweisen, welche als Versorgungsspannung für den Schaltkreis 311 verwendet werden kann. Der Wert der Spannung V_PH kann geringer als der Wert der Spannung V_IN sein (z. B. V_PH < V_IN).
Der Ausgangsregler 320 kann einen Betriebsverstärker 321, einen Transistor N und Widerstände R1 und R2 aufweisen. Der Ausgangsregler 320 kann die Spannung V_{REG_OUT} an einem Knoten (z. B. dem Reglerausgangsknoten) 304 basierend auf der Spannung V_OUT und einer Spannung V_BG (z. B. einer Bandlückenspannung) erzeugen. Der Ausgangsregler 320 kann auch den Strom I_OUT an dem Knoten 304 bereitstellen.
Die Phasenversorgungsspannungssteuerung 330 kann einen Transistor P5 und einen Betriebsverstärker 331, der eine Spannungsfolgerausgangsschaltung zum Erzeugen der Spannung V_PH basierend auf der Spannung V_REF (z. B. Spannung V_PH = V_REF) bildet.
Der Stromsensor 341 kann die Transistoren P3 und P4 aufweisen. Der Spannungswandler 342 kann einen Transistor P4, eine Stromquelle 343, einen Widerstand R_REF und eine Diode D aufweisen.
Im Betrieb kann der Schaltkreis 311 Teil von zwei Ladungspumpstufen der Ladungspumpe 310 sein. Eine Stufe der Ladungspumpe 310 kann die Transistoren P1 und N1 aufweisen. Eine andere Stufe der Ladungspumpe 310 kann die Transistoren P2 und N2 aufweisen.
Wie in 3 gezeigt ist, weisen die Transistoren P1 und N1 Gates zum Empfangen des Taktsignals CLK auf. Die Transistoren P1 und N1 können einen Treiber (z. B. Phasentreiber) bilden, der betrieben werden kann (z. B. abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden kann), um eine Platte (z. B. Bodenplatte) des Kondensators C1 entweder mit Masse oder mit dem Knoten 305 basierend auf den Phasen (z. B. Signalpegeln) des Taktsignals CLK zu koppeln.
Die Transistoren P2 und N2 weisen Gates zum Empfangen des Taktsignals (durch den Wechselrichter INV) auf. Die Transistoren P2 und N2 können einen Treiber (z. B. Phasentreiber) bilden, der betrieben werden kann (z. B. abwechselnd ein- und ausgeschaltet werden kann), um eine Platte (z. B. Bodenplatte) des Kondensators C2 entweder mit Masse oder mit dem Knoten 305 basierend auf den Phasen (z. B. Signalpegeln) des Taktsignals CLK zu koppeln.
Wie in 3 gezeigt ist, kann der Kondensator C1 eine Bodenplatte aufweisen, die direkt mit einem Ausgangsknoten (Knoten zwischen den Transistoren P1 und N1) eines Treibers gekoppelt ist, der die Transistoren P1 und N1 aufweist. Der Kondensator C2 kann eine Bodenplatte aufweisen, die direkt mit einem Ausgangsknoten (Knoten zwischen den Transistoren P2 und N2) eines Treibers gekoppelt ist, der die Transistoren P2 und N2 aufweist. Als Reaktion auf eine Phase (ein „geringer“ Pegel) des Taktsignals CLK während dem Betrieb der Ladungspumpe 310 kann die Bodenplatte des Kondensators C1 mit dem Knoten 305 (mit der Spannung V_PH) gekoppelt sein und kann die Bodenplatte des Kondensators C2 mit Masse gekoppelt sein. Als Reaktion auf eine andere Phase (ein „hoher“ Pegel) des Taktsignals CLK während dem Betrieb der Ladungspumpe 310 kann die Bodenplatte des Kondensators C1 mit Masse gekoppelt sein und kann die Bodenplatte des Kondensators C2 mit dem Knoten 305 (mit der Spannung V_PH) gekoppelt sein. Der Betrieb des Schaltkreises 311, der Kondensatoren C1 und C2 und der Dioden D1, D2 und D3 erlaubt der Ladungspumpe 310, die Spannung V_OUT zu erzeugen, die einen Wert aufweisen kann, der größer als der Wert der Spannung V_IN ist (z. B. V_OUT > V_IN). 3 zeigt ein Beispiel einer positiven Ladungspumpe 310. Die hierin beschriebenen Techniken können jedoch auch bei einer negativen Ladungspumpe angewendet werden (z. B. V_OUT < V_IN).
Der Ausgangsregler 320 kann eine Quellenfolgerausgangsstufe (die z. B. in dem Betriebsverstärker 321 aufgenommen ist) zum Erzeugen der Spannung V_{REG_OUT} basierend auf den Spannungen V_OUT und V_BG aufweisen. Die Spannung V_{REG_OUT} ist die geregelte Spannung von V_OUT.
Der Stromsensor 341 kann betrieben werden, um einen Strom I_SENSE basierend auf dem Strom I_OUT zu erzeugen. Der Strom I_SENSE kann eine herunterskalierte Nachbildung des Stroms I_OUT sein. Zum Beispiel kann der Wert von I_SENSE um einen Faktor X geringer als der Wert des Stroms I_OUT sein (z. B. I_SENSE = I_OUT / X, wobei X eine positive reelle Zahl ist).
Der Strom-Spannungs-Wandler 342 kann betrieben werden, um einen Strom I_REF in eine Spannung V_REF zu wandeln. Der Strom I_REF kann eine herunterskalierte Nachbildung des Stroms I_SENSE sein. Zum Beispiel kann der Wert von I_REF um einen Faktor M geringer als der Wert des Stroms I_SENSE sein (z. B. I_REF = I_SENSE / M, wobei M eine positive reelle Zahl ist). In 3 können die Transistoren P3 und P4 angeordnet sein, um eine Stromspiegelschaltung zu bilden, so dass I_REF = I_SENSE / M, wobei M das Größenverhältnis der Transistoren P3 und P4 sein kann. Das Verwenden eines herunterskalierten Werts des Stroms I_OUT kann den Stromverbrauch des Stromsensors 341 und des Strom-Spannungs-Wandlers 342 verringern.
Der Wert der Spannung V_REF, die von dem Strom-Spannungs-Wandler 342 erzeugt wird, ist eine Funktion des Werts des Stroms I_REF und des Widerstands R_REF und des Werts einer Spannung (z. B. V_D) über der Diode D. Der Wert der Spannung V_REF kann geringer als der Wert der Spannung V_IN sein (z. B. V_REF < V_IN). Die Diode D kann dieselbe Struktur wie die Diode D1, D2 und D3 aufweisen (z. B. dieselbe wie der Ladungsübertragungsschalter der Ladungspumpe 310). Dies hilft dabei, den Einfluss der Prozesstechnologie und der Temperatur auf den Rückkopplungsmechanismus zu verringern (z. B. die Überwachungsschaltung, die den Spannungswandler 342 aufweist). Die Stromquelle 343 ist in dem Spannungsgenerator 301 aufgenommen, um einen Strom durch den Widerstand R_REF und die Diode D bereitzustellen. Die Aufnahme der Stromquelle 343 stellt sicher, dass die Gleichung (1) die folgende Bedingung erfüllt.
$[C / (C + Cs)] * V_{PH} - V_{D} > 0$
Das Erfüllen der Bedingung, wie in Gleichung (9) gezeigt, erlaubt, dass sich die Spannung V_REF auf einem sicheren Pegel befindet, um eine ordnungsgemäße Funktionalität der Ladungspumpe 310 beizubehalten.
Die Phasenversorgungsspannungssteuerung 330 kann eine Spannungsfolgerausgangsschaltung (die z. B. in dem Betriebsverstärker 331 aufgenommen ist) zum Erzeugen der Spannung V_PH basierend auf der Spannung V_REF (z. B. V_PH = V_REF) aufweisen. Wie in 3 gezeigt ist, kann die Spannung V_PH dem Schaltkreis 311 der Ladungspumpe 310 bereitgestellt werden (z. B. den Quellen der Transistoren P1 und P2 bereitgestellt werden) und als Versorgungsspannung für den Schaltkreis 311 verwendet werden. Wie zuvor beschrieben wurde, kann der Wert der Spannung V_PH basierend auf dem Wert des Stroms I_OUT angepasst werden (z. B. wird der Wert der Spannung V_PH verringert, wenn sich der Wert des Stroms I_OUT verringert), um den Wirkungsgrad und die Qualität der Spannung V_OUT der Ladungspumpe 310 zu verbessern. Der Spannungsgenerator 301 von 3 kann Verbesserungen und Vorteile aufweisen, die ähnlich wie jene des Spannungsgenerators 101 sind, der zuvor unter Bezugnahme auf 1 und 2 beschrieben wurde.
4 zeigt eine Vorrichtung in Form eines Systems (z. B. eines elektronischen Systems) 400 gemäß einigen Ausführungsformen, die hierin beschrieben sind. Das System 400 kann einen Computer, ein Tablet oder sonstige elektronische Systeme aufweisen oder in diesen aufgenommen sein. Wie in 4 gezeigt ist, kann das System 400 Komponenten, wie etwa eine Batterie 405, einen Prozessor 415, eine Speichervorrichtung 420, eine Speichersteuerung 430, eine Grafiksteuerung 440, eine Eingangs- und Ausgangssteuerung (E/A-Steuerung) 450, eine Anzeige 452, eine Tastatur 454, eine Zeigervorrichtung 456, mindestens eine Antenne 458 und eine Antennenleiterbahn (z. B. die Antennensignalstrecke) 402, einen Stecker 459 und einen Bus 460 aufweisen. Der Bus 460 kann leitfähige Leitungen (z. B. metallbasierte Leiterbahnen auf einer Leiterplatte, wo sich die Komponenten des Systems 400 befinden) aufweisen.
Bei einigen Anordnungen muss das System 400 keinerlei Anzeige aufweisen. Somit kann die Anzeige 452 bei dem System 400 weggelassen werden. Bei einigen Anordnungen muss das System 400 keinerlei Antenne aufweisen. Somit kann die Antenne 458 bei dem System 400 weggelassen werden.
Die Batterie 405 kann den Komponenten des Systems 400, wie etwa dem Prozessor 415, der Speichervorrichtung 420, der Speichersteuerung 430, der Grafiksteuerung 440 und der E/A-Steuerung 450, Leistung (z. B. durch eine Leistungsabgabestrecke 416) bereitstellen.
Der Prozessor 415 kann einen Universalprozessor oder eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC, Application Specific Integrated Circuit) aufweisen. Der Prozessor 415 kann eine CPU aufweisen.
Die Speichervorrichtung 420 kann eine dynamische Direktzugriffsspeichervorrichtung (DRAM-Vorrichtung), eine statische Direktzugriffsspeichervorrichtung (SRAM-Vorrichtung), eine Flash-Speichervorrichtung, eine Phasenwechselspeichervorrichtung, eine Kombination dieser Speichervorrichtungen oder sonstige Arten von Speicher umfassen. 4 zeigt ein Beispiel, wo die Speichervorrichtung 420 eine alleinstehende Speichervorrichtung ist, die von dem Prozessor 415 getrennt ist. Bei einer alternativen Anordnung können sich die Speichervorrichtung 420 und der Prozessor 415 auf demselben Die befinden. Bei solch einer alternativen Anordnung ist die Speichervorrichtung 420 ein eingebetteter Speicher in dem Prozessor 415, wie etwa ein eingebetteter DRAM (eDRAM, embedded DRAM), ein eingebetteter SRAM (eSRAM, embedded SRAM), ein eingebetteter Flash-Speicher oder eine andere Art von eingebettetem Speicher.
Die Anzeige 452 kann eine Flüssigkristallanzeige (LCD, Liquid Crystal Display), ein Touchscreen (z. B. kapazitives oder resistives Touchscreen) oder eine sonstige Art von Anzeige umfassen. Die Zeigervorrichtung 456 kann eine Maus, einen Stylus oder eine andere Art von Zeigervorrichtung umfassen.
Die E/A-Steuerung 450 kann ein Kommunikationsmodul für eine drahtgebundene oder drahtlose Kommunikation (z. B. eine Kommunikation durch eine oder mehrere Antennen 458) aufweisen. Solch eine drahtlose Kommunikation kann eine Kommunikation gemäß der WiFi-Kommunikationstechnik, der LTE-A-Kommunikationstechnik (Long Term Evolution Advanced communication technique) oder sonstiger Kommunikationstechniken umfassen.
Die E/A-Steuerung 450 kann auch ein Modul aufweisen, um dem System 400 zu erlauben, mit anderen Vorrichtungen oder Systemen gemäß einem oder mehreren Standards oder Spezifikationen (z. B. E/A-Standards oder - Spezifikationen) einschließlich Universal Serial Bus (USB), DisplayPort (DP), High-Definition Multimedia Interface (HDMI), Thunderbolt, Peripheral Component Interconnect Express (PCIe), Ethernet und sonstigen Spezifikationen zu kommunizieren.
Der Stecker 459 kann eingerichtet sein (z. B. Anschlüsse, wie etwa Stifte, aufweisen), um dem System 400 zu erlauben, mit einer externen Vorrichtung (oder einem externen System) gekoppelt zu werden. Dies kann dem System 400 erlauben, mit solch einer Vorrichtung (oder solch einem System) durch den Stecker 459 zu kommunizieren (z. B. Informationen auszutauschen).
Der Stecker 459 und mindestens ein Teil des Busses 460 können leitfähige Leitungen aufweisen, die mindestens einer von USB, DP, HDMI, Thunderbolt, PCIe, Ethernet und sonstigen Spezifikationen entsprechen.
Wie in 4 gezeigt ist, kann jede(r) des Prozessors 415, der Speichervorrichtung 420, der Speichersteuerung 430, der Grafiksteuerung 440 und der E/A-Steuerung 450 einen Spannungsgenerator 401 aufweisen. Der Spannungsgenerator 401 kann den Spannungsgenerator 101 und den Spannungsgenerator 301 aufweisen, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben ist. Somit kann der Spannungsgenerator 401 eine Ladungspumpe, einen Ausgangsregler, eine Phasenversorgungsspannungssteuerung und eine Überwachungsschaltung, die einen Stromsensor und einen Strom-Spannungs-Wandler aufweist, aufweisen, wie zuvor unter Bezugnahme auf 1 bis 3 beschrieben wurde.
Wie in 4 gezeigt ist, kann das System 400 auch den Spannungsgenerator 401 zum Bereitstellen einer Spannung V_{REG_OUT} gegenüber der Antennenleiterbahn 402 aufweisen. Die Antennenleiterbahn 402 kann Transistoren (nicht gezeigt) aufweisen, die als Schalter betrieben werden können, um Signale (z. B. Signale, die von der Antenne 458 empfangen werden) auf der Antennenleiterbahn 402 zu steuern. Die Spannung V_{REG_OUT}, die von der Antennenleiterbahn 402 bereitgestellt wird, kann verwendet werden, um die Gates der Transistoren der Antennenleiterbahn 402 zu steuern, um den Hauptteilen der Transistoren der Antennenleiterbahn 402 Spannung bereitzustellen, oder beides. Das Verwenden der Spannung V_{REG_OUT} von dem Spannungsgenerator 401 zum Steuern von Signalen (Steuern der Ausbreitung von Signalen) in der Antennenleiterbahn 402 kann das Einbringen von Rauschen in die Antennenleiterbahn 402 verhindern. Somit kann die Signalintegrität auf der Antennenleiterbahn 402 aufrechterhalten werden.
4 zeigt ein Beispiel, wo jede(r) des Prozessors 415, der Speichervorrichtung 420, der Speichersteuerung 430, der Grafiksteuerung 440 und der E/A-Steuerung 450 den Spannungsgenerator 401 aufweist. Bei einigen Anordnungen weisen jedoch einige des Prozessors 415, der Speichervorrichtung 420, der Speichersteuerung 430, der Grafiksteuerung 440 und der E/A-Steuerung 450 möglicherweise den Generator 401 nicht auf.
4 zeigt die Komponenten des Systems 400, die separat voneinander angeordnet sind, als ein Beispiel. Zum Beispiel kann sich jede(r) der Antennenleiterbahn 402, des Prozessors 415, der Speichervorrichtung 420, der Speichersteuerung 430, der Grafiksteuerung 440 und der E/A-Steuerung 450 separat in dem System 400 befinden. Z. B. kann sich jede dieser Komponenten auf einer integrierten Schaltung (IC, Integrated Circuit) (z. B. Halbleiter-Die oder einem IC-Chip) befinden. Bei einigen Anordnungen können zwei oder mehr Komponenten (z. B. die Antennenleiterbahn 402, der Prozessor 415, die Speichervorrichtung 420, die Grafiksteuerung 440 und die E/A-Steuerung 450) des Systems 400 auf demselben Die (z. B. demselben IC-Chip) liegen, der ein System-on-Chip (SoC) bildet, oder auf demselben IC-Package liegen, das ein System-on-Package (SoP) oder System-in-Package (SiP) bildet.
Die Veranschaulichungen der Vorrichtungen (z. B. die Vorrichtungen 100 und 300 und das System 400 einschließlich der Spannungsgeneratoren 101, 301 und 401) die zuvor beschrieben wurden, sollen ein allgemeines Verständnis der Struktur verschiedener Ausführungsformen bereitstellen und sollen nicht eine vollständige Beschreibung aller Elemente und Merkmale einer Vorrichtung bereitstellen, die die hierin beschriebenen Strukturen verwenden könnte.
Die zuvor beschriebenen Vorrichtungen und Verfahren können Hochgeschwindigkeitscomputer, eine Kommunikations- und Signalverarbeitungsschaltungsanordnung, Einzelprozessormodule oder Mehrfachprozessormodule, einzelne eingebettete Prozessoren oder mehrere eingebettete Prozessoren, Mehrfachkernprozessoren, Nachrichteninformationsschalter und anwendungsspezifische Module einschließlich Mehrfachschicht- oder Mehrfachchip-Module aufweisen oder in diesen aufgenommen sein. Solche Vorrichtungen können ferner als Teilkomponenten innerhalb einer Vielfalt von anderen Vorrichtungen (z. B. elektronischen Systemen), wie etwa Fernseher, Mobiltelefone, Personal Computer (z. B. Laptop-Computer, Desktop-Computer, handgehaltene Computer usw.), Tablets (z. B. Tablet-Computer), Arbeitsstationen, Radios, Videoplayer, Audioplayer (z. B. MP3-Player (Motion Picture Experts Group, Audio Layer 3), Fahrzeuge, medizinische Vorrichtungen (z. B. Herzmonitore, Blutdruckmonitore usw.), Set-Top-Boxen und sonstiges, aufgenommen sein.
Zusätzliche Hinweise und Beispiele
Beispiel 1 umfasst den Gegenstand (wie etwa eine Vorrichtung, eine elektronische Vorrichtung (z. B. Schaltung, elektronisches System, oder beides) oder eine Maschine) einschließlich eines ersten Knotens zum Erhalten einer ersten Versorgungsspannung, eines zweiten Knotens zum Erhalten einer zweiten Versorgungsspannung, eines dritten Knotens zum Empfangen eines Taktsignals, einer Ladungspumpe, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Knoten gekoppelt ist, um eine Ausgangsspannung basierend auf der ersten Versorgungsspannung, der zweiten Versorgungsspannung und der Taktung des Taktsignals zu erzeugen, eines Ausgangsreglers zum Erzeugen einer Spannung an einem Knoten basierend auf der Ausgangsspannung, und einer Überwachungsschaltung zum Überwachen eines Ausgangsstroms an dem Knoten und Bereitstellen von Rückkopplungsinformationen basierend auf dem Ausgangsstrom zum Anpassen eines Werts der zweiten Versorgungsspannung.
Bei Beispiel 2 kann der Gegenstand von Beispiel 1 wahlweise umfassen, dass die Überwachungsschaltung einen Referenzstrom basierend auf dem Ausgangsstrom erzeugen soll und die Rückkopplungsinformationen eine Referenzspannung umfassen, die basierend auf dem Referenzstrom erzeugt wird.
Bei Beispiel 3 kann der Gegenstand von Beispiel 1 oder 2 wahlweise umfassen, dass er ferner eine Steuerung zum Anpassen des Werts der zweiten Versorgungsspannung basierend auf einem Wert der Referenzspannung aufweist.
Bei Beispiel 4 kann der Gegenstand von Beispiel 1 oder 2 wahlweise umfassen, dass die Ladungspumpe einen Ausgangsknoten zum Bereitstellen der Ausgangsspannung und mindestens eine Diode, die zwischen dem ersten Knoten und dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, aufweist.
Bei Beispiel 5 kann der Gegenstand von Beispiel 4 wahlweise umfassen, dass die Ladungspumpe einen Treiber aufweist, der zwischen dem zweiten Knoten und Masse gekoppelt ist.
Bei Beispiel 6 kann der Gegenstand von Beispiel 5 wahlweise umfassen, dass der Treiber Transistoren aufweist, die Gates aufweisen, die mit dem dritten Knoten gekoppelt sind.
Bei Beispiel 7 kann der Gegenstand von Beispiel 1 wahlweise umfassen, dass ein Wert der zweiten Versorgungsspannung geringer als ein Wert der ersten Versorgungsspannung ist.
Beispiel 8 umfasst den Gegenstand (wie etwa eine Vorrichtung, eine elektronische Vorrichtung (z. B. Schaltung, elektronisches System, oder beides) oder eine Maschine) einschließlich einer Ladungspumpe zum Erzeugen einer Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten basierend auf einer ersten Spannung, wobei die Ladungspumpe einen Schaltkreis zum Steuern der Erzeugung der Ausgangsspannung basierend auf der Taktung eines Taktsignals aufweist, wobei der Schaltkreis einen Knoten zum Erhalten einer zweiten Spannung, einen Ausgangsregler zum Erzeugen einer geregelten Ausgangsspannung basierend auf der Ausgangsspannung und Bereitstellen der geregelten Ausgangsspannung an einem Reglerausgangsknoten, einen Stromsensor zum Erzeugen eines Referenzstroms basierend auf einem Ausgangsstrom an dem Reglerausgangsknoten, einen Wandler zum Wandeln des Referenzstroms in eine Referenzspannung und eine Steuerung zum Steuern der zweiten Spannung basierend auf der Referenzspannung aufweist.
Bei Beispiel 9 kann der Gegenstand von Beispiel 8 wahlweise umfassen, dass die Ladungspumpe einen Eingangsknoten zum Erhalten der ersten Spannung und Dioden, die zwischen dem Eingangsknoten und dem Ausgangsknoten in Reihe geschaltet sind, aufweist.
Bei Beispiel 10 kann der Gegenstand von Beispiel 9 wahlweise umfassen, dass die Ladungspumpe einen Treiber, der mit dem Knoten des Schaltkreises gekoppelt ist, und einen Kondensator, der zwischen einer der Dioden und einem Ausgangsknoten des Treibers gekoppelt ist, aufweist.
Bei Beispiel 11 kann der Gegenstand von Beispiel 10 wahlweise umfassen, dass die Ladungspumpe einen zusätzlichen Treiber, der mit dem Knoten des Schaltkreises gekoppelt ist, und einen zusätzlichen Kondensator, der zwischen einer der Dioden und einem Ausgangsknoten des zusätzlichen Treibers gekoppelt ist, aufweist.
Bei Beispiel 12 kann der Gegenstand von Beispiel 11 wahlweise umfassen, dass jeder des Treibers und des zusätzlichen Treibers Transistoren aufweist, die Gates aufweisen, um das Taktsignal zu empfangen.
Bei Beispiel 13 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 8-12 wahlweise umfassen, dass der Stromsensor einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor, die zwischen dem Ausgangsknoten der Ladungspumpe und dem Reglerausgangsknoten gekoppelt sind, aufweist.
Bei Beispiel 14 kann der Gegenstand von einem der Beispiele 8-12 wahlweise umfassen, dass der Wandler einen Transistor, einen Widerstand und eine Diode, die zwischen dem Ausgangsknoten der Ladungspumpe und Masse gekoppelt sind, aufweist.
Bei Beispiel 15 kann der Gegenstand von Beispiel 14 wahlweise umfassen, dass die Ladungspumpe einen Eingangsknoten zum Erhalten der ersten Spannung aufweist und der Wandler eine Stromquelle aufweist, die zwischen dem Eingangsknoten und dem Widerstand gekoppelt ist.
Bei Beispiel 16 kann der Gegenstand von Beispiel 8 wahlweise umfassen, dass die Steuerung eine Spannungsfolgerschaltung zum Anpassen eines Werts der zweiten Spannung basierend auf einem Wert der Referenzspannung aufweist.
Beispiel 17 umfasst den Gegenstand (wie etwa eine Vorrichtung, eine elektronische Vorrichtung (z. B. Schaltung, elektronisches System, oder beides) oder eine Maschine) einschließlich einer Antennenleiterbahn, und eines Spannungsgenerators, der mit der Antennenleiterbahn gekoppelt ist, wobei der Spannungsgenerator einen ersten Knoten zum Erhalten einer ersten Versorgungsspannung, einen zweiten Knoten zum Erhalten einer zweiten Versorgungsspannung, einen dritten Knoten zum Empfangen eines Taktsignals, eine Ladungspumpe, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Knoten gekoppelt ist, um eine Ausgangsspannung basierend auf der ersten Versorgungsspannung, der zweiten Versorgung und der Taktung des Taktsignals zu erzeugen, einen Ausgangsregler zum Erzeugen einer Spannung an einem Knoten basierend auf der Ausgangsspannung, und eine Überwachungsschaltung zum Überwachen eines Ausgangsstroms an dem Knoten und Bereitstellen von Rückkopplungsinformationen basierend auf dem Ausgangsstrom zum Anpassen eines Werts der zweiten Versorgungsspannung aufweist.
Bei Beispiel 18 kann der Gegenstand von Beispiel 17 wahlweise umfassen, dass er ferner ein Stecker aufweist, der mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei der Stecker einer der Spezifikationen Universal Serial Bus (USB), High-Definition Multimedia Interface (HDMI), Thunderbolt. Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) und Ethernet entspricht.
Bei Beispiel 19 kann der Gegenstand von Beispiel 17 oder 18 wahlweise umfassen, dass er ferner einen Prozessor aufweist, der mit der Antennenleiterbahn gekoppelt ist.
Bei Beispiel 20 kann der Gegenstand von Beispiel 17 oder 18 wahlweise umfassen, dass er ferner eine Anzeige aufweist, die mit der Antennenleiterbahn gekoppelt ist.
Der Gegenstand von Beispiel 1 bis Beispiel 20 kann in einer beliebigen Kombination kombiniert werden.
In der ausführlichen Beschreibung und in den Ansprüchen ist mit einer Liste von Gegenständen, die durch den Ausdruck „eine(r) von“ begleitet wird, möglicherweise nur einer der aufgelisteten Gegenstände gemeint. Wenn zum Beispiel die Gegenstände A und B aufgelistet sind, ist dann mit dem Ausdruck „eine(r) von A und B“ nur A (B ausgeschlossen) oder nur B (A ausgeschlossen) gemeint. In einem anderen Beispiel, wenn die Gegenstände A, B und C aufgelistet sind, bedeutet dann der Ausdruck „eine(r) von A, B und C“ nur A, nur B oder nur C. Der Gegenstand A kann ein einzelnes Element oder mehrere Elemente umfassen. Der Gegenstand B kann ein einzelnes Element oder mehrere Elemente umfassen. Der Gegenstand C kann ein einzelnes Element oder mehrere Elemente umfassen.
In der ausführlichen Beschreibung und in den Ansprüchen kann mit einer Liste von Gegenständen, die durch den Ausdruck „mindestens eine(r) von“ begleitet wird, eine beliebige Kombination der aufgelisteten Gegenstände gemeint sein. Wenn zum Beispiel die Gegenstände A und B aufgelistet sind, bedeutet dann der Ausdruck „mindestens eine(r) von A und B“ nur A, nur B, oder A und B. In einem anderen Beispiel, wenn die Gegenstände A, B und C aufgelistet sind, bedeutet dann der Ausdruck „mindestens eine(r) von A, B und C“ nur A; nur B; nur C; A und B (C ausgeschlossen); A und C (B ausgeschlossen); B und C (A ausgeschlossen); oder alle von A, B und C. Der Gegenstand A kann ein einzelnes Element oder mehrere Elemente umfassen. Der Gegenstand B kann ein einzelnes Element oder mehrere Elemente umfassen. Der Gegenstand C kann ein einzelnes Element oder mehrere Elemente umfassen.
Die vorherige Beschreibung und die Zeichnungen veranschaulichen einige Ausführungsformen, um einem Fachmann zu ermöglichen, die Ausführungsformen der Erfindung umzusetzen. Andere Ausführungsformen können strukturelle, logische, elektrische, prozessbezogene und sonstige Änderungen enthalten. Beispiele repräsentieren lediglich mögliche Variationen. Teile und Merkmale einiger Ausführungsformen können in denen von anderen Ausführungsformen enthalten oder durch diese ersetzt sein. Es werden viele sonstige Ausführungsformen für einen Fachmann nach dem Lesen und Verstehen der vorherigen Beschreibung offensichtlich sein. Daher ist der Umfang der verschiedenen Ausführungsformen durch die beigefügten Ansprüche zusammen mit dem gesamten Bereich von Äquivalenten, zu welchen die Ansprüche berechtigt sind, bestimmt.
Die Zusammenfassung wird bereitgestellt, um 37 C. F. R. §1.72(b) zu erfüllen, um dem Leser zu ermöglichen, die Natur und das Wesentliche der technischen Offenbarung schnell zu ermitteln. Sie wird mit dem Verständnis eingereicht, dass sie nicht dazu verwendet wird, den Umfang oder die Bedeutung der Ansprüche zu interpretieren oder zu beschränken. Die folgenden Ansprüche sind hierbei in der ausführlichen Beschreibung aufgenommen, wobei jeder Anspruch für sich selbst für eine separate Ausführungsform steht.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

US 16/217878 [0001]

Claims

Elektronische Vorrichtung, die Folgendes aufweist: einen ersten Knoten zum Erhalten einer ersten Versorgungsspannung; einen zweiten Knoten zum Erhalten einer zweiten Versorgungsspannung; einen dritten Knoten zum Empfangen eines Taktsignals; eine Ladungspumpe, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Knoten gekoppelt ist, um eine Ausgangsspannung basierend auf der ersten Versorgungsspannung, der zweiten Versorgungsspannung und der Taktung des Taktsignals zu erzeugen; einen Ausgangsregler zum Erzeugen einer Spannung an einem Knoten basierend auf der Ausgangsspannung; und eine Überwachungsschaltung zum Überwachen eines Ausgangsstroms an dem Knoten und Bereitstellen von Rückkopplungsinformationen basierend auf dem Ausgangsstrom zum Anpassen eines Werts der zweiten Versorgungsspannung.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Überwachungsschaltung einen Referenzstrom basierend auf dem Ausgangsstrom erzeugen soll und die Rückkopplungsinformationen eine Referenzspannung umfassen, die basierend auf dem Referenzstrom erzeugt wird.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, die ferner eine Steuerung zum Anpassen des Werts der zweiten Versorgungsspannung basierend auf einem Wert der Referenzspannung aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei die Ladungspumpe einen Ausgangsknoten zum Bereitstellen der Ausgangsspannung und mindestens eine Diode, die zwischen dem ersten Knoten und dem Ausgangsknoten gekoppelt ist, aufweist.
Vorrichtung nach Anspruch 4, wobei die Ladungspumpe einen Treiber aufweist, der zwischen dem zweiten Knoten und Masse gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 5, wobei der Treiber Transistoren aufweist, die Gates aufweisen, die mit dem dritten Knoten gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Wert der zweiten Versorgungsspannung geringer als ein Wert der ersten Versorgungsspannung ist.
Elektronische Vorrichtung, die Folgendes aufweist: eine Ladungspumpe zum Erzeugen einer Ausgangsspannung an einem Ausgangsknoten basierend auf einer ersten Spannung, wobei die Ladungspumpe einen Schaltkreis zum Steuern der Erzeugung der Ausgangsspannung basierend auf der Taktung eines Taktsignals aufweist, wobei der Schaltkreis einen Knoten zum Erhalten einer zweiten Spannung aufweist; einen Ausgangsregler zum Erzeugen einer geregelten Ausgangsspannung basierend auf der Ausgangsspannung und Bereitstellen der geregelten Ausgangsspannung an einem Reglerausgangsknoten; einen Stromsensor zum Erzeugen eines Referenzstroms basierend auf einem Ausgangsstrom an dem Reglerausgangsknoten; einen Wandler zum Umwandeln des Referenzstroms in eine Referenzspannung; und eine Steuerung zum Steuern der zweiten Spannung basierend auf der Referenzspannung.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Ladungspumpe Folgendes aufweist: einen Eingangsknoten zum Erhalten der ersten Spannung; und Dioden, die zwischen dem Eingangs- und dem Ausgangsknoten in Reihe geschaltet sind.
Vorrichtung nach Anspruch 9, wobei die Ladungspumpe Folgendes aufweist: einen Treiber, der mit dem Knoten des Schaltkreises gekoppelt ist; und einen Kondensator, der zwischen einer der Dioden und einem Ausgangsknoten des Treibers gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 10, wobei die Ladungspumpe Folgendes aufweist: einen zusätzlichen Treiber, der mit dem Knoten des Schaltkreises gekoppelt ist; und einen zusätzlichen Kondensator, der zwischen einer der Dioden und einem Ausgangsknoten des zusätzlichen Treibers gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 11, wobei jeder des Treibers und des zusätzlichen Treibers Transistoren aufweist, die Gates aufweisen, um das Taktsignal zu empfangen.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-12, wobei der Stromsensor einen ersten Transistor und einen zweiten Transistor, die zwischen dem Ausgangsknoten der Ladungspumpe und dem Reglerausgangsknoten gekoppelt sind, aufweist.
Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8-12, wobei der Wandler einen Transistor, einen Widerstand und eine Diode aufweist, die zwischen dem Ausgangsknoten der Ladungspumpe und Masse gekoppelt sind.
Vorrichtung nach Anspruch 14, wobei die Ladungspumpe einen Eingangsknoten zum Erhalten der ersten Spannung aufweist und der Wandler eine Stromquelle aufweist, die zwischen dem Eingangsknoten und dem Widerstand gekoppelt ist.
Vorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Steuerung eine Spannungsfolgerschaltung zum Anpassen eines Werts der zweiten Spannung basierend auf einem Wert der Referenzspannung aufweist.
Elektronisches System, das Folgendes aufweist: eine Antennenleiterbahn; und einen Spannungsgenerator, der mit der Antennenleiterbahn gekoppelt ist, wobei der Spannungsgenerator Folgendes aufweist: einen ersten Knoten zum Erhalten einer ersten Versorgungsspannung; einen zweiten Knoten zum Erhalten einer zweiten Versorgungsspannung; einen dritten Knoten zum Empfangen eines Taktsignals; eine Ladungspumpe, die mit dem ersten, dem zweiten und dem dritten Knoten gekoppelt ist, um eine Ausgangsspannung basierend auf der ersten Versorgungsspannung, der zweiten Versorgung und der Taktung des Taktsignals zu erzeugen; einen Ausgangsregler zum Erzeugen einer Spannung an einem Knoten basierend auf der Ausgangsspannung; und eine Überwachungsschaltung zum Überwachen eines Ausgangsstroms an dem Knoten und Bereitstellen von Rückkopplungsinformationen basierend auf dem Ausgangsstrom zum Anpassen eines Werts der zweiten Versorgungsspannung.
System nach Anspruch 17, das ferner einen Stecker aufweist, der mit dem Prozessor gekoppelt ist, wobei der Stecker einer der Spezifikationen Universal Serial Bus (USB), High-Definition Multimedia Interface (HDMI), Thunderbolt, Peripheral Component Interconnect Express (PCIe) und Ethernet entspricht.
System nach Anspruch 17 oder 18, das ferner einen Prozessor aufweist, der mit der Antennenleiterbahn gekoppelt ist.
System nach Anspruch 17 oder 18, das ferner eine Anzeige aufweist, die mit der Antennenleiterbahn gekoppelt ist.