DE112021006713T5

DE112021006713T5 - Schaltung für mathematische funktionen

Info

Publication number: DE112021006713T5
Application number: DE112021006713.3T
Authority: DE
Inventors: Davis-Marsh Marc Edric; Hakan Oner; Tawen Mei
Original assignee: Texas Instruments Inc
Current assignee: Texas Instruments Inc
Priority date: 2020-12-30
Filing date: 2021-12-28
Publication date: 2023-10-19
Also published as: US11152919B1; WO2022146957A1; CN116670992A

Abstract

Ein Beispiel einer Einrichtung (300) umfasst eine Vorspannungsschaltung (352) mit einem ersten und einem zweiten Vorspannungsschaltungsausgang. Die Einrichtung umfasst außerdem einen Komparator (354) mit einem ersten und einem zweiten Komparatoreingang. Die Einrichtung umfasst außerdem einen ersten Kondensator (348), der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist. Die Einrichtung umfasst außerdem einen ersten Schalter (350), der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist. Die Einrichtung umfasst außerdem einen zweiten Schalter (340), der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und einen Eingangsanschluss (374) geschaltet ist, einen dritten Schalter (344), der zwischen den Eingangsanschluss und den ersten Komparatoreingang geschaltet ist, und einen vierten Schalter (342), der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und den ersten Komparatoreingang geschaltet ist. Die Einrichtung umfasst außerdem einen zweiten Kondensator (346), der zwischen den ersten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist.

Description

HINTERGRUND
Basierend auf einem implementierten Steuerschema implementieren bestimmte Leistungswandler eine Steigungskompensation, die ein Tastverhältnis des Leistungswandlers nutzt, um einen Wert der Steigungskompensation zu bestimmen. Das Tastverhältnis kann gemäß Worst-Case-Wertepaaren der Eingangsspannung und Ausgangsspannung für den Leistungswandler geschätzt werden (z. B. den extremsten Differenzen zwischen Eingangs- und Ausgangsspannung). Die Steigungskompensation kann basierend auf diesem geschätzten Tastverhältnis so bestimmt werden, dass sie für einige Betriebsbereiche des Leistungswandlers effizient sein kann, für andere Betriebsbereiche des Leistungswandlers jedoch nicht effizient ist.
KURZDARSTELLUNG
Ein Beispiel einer Einrichtung umfasst eine Vorspannungsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Vorspannungsschaltungsausgang. Die Einrichtung umfasst außerdem einen Komparator mit einem ersten und einem zweiten Komparatoreingang. Die Einrichtung umfasst außerdem einen ersten Kondensator, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist. Die Einrichtung umfasst außerdem einen ersten Schalter, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist. Die Einrichtung umfasst außerdem einen zweiten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und einen Eingangsanschluss geschaltet ist, einen dritten Schalter, der zwischen den Eingangsanschluss und den ersten Komparatoreingang geschaltet ist, und einen vierten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und den ersten Komparatoreingang geschaltet ist. Die Einrichtung umfasst außerdem einen zweiten Kondensator, der zwischen den ersten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist.
Ein Beispiel einer Einrichtung umfasst eine erste Eingangserfassungsschaltung, die dazu ausgelegt ist, einen Wert einer ersten Eingangsspannung zu erfassen und einen ersten Strom bereitzustellen, der proportional zu dem Wert der ersten Eingangsspannung ist. Die Einrichtung umfasst außerdem eine zweite Eingangserfassungsschaltung, die dazu ausgelegt ist, einen Wert einer zweiten Eingangsspannung zu erfassen und einen zweiten Strom bereitzustellen, der proportional zu dem Wert der zweiten Eingangsspannung ist. Die Einrichtung umfasst außerdem eine Vergleichsschaltung. Die Vergleichsschaltung kann dazu ausgelegt sein, einen ersten und einen zweiten Kondensator mit jeweiligen Vorspannungswerten zu initialisieren, den ersten Kondensator gemäß dem ersten Strom zu laden, den zweiten Kondensator gemäß dem zweiten Strom zu entladen und als Reaktion darauf, dass der Wert an dem ersten Kondensator gleich oder größer als ein Wert an dem zweiten Kondensator ist, einen Wert an dem ersten Kondensator abzutasten.
Ein Beispiel eines Systems umfasst einen Leistungswandler und eine Schaltung für mathematische Berechnungen. Der Leistungswandler ist dazu ausgelegt, eine Eingangsspannung zu empfangen und eine zu der Eingangsspannung proportionale Ausgangsspannung bereitzustellen. Die Schaltung für mathematische Berechnungen ist mit dem Leistungswandler gekoppelt und dazu ausgelegt, einen Wert der Ausgangsspannung zu erfassen und einen ersten Strom bereitzustellen, der proportional zu dem Wert der Ausgangsspannung ist. Die Schaltung für mathematische Berechnungen ist außerdem dazu ausgelegt, einen Wert der Eingangsspannung zu erfassen und einen zweiten Strom zu liefern, der proportional zu dem Wert der Eingangsspannung ist. Die Schaltung für mathematische Berechnungen ist außerdem dazu ausgelegt, einen ersten und einen zweiten Kondensator mit jeweiligen Vorspannungswerten zu initialisieren, den ersten Kondensator gemäß dem ersten Strom zu laden und den zweiten Kondensator gemäß dem zweiten Strom zu entladen. Die Schaltung für mathematische Berechnungen ist außerdem dazu ausgelegt, als Reaktion darauf, dass die Spannung an dem ersten Kondensator gleich oder größer als eine Spannung an dem zweiten Kondensator ist, eine Spannung an dem ersten Kondensator abzutasten.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

1 ist ein Blockdiagramm eines beispielhaften Schaltnetzteils.
2 ist ein Schaltbild einer Beispielschaltung zur Bestimmung eines Tastverhältnisses.
3 ist ein Schaltbild einer Beispielschaltung zur Durchführung mathematischer Operationen.
4 ist ein Diagramm beispielhafter Signalwellenformen.
5 ist ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens.

AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSBEISPIELEN
In einigen Systemen, beispielsweise Gleichstrom(DC)-Leistungswandlern, kann es von Vorteil sein, ein Tastverhältnis zu berechnen oder auf andere Weise zu bestimmen. Beispielsweise kann in einem DC-DC-Abwärtswandler mit einer Eingangsspannung (VIN) von 5 Volt (V) und einer Ausgangsspannung (VOUT) von 1 V das Tastverhältnis 1/5 oder 0,2 betragen. Dieses Tastverhältnis kann mitunter durch den Leistungswandler verwendet werden, um eine Steigungskompensation oder andere Charakteristiken oder Betriebselemente zu steuern. In einigen Beispielen wird ein Tastverhältnis mit festem Wert verwendet, um die Steigungskompensation oder andere Charakteristiken oder Betriebselemente zu steuern. Jedoch lässt sich ein Tastverhältnis mit festem Wert nicht anpassen und kann daher möglicherweise nicht für die Betriebsbedingungen des Leistungswandlers optimiert werden. Beispielsweise kann sich die Steigungskompensation für ein Tastverhältnis von 0,2 von der Steigungskompensation für ein Tastverhältnis von 0,02 unterscheiden. Wenn jedoch die Steigungskompensation oder andere Charakteristiken oder Betriebselemente des Leistungswandlers gemäß einem Tastverhältnis mit festem Wert gesteuert werden, sind die Steigungskompensation oder andere Charakteristiken oder Betriebselemente möglicherweise nicht für einen tatsächliches Tastverhältnis des Leistungswandlers optimiert, das von dem Tastverhältnis mit festem Wert abweicht. Die Steigungskompensation gemäß einem Tastverhältnis mit festem Wert ohne Anpassungsfähigkeit berücksichtigt zumindest in einigen Beispielen die äußersten Enden eines Spektrums von Kombinationen von Eingangs- und Ausgangsspannungen (z. B. von denen, die für eine Schaltung als „Best Case“ gelten, bis zu denen, die für die Schaltung als „Worst Case“ gelten). Dies führt oft zu einer Steigungskompensation, die überkompensiert.
Zumindest einige Aspekte dieser Beschreibung stellen eine Schaltung bereit, die ein Tastverhältnis eines Leistungswandlers basierend auf VIN und VOUT bestimmt. Die Schaltung kann das Tastverhältnis Zyklus für Zyklus bestimmen und das Tastverhältnis für jeden neuen Schaltzyklus des Leistungswandlers neu berechnen. Da es sich bei einer Tastverhältnisberechnung um eine mathematische Operation handelt, sind Beispiele der beschriebenen Schaltung auch in der Lage, mathematische Berechnungen durchzuführen, die nicht mit einer Tastverhältnisberechnung in Zusammenhang stehen, wie etwa eine Multiplikation oder Division zwischen zwei empfangenen Signalen, indem der Wert eines oder mehrerer der Schaltung bereitgestellter Signale geändert wird und ohne dass eine Hardware-Modifikation an der Schaltung erforderlich ist. Wenn VOUT aus irgendeinem Grund für die Schaltung nicht verfügbar ist und die Schaltung ein Tastverhältnis eines Leistungswandlers bestimmt, können in zumindest einigen Beispielen Verweise auf VOUT stattdessen durch eine Spannung ersetzt werden, die an einem Schaltknoten des Leistungswandlers bereitgestellt wird.
1 ist ein Blockdiagramm eines Beispielsystems 100. In zumindest einigen Beispielen umfasst das System 100 eine Steuerung 102, einen Leistungswandler 104, eine Last 106 und eine Schaltung 108 für mathematische Berechnungen. Das System 100 kann dazu ausgelegt sein, die dem Leistungswandler 104 als VIN bereitgestellte Leistung an die Last 106 schalten, um die Last 106 zu speisen. In einigen Implementierungen sind zumindest einige Komponenten der Steuerung 102, des Leistungswandlers 104 und der Schaltung 108 für mathematische Berechnungen als Schaltnetzteil (SMPS) zusammen in einem Package angeordnet. In anderen Beispielen sind zumindest einige Komponenten der Steuerung 102 und des Leistungswandlers 104 als SMPS zusammen in einem Package angeordnet und die Schaltung 108 für mathematische Berechnungen ist zur Kopplung mit dem SMPS ausgelegt.
In zumindest einigen Implementierungen umfasst die Steuerung 102 Komponenten oder Schaltungen, die so eingerichtet sind, dass sie zur Steuerung des Leistungswandlers 104 geeignet sind. Beispielsweise kann es sich bei der Steuerung 102 um eine SMPS-Steuerung handeln, die eine Strommodus- oder Spannungsmodussteuerung über den Leistungswandler 104 ausübt, beispielsweise basierend auf einem oder mehreren empfangenen Referenzsignalen (nicht gezeigt) und/oder einem oder mehreren Rückkopplungssignalen (nicht gezeigt). Der Leistungswandler 104 kann eine beliebige geeignete Leistungswandlertopologie sein, darunter mindestens Abwärtswandlung-, Aufwärtswandlungs- und/oder Ab-/Aufwärtswandlungstopologien. In zumindest einigen Beispielen steuert die Steuerung 102 den Leistungswandler 104 zumindest teilweise basierend auf einem Signal, das von der Schaltung 108 für mathematische Berechnungen empfangen wird. Beispielsweise kann die Schaltung für mathematische Berechnungen 108 ein Signal an die Steuerung 102 liefern, das einen berechnetes oder bestimmtes Tastverhältnis für den Leistungswandler 104 angibt, und die Steuerung 102 kann den Leistungswandler 104 gemäß dem berechneten oder bestimmten Tastverhältnis steuern.
2 ist ein Schaltbild einer Beispielschaltung 200 zur Bestimmung eines Tastverhältnisses. Die Schaltung 200 eignet sich in einigen Beispielen zur Implementierung als die oben beschriebene Schaltung 108 für mathematische Berechnungen von 1. In zumindest einigen Beispielen umfasst die Schaltung 200 eine Stromquelle 202, einen Kondensator 204, einen Schalter 206, einen Schalter 208, einen Kondensator 210, einen Schalter 212, einen Schalter 214 und eine Stromquelle 216. Die Stromquelle 202 kann zwischen eine Spannungsquelle 218 und einen Knoten 220 geschaltet sein und ist dazu ausgelegt, Strom von der Spannungsquelle 218 zu dem Knoten 220 zu liefern. Eine durch die Spannungsquelle 218 bereitgestellte Spannung ist in zumindest einigen Beispielen VDD. Der Kondensator 204 und der Schalter 206 sind jeweils zwischen den Knoten 220 und einen Knoten 222 geschaltet. Der Schalter 208 ist zwischen einen Knoten 224 und einen Knoten 226 geschaltet. Der Kondensator 210 ist zwischen den Knoten 226 und den Knoten 222 geschaltet. Der Schalter 212 ist zwischen den Knoten 224 und einen Knoten 228 geschaltet. Der Schalter 214 ist zwischen den Knoten 226 und den Knoten 228 geschaltet. Die Stromquelle 216 ist zwischen den Knoten 228 und Masse 230 geschaltet und dazu ausgelegt, Strom von dem Knoten 228 zu Masse 230 abzuleiten.
Der Betrieb der Schaltung 200 wird zumindest in einigen Beispielen gemäß einem Berechnungssignal (CALC) gesteuert. In zumindest einigen Beispielen werden der Schalter 206, der Schalter 208 und der Schalter 212 jeweils gemäß einem Kehrwert von CALC (abgekürzt als CALC') gesteuert, und der Schalter 214 wird gemäß CALC gesteuert. CALC ist in einigen Beispielen ein Logikpegelsignal, das so definiert ist, dass es einen aktivgesetzten Wert oder Zustand und einen inaktivgesetzten Wert oder Zustand aufweist. Beispielsweise werden als Reaktion darauf, dass CALC aktivgesetzt wird, die Schalter 206, 208 und 212 geöffnet und der Schalter 214 geschlossen. Umgekehrt werden als Reaktion darauf, dass CALC inaktivgesetzt wird, die Schalter 206, 208 und 212 geschlossen und der Schalter 214 geöffnet. In zumindest einigen Beispielen wird als Reaktion auf das Aktivsetzen von CALC der Betrieb der Schaltung 200 eingeleitet. CALC wird in einigen Beispielen auf Befehl aktivgesetzt, beispielsweise durch eine andere Schaltung oder Komponente (nicht gezeigt) als Reaktion auf das Eintreten einer Präzedenzbedingung. In anderen Beispielen wird CALC mit einer bestimmten periodischen Häufigkeit oder basierend auf einem sich wiederholenden Zeitgeber aktivgesetzt. In noch anderen Beispielen, etwa wenn die Schaltung 200 implementiert ist, um ein Tastverhältnis einer Komponente eines Leistungswandlers (z. B. des Leistungswandlers 104) zu bestimmen, wie an anderer Stelle hierin beschrieben, besteht eine Beziehung zwischen CALC und einem mit der Komponente des Leistungswandlers assoziierten Steuersignal. In noch anderen Beispielen wird das Aktivsetzen von CALC mit einem Takt eines Systems synchronisiert, in dem die Schaltung 200 implementiert ist, um beispielsweise zu verhindern, dass der Betrieb der Schaltung 200 asynchron ist.
In einem Beispiel des Betriebs der Schaltung 200 wird die Vorspannung V_chg am Knoten 224 bereitgestellt und die Vorspannung V_dsg wird am Knoten 222 bereitgestellt. Als Reaktion darauf, dass CALC inaktivgesetzt wird, wird der Kondensator 204 auf eine Spannung von etwa 0 V initialisiert. Gleichermaßen wird der Kondensator 210 auf eine Spannung von etwa 2 V initialisiert. Als Reaktion darauf, dass CALC aktivgesetzt wird, lädt die Stromquelle 202 den Kondensator 204 mit einem Strom von I_r, der eine Funktion von VOUT und R ist (bezeichnet als f(VOUT,R)), beispielsweise etwa VOUT/R. Gleichermaßen entlädt die Stromquelle 216 den Kondensator 210 mit einer Rate von If, die eine Funktion von VIN, VOUT und R ist (bezeichnet als f(VIN,VOUT,R)), beispielsweise etwa (VIN-VOUT)/R. Als Reaktion darauf, dass eine Spannung an dem Kondensator 204 ungefähr gleich einer Spannung an dem Kondensator 210 ist, wird die Spannung an dem Kondensator 204 abgetastet. Diese abgetastete Spannung ist das bestimmte Tastverhältnis basierend auf VIN und VOUT.
3 ist ein Schaltbild einer Beispielschaltung 300 zur Durchführung mathematischer Operationen. In zumindest einigen Beispielen ist die Schaltung 300 ein Beispiel einer Transistorebenenimplementierung der Schaltung 108 für mathematische Berechnungen von 1 und/oder der Schaltung 200 von 2. In zumindest einem Beispiel umfasst die Schaltung 300 einen Widerstand 304 und einen Widerstand 306, einen Verstärker 308, einen Transistor 310, einen Widerstand 312, einen Transistor 314, einen Transistor 316 und einen Transistor 318. Die Schaltung 300 umfasst außerdem einen Widerstand 322 und einen Widerstand 324, einen Verstärker 326, einen Transistor 328, einen Widerstand 330, einen Transistor 332, einen Transistor 334, einen Transistor 336 und einen Transistor 338. Die Schaltung 300 umfasst außerdem einen Schalter 340, einen Schalter 342, einen Schalter 344 und einen Kondensator 346. Die Schaltung 300 umfasst außerdem einen Kondensator 348, einen Schalter 350, eine Vorspannungsschaltung 352, einen Komparator 354, einen One-Shot-Impulsgenerator 356, einen Schalter 358, einen Schalter 360 und eine Abtast-Halte-Schaltung 362.
In einer beispielhaften Architektur der Schaltung 300 ist der Widerstand 304 zwischen eine Spannungsquelle 302 und einen Knoten 364 geschaltet. Der Widerstand 306 ist zwischen den Knoten 364 und Masse 366 geschaltet. Der Verstärker 308 weist einen nichtinvertierenden Eingang, der mit dem Knoten 364 gekoppelt ist, und einen invertierenden Eingang, der mit einem Knoten 367 gekoppelt ist, auf. Ein Ausgang des Verstärkers 308 ist mit einem Gate des Transistors 310 gekoppelt. Eine Source des Transistors 310 ist mit dem Knoten 367 gekoppelt und ein Drain des Transistors 310 ist mit einem Knoten 368 gekoppelt. Der Widerstand 312 ist zwischen den Knoten 367 und Masse 366 geschaltet. Der Transistor 314 weist ein Gate und einen Drain, die mit dem Knoten 368 verbunden sind, und eine Source, die mit einer Spannungsquelle 370 verbunden ist, auf. Der Transistor 316 weist ein mit dem Knoten 368 gekoppeltes Gate, einen mit einem Knoten 372 gekoppelten Drain und eine mit der Spannungsquelle 370 gekoppelte Source auf. Der Transistor 318 weist ein mit dem Knoten 368 gekoppeltes Gate, einen mit einem Knoten 374 gekoppelten Drain und eine mit der Spannungsquelle 370 gekoppelte Source auf.
Unter Fortführung der beispielhaften Architektur der Schaltung 300 ist der Widerstand 322 zwischen eine Spannungsquelle 320 und einen Knoten 376 geschaltet. Der Widerstand 324 ist zwischen den Knoten 376 und Masse 366 geschaltet. Der Verstärker 326 weist einen nichtinvertierenden Eingang, der mit dem Knoten 376 gekoppelt ist, und einen invertierenden Eingang, der mit einem Knoten 378 gekoppelt ist, auf. Ein Ausgang des Verstärkers 326 ist mit einem Gate des Transistors 328 gekoppelt. Eine Source des Transistors 328 ist mit dem Knoten 378 gekoppelt und ein Drain des Transistors 328 ist mit einem Knoten 380 gekoppelt. Der Widerstand 330 ist zwischen den Knoten 378 und Masse 366 geschaltet. Der Transistor 332 weist ein Gate und einen Drain, die mit dem Knoten 380 verbunden sind, und eine Source, die mit der Spannungsquelle 370 verbunden ist, auf. Der Transistor 334 weist ein mit dem Knoten 380 gekoppeltes Gate, einen mit einem Knoten 382 gekoppelten Drain und eine mit der Spannungsquelle 370 gekoppelte Source auf. Der Transistor 336 weist ein Gate und einen Drain, die mit dem Knoten 382 verbunden sind, und eine Source, die mit Masse 366 verbunden ist, auf. Der Transistor 338 weist ein mit dem Knoten 382 gekoppeltes Gate, einen mit einem Knoten 374 gekoppelten Drain und eine mit Masse 366 gekoppelte Source auf.
Unter Fortführung der beispielhaften Architektur der Schaltung 300 ist der Schalter 340 zwischen einen Knoten 384 und den Knoten 374 geschaltet. Der Schalter 342 ist zwischen den Knoten 384 und einen Knoten 386 geschaltet. Der Schalter 344 ist zwischen den Knoten 374 und den Knoten 386 geschaltet. Der Kondensator 346 ist zwischen den Knoten 386 und einen Knoten 388 geschaltet. Der Kondensator 348 und der Schalter 350 sind jeweils zwischen den Knoten 372 und den Knoten 388 geschaltet. Die Vorspannungsschaltung 352 ist zwischen die Spannungsquelle 370 und Masse 366 geschaltet und weist einen mit dem Knoten 384 gekoppelten ersten Ausgang und einen mit dem Knoten 388 gekoppelten zweiten Ausgang auf. Der Komparator 354 weist einen ersten Eingang (z. B. einen negativen oder invertierenden Eingang), der mit dem Knoten 386 gekoppelt ist, und einen zweiten Eingang (z. B. einen positiven oder nichtinvertierenden Eingang), der mit dem Knoten 372 gekoppelt ist, auf. Ein Ausgang des Komparators 354 ist mit einem Eingang des One-Shot-Impulsgenerators 356 gekoppelt. Der Schalter 358 ist zwischen den Knoten 372 und einen ersten Eingang der Abtast-Halte-Schaltung 362 geschaltet. Der Schalter 360 ist zwischen den Knoten 388 und einen zweiten Eingang der Abtast-Halte-Schaltung 362 geschaltet. Die Abtast-Halte-Schaltung 362 ist zwischen die Spannungsquelle 370 und Masse 366 geschaltet und weist einen Ausgang auf, der mit einem Knoten 390 gekoppelt ist.
In zumindest einigen Beispielen weist die Spannungsquelle 302 eine Spannung von V_B auf, der Widerstand 304 weist einen Widerstandswert von (X-1)*Rd auf, der Widerstand 306 weist einen Widerstandswert von Rd auf und der Widerstand 312 weist einen Widerstandswert von R auf. In zumindest einigen Beispielen hat X einen beliebigen geeigneten Wert zumindest teilweise basierend auf einem Dynamikbereich von V_B auf, um den durch den Widerstand 304 und den Widerstand 306 gebildeten Spannungsteiler an einen Gleichtaktbereich des Verstärkers 308 anzupassen. Die Spannungsquelle 320 weist eine Spannung von V_A auf, der Widerstand 322 weist einen Widerstandswert von (N*X-1)*Rd auf, der Widerstand 324 weist einen Widerstandswert von Rd auf und der Widerstand 330 weist einen Widerstandswert von R/N auf. In zumindest einigen Beispielen hat N einen beliebigen geeigneten Wert zumindest teilweise basierend auf einem Dynamikbereich von V_A auf, um den durch den Widerstand 322 und den Widerstand 324 gebildeten Spannungsteiler an einen Gleichtaktbereich des Verstärkers 326 anzupassen. Außerdem weisen in zumindest einigen Beispielen der Verstärker 308 und der Verstärker 326 im Wesentlichen den gleichen Gleichtaktbereich auf. Die Spannungsquelle 370 weist einen Wert von VDD auf, bei dem es sich um einen beliebigen Wert handelt, der zum Bereitstellen von Leistung für den Betrieb von Komponenten der Schaltung 300 geeignet ist. In zumindest einigen Beispielen fließt ein Strom (I_r) mit einem Wert ungefähr gleich V_B/(X*R) durch den Transistor 316 und den Transistor 318, und ein Strom mit einem Wert ungefähr gleich V_A/(X*R) fließt durch den Transistor 338. Der Kondensator 346 und der Kondensator 348 weisen jeweils eine Kapazität von C auf. Eine Spannung V_r liegt am Knoten 372 an und eine Spannung V_F liegt am Knoten 386 an. Die Vorspannungsschaltung 352 stellt eine Vorspannung Vc+Vb als Signal V_chg, das in zumindest einigen Beispielen von VDD abgeleitet ist, am Knoten 384 und eine Vorspannung V_b als Signal V_dsg, das ebenfalls in zumindest einigen Beispielen von VDD abgeleitet ist, am Knoten 388 bereit. Eine Ausgabe der Schaltung 300, angegeben als V_ERGEBNIS, wird am Knoten 390 bereitgestellt.
In einem Beispiel für den Betrieb der Schaltung 300 wird V_B von der Spannungsquelle 302 erfasst und durch einen den Widerstand 304 und den Widerstand 306 gebildeten Spannungsteiler geleitet, um eine Ausgabe des Spannungsteilers am Knoten 364 bereitzustellen. Der Verstärker 308, der Transistor 310 und der Widerstand 312 bilden zusammen einen Spannung-Strom-Wandler (VI-Wandler), der einen durch den Knoten 368 fließenden Strom bereitstellt, der proportional zu V_B ist. Der Transistor 314 und der Transistor 316 sowie der Transistor 314 und der Transistor 318 bilden Stromspiegel, die den durch den Knoten 368 fließenden Strom an den Knoten 372 bzw. 374 spiegeln. Gleichermaßen wird V_A von der Spannungsquelle 320 erfasst und durch einen den Widerstand 322 und den Widerstand 324 gebildeten Spannungsteiler geleitet, um eine Ausgabe des Spannungsteilers am Knoten 376 bereitzustellen. Der Verstärker 326, der Transistor 328 und der Widerstand 330 bilden zusammen einen VI-Wandler, der einen durch den Knoten 380 fließenden Strom bereitstellt, der proportional zu V_A ist. Der Transistor 332 und der Transistor 334 bilden einen Stromspiegel, der den durch den Knoten 380 fließenden Strom an dem Knoten 382 spiegelt. Der Transistor 336 und der Transistor 338 bilden einen Stromspiegel, der den durch den Knoten 382 fließenden Strom an dem Knoten 374 spiegelt, sodass gemäß den Stromsummierungsregeln ein durch den Knoten 374 fließender Strom (Ir) ungefähr (V_A-V_B)/(X*R) beträgt.
Der Schalter 340, der Schalter 342 und der Schalter 350 werden jeweils gemäß CALC' gesteuert und der Schalter 344 wird gemäß CALC gesteuert. Beispielsweise werden als Reaktion darauf, dass CALC aktivgesetzt wird, die Schalter 340, 342 und 350 geöffnet und der Schalter 344 geschlossen. Umgekehrt werden als Reaktion darauf, dass CALC inaktivgesetzt wird, die Schalter 340, 342 und 350 geschlossen und der Schalter 344 geöffnet. Als Reaktion darauf, dass CALC inaktivgesetzt wird, wird in zumindest einigen Beispielen der Kondensator 346 gemäß V_chg initialisiert und der Kondensator 348 gemäß V_dsg initialisiert. In einigen Beispielen wird der Kondensator 346 gemäß V_chg auf einen Wert von etwa 1 V initialisiert, und der Kondensator 348 wird gemäß V_dsg auf etwa 0 V initialisiert.
Als Reaktion darauf, dass CALC aktivgesetzt wird, wird der Kondensator 346 von seinem initialisierten Wert mit einer Rate entladen, die ungefähr dem durch den Knoten 374 fließenden Strom entspricht (in zumindest einigen Beispielen ungefähr (V_A-V_B)/(X*R)). Gleichermaßen wird als Reaktion darauf, dass CALC aktivgesetzt wird, der Kondensator 348 von seinem initialisierten Wert mit einer Rate geladen, die ungefähr dem durch den Knoten 372 fließenden Strom entspricht (in zumindest einigen Beispielen ungefähr V_B/(X*R)). Der Komparator 354 vergleicht die Spannungen des Kondensators 346 und des Kondensators 348, dargestellt durch V_F bzw. V_R. Als Reaktion darauf, dass V_r auf Vε ansteigt oder diese überschreitet, wird ein Ausgangssignal des Komparators 354 aktivgesetzt. Als Reaktion darauf, dass das Ausgangssignal des Komparators 354 aktivgesetzt wird (z. B. bei einer steigenden Flanke des Ausgangssignals des Komparators 354), liefert der One-Shot-Impulsgenerator 356 einen Pulsbreitenmodulations(PWM)-Signalimpuls mit einer programmierten Dauer. Die Dauer des PWM-Signalimpulses kann jede geeignete Dauer sein.
In zumindest einigen Beispielen steuert der PWM-Signalimpuls die Schalter 358 und 360. Beispielsweise werden als Reaktion auf das Aktivsetzen des PWM-Signalimpulses die Schalter 358 und 360 geschlossen, und als Reaktion darauf, dass der PWM-Signalimpuls inaktivgesetzt wird, werden die Schalter 358 und 360 geöffnet. Als Reaktion darauf, dass die Schalter 358 und 360 geschlossen werden, tastet die Abtast-Halte-Schaltung 362 eine Spannung an dem Kondensator 348 ab (z. B. V_r und V_dsg). Die Abtast-Halte-Schaltung 362 stellt einen Wert an dem Knoten 390 bereit, der die Spannung an dem Kondensator 348 darstellt. Der Wert ist in einigen Beispielen V_ERGEBNIS und ist eine Ausgabe der Schaltung 300. Nach der Bestimmung von V_ERGEBNIS kann die Schaltung 300 zurückgesetzt werden, indem CALC inaktivgesetzt wird, sodass der Kondensator 346 und der Kondensator 348 jeweils neu initialisiert werden.
In einigen Beispielen können durch Steuerung der Werte von V_A, V_B und Vc verschiedene mathematische Funktionen durch die Schaltung 300 implementiert werden. Zum Beispiel ist als Reaktion darauf, dass V_A gleich VIN ist, V_B gleich VOUT und Vc beträgt 1 V, wobei V_ERGEBNIS, die im Bereich von 0 V bis 1 V liegt, ein Tastverhältnis des Leistungswandlers darstellt, das VIN und VOUT entspricht. Allgemeiner gesagt ist V_ERGEBNIS als Reaktion darauf, dass V_A einen Wert von 1 V aufweist, ungefähr gleich einem Produkt einer Multiplikation von V_B und Vc. Gleichermaßen ist V_ERGEBNIS als Reaktion darauf, dass Vc einen Wert von 1 V aufweist, ungefähr gleich einem Quotienten einer Division von V_B durch V_A, oder wenn V_B einen Wert von 1 V aufweist, ist V_ERGEBNIS ungefähr gleich einem Quotienten einer Division von Vc durch V_A.
4 ist ein Diagramm 400 beispielhafter Signalwellenformen. In zumindest einigen Beispielen sind die Signale V_chg, V_dsg, V_r, und V_f wie oben in Bezug auf 3 beschrieben in dem Diagramm 400 gezeigt. Das Diagramm 400 zeigt außerdem eine Steigung von V_r (bezeichnet als S_r), eine Steigung von V_f (bezeichnet als Sf) und den Wert Vc. Eine horizontale Achse des Diagramms 400 repräsentiert die Zeit und eine vertikale Achse des Diagramms 400 repräsentiert die Spannung. Wie das Diagramm 400 zeigt, steigt der Wert von V_r zu einem Zeitpunkt t_x an, sodass er ungefähr einem Wert von V_f entspricht oder diesen überschreitet, t_x ist ungefähr gleich ((R*C)/V_A)*V_C. Bei t_x wird ein Wert von V_r (bezeichnet als y_x) abgetastet und ist ungefähr gleich V_dsg+((V_B*V_C)/V_A), was sich zu (V_B*V_C)/V_A kürzt, wenn V_dsg 0 V beträgt, wie oben in Bezug auf 3 beschrieben.
5 ist ein Flussdiagramm eines Beispielverfahrens 500. In zumindest einigen Beispielen handelt es sich bei dem Verfahren 500 um ein Verfahren zur Durchführung hardwarebasierter mathematischer Berechnungen, darunter mindestens Multiplikation und Division, die die Berechnung eines Tastverhältnisses eines Leistungswandlers umfassen kann, wenn es sich bei Eingaben in das Verfahren 500 um mit einem Leistungswandler assoziierte Signale handelt. In zumindest einigen Beispielen wird das Verfahren 500 zumindest teilweise durch eine Schaltung, wie etwa die Schaltung 300 von 3, implementiert.
Bei Vorgang 502 werden erste und zweite Eingangsspannungssignale erfasst und in Stromdarstellungen umgewandelt, die proportional zu den jeweiligen Eingangsspannungssignalen sind. Beispielsweise können das erste und das zweite Eingangsspannungssignal jeweils von einer Spannungsquelle erfasst, durch einen Spannungsteiler geleitet und durch einen V-I-Wandler in eine Stromdarstellung umgewandelt werden. Die Stromdarstellung kann von einem Knoten zu einem anderen Knoten in der Schaltung gespiegelt werden.
Bei Vorgang 504 werden die Kondensatoren initialisiert. Beispielsweise kann ein erster Kondensator auf einen ersten Vorspannungswert initialisiert werden und ein zweiter Kondensator kann auf einen zweiten Vorspannungswert initialisiert werden. Die Kondensatoren können initialisiert werden, indem sie geladen oder entladen werden, bis eine Zielkondensatorspannung erreicht ist. In einigen Beispielen beträgt der erste Vorspannungswert 1 V und der zweite Vorspannungswert 0 V. In anderen Beispielen können der erste und der zweite Vorspannungswert beliebige geeignete Werte sein, die auf einer Zielfunktion oder einer mathematischen Operation der Schaltung basieren.
Bei Vorgang 506 werden zumindest einige der Kondensatoren basierend auf der Stromdarstellung des ersten Eingangsspannungssignals geladen, und zumindest einige der Kondensatoren werden basierend auf der Stromdarstellung des zweiten Eingangsspannungssignals entladen. Beispielsweise kann ein erster Kondensator, der auf einen Wert ungleich null initialisiert wurde, basierend auf der Stromdarstellung des zweiten Eingangsspannungssignals entladen werden, und ein zweiter Kondensator, der auf einen Wert von ungefähr null initialisiert wurde, kann basierend auf der Stromdarstellung des ersten Eingangsspannungssignals geladen werden.
Bei Vorgang 508 werden die Spannungen an den Kondensatoren verglichen. Beispielsweise kann eine Spannung an dem ersten Kondensator mit einer Spannung an dem zweiten Kondensator verglichen werden, um zu bestimmen, ob der Wert der zweiten Kondensatorspannung dem Wert der ersten Kondensatorspannung entspricht oder diesen überschreitet. Das Verfahren 500 kann bei Vorgang 508 bleiben, bis der Wert des zweiten Kondensators dem Wert des ersten Kondensators entspricht oder diesen überschreitet, woraufhin das Verfahren 500 mit Vorgang 510 fortfahren kann.
Bei Vorgang 510 kann eine Spannung an dem zweiten Kondensator abgetastet werden. Die Spannung an dem zweiten Kondensator, die ungefähr zu einem Zeitpunkt abgetastet wird, zu dem die Spannung an dem zweiten Kondensator der Spannung an dem ersten Kondensator entspricht oder diese überschreitet, ist in einigen Beispielen eine Ausgabe der Schaltung. Die Ausgabe der Schaltung repräsentiert in einigen Beispielen ein Tastverhältnis eines mit dem ersten und dem zweiten Eingangsspannungssignal assoziierten Leistungswandlers. In anderen Beispielen ist die Ausgabe der Schaltung ein Ergebnis einer mathematischen Berechnung oder Operation, für deren Durchführung die Schaltung konfiguriert wurde, basierend auf Werten des ersten und/oder zweiten Eingangsspannungssignals, des ersten Vorspannungswerts und/oder des zweiten Vorspannungswerts.
Während die Vorgänge des hier beschriebenen Verfahrens 500 beschrieben und mit Bezugsziffern gekennzeichnet wurden, umfasst das Verfahren 500 in verschiedenen Beispielen Vorgänge, die hier nicht aufgeführt sind. In einigen Beispielen umfassen ein oder mehrere der hier aufgeführten Vorgänge einen oder mehrere Untervorgänge. In einigen Beispielen werden einer oder mehrere der hier aufgeführten Vorgänge weggelassen. In einigen Beispielen werden einer oder mehrere der hier aufgeführten Vorgänge in einer anderen als der hier dargestellten Reihenfolge ausgeführt (z. B. in umgekehrter Reihenfolge, im Wesentlichen gleichzeitig, überlappend usw.). Jede dieser Alternativen liegt im Schutzumfang dieser Beschreibung.
In dieser Beschreibung kann der Ausdruck „koppeln“ Verbindungen, Kommunikationen oder Signalpfade abdecken, die eine dieser Beschreibung entsprechende funktionale Beziehung ermöglichen. Wenn zum Beispiel Vorrichtung A ein Signal bereitstellt, um Vorrichtung B dahingehend zu steuern, eine Aktion durchzuführen, dann: (a) ist in einem ersten Beispiel Vorrichtung A mit Vorrichtung B gekoppelt; oder (b) ist in einem zweiten Beispiel Vorrichtung A über eine dazwischenliegende Komponente C mit Vorrichtung B gekoppelt, wenn die dazwischenliegende Komponente C die funktionale Beziehung zwischen Vorrichtung A und Vorrichtung B nicht wesentlich ändert, sodass Vorrichtung B durch Vorrichtung A über das durch Vorrichtung A bereitgestellt Steuersignal gesteuert wird. Außerdem kann in dieser Beschreibung eine Vorrichtung, die zum Durchführen einer Aufgabe oder Funktion „konfiguriert ist“, zu einem Zeitpunkt der Herstellung durch einen Hersteller dazu konfiguriert (z. B. programmiert und/oder festverdrahtet) werden, die Funktion durchzuführen, und/oder kann durch einen Benutzer nach der Herstellung dazu konfigurierbar (oder rekonfigurierbar) sein, die Funktion und/oder andere zusätzliche oder alternative Funktionen durchzuführen. Das Konfigurieren kann durch Firmware- und/oder Softwareprogrammierung der Vorrichtung, durch einen Aufbau und/oder eine Gestaltung von Hardwarekomponenten und Verbindungen der Vorrichtung oder eine Kombination davon erfolgen. Darüber hinaus kann in dieser Beschreibung eine Schaltung oder eine Vorrichtung, die bestimmte Komponenten umfasst, stattdessen dazu eingerichtet sein, mit diesen Komponenten gekoppelt zu werden, um die beschriebene Schaltungsanordnung oder Vorrichtung zu bilden. Beispielsweise kann eine Struktur, die gemäß Beschreibung ein oder mehrere Halbleiterelemente (wie etwa Transistoren), ein oder mehrere passive Elemente (wie etwa Widerstände, Kondensatoren und/oder Induktivitäten) und/oder eine oder mehrere Quellen (wie etwa Spannungs- und/oder Stromquellen) umfasst, stattdessen nur die Halbleiterelemente in einer einzigen physischen Vorrichtung (z. B. einem Halbleiter-Die und/oder einem Integrierte-Schaltung(IC)-Package) umfassen und kann dazu eingerichtet sein, entweder während der Herstellung oder nach der Herstellung etwa durch einen Endbenutzer und/oder einen Dritten mit mindestens einigen der passiven Elemente und/oder der Quellen gekoppelt zu werden, um die beschriebene Struktur zu bilden.
Während bestimmte Komponenten hierin möglicherweise als zu einer bestimmten Prozesstechnologie gehörend beschrieben werden, können diese Komponenten durch Komponenten anderer Prozesstechnologien ersetzt werden. Hierin beschriebene Schaltungen sind derart rekonfigurierbar, dass sie die ersetzten Komponenten umfassen, um eine Funktionalität bereitzustellen, die der vor dem Komponentenaustausch verfügbaren Funktionalität zumindest teilweise ähnlich ist. Sofern nichts anderes angegeben ist, repräsentieren als Widerstände gezeigte Komponenten allgemein ein oder mehrere Elemente, die in Reihe und/oder parallel geschaltet sind, um einen durch den gezeigten Widerstand repräsentierten Impedanzbetrag bereitzustellen. Beispielsweise kann es sich bei einem hierin als einzelne Komponente gezeigten und beschriebenen Widerstand oder Kondensator stattdessen um mehrere Widerstände bzw. Kondensatoren handeln, die zwischen denselben zwei Knoten als der einzelne Widerstand oder Kondensator in Reihe oder parallel geschaltet sind. Ferner umfassen Verwendungen des Ausdrucks „Massespannungspotenzial“ in dieser Beschreibung eine Chassis-Masse, eine Erdmasse, eine floatende Masse, eine virtuelle Masse, eine digitale Masse, eine gemeinsame Masse und/oder eine beliebige andere Form von Masseverbindung, die auf die Lehren dieser Beschreibung anwendbar oder dafür geeignet ist. Sofern nichts anderes angegeben ist, bedeutet „etwa“, „ungefähr“ oder „im Wesentlichen“ vor einem Wert +/- 10 % des genannten Werts.
Innerhalb des Schutzumfangs der Ansprüche sind Modifikationen der beschriebenen Beispiele sowie andere Beispiele möglich.

Claims

Einrichtung, die Folgendes umfasst: eine Vorspannungsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Vorspannungsschaltungsausgang; einen Komparator mit einem ersten und einem zweiten Komparatoreingang; einen ersten Kondensator, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist; einen ersten Schalter, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist; einen zweiten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und einen Eingangsanschluss geschaltet ist; einen dritten Schalter, der zwischen den Eingangsanschluss und den ersten Komparatoreingang geschaltet ist; einen vierten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und den Eingang des ersten Komparators geschaltet ist; und einen zweiten Kondensator, der zwischen den Eingang des ersten Komparators und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der Komparator einen Komparatorausgang aufweist und wobei die Einrichtung ferner Folgendes umfasst: eine Impulserzeugungsschaltung mit einem Impulserzeugungsausgang und einem Impulserzeugungseingang, wobei der Impulserzeugungseingang mit dem Komparatorausgang gekoppelt ist; eine Abtast-Halte-Schaltung mit einem ersten und einem zweiten Abtast-Halte-Eingang; einen fünften Schalter, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den ersten Abtast-Halte-Eingang geschaltet ist; und einen sechsten Schalter, der zwischen den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang und den zweiten Abtast-Halte-Eingang geschaltet ist, wobei der fünfte Schalter und der sechste Schalter jeweils Steuereingänge aufweisen, die mit dem Impulserzeugungsausgang gekoppelt sind.
Einrichtung nach Anspruch 2, wobei die Abtast-Halte-Schaltung dazu ausgelegt ist, als Reaktion darauf, dass ein Wert des ersten Kondensators gleich oder größer als ein Wert des zweiten Kondensators ist, einen Wert an dem ersten Kondensator abzutasten.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei die Vorspannungsschaltung dazu ausgelegt ist, den ersten Kondensator und den zweiten Kondensator mit jeweiligen Vorspannungswerten zu initialisieren, und wobei diese Vorspannungswerte zumindest teilweise eine durch die Schaltung durchgeführte mathematische Operation definieren.
Einrichtung nach Anspruch 1, die ferner Folgendes umfasst: einen Verstärker mit einem Verstärkerausgang und einem ersten und einem zweiten Verstärkereingang; einen ersten Widerstand, der dazu ausgelegt ist, zwischen eine erste Spannungsquelle und den ersten Verstärkereingang geschaltet zu werden; einen zweiten Widerstand, der zwischen den ersten Verstärkereingang und Masse geschaltet ist; einen ersten Transistor mit einem ersten Transistor-Gate, einem ersten Transistor-Drain und einer ersten Transistor-Source, wobei das erste Transistor-Gate mit dem Verstärkerausgang gekoppelt ist und die erste Transistor-Source mit dem zweiten Verstärkereingang gekoppelt ist; einen dritten Widerstand, der zwischen zweiten Verstärkereingang und Masse geschaltet ist; einen zweiten Transistor mit einem zweiten Transistor-Gate, einem zweiten Transistor-Drain und einer zweiten Transistor-Source, wobei das zweite Transistor-Gate und der zweite Transistor-Drain mit dem ersten Transistor-Drain gekoppelt sind und die zweite Transistor-Source dazu ausgelegt ist, mit einer zweiten Spannungsquelle gekoppelt zu werden; einen dritten Transistor mit einem dritten Transistor-Gate, einem dritten Transistor-Drain und einer dritten Transistor-Source, wobei das dritte Transistor-Gate mit dem ersten Transistor-Drain gekoppelt ist, der dritte Transistor-Drain mit dem zweiten Komparatoreingang gekoppelt ist und die dritte Transistor-Source dazu ausgelegt ist, mit der zweiten Spannungsquelle gekoppelt zu werden; und einen vierten Transistor mit einem vierten Transistor-Gate, einem vierten Transistor-Drain und einer vierten Transistor-Source, wobei das vierte Transistor-Gate mit dem ersten Transistor-Drain gekoppelt ist, der vierte Transistor-Drain mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist und die vierte Transistor-Source dazu ausgelegt ist, mit der zweiten Spannungsquelle gekoppelt zu werden.
Einrichtung nach Anspruch 5, die ferner Folgendes umfasst: einen zweiten Verstärker mit einem zweiten Verstärkerausgang und einem ersten und einem zweiten Eingang des zweiten Verstärkers; einen vierten Widerstand, der dazu ausgelegt ist, zwischen eine dritte Spannungsquelle und den ersten Eingang des zweiten Verstärkers geschaltet zu werden; einen fünften Widerstand, der zwischen den ersten Eingang des zweiten Verstärkers und Masse geschaltet ist; einen fünften Transistor mit einem fünften Transistor-Gate, einem fünften Transistor-Drain und einer fünften Transistor-Source, wobei das fünfte Transistor-Gate mit dem zweiten Verstärkerausgang gekoppelt ist und die fünfte Transistor-Source mit dem zweiten Eingang des zweiten Verstärkers gekoppelt ist; einen sechsten Widerstand, der zwischen den zweiten Eingang des zweiten Verstärkers und Masse geschaltet ist; einen sechsten Transistor mit einem sechsten Transistor-Gate, einem sechsten Transistor-Drain und einer sechsten Transistor-Source, wobei das sechste Transistor-Gate und der sechste Transistor-Drain mit dem fünften Transistor-Drain gekoppelt sind und die sechste Transistor-Source dazu ausgelegt ist, mit der zweiten Spannungsquelle gekoppelt zu werden; einen siebten Transistor mit einem siebten Transistor-Gate, einem siebten Transistor-Drain und einer siebten Transistor-Source, wobei das siebte Transistor-Gate mit dem fünften Transistor-Drain gekoppelt ist und die dritte Transistor-Source dazu ausgelegt ist, mit der zweiten Spannungsquelle gekoppelt zu werden; einen achten Transistor mit einem achten Transistor-Gate, einem achten Transistor-Drain und einer achten Transistor-Source, wobei das achte Transistor-Gate und der achte Transistor-Drain mit dem siebten Transistor-Drain gekoppelt sind und die achte Transistor-Source mit Masse gekoppelt ist; und einen neunten Transistor mit einem neunten Transistor-Gate, einem neunten Transistor-Drain und einer neunten Transistor-Source, wobei das neunte Transistor-Gate mit dem siebten Transistor-Drain gekoppelt ist, der neunte Transistor-Drain mit dem Eingangsanschluss gekoppelt ist und die neunte Transistor-Source mit Masse gekoppelt ist.
Einrichtung nach Anspruch 1, wobei der dritte Schalter dazu ausgelegt ist, durch ein Steuersignal gesteuert zu werden, und wobei der erste Schalter, der zweite Schalter und der dritte Schalter dazu ausgelegt sind, durch einen Kehrwert des Steuersignals gesteuert zu werden.
Einrichtung, die Folgendes umfasst: eine erste Eingangserfassungsschaltung, die dazu ausgelegt ist, einen Wert einer ersten Eingangsspannung zu erfassen und einen ersten Strom bereitzustellen, der proportional zu dem Wert der ersten Eingangsspannung ist; eine zweite Eingangserfassungsschaltung, die dazu ausgelegt ist, einen Wert einer zweiten Eingangsspannung zu erfassen und einen zweiten Strom bereitzustellen, der proportional zu dem Wert der zweiten Eingangsspannung ist; und eine Vergleichsschaltung, die zu Folgendem ausgelegt ist: Initialisieren eines ersten und eines zweiten Kondensators mit jeweiligen Vorspannungswerten; Laden des ersten Kondensators gemäß dem ersten Strom; Entladen des zweiten Kondensators gemäß dem zweiten Strom; und Abtasten eines Werts an dem ersten Kondensator als Reaktion darauf, dass der Wert an dem ersten Kondensator gleich oder größer als ein Wert an dem zweiten Kondensator ist.
Einrichtung nach Anspruch 8, wobei die Vergleichsschaltung Folgendes umfasst: eine Vorspannungsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Vorspannungsschaltungsausgang; einen Komparator mit einem ersten und einem zweiten Komparatoreingang; einen ersten Kondensator, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist; einen ersten Schalter, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist; einen zweiten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und einen Eingangsanschluss geschaltet ist; einen dritten Schalter, der zwischen den Eingangsanschluss und den ersten Komparatoreingang geschaltet ist; einen vierten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und den Eingang des ersten Komparators geschaltet ist; und einen zweiten Kondensator, der zwischen den Eingang des ersten Komparators und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist.
Einrichtung nach Anspruch 9, wobei der Komparator einen Komparatorausgang aufweist und wobei die Vergleichsschaltung Folgendes umfasst: eine Impulserzeugungsschaltung mit einem Impulserzeugungsausgang und einem Impulserzeugungseingang, wobei der Impulserzeugungseingang mit dem Komparatorausgang gekoppelt ist; eine Abtast-Halte-Schaltung mit einem ersten und einem zweiten Abtast-Halte-Eingang; einen fünften Schalter, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den ersten Abtast-Halte-Eingang geschaltet ist; und einen sechsten Schalter, der zwischen den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang und den zweiten Abtast-Halte-Eingang geschaltet ist, wobei der fünfte Schalter und der sechste Schalter jeweils Steuereingänge aufweisen, die mit dem Impulserzeugungsausgang gekoppelt sind.
Einrichtung nach Anspruch 10, wobei der Komparator dazu ausgelegt ist, die Spannung an dem ersten Kondensator mit der Spannung an dem zweiten Kondensator zu vergleichen und als Reaktion darauf, dass die Spannung an dem ersten Kondensator gleich oder größer als die Spannung an dem zweiten Kondensator ist, ein Vergleichsergebnis mit einem aktivgesetzten Wert bereitzustellen.
Einrichtung nach Anspruch 11, wobei die Impulserzeugungsschaltung dazu ausgelegt ist, als Reaktion darauf, dass das Vergleichsergebnis aktivgesetzt wird, ein Einzelimpuls-Pulsbreitenmodulations(PWM)-Signal bereitzustellen.
Einrichtung nach Anspruch 10, wobei die Vorspannungsschaltung dazu ausgelegt ist, den ersten Kondensator und den zweiten Kondensator mit den jeweiligen Vorspannungswerten zu initialisieren, und wobei diese Vorspannungswerte zumindest teilweise eine durch die Schaltung durchgeführte mathematische Operation definieren.
Einrichtung nach Anspruch 9, wobei die abgetastete Spannung an dem ersten Kondensator ein Tastverhältnis eines Leistungswandlers ist, der dazu ausgelegt ist, eine Ausgangsspannung bereitzustellen, die die erste Eingangsspannung ist, und dazu ausgelegt ist, eine Eingangsspannung bereitzustellen, die die zweite Eingangsspannung ist.
Einrichtung nach Anspruch 9, wobei der erste Kondensator und der zweite Kondensator dazu ausgelegt sind, als Reaktion darauf initialisiert zu werden, dass der dritte Schalter so gesteuert wird, dass er offen ist, und der erste Schalter, der zweite Schalter und der dritte Schalter so gesteuert werden, dass sie geschlossen sind.
System, das Folgendes umfasst: einen Leistungswandler, der dazu ausgelegt ist, eine Eingangsspannung zu empfangen und eine zu der Eingangsspannung proportionale Ausgangsspannung bereitzustellen; und eine Schaltung für mathematische Berechnungen, die mit dem Leistungswandler gekoppelt und zu Folgendem ausgelegt ist: Erfassen eines Werts der Ausgangsspannung und Bereitstellen eines ersten Stroms, der proportional zu dem Wert der Ausgangsspannung ist; Erfassen eines Werts der Eingangsspannung und Bereitstellen eines zweiten Stroms, der proportional zu dem Wert der Eingangsspannung ist; Initialisieren eines ersten und eines zweiten Kondensators mit jeweiligen Vorspannungswerten; Laden des ersten Kondensators gemäß dem ersten Strom; Entladen des zweiten Kondensators gemäß dem zweiten Strom; und Abtasten einer Spannung an dem ersten Kondensator als Reaktion darauf, dass die Spannung an dem ersten Kondensator gleich oder größer als eine Spannung an dem zweiten Kondensator ist.
System nach Anspruch 16, wobei die Schaltung für mathematische Berechnungen dazu ausgelegt ist, die Spannung an dem ersten Kondensator mit der Spannung an dem zweiten Kondensator zu vergleichen und als Reaktion darauf, dass die Spannung an dem ersten Kondensator gleich oder größer als die Spannung an dem zweiten Kondensator ist, ein Vergleichsergebnis mit einem aktivgesetzten Wert bereitzustellen.
System nach Anspruch 16, wobei die Schaltung für mathematische Berechnungen dazu ausgelegt ist, als Reaktion darauf, dass das Vergleichsergebnis aktivgesetzt wird, ein Einzelimpuls-Pulsbreitenmodulations(PWM)-Signal bereitzustellen.
System nach Anspruch 16, wobei die abgetastete Spannung an dem ersten Kondensator ein Tastverhältnis des Leistungswandlers ist.
System nach Anspruch 16, wobei die Schaltung für mathematische Berechnungen Folgendes umfasst: eine Vorspannungsschaltung mit einem ersten und einem zweiten Vorspannungsschaltungsausgang; einen Komparator mit einem Komparatorausgang und einem ersten und einem zweiten Komparatoreingang; den ersten Kondensator, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist; einen ersten Schalter, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist; einen zweiten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und einen Eingangsanschluss geschaltet ist; einen dritten Schalter, der zwischen den Eingangsanschluss und den ersten Komparatoreingang geschaltet ist; einen vierten Schalter, der zwischen den ersten Vorspannungsschaltungsausgang und den Eingang des ersten Komparators geschaltet ist; den zweiten Kondensator, der zwischen den Eingang des ersten Komparators und den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang geschaltet ist; eine Impulserzeugungsschaltung mit einem Impulserzeugungsausgang und einem Impulserzeugungseingang, wobei der Impulserzeugungseingang mit dem Komparatorausgang gekoppelt ist; eine Abtast-Halte-Schaltung mit einem ersten und einem zweiten Abtast-Halte-Eingang; einen fünften Schalter, der zwischen den zweiten Komparatoreingang und den ersten Abtast-Halte-Eingang geschaltet ist; und einen sechsten Schalter, der zwischen den zweiten Vorspannungsschaltungsausgang und den zweiten Abtast-Halte-Eingang geschaltet ist, wobei der fünfte Schalter und der sechste Schalter jeweils Steuereingänge aufweisen, die mit dem Impulserzeugungsausgang gekoppelt sind.