JP2023521510A - 電圧調整装置、チップ、電源及び電子機器 - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
入力電圧を受けるための電圧入力モジュールと、
前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧及び負荷電流に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュールと、
前記電流決定モジュールに電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュールと、
前記電圧入力モジュール、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュールと、を含む電圧調整装置を提供する。
前記電流検出手段は、負荷電流を特定し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記信号変換手段は、前記電流検出手段に電気的に接続され、前記検出電圧をデジタル信号に変換するために用いられ、
前記電流決定手段は、前記信号変換手段に電気的に接続され、前記デジタル信号及び前記入力電圧に基づいて調整電流を決定するために用いられる。
前記第1のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第1のオペアンプのマイナス入力端は、前記第1のトランジスタのソース及び前記第1の抵抗の第1端に電気的に接続され、前記第1のオペアンプの出力端は、前記第1のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第1の抵抗の第2端は、接地され、
前記第1のトランジスタのドレインは、前記第2のトランジスタのソース、前記第2のトランジスタのゲート及び前記第3のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのドレイン及び前記第3のトランジスタのドレインは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第3のトランジスタのソースは、前記第4のトランジスタのドレイン、前記第4のトランジスタのゲート及び複数の第5のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース及び複数の第5のトランジスタのソースは、接地され、
各第5のトランジスタのドレインは、対応するスイッチの第1端にそれぞれ電気的に接続され、各スイッチの制御端は、前記デジタル信号を受けて、前記デジタル信号に基づいてオン又はオフするために用いられ、
各スイッチの第2端は、電気的に接続され、前記調整電流を出力するために用いられる。
前記第6のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第6のトランジスタのドレインは、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記第6のトランジスタのソースは、前記第2のオペアンプのプラス入力端及び前記第7のトランジスタのドレインに電気的に接続され、
前記第2のオペアンプのマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第2のオペアンプの出力端は、前記第7のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第7のトランジスタのソースは、前記第2の抵抗の第1端及び前記第1のコンデンサの第1端に電気的に接続され、
前記第2の抵抗の第2端及び前記第1のコンデンサの第2端は、接地され、
前記第2の抵抗の第1端は、前記検出電圧を出力するために用いられる。
前記第8のトランジスタのゲートは、前記第6のトランジスタのゲート、前記第10のトランジスタのゲート及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、
前記第8のトランジスタのドレインは、前記第9のトランジスタのドレイン、前記第6のトランジスタのドレイン、前記第10のトランジスタのドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第8のトランジスタのソースは、前記第3のオペアンプのマイナス入力端、前記第2のオペアンプのマイナス入力端、前記第3の抵抗の第1端及び前記第2のコンデンサの第1端に電気的に接続され、前記第3の抵抗の第2端は、前記制御モジュール及び前記第4の抵抗の第1端に電気的に接続され、前記第4の抵抗の第2端は、接地され、前記第2のコンデンサの第2端は、接地され、
前記第9のトランジスタのゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第9のトランジスタのソースは、接地され、
前記第3のオペアンプのプラス入力端は、前記第10のトランジスタのソース及び前記第11のトランジスタのドレインに電気的に接続され、前記第3のオペアンプの出力端は、前記第11のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第11のトランジスタのソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第3の抵抗の第1端は、前記目標電圧を出力するために用いられる。
前記入力コンデンサの第1端は、前記入力インダクタの第1端に電気的に接続され、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記入力コンデンサの第2端は、接地され、
前記入力インダクタの第2端は、前記第9のトランジスタのドレイン、前記第8のトランジスタのドレイン、前記第6のトランジスタのドレイン及び前記第10のトランジスタのドレインに電気的に接続される。
入力電圧を受けるための電圧入力モジュール10と、
前記電圧入力モジュール10に電気的に接続され、前記入力電圧及び負荷電流に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュール20と、
前記電流決定モジュール20に電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュール30と、
前記電圧入力モジュール10、前記電流決定モジュール20及び前記制御モジュール30に電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュール40と、を含む。
前記電流検出手段220は、負荷電流を特定し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記信号変換手段230は、前記電流検出手段220に電気的に接続され、前記検出電圧をデジタル信号に変換するために用いられ、
前記電流決定手段210は、前記信号変換手段230に電気的に接続され、前記デジタル信号及び前記入力電圧に基づいて前記調整電流Isinkを決定するために用いられる。
前記第1のオペアンプOP1のプラス入力端は、前記入力電圧Vinを受けるために用いられ、前記第1のオペアンプOP1のマイナス入力端は、前記第1のトランジスタQ1のソース及び前記第1の抵抗の第1端に電気的に接続され、前記第1のオペアンプOP1の出力端は、前記第1のトランジスタQ1のゲートに電気的に接続され、前記第1の抵抗R1の第2端は、接地され、
前記第1のトランジスタQ1のドレインは、前記第2のトランジスタQ2のソース、前記第2のトランジスタQ2のゲート及び前記第3のトランジスタQ3のゲートに電気的に接続され、
前記第2のトランジスタQ2のドレイン及び前記第3のトランジスタQ3のドレインは、電源電圧Vddを受けるために用いられ、
前記第3のトランジスタQ3のソースは、前記第4のトランジスタQ4のドレイン、前記第4のトランジスタQ4のゲート及び前記複数の第5のトランジスタQ5のゲートに電気的に接続され、
前記第4のトランジスタQ4のソース及び前記第5のトランジスタQ5のソースは、接地され、
各第5のトランジスタQ5のドレインは、対応するスイッチS1の第1端にそれぞれ電気的に接続され、各スイッチS1の制御端は、前記デジタル信号を受けて、前記デジタル信号に基づいてオンまたはオフするために用いられ、
各スイッチS1の第2端は、電気的に接続され、前記調整電流Isinkを出力するために用いられる。
前記第2のオペアンプOP2のマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第2のオペアンプOP2の出力端は、前記第7のトランジスタQ7のゲートに電気的に接続され、前記第7のトランジスタQ7のソースは、前記第2の抵抗R2の第1端及び前記第1のコンデンサC1の第1端に電気的に接続され、
前記第2の抵抗R2の第2端及び前記第1のコンデンサC1の第2端は、接地され、
前記第2の抵抗R2の第1端は、前記検出電圧Vctrlを出力するために用いられる。
前記第8のトランジスタQ8のドレインは、前記第9のトランジスタQ9のドレイン、前記第6のトランジスタQ6のドレイン、前記第10のトランジスタQ10のドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第8のトランジスタQ8のソースは、前記第3のオペアンプOP3のマイナス入力端、前記第2のオペアンプOP2のマイナス入力端、前記第3の抵抗R3の第1端及び前記第2のコンデンサC2の第1端に電気的に接続され、前記第3の抵抗R3の第2端は、前記制御モジュール及び前記第4の抵抗R4の第1端に電気的に接続され、前記第4の抵抗R4の第2端は、接地され、前記第2のコンデンサC2の第2端は、接地され、
前記第9のトランジスタQ9のゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第9のトランジスタQ9のソースは、接地され、
前記第3のオペアンプOP3のプラス入力端は、前記第10のトランジスタQ10のソース及び前記第11のトランジスタQ11のドレインに電気的に接続され、前記第3のオペアンプOP3の出力端は、前記第11のトランジスタQ11のゲートに電気的に接続され、
前記第11のトランジスタQ11のソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第3の抵抗R3の第1端は、前記目標電圧を出力するために用いられる。
Vout=Vin/(1-D)
ただし、Dは、制御信号のデューティ比を示してもよい。
前記入力インダクタLの第2端は、前記第9のトランジスタQ9のドレイン、前記第8のトランジスタQ8のドレイン、前記第6のトランジスタQ6のドレイン、前記第10のトランジスタQ10のドレインに電気的に接続される。
前記基準抵抗Reaの第2端は、前記基準コンデンサCeaの第1端に電気的に接続され、前記基準コンデンサCeaの第2端は、接地され、
前記コンパレータCMPのプラス端は、電流源Iramp、コンデンサCrampの第1端及びリセットスイッチの第1端に電気的に接続され、比較電圧Vrampを入力するために用いられ、前記コンパレータCMPの出力端は、前記フリップフロップの第1端Rに電気的に接続され、
電流決定モジュールの出力端は、リセットスイッチの第2端、コンデンサCrampの第2端及びサンプリング抵抗Rrampの第1端に電気的に接続され、調整電流Isinkを出力し、サンプリング抵抗Rrampの第2端は、接地され、
前記フリップフロップの第2端Sは、前記発振器の出力端に電気的に接続され、前記発振器の出力したクロック信号CLKを受けるために用いられ、前記フリップフロップの出力端Qは、前記PWMコントローラの入力端に電気的に接続され、
前記PWMコントローラの第1の出力端は、第9のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記PWMコントローラの第2の出力端は、前記第8のトランジスタのゲート、第10のトランジスタのゲート及び第6のトランジスタのゲートに電気的に接続される。
第1端Rの入力がハイレベル(1)になると、出力端Qの出力が1になり、
第2端Sの入力がハイレベルになると、出力端Qの出力が0になるように構成される。
入力端の入力が1になると、出力が1になり、
入力端の入力が0になると、出力が0になるように構成される。
Claims (11)
- 入力電圧を受けるための電圧入力モジュールと、
前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧及び負荷電流に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュールと、
前記電流決定モジュールに電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュールと、
前記電圧入力モジュール、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュールと、を含むことを特徴とする電圧調整装置。 - 前記電流決定モジュールは、電流検出手段と、信号変換手段と、電流決定手段とを含み、
前記電流検出手段は、負荷電流を特定し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記信号変換手段は、前記電流検出手段に電気的に接続され、前記検出電圧をデジタル信号に変換するために用いられ、
前記電流決定手段は、前記信号変換手段に電気的に接続され、前記デジタル信号及び前記入力電圧に基づいて前記調整電流を決定するために用いられることを特徴とする請求項1に記載の電圧調整装置。 - 前記電流決定手段は、第1のオペアンプと、第1のトランジスタと、第2のトランジスタと、第3のトランジスタと、第4のトランジスタと、複数の第5のトランジスタと、複数のスイッチと、第1の抵抗とを含み、
前記第1のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第1のオペアンプのマイナス入力端は、前記第1のトランジスタのソース及び前記第1の抵抗の第1端に電気的に接続され、前記第1のオペアンプの出力端は、前記第1のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第1の抵抗の第2端は、接地され、
前記第1のトランジスタのドレインは、前記第2のトランジスタのソース、前記第2のトランジスタのゲート及び前記第3のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第2のトランジスタのドレイン及び前記第3のトランジスタのドレインは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第3のトランジスタのソースは、前記第4のトランジスタのドレイン、前記第4のトランジスタのゲート及び複数の第5のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第4のトランジスタのソース及び複数の第5のトランジスタのソースは、接地され、
各第5のトランジスタのドレインは、対応するスイッチの第1端にそれぞれ電気的に接続され、各スイッチの制御端は、前記デジタル信号を受けて、前記デジタル信号に基づいてオン又はオフするために用いられ、
各スイッチの第2端は、電気的に接続され、前記調整電流を出力するために用いられることを特徴とする請求項2に記載の電圧調整装置。 - 前記デジタル信号のビット数は、前記スイッチの数と同じであり、前記デジタル信号の各ビットは、前記対応するスイッチのオン状態を制御するために用いられることを特徴とする請求項3に記載の電圧調整装置。
- 前記電流検出手段は、第6のトランジスタと、第7のトランジスタと、第2のオペアンプと、第2の抵抗と、第1のコンデンサとを含み、
前記第6のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第6のトランジスタのドレインは、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記第6のトランジスタのソースは、前記第2のオペアンプのプラス入力端、前記第7のトランジスタのドレインに電気的に接続され、
前記第2のオペアンプのマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第2のオペアンプの出力端は、前記第7のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第7のトランジスタのソースは、前記第2の抵抗の第1端及び前記第1のコンデンサの第1端に電気的に接続され、
前記第2の抵抗の第2端及び前記第1のコンデンサの第2端は、接地され、
前記第2の抵抗の第1端は、前記検出電圧を出力するために用いられることを特徴とする請求項2に記載の電圧調整装置。 - 前記電圧出力モジュールは、第8のトランジスタと、第9のトランジスタと、第10のトランジスタと、第11のトランジスタと、第3のオペアンプと、第3の抵抗と、第4の抵抗と、第2のコンデンサとを含み、
前記第8のトランジスタのゲートは、前記第6のトランジスタのゲート、前記第10のトランジスタのゲート及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、
前記第8のトランジスタのドレインは、前記第9のトランジスタのドレイン、前記第6のトランジスタのドレイン、前記第10のトランジスタのドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第8のトランジスタのソースは、前記第3のオペアンプのマイナス入力端、前記第2のオペアンプのマイナス入力端、前記第3の抵抗の第1端及び前記第2のコンデンサの第1端に電気的に接続され、前記第3の抵抗の第2端は、前記制御モジュール及び前記第4の抵抗の第1端に電気的に接続され、前記第4の抵抗の第2端は、接地され、前記第2のコンデンサの第2端は、接地され、
前記第9のトランジスタのゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第9のトランジスタのソースは、接地され、
前記第3のオペアンプのプラス入力端は、前記第10のトランジスタのソース及び前記第11のトランジスタのドレインに電気的に接続され、前記第3のオペアンプの出力端は、前記第11のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第11のトランジスタのソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第3の抵抗の第1端は、前記目標電圧を出力するために用いられることを特徴とする請求項5に記載の電圧調整装置。 - 前記電圧入力モジュールは、入力コンデンサと、入力インダクタとを含み、
前記入力コンデンサの第1端は、前記入力インダクタの第1端に電気的に接続され、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記入力コンデンサの第2端は、接地され、
前記入力インダクタの第2端は、前記第9のトランジスタのドレイン、前記第8のトランジスタのドレイン、前記第6のトランジスタのドレイン及び前記第10のトランジスタのドレインに電気的に接続されることを特徴とする請求項6に記載の電圧調整装置。 - 請求項1~7のいずれか一項に記載の電圧調整装置を含むことを特徴とするチップ。
- 請求項8に記載のチップを含むことを特徴とする電源。
- 請求項9に記載の電源を含むことを特徴とする電子機器。
- 前記電子機器は、ディスプレイ、スマートフォン又は携帯機器を含むことを特徴とする請求項10に記載の電子機器。
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