JP2023538172A - Ｓｉｍｏ ｄｃ－ｄｃコンバータ - Google Patents

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Abstract

単一インダクタ多重出力ＤＣ－ＤＣコンバータは、バックブーストコンバータとして構成され得る。コンバータは、インダクタと、インダクタへ結合され、インダクタの通電相及び非通電相を制御する複数のスイッチと、複数の出力レールとを含み得る。複数の出力レールの夫々は、バックブーストコンバータのインダクタへその出力レールを接続するよう構成される少なくとも１つのスイッチを含み得る。インダクタ通電及び非通電パターンと、１つ以上のスイッチの状態とに応じて、様々な出力レールが複数の異なる出力電圧及び／又は出力電流を供給され得る。複数のレギュレーションストラテジのいずれかが、出力電圧及び／又は出力電流を更に制御するために利用されてよい。

Description

様々な実施形態は、単一インダクタ多重出力（Single Inductor Multiple Output，ＳＩＭＯ）ＤＣ（Direct Current）－ＤＣコンバータと、その実装及び使用とに概して関係がある。
ワイヤレスを含むがそれに限られない最新のコンピューティングアプリケーションでは、種々のアプリケーション及び／又は機能のための種々の供給電圧が、独立して電源をオン及びオフされ得る同じ集積回路（integrated circuit，ＩＣ）内で必要とされる。最大効率のために、これは単一のＩＣでの複数のパワーアイランドの作成を必要とする。最新のデバイスが複雑さを増すにつれて、コスト及びサイズの節約が電力管理設計における必須な要素になる。理想的には、電力の供給において最大効率をもたらすために、各パワーアイランドはそれ自体のＤＣ－ＤＣコンバータを有することになる。これにより、多くの大きくかつ高価なディスクリート部品、特にオフチップインダクタが必要になる。最新のデバイスは、第１ＤＣ電圧を第２ＤＣ電圧へ効率的に変換するために、スイッチドモード電力供給を一般的に用いている。しかしながら、多くのデバイスは、複数の異なった電圧要件を有している複数の電子部品を含む。これらの相違する電圧要件は、複数のスイッチドモードＤＣ－ＤＣコンバータを利用することによって満足され得るが、これは非実用的であるか、さもなければ好ましくない場合がある。例えば、スイッチドモードＤＣ－ＤＣコンバータは、一般的に、電圧変換のためにインダクタを利用しており、コスト及び空間を考慮すると、所与のアプリケーションに必要とされるインダクタの数を減らすことが望ましい場合がある。代替的に、様々な形態のゲート電荷共有法又はスイッチングコンバータによる高電力効率の単入力多出力コンバータ又はシステムが使用可能である。
図面中、同じ参照符号は、異なる図を通して同じ部分を概して参照する。図面は必ずしも一定の縮尺で描かれているわけではなく、本発明の原理を説明することに重点が置かれている。以下の説明では、本発明の様々な実施形態が次の図面を参照して記載されている。
ＳＩＭＯシステムのブロック図を例示的に示す。 本開示の態様に従って、詳細なＳＩＭＯのブロック図を示す。 プッシュプル線形レギュレータを備えたＳＩＭＯを例示的に示す。 線形レギュレータの詳細なブロック図を示す。 ＳＩＭＯの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 レギュレータの詳細なブロック図を示す。 ＳＩＭＯを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 スイッチドコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 本開示の態様に従うＳＩＭＯ回路を示す。 本開示の更なる態様に従うＳＩＭＯ回路を示す。 ＳＩＭＯ回路を作動させる第１方法を示す。 ＳＩＭＯ回路を作動させる第１方法を示す。 分離したインダクタ周期のシミュレーションのグラフ表現を示す。 分離したインダクタ周期の間にインダクタが単一の電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現を示す。 分離したインダクタ周期の間にインダクタが２つの電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現を示す。 単一インダクタＳＩＭＯ回路の作動方法のフローチャートを例示的に示す。 単一インダクタ多重出力コンバータを作動させる動作環境のブロック図を例示的に示す。 インダクタ周期ごとにインダクタが電気的に結合される出力の数に対するＳＩＭＯシステムのクロスレギュレーションのグラフ表現を例示的に示す。 単一インダクタ多重出力コンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを作動させる動作環境の他のブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを作動させる動作環境の他のブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを作動させる動作環境の他のブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを作動させる動作環境の他のブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 分離したインダクタ周期の間にインダクタが２つの電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現を例示的に示す。 単一インダクタ多重出力コンバータの作動方法の例のフローチャートを示す。 ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのタイミング図を含む、分離したインダクタ周期の間にインダクタが２つの電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現を示す。 ＳＩＭＯコンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを含む他のシステムのブロック図を例示的に示す。 シーケンス及びモード選択のためのＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 インダクタ周期の間に混合ＣＣＭ又は混合ＤＣＭ及びＣＣＭでＳＩＭＯコンバータが作動するシミュレーションのグラフ表現を示す。 ＳＩＭＯコンバータ内の異なる電力レールの優先順位付けの変化のグラフ表現を示す。 ＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 本開示の様々な態様に従う単一インダクタ多重出力（ＳＩＭＯ）環境を例示的に示す。 いくつかの態様に従うＳＩＭＯの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 いくつかの態様に従うＳＩＭＯの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 インダクタ周期の間のインダクタでの電流のグラフ表現を例示的に示す。 インダクタ周期の間のインダクタでの電流のグラフ表現と、補間された実際のインダクタンス定格に対する既知のインダクタンス定格とを示す。 スイッチドコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 分離したインダクタ周期の間にインダクタが単一の電気デバイスへ電気的に結合されるか又は出力キャパシタが放電されるかどちらかであるシミュレーションのグラフ表現を示す。 スイッチド電力コンバータの動作方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯを含む他のシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯを含む他のシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＤＣ－ＤＣコンバータを含むラジオ送信器のブロック図を例示的に示す。 ２つのＤＣ－ＤＣコンバータを含む他のラジオ送信器のブロック図を例示的に示す。 ハイブリッドコンバータを含むラジオ送信器のブロック図を例示的に示す。 ラジオ送信器の作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ラジオ送信器の作動方法のフローチャートを例示的に示す。 コンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 コンバータを含む他のシステムのブロック図を例示的に示す。 送信及び受信のための電圧を供給するコンバータのブロック図を例示的に示す。 送信及び受信のための電圧を供給するコンバータのブロック図を例示的に示す。 送信及び受信のための電圧を供給する単一インダクタ多重出力コンバータのブロック図を例示的に示す。 本開示のいくつかの態様に従う単一インダクタ多重出力回路の作動方法のフローチャートを例示的に示す。 本開示のいくつかの態様に従う単一インダクタ多重出力回路の作動方法のフローチャートを例示的に示す。 ＳＩＭＯを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータを含むシステムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 システムのブロック図を例示的に示す。 ＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。 本開示の態様に従うＳＩＭＯシステムのブロック図を例示的に示す。 本開示のいくつかの態様に従う単一インダクタ多重出力回路の作動方法のフローチャートを例示的に示す。 本開示の態様に従うバックコンバータを示す。 本開示の他の態様に従うブーストコンバータ構成を示す。 本開示の態様に従うバック－ブーストコンバータを示す。 本開示の態様に従うＬＤＯを示す。 本開示の一態様に従って、バックコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。 本開示の一態様に従って、ブーストコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。 バック－ブーストコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。 Ｈブリッジを備えたバック－ブーストコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。
以下の詳細な説明は、本発明が実施され得る具体的な詳細及び実施形態を実例として示す添付の図面を参照する。
「例示的」との語は、「例、事例、又は実例となる」ことを意味するものとして本明細書中で使用される。本明細書中で記載される如何なる実施形態又は設計も、必ずしも、他の実施形態又は設計に対して好ましいもの又は有利なものとして解釈されるべきではない。
側面又は表面の「上に」形成された堆積材料に関して使用される「上に」（over）という言葉は、堆積材料が言外の側面又は表面の「直接上に」、例えば、直接接して形成され得ることを意味するものとして本明細書中で使用される場合がある。側面又は表面の「上に」形成された堆積材料に関して使用される「上に」という言葉は、言外の側面又は表面と堆積材料との間に１つ以上の追加の層が配置された状態で、堆積材料が言外の側面又は表面の「間接的に上に」形成され得ることを意味するものとして本明細書中で使用される場合がある。
ＳＩＭＯコンバータは、レギュレートされた出力電圧を、対象となるコンバータ出力のための予め定義された範囲内で動的に供給するために、線形レギュレータを利用し得る。レギュレータは、入力電圧を受けて、１つ又は複数の出力電圧を予め定義された範囲内で動的にレギュレートし得る。レギュレータは、１つ又は複数の出力電圧を、その予め定義された範囲内にとどまるようレギュレートすることができ、一方、ＳＩＭＯスイッチは、ＳＩＭＯ出力部に出力電圧を供給するよう構成される。
電子デバイスは、いくつか例を挙げると、小型化、接続性の向上、プロセッサ速度の高速化、バッテリ寿命の向上など、ますます高まる要求にさらされている。これらの要求は、とりわけ、コスト競争力を維持しながら、少なくともいくつかの状況では小型デバイスに実装できるロバストな電力管理機能を必要とする。ＳＩＭＯアーキテクチャは、エネルギ効率が高く、スペースに制約のある製品のバッテリ寿命を延ばすため、これらの要求に適している。ＳＩＭＯアーキテクチャはまた、超低電力環境でも適切に機能するため、ヒアラブル、ウェアラブル、センサ、スマートホームハブなどのための優れた候補となっている。
ＳＩＭＯアーキテクチャはまた、そのようなデバイスにおいて一般的に認識されている別の必要性、すなわち、異なる電圧又は電流要件（例えば、２．５Ｖ、５Ｖ、１０Ｖなど）で複数のデバイス又は回路に電力を供給するという要件、を満たすのに適している。ＳＩＭＯアーキテクチャは、複数の出力レールを有するＤＣ－ＤＣコンバータ（例えば、バックブーストコンバータ）との関連で採用される場合がある。本明細書で記載されている原理及び方法を使用して、ＳＩＭＯを使用するバックブーストコンバータは、複数の異なる出力電圧及び／又は電流を生成するよう構成され得る。生成された電圧及び／又は電圧は、次いで、複数のスイッチを使用して複数の出力レールのいずれかに印加され得る。このように、ＳＩＭＯ技術を使用する単一のＤＣ／ＤＣコンバータは、複数の電力出力を生成して、様々な電力要件を有しているデバイス（例えば、ヒアラブル、ウェアラブル、センサ、スマートホームハブなど）内の複数のコンポーネント（例えば、１つ以上のプロセッサ、モータ、１つ以上のスピーカ、など）に電力を供給することができる。
ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、複数の出力レールのいずれかで１つ以上の所望の電圧又は電流を出力するよう構成され得る。すなわち、ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、ｎ個の出力レール上にｎ個もの異なる電圧又は電流を出力するように、あるいは、代替的に、ｎ個の出力レール上にｎ個未満の異なる電圧又は電流を出力するように構成され得る。以下でより詳細に記載されるように、ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、選択された電圧又は電流を所与のレール上で出力されるように変更してもよい。これは、例えば、４つの出力レールにより図２で説明されるが、レールの数は４つに限定されず、実装の必要に応じて、４つより多い又は少ないように選択することができる。例えば、ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、異なる電圧及び／又は電流要件を有する複数のコンポーネントに電力を供給するよう求められる場合があり、レールの数は、コンポーネントの異なる電圧／電流要件の数に基づいて選択されてもよい。これらの概念は、本明細書に開示されるＳＩＭＯバックブーストコンバータ構成のいずれにも、又は本開示のいずれかの他の態様にも適用されてよい。
これらの概念の拡張として、ＳＩＭＯアーキテクチャは、ワイヤレス通信デバイス又はワイヤレス通信機能を備えたデバイスに有益な利点をもたらし得る。ラップトップ、スマートフォン、タブレットコンピューターなどのワイヤレス機能を備えたコンピューティングデバイスはどこにでもあり、小型化、速度、機能性、及びバッテリ寿命の向上という上記の要求の対象となる。更に、ワイヤレス通信機能は、ますます多くのデバイス（例えば、Ｉｎｔｅｒｎｅｔ ｏｆ Ｔｈｉｎｇｓ（ＩｏＴ）デバイス）に新たに追加されている。このようなワイヤレス通信機能には、多くの場合、さまざまな他のコンポーネント（例えば、データ処理回路（例えば、ＡＤＣを使用）、センサ、トランシーバ／電力増幅器、システムオンチップ（ＳｏＣ）アプリケーション）が含まれており、夫々に独自の厳格な電力要件がある場合があり、しばしば超低電力範囲で、高レベルの電力効率を必要とするデバイスの数が増えている。ＳＩＭＯアーキテクチャは、これらのデバイスの電力効率のニーズを満たすのに適している。更に、多くのそのようなデバイスが各々のコンポーネントのための複数の異なる電圧及び／又は電流を要求することを考慮すると、複数の出力を備えたバックブーストＤＣ－ＤＣコンバータのコンテキストでのＳＩＭＯアーキテクチャは、複数の異なる電圧及び／又は電流要求を持ったデバイスに電力を供給しながら、制限された電力資源（例えば、小型リチウム電池）の効率的な電力管理を提供するための優れたオプションである。
ＳＩＭＯコンバータは、ＳＩＭＯシステムとして構成されてもよい。後でより詳細に記載されるように、ＳＩＭＯ（例えば、インダクタ及び複数の出力）は、バックブーストコンバータなどのＤＣ－ＤＣコンバータとして構成されてよい。コンバータの１つ以上の出力レールは、１つ以上のレギュレータ（例えば、１つ以上の線形レギュレータ、１つ以上のプッシュプルレギュレータ、１つ以上の低ドロップアウトレギュレータ、又はそれらの任意の組み合わせ）を含んでよく、それらは、各々の出力レールに対して電圧及び／又は電流をレギュレートするよう構成され得る。ＳＩＭＯ及びレギュレータの夫々又はいずれかは、その動作のための追加のコンポーネント（例えば、１つ以上のコントローラ、加算器、増幅器、コンパレータ、ロジックゲート、など）を含んでもよい。ＳＩＭＯシステムは、ＤＣ－ＤＣコンバータのコンポーネント、１つ以上のレギュレータのコンポーネント、及び／又はＳＩＭＯの動作及び／又はレギュレーションのための追加のコンポーネントのいずれかとともにＳＩＭＯを含んでもよい。
図１は、いくつかの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ又はＳＩＭＯコンバータアーキテクチャ又はＳＩＭＯシステム（「ＳＩＭＯ」又はシステム又はＳＩＭＯ回路とも以降呼ばれることがある。）のブロック図を例示的に示す。ＳＩＭＯは、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、入力端子１０２と、ＳＩＭＯバックブーストコンバータ１０４と、プッシュプルレギュレータ、線形レギュレータ（例えば、低ドロップアウトレギュレータ（ＬＤＯとも呼ばれる。）、及び／又は電圧レギュレータを含んでもよいレギュレータ１０６ａ～ｎと、出力電圧１０８ａ～ｎとを含み得る。入力端子１０２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の端子へ電子的に結合され得る。レギュレータ１０６ａ～ｎの各レギュレータは、ＳＩＭＯコンバータ１０４の複数の出力部のうちの各々に関連した出力部へ電子的に結合され得る。レギュレータ１０６ａ～ｎは、複数の出力電圧１０８ａ～ｎをレギュレートしてよい（それによって、異なる電気負荷のための異なる電圧ドメインの供給を提供する。）。レギュレータ１０６ａ～ｎは線形レギュレータであってよい。図１に示されるように、（例えば、線形）レギュレータ１０６ａ～ｎは、入力端子１０２に対してＳＩＭＯコンバータ１０４と直列に接続され得る。
ＳＩＭＯコンバータ出力レールの１つ以上と電子的に又は動作可能に結合されている異なる電子デバイスは、各々の出力レール（例えば、出力又はコンバータ出力ラインとも呼ばれる。）で供給される予め定義された電圧範囲に対応する異なる入力電圧を必要とし得る。例として、ＳＩＭＯコンバータは、トランスミッタ、ＵＳＢポート、Ｗｉ－Ｆｉモジュール、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）チップ、などと電子的に結合されてもよい。留意すべきは、他の電子デバイスがＳＩＭＯコンバータへ結合されてもよい点である。更に、異なる技術、例えば、異なるタイプのトランジスタ（薄膜酸化トランジスタ対厚膜酸化トランジスタ）でさえ、ＳＩＭＯによって供給される異なる電圧ドメインを必要とする場合がある。これら全てのデバイス又は技術は、その各々の供給電圧、例えば、また、供給電圧のリップルに対して異なる要件を持つ場合がある。ＳＩＭＯは、それに結合されている被接続電子デバイスの全ての要件を満たさなければならない。ＳＩＭＯは、可能な限りロバストで、簡単で、安価で、柔軟性があり、かつ信頼できなければならない。
様々なデバイスコンポーネントの電力要件に加えて、いくつかのデバイス及び／又はいくつかのデバイスコンポーネントは、１つ以上の動作状態に従って動作するよう構成される場合があり、動作状態は様々な電力要件にも対応し得る。例えば、様々なデバイス、及び／又は様々なデバイスの１つ以上のコンポーネントは、複数のアクティブモード、複数の非アクティブモード、複数のスタンバイモード、複数のスリープモードのいずれかで、又は別なふうに動作し得る。これらのモードは、様々な電流消費及び／又は電圧要件に対応し得る。更に、デバイス及び／又はそれらのコンポーネントは、動作モード間の高速な切り替えを必要とする場合がある。例えば、トランシーバは、リッスンモード（例えば、アクティブモード）と非リッスンモード（例えば、非アクティブモード又はスタンバイモード）との間を１秒間に何度も切り替えることができる。よって、そのようなデバイス及び／又はコンポーネントのための電力管理ソリューションは、変化する電力要件に迅速に対応し、かつ／あるいは、コンポーネントの予測される電力ニーズに従ってその電力出力を変えるよう構成されなければならない。本明細書で記載されるＳＩＭＯバックブーストコンバータは、これらの要求に十分に適している。
従って、多種多様な課題がこの技術分野では対処されなければならない。例として、ＳＩＭＯは、低い電圧リップルを有するいくつかの電圧を供給すべきであり、かつ／あるいは、多種多様な負荷に適するよう柔軟性がなければならず、かつ／あるいは、スマートフォン又は他のウェアラブル電子デバイスなどのフォームファクタが小さいデバイスにさえ収まるよう小型でかつエネルギ効率が高くなければならない。
例として、各デバイスは、作動するために異なる入力電圧を必要としてよい。例えば、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ Ｌｏｗ Ｅｎｅｒｇｙ（ＢＬＥ）デバイスは、１．８Ｖから３．６Ｖの間の入力電圧を必要とし得る。ＢＬＥデバイスへ結合されるＳＩＭＯコンバータ出力電圧レールは、ＢＬＥデバイスの入力電圧要件と一致するそのスイッチング出力電圧の予め定義された範囲と関連付けられ得る。予め定義された範囲はまた、電圧が予め定義された範囲に入ることを確かにするよう狭められてもよい。これは、スイッチング出力電圧がノイズの影響を受けやすい可能性がある場合に必要となる。
更に、Ｗｉ－Ｆｉモジュールは３．３Ｖで最もよく作動し得るが、１．７Ｖ～３．６Ｖの予め定義された範囲内で動作することができる。Ｗｉ－Ｆｉモジュールへ接続されるＳＩＭＯコンバータ出力電圧レールは、Ｗｉ－Ｆｉモジュールが最適に動作することを確かにするよう予め定義された範囲がより小さくなるよう構成されてよい。これらの出力電圧レールの夫々は、互いに独立して、あるいは、機能又はアプリケーション要件に基づき所定の期間に所与の被接続デバイスの電圧要件に基づき同時に又は並行して動作するよう構成されてもよい。
更に、ＵＳＢポート又はｍｉｃｒｏ－ＵＳＢポートは、５Ｖ入力電圧を受けるよう構成され得る。しかし、ＵＳＢポートにプラグ接続されるデバイスは、ある入力電圧範囲内で動作し得る。例えば、ＵＳＢポートにプラグ接続されるｍｉｃｒｏ－ＵＳＢファンは、４．４５Ｖ～５．２５Ｖの入力電圧範囲内で動作し得る。従って、ＵＳＢポートに関連したＳＩＭＯコンバータ出力レールのための予め定義された範囲は、ＵＳＢポートのために定義された厳密な５Ｖよりも大きくなり得る。
入力電圧要件の例には、次が含まれ得る：
Figure 2023538172000002
本開示の様々な態様は、上記の課題の１つ以上に対して、又は以下でより詳細に説明される課題の１つ以上に対してＳＩＭＯを改善することを対象としている。
本開示の１つの態様に従って、スイッチコントローラは、分離したインダクタ周期の間にコンバータ出力部へ結合される電子デバイスの電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧を供給するようにＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御し得る。
図２は、より詳細にいくつかの態様に従うＳＩＭＯコンバータ１０４の例示的なブロック図を示す。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、示されるように複数のスイッチを含んでよい（示される例は、バックブーストコンバータを実装し、留意されるべきは、スイッチ構造は、ＳＩＭＯブーストコンバータのような別のタイプのＳＩＭＯコンバータ、又は任意の他の所望のタイプのＳＩＭＯコンバータを実装する場合には、異なりうる点である。）。簡単のために、スイッチ内のトランジスタは示されていない。各スイッチはトランジスタを含んでもよく、あるいは、トランジスタによって実装されてもよいことが理解されるべきである。例えば、スイッチ２０６は、インダクタ２０２の入力端子と入力端子１０２との間に電子的に結合され得る。スイッチ２０８は、インダクタ２０２の入力端子と基準電位、例えば接地との間に電子的に結合され得る。スイッチ２１０は、インダクタの出力端子と基準電位、例えば接地との間に電子的に結合され得る。スイッチ２０４ａ～ｎは、インダクタ２０２の出力端子とＳＩＭＯ１０４の複数の出力部との間に電子的に結合され得る。
１つ以上のスイッチコントローラは、図２に示されていないが、スイッチを制御し得る。例えば、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ１０４の出力のうちの関連する出力へ供給されるスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎのうちのあるスイッチング出力電圧の電圧リップルを制御するようにスイッチ２０４ａ～ｎを制御し得る。更に、コントローラは、インダクタ２０２を付勢するように、電力スイッチ２０６及び２１０を閉じるよう制御することができる。コントローラは、所定の期間に、又はインダクタ２０２が予め定義されたエネルギレベルに達するまで、それらのスイッチを閉じられたままであるよう制御してもよい。更に、コントローラは、出力電圧１０８ａ～ｎのうちの１つを出力端子１１０ａ～ｎに供給するように、スイッチ２０８及びスイッチ２０４ａ～ｎのうちの１つを閉じるよう制御することができる。コントローラは、所定の期間に、又は定義された出力電圧に達するまで、それらのスイッチを閉じられたままであるよう制御してもよい。
スイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び２１０は、１つのスイッチコントローラによって独立して及び／又は集合的に、個別のスイッチコントローラによって独立して、あるいは、それらの任意の組み合わせで制御されてよい。更に、スイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び２１０は全て、同じ回路の部分又は個別的な回路であってよい。
図２はインダクタを含むものとして表されているが、ＳＩＭＯバックブーストコンバータ１０４は、本開示の様々な態様に従って、任意でインバータ無しで構成されてもよい。この構成では、ＳＩＭＯバックブーストコンバータ１０４は、外部インダクタの出力電圧又は電流を受電してもよく、外部インダクタは、この特定の実施では、ＳＩＭＯバックブーストコンバータの部分と見なされない。この構成では、インダクタの出力電圧又は電流は、スイッチ２０４ａ～ｎを通じて１つ以上の出力端子のいずれかに印加されてよく、出力電圧又は電流は、本明細書で別なふうに記載されるようにレギュレートされてよい。このようにして、ＳＩＭＯバックブーストコンバータ１０４は、集積回路又はチップとして構成されてもよい。本開示のいくつかの態様に従って、ＳＩＭＯバックブーストコンバータがコンバータの部分としてインダクタを含まない集積回路又はチップとして構成される実施では、ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、本明細書で記載されるインダクタの付勢及び消勢フェーズを制御するよう１つ以上のスイッチコントローラ及び／又は１つ以上のスイッチ（例えば、インダクタのデューティサイクルを制御するための、本明細書で記載されるスイッチ２０８及び２１０又は任意の他のスイッチ）を含んでよい。
図３は、いくつかの態様に従って、プッシュプル線形レギュレータ及び／又は電圧レギュレータを含み得るプッシュプルレギュレータ３０２ａ～ｎを備えたＳＩＭＯコンバータ１０４を例示的に示す。プッシュプルレギュレータ３０２ａ～ｎは、図１のレギュレータ１０６ａ～ｎであってもよい。図３に示されるように、プッシュプルレギュレータ３０２ａ～ｎは、互いに並列に接続され、かつ／あるいは、入力端子１０２に関してＳＩＭＯバックブーストコンバータ１０４と並列であるよう実装されてもよい。
図４は、いくつかの態様に係るレギュレータの詳細なブロック図を表す。例えば、図１のレギュレータ１０６ａはプッシュプルレギュレータ３０２ａであってもよい。図４に示されるように、プッシュプルレギュレータ３０２ａは、入力端子１０２及びＳＩＭＯコンバータの出力部へ電子的に結合されてよい。プッシュプルレギュレータ３０２ａは、目標出力電圧４０５ａ ＶＯ１をレギュレートしてよい。プッシュプルレギュレータ３０２ａは、ロー基準電圧及びハイ基準電圧を関連する出力部（例えば、ＳＩＭＯコンバータの関連する出力レール）での出力電圧と夫々比較するコンパレータ（例えば、第１コンパレータ４０４及び第２コンパレータ４０６）を含んでよい。簡単のために、１つのプッシュプルレギュレータ３０２ａしか示されていない。本開示のいくつかの態様では、複数のプッシュプルレギュレータが異なる出力電圧をレギュレートするよう含まれてもよい。この場合に、複数のプッシュプルレギュレータのうちの厳密に１つのプッシュプルレギュレータがＳＩＭＯコンバータの複数の出力部のうちの各出力部に割り当てられてよい。更に、本開示の様々な態様で、ＳＩＭＯコンバータの複数の出力部のうちの各々の出力部について、１つのコンパレータしか設けられなくてもよい。よって、いくつかの実施において、１つ以上の出力部は、関連する出力部での出力電圧をロー基準電圧と比較するために厳密に１つのコンパレータ４０４を含み得る。更に、いくつかの実施において、１つ以上の出力部は、関連する出力部での出力電圧をハイ基準電圧と比較するために厳密に１つのコンパレータ４０６を含み得る。更に、ＳＩＭＯコンバータの出力部ごとに１つ以上のコンパレータを備えた如何なる種類のハイブリッド実装も提供されてよい。
プッシュプルレギュレータ３０２ａはまた、スイッチ４０８及び４１０を含んでもよい。第１コンパレータ４０４及び第２コンパレータ４０６からフィードフォワードされた電圧は、スイッチ４０８及び４１０を制御するために使用されてよい。出力電圧４０５ａがロー基準電圧（第１コンパレータ４０４の非反転入力部に印加されてよい。）を下回る場合に、第１コンパレータ４０４は、出力電圧をレギュレートして、それを予め定義された電圧範囲内に持ち上げるよう、スイッチ４０８を閉じてよい。出力電圧４０５ａがハイ基準電圧（第２コンパレータ４０６の反転入力部に印加されてよい。）を上回る場合に、第２コンパレータ４０６は、出力電圧をレギュレートして、それを予め定義された電圧範囲内に押し下げるよう、スイッチ４１０を閉じてよい。出力電圧４０５ａが予め定義された範囲内にある場合には、スイッチ４０８及び４１０は開いたままであり、レギュレータ３０２ａは出力電圧をレギュレートしない。
コンパレータ４０４及び４０６は、夫々、ロー基準電圧及びハイ基準電圧を受け取ってよい。ロー基準電圧及びハイ基準電圧は、出力電圧の予め定義された範囲の下限及び上限をセットする。ＳＩＭＯ出力電圧が予め定義された範囲内にある間は、レギュレータ３０２ａは動作しておらず、システム４００の効率を向上させる。
レギュレータ３０２ａは、ＳＩＭＯ出力電圧が予め定義された範囲の外に出る場合に動作する。出力電圧４０５ａがハイ基準電圧よりも高い場合に、レギュレータ３０２ａは、出力電圧４０５ａを予め定義された範囲内にレギュレートするようシンク回路を作動させ得る。出力電圧４０５ａがロー基準電圧よりも低い場合に、レギュレータ３０２ａは、出力電圧４０５ａを予め定義された範囲内にレギュレートするようソース回路を作動させ得る。
レギュレータ３０２ａを動作させることは、ＳＩＭＯコンバータを動作させることよりも効率が悪く、最小限にされるべきである。効率が重要な出力（効率がリップル又はレギュレーションよりも重要である。）については、予め定義された範囲は、プッシュプルレギュレータの作動を少なくするように大きく設定されてよい。リップルが重要な出力（リップルが効率よりも重要である。）については、予め定義された範囲は、出力電圧をより正確にレギュレートするように小さく設定されてよい。高速なドループ／オーバシュートについては、ロー基準電圧は、高速なドループから保護するようより高くなることができ、あるいは、ハイ基準電圧は、高速なオーバシュートのためにより低くなることができる。
予め定義された範囲のダイナミックプログラミングも可能であり得る。これは、１つのＳＩＭＯ出力部で異なる負荷アクティビティが発生する可能性がある場合に必要となる。すなわち、レギュレータ３０２ａを動作させることは、複数の予め定義された範囲内で動作可能であってよく、これらの予め定義された範囲は、少なくとも予め定義されたタイミング、オンデマンドの応答、又は適応的な選択の使用のいずれかを使用して選択されてもよい。タイミングに基づいた選択では、レギュレータ３０２ａを動作させる予め定義された範囲（又はいずれかの出力レールでのいずれかのレギュレータの予め定義された範囲）は、予め定義されたタイミング（例えば、第１存続期間のための第１の予め定義された範囲、第２の存続期間のための第２の予め定義された範囲、第３の存続期間のための第３の予め定義された範囲、など）に基づき選択され得る。この予め定義されたタイミング選択は広範な実施で使用され得るが、そのような実施の１つは、コンポーネントが既知のスケジュールで動作モード（例えば、異なる電流及び／又は電圧要件を有するモード）を切り替えると期待される場合にあってよい。このようにして、予め定義されたタイミングは、動作モードに対応する電流及び／又は電圧要件に対応するよう選択され得る。他の態様に従って、予め定義された範囲は、オンデマンド要求に基づき選択されてよい。このようにして、予め定義された範囲を選択するための１つ以上のコンポーネント（例えば、コントローラ）は、負荷によって引き込まれる電流、既知の抵抗にかかる電圧、あるいは、負荷の電流及び／又は電圧要件に対応する複数の予め定義された設定のうちの１つを特定するための情報の他のソースの測定を受け取るようフィードバックループで構成されてもよい。この情報を使用して、予め定義された範囲を選択するための１つ以上のコンポーネントは、負荷の要件を満足する対応する予め定義された範囲を選択し得る。他の態様に従って、予め定義された範囲は適応的に選択されてもよい。このようにして、１つ以上のプロセッサは、１つ以上の計算を使用して電力要求を予想し、それに応じて適応するよう構成されてよい。よって、１つ以上のプロセッサは、出力レールの電力需要（例えば、引き込まれる電流、既知の抵抗に係る電圧、など）を受け取り、この情報をレール及び／又は負荷の過去の電力需要と比較して、起こり得る次の電力需要を特定し得る。１つ以上のプロセッサは、電力需要の１つ以上のパターンを認識し、現在の電力需要及び／又は１つ以上の最近の電力需要に基づき、起こり得る次の電力需要を特定するよう構成され得る。１つ以上のプロセッサは、１つ以上の人工ニューラルネット又は他の人工知能を実行するよう構成されてもよく、これにより、過去の電力需要情報に照らして、現在の電力需要及び／又は１つ以上の最近の電力需要に基づき、予め定義された範囲を適応的に選択し得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチ４１０は、接地又は任意の他の基準電位へ接続されてもよい。更に、プッシュプルレギュレータ３０２ａは、図４に示されていない他の要素を含んでもよい。
図５は、いくつかの態様に係るＳＩＭＯコンバータの作動方法のフローチャートを例示的に示す。方法５００は、インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給すること５０２を含む。ＳＩＭＯは複数のスイッチを含み、該複数のスイッチは、インダクタの第１端子と入力電圧との間に結合された第１スイッチと、インダクタの第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含み得る。方法は、複数のスイッチを制御してスイッチング出力電圧を制御すること５０４と、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットすること５０６と、入力電圧を用いて目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるようにスイッチング出力電圧をレギュレートすること５０８とを更に含んでもよい。
図６は、いくつかの態様に係るＳＩＭＯの作動方法のフローチャートを例示的に示す。方法６００は、インダクタ及び複数のスイッチを含むスイッチング段を制御して、複数のスイッチのスイッチング状態に依存して印加入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給すること６０２を含む。複数のスイッチは、インダクタの第１端子と入力電圧との間に結合された第１スイッチと、インダクタの第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含み得る。方法は、スイッチング出力電圧を受け取ることに応答して出力電圧を動的にセットすること６０４と、スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又はスイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定すること６０６と、入力電圧を用いてスイッチング出力電圧をレギュレートすること６０８とを更に含んでもよい。
図７は、いくつかの態様に従って、レギュレータを含む例示的なシステム７００の詳細なブロック図を示す。例えば、図１のレギュレータ１０６ａはデジタルプッシュプルレギュレータ７０２ａであってもよい。図７に示されるように、デジタルプッシュプルレギュレータ７０２ａは、入力端子１０２及びＳＩＭＯコンバータの出力部へ電子的に結合されてよい。デジタルプッシュプルレギュレータ７０２ａは、目標出力電圧ＶＯ１をレギュレートしてよい。デジタルプッシュプルレギュレータ７０２ａは、ロー基準電圧及びハイ基準電圧を関連する出力部（例えば、ＳＩＭＯコンバータの関連する出力レール）での出力電圧と夫々比較するデジタルゲートコントローラ（例えば、第１デジタルゲートコントローラ７０４及び第２デジタルゲートコントローラ７０６）を含んでよい。簡単のために、１つのデジタルプッシュプルレギュレータ７０２ａしか示されていない。本開示のいくつかの態様では、複数のプッシュプルレギュレータが異なる出力電圧をレギュレートするよう含まれてもよい。この場合に、複数のデジタルプッシュプルレギュレータのうちの厳密に１つのプッシュプルレギュレータがＳＩＭＯコンバータの複数の出力部のうちの各出力部に割り当てられてよい。更に、本開示の様々な態様で、ＳＩＭＯコンバータの複数の出力部のうちの各々の出力部について、１つのデジタルゲートコントローラしか設けられなくてもよい。よって、いくつかの実施において、１つ以上の出力部は、関連する出力部での出力電圧をロー基準電圧と比較するために厳密に１つのデジタルゲートコントローラ７０４を含み得る。更に、いくつかの実施において、１つ以上の出力部は、関連する出力部での出力電圧をハイ基準電圧と比較するために厳密に１つのデジタルゲートコントローラ７０６を含み得る。更に、ＳＩＭＯコンバータの出力部ごとに１つ以上のコンパレータを備えた如何なる種類のハイブリッド実装も提供されてよい。
デジタルプッシュプルレギュレータ７０２ａはまた、スイッチ７０８及び７１０を含んでもよい。第１ゲートコントローラ７０４及び第２ゲートコントローラ７０６からフィードフォワードされた電圧は、スイッチ７０８及び７１０を制御するために使用されてよい。出力電圧ＶＯ１がロー基準電圧（第１ゲートコントローラ７０４、例えば、コンパレータの非反転入力部に印加されてよい。）を下回る場合に、第１ゲートコントローラ７０４は、出力電圧をレギュレートして、それを予め定義された電圧範囲内に持ち上げるよう、１つ以上のスイッチ７０８を閉じてよい。出力電圧ＶＯ１がハイ基準電圧（第２デジタルゲートコントローラ７０６、例えば、コンパレータの反転入力部に印加されてよい。）を上回る場合に、第２デジタルゲートコントローラ７０６は、出力電圧をレギュレートして、それを予め定義された電圧範囲内に押し下げるよう、１つ以上のスイッチ７１０を閉じてよい。出力電圧４０５ａが予め定義された範囲内にある場合には、スイッチ７０８及び７１０は開いたままであり、レギュレータ３０２ａは出力電圧をレギュレートしない。
ＳＩＭＯシステムは、デジタルプッシュプルレギュレータ及びアナログプッシュプルレギュレータにより出力電圧をレギュレートしてもよい。デジタルプッシュプルレギュレータは、複数の電力スイッチ（７０８及び７１０）を使用して出力電圧をレギュレートし得る。アナログプッシュプルレギュレータは、スイッチ（４０８及び４１０）のゲート電圧により出力電圧をレギュレートし得る。
ＳＩＭＯコンバータを含むシステムで、レギュレータは、対象となるＳＩＭＯ出力部のために出力電圧を予め定義された範囲内に動的にセットするよう動作し得る。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタを充電する入力端子を含み得る。その入力端子とインダクタの入力端子との間に接続されたスイッチを、インダクタの出力端子及び接地へ接続されたスイッチとともに閉じることで、インダクタを付勢する。付勢されると、ＳＩＭＯは、付勢されたインダクタからの出力電圧を出力部に供給するようスイッチ及びスイッチコントローラを含み得る。レギュレータは、出力を供給するスイッチが閉じられている（オンである）間、出力電圧をその予め定義された範囲内にとどまらせるようレギュレートし得る。レギュレータは、入力端子からの入力電圧を使用して出力電圧をレギュレートし得る。（例えば、第１コンパレータを使用して）出力電圧をレギュレートするために入力電圧を使用することは、出力電圧が予め定義された範囲（例えば、ロー基準電圧によって予め定義される。）から出る場合にその予め定義された範囲に再び入るための出力電圧の高速レギュレーションを可能にする。更に、（例えば、第２コンパレータを使用して）出力電圧をレギュレートするために接地電位などの基準電位を使用することも、出力電圧が予め定義された範囲（例えば、ハイ基準電圧によって予め定義される。）から出る場合にその予め定義された範囲に再び入るための出力電圧の高速レギュレーションを可能にする。
ＳＩＭＯの入力端子及び出力端子へ接続されているレギュレータは、各々の出力端子（又は出力レール）の出力電圧をレギュレートするために使用されてもよい。入力端子からの入力電圧を使用して、レギュレータは、出力部に接続されているスイッチが閉じられている間、出力電圧をその予め定義された範囲内に保つことができる。
インダクタは、ＳＩＭＯ及び線形レギュレータのスイッチとは別のチップに実装されてもよい。ＳＩＭＯ及び線形レギュレータのスイッチは、同じチップに実装されてもよい。
複数のスイッチは、インダクタの出力端子とＳＩＭＯの出力部との間に又はそれらへ電子的に又は動作可能に結合されてよい。追加のスイッチが、インダクタの出力端子と入力端子との間に電子的に結合されてもよい。
ＳＩＭＯシステムは、出力電圧と接地などの基準電位との間に又はそれらへ電子的に又は動作可能に結合されたキャパシタを含んでもよい。各キャパシタは設定可能な容量範囲を有し得る。容量範囲は、異なる出力電圧ごとに様々なであってよい。
ＳＩＭＯシステムのインダクタは、動的に設定可能なインダクタンス範囲を有してよい。更に、ＳＩＭＯは、入力電圧よりも低い電圧を出力するよう、例えば、バックコンバータとして、構成されてもよい。代替的に、ＳＩＭＯは、負荷電圧と一致する電圧を出力するよう、例えば、ブーストコンバータとして、構成されてもよい。
上述されたように、出力電圧をレギュレートするために使用されるレギュレータは、プッシュプルレギュレータとして構成されてもよい。レギュレータは、出力電圧をその予め定義された範囲内にレギュレートするために、入力電圧と出力電圧との間に電子的に結合されたスイッチを使用してもよい。更に、レギュレータは、出力電圧をレギュレートするために１つ以上のコンパレータを使用してもよい。
例えば、レギュレータは、ロー基準コンパレータ及びハイ基準コンパレータを含み得る。出力電圧がその各々の予め定義された範囲を下回る場合に、スイッチコントローラは、出力電圧をその予め定義された範囲内に持ち上げるよう入力電圧と出力電圧との間のスイッチを制御してよい。
出力電圧がその各々の予め定義された範囲を上回る場合に、スイッチコントローラは、出力電圧をその予め定義された範囲内に下げるよう出力電圧と接地などの基準電位との間のスイッチを制御してよい。代替的に、スイッチは入力電圧と基準電位との間にあってもよい。
レギュレータはまた、スイッチング出力電圧と接地などの基準電位との間に電子的に結合されたキャパシタを含んでもよい。キャパシタは、予め定義された容量範囲を有するよう動的に構成されてよい。
ヒステリックコンパレータの様々な実施が可能である。例えば、ヒステリックコンパレータは、トランジスタの入力部の対の間の意図的な不一致により構成され得る。この実施は付加的な電力損失を解消する。しかし、これは、ヒステリシス電圧を大きく変動させ、電圧オフセットに影響を及ぼす可能性がある。
他の例として、ヒステリックコンパレータは、トランジスタの入力部のうちの一方で電流注入を受けるよう構成されてもよい。この実施は、ヒステリシス電圧の正確な制御を可能にし、電圧オフセットに影響を及ぼさない。しかし、それは余分の回路及び余分の電流の追加を必要とする。上述したもの以外のヒステリックコンパレータの更なる実施が可能である。
ＳＩＭＯコンバータ１０４の出力スイッチは、オン／オフスイッチ又は線形レギュレータのどちらかとして動作するよう構成されてもよい。スイッチは、対応するコンバータ出力部でスイッチング出力電圧を供給するようオン／オフスイッチとして動作してもよい。更に、スイッチは、異なるコンバータ出力部でスイッチング出力電圧をレギュレートするよう線形レギュレータとして動作してもよい。
EFFICENC IS ONE THING; BUT ALS NEED WITH DIFFERNE LAOD ON NEIBORING RAILS: CAN LEAR TO CROSS-REGULATING: NEEE DTO CHANGE CAN BE CHANGED THOUGHT
図８は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム８００のブロックを示す。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されているＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、コンバータ出力部（又は出力レール若しくは出力電圧レール）の２つ以上でスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム８００は、１つ以上の低ドロップアウトレギュレータ（ＬＤＯとも呼ばれる。）（図示せず。）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されているレギュレータ１０６に対応してもよい。
スイッチ２０４ａ～ｎ（例えば、２次スイッチ２０４ａ～ｎ）は夫々少なくとも１つのトランジスタを含み得る。トランジスタは、第１動作モード又は第２動作モードで動作するよう構成され得る。第１動作モードでは、対応するスイッチ２０４ａ～ｎはオン／オフスイッチとして動作し得る。例えば、スイッチ２０４ａ～ｎは、開状態（例えば、非導通状態）と閉状態（例えば、導通状態）との間を遷移し得る。第１動作モードで、システム８００は、本開示の他の場所で論じられているようにハイブリッドＳＩＭＯコンバータとして動作し得る。
第２動作モード（図８に図示。）では、１つ以上の２次スイッチ２０４ｂ～ｎ（図８に図示。）はレギュレータとして動作することができ、１つ以上の２次スイッチ２０４ａ（図８に図示。）はオン／オフスイッチとして動作することができる。２次スイッチ２０４ａは、議論及び例示を簡単にするためにオンであるものとして図８では示されている。
本開示のいくつかの態様で、スイッチ２０４ａ～ｎのトランジスタの１つ以上は線形領域（例えば、アクティブ領域）で動作し、レギュレータとして動作してもよい。図８では、２次スイッチ２０４ｂ～ｎが、議論及び例示を簡単にするためにレギュレータとして示されている。スイッチ２０４ｂ～ｎをレギュレータとして動作させるとき、１つの端子（ソース）がインダクタ２０２の出力端子でのスイッチド出力電圧を受け得る。スイッチ２０４ｂ～ｎの他の端子（ドレイン）は、出力電圧１０８ａ～ｎを供給するよう関連する出力端子１１０ｂ～ｎへ接続され得る。スイッチ２０４ｂ～ｎの他の端子は、コンパレータの入力部へ接続されてもよく、コンパレータは、スイッチ２０４ｂ～ｎの他の端子での電位を基準電圧と比較し得る。コンパレータの出力部は、スイッチ２０４ｂ～ｎを線形領域で駆動するようスイッチ２０４ｂ～ｎのゲートへ接続され得る。第２動作モードでは、本開示のいくつかの態様で、システム８００は、単入力単出力（single input single output，ＳＩＳＯ）コンバータとして動作してもよい。本開示のいくつかの態様で、第２動作モードでは、第１の２次スイッチ２０４ａは閉状態（例えば、オン位置）で動作してもよく、残りの２次スイッチ２０４ｂ～ｎはレギュレータとして動作してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、残りの２次スイッチ２０４ｂ～ｎについて、１つ以上のＬＤＯは、関連するレギュレータ特有の目標出力電圧をセットし得る。代替的に、残りの２次スイッチ２０４ｂ～ｎについて、残りの２次スイッチ２０４ｂ～ｎのうちの１つ以上は、第１コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧をレギュレートするよう第１コンバータ出力部ＶＯ１ １０８ａからの関連するレギュレータ特有の目標出力電圧をセットし得る。
図９は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、スイッチドコンバータを作動させる例示的な方法９００のフローチャートを示す。方法９００は１つ以上のブロック９０２、９０４、９０６、９０８、又は９１０を含み得る。別個のブロックとして示されているが、方法９００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、追加のブロックに分けられても、より少ないブロックへとまとめられても、あるいは削除されてもよい。
ブロック９０２で、方法はスイッチを制御することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、スイッチング出力電圧を制御するようスイッチを制御することを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、方法は、スイッチング出力電圧をコンバータ出力部に印加するようスイッチを制御することを含んでもよい。
ブロック９０４で、方法は、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットすることを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を各々のコンバータ出力部に動的にセットすることを含んでよい。
ブロック９０６で、方法は、コンバータの動作モードを選択することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、コンバータの動作モードを第１動作モード又は第２動作モードから選択することを含んでよい。
ブロック９０８で、方法は、コンバータを単一インダクタ多重出力コンバータとして動作させることを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、第１動作モードでコンバータをＳＩＭＯコンバータとして動作させることを含んでよい。
ブロック９１０で、方法は、少なくとも１つのコンバータ出力部に対して、スイッチング出力電圧がレギュレートされ、少なくとも１つの出力部に対して、その直列スイッチが常時ＯＮ／導通しており、１次ＳＩＳＯ出力として機能する１次スイッチによってレギュレートされるように、コンバータを動作させることを含み得る。本開示のいくつかの態様で、コンバータは、少なくとも１つのコンバータ出力部に対して、対応する２次スイッチが閉位置で常時動作し、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧がレギュレータとして動作している他の２次スイッチによってレギュレートされるように、動作し得る。本開示のこれら及び他の態様で、方法は、少なくとも１つのコンバータ出力部に対して、スイッチング出力電圧がレギュレートされるようにコンバータを作動させることを含んでもよい。
本開示の範囲から逸脱せずに方法９００に対して変更、追加、又は省略が行われてもよい。例えば、方法９００の動作は別の順序で実施されてもよい。追加的に、又は代替的に、２つ以上の動作は同時に実行されてもよい。更に、説明されている操作及び動作は端に例として与えられており、操作及び動作の一部は、記載されている態様の本質から外れずに、任意であっても、より少ない操作及び動作にまとめられても、あるいは、追加の操作及び動作に拡張されてもよい。
コンバータ出力部へ電気的に又は動作可能に結合される電子デバイスは、異なる入力電圧又は入力電圧最適化設定を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、１つ以上の電子デバイスは高効率設定を含んでよく、一方、他の電子デバイスは、高いノイズ及びスイッチング出力電圧のためのレギュレーション設定を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータ（例えば、システム８００）をＳＩＭＯコンバータとして作動させることは、高い効率でスイッチング出力電圧（例えば、電子デバイスのための入力電圧）を供給し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータを、レギュレータとして動作するスイッチを含むＳＩＳＯとして作動させることは、ノイズを減らし、スイッチング出力電圧のレギュレーション（例えば、クロスレギュレーション）を向上させ得る。
本開示のいくつかの態様で、２次スイッチの１つ以上は２つ以上の動作モードで作動してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、２次スイッチの第１動作モードはオン／オフ動作モードを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、２次スイッチの第２動作モードはレギュレーション動作モードを含んでもよい。第２動作モードで、インダクタと第１コンバータ出力部との間の２次スイッチはオン／オフスイッチとして動作することができ、他の２次スイッチのうちの１つ以上はレギュレータとして動作することができる。第１動作モード又は第２動作モードのどちらかで２次スイッチを作動させることは、システムがＳＩＭＯコンバータとして又はＳＩＳＯコンバータとして動作することを可能にし得る。
本開示のいくつかの態様で、２次スイッチは複数のトランジスタを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、２次スイッチのトランジスタは、飽和領域又はアクティブ領域／線形領域で動作するよう構成されてよい。飽和領域での動作中、トランジスタはオン／オフスイッチとして動作し得る。オン／オフスイッチとしてのトランジスタの動作は、電流がトランジスタを伝播することを可能にする（例えば、導通させる）か、又は阻止（例えば、導通させないか、又は一停止若しくはミュートする）し得る。線形領域での動作中、トランジスタはレギュレータとして動作し得る。レギュレータとしてのトランジスタの動作は、トランジスタにコンバータ出力部の１つ以上でスイッチング出力電圧をレギュレートさせ得る。
本開示のいくつかの態様で、レギュレータとして動作する２次スイッチのトランジスタは、線形レギュレータとして動作し得る。本開示の他の態様では、レギュレータとして動作する２次スイッチのトランジスタは、デジタルレギュレータとして動作し得る。
本開示のいくつかの態様で、１つ以上のプロセッサがシステムの動作を制御してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、プロセッサはシステムの動作モード（例えば、第１動作モード又は第２動作モード）を選択し得る。第１動作モードで、２次スイッチはオン／オフスイッチとして動作することができ、システムは、本開示の他の場所で議論されているように、ＳＩＭＯコンバータとして動作し得る。第１動作モードで、２次スイッチはカットオフ領域（例えば、非導通状態）又は飽和領域（例えば、導通状態）で動作し得る。第２動作モードで、２次スイッチのトランジスタはオン／オフスイッチ又はレギュレータとして動作し得る。
第２動作モードで、インダクタと第１コンバータ出力部との間の第１の２次スイッチのトランジスタはオンスイッチとして動作し得る。本開示のこれら及び他の態様で、第２動作モードで、第１の２次スイッチはスイッチング出力電圧を供給し得る（例えば、第１の２次スイッチは、ＳＩＳＯコンバータのメイン出力電圧として定義され得る。）。
本開示のいくつかの態様で、第２動作モードで、他の２次スイッチのうちの１つ以上のトランジスタはオンスイッチとして動作することができ、第１の２次スイッチのトランジスタはレギュレータとして動作することができる。更に、本開示のいくつかの態様で、１つよりも多い２次スイッチのトランジスタが同時にオンスイッチとして動作してもよい。
本開示のいくつかの態様で、システム（例えば、コンバータ）は、第２動作モードで、少なくとも１つのコンバータ出力がレギュレートされるように動作してもよい。レギュレートされるコンバータ出力の２次スイッチのトランジスタは、オンスイッチとして動作し得る。更に、１つ以上の他の２次スイッチのトランジスタはレギュレータとして動作してもよく、出力電圧（例えば、スイッチング出力電圧）をレギュレータ特有の目標出力電圧にセットし得る。
本開示のいくつかの態様で、システムの厳密に１つのコンバータ出力がレギュレートされ得る。本開示のこれら及び他の態様で、他のコンバータ出力については、レギュレータは、関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットしてもよい。
本開示のいくつかの態様で、コンバータ出力は、対応する２次スイッチを構成するトランジスタを用いてレギュレートされてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、トランジスタは、レギュレータとして線形領域で動作し得る。本開示のいくつかの態様で、コンバータ出力の１つ以上は、対応するトランジスタを飽和領域で作動させることによってレギュレートされてもよい。
本開示のいくつかの態様で、２次スイッチのトランジスタの１つ以上は線形レギュレータとして動作してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、２次スイッチのトランジスタの１つ以上はデジタルレギュレータとして動作してもよい。
従って、本開示で記載されている１つ以上の態様は、スイッチング出力電圧（例えば、単一デバイスがスイッチング出力を供給してもよい。）を、異なるレベルの効率及びレギュレーション設定を含む電子デバイスのための異なる値及び設定で供給し得る。
上述されたように、ＳＩＭＯアーキテクチャ又はＳＩＭＯコンバータでの１つの問題はクロスレギュレーションである。クロスレギュレーションは、出力電圧の変化がＳＩＭＯコンバータ（複数の出力レールを含んでもよい。）の１つ以上の出力電圧レールでの負荷変化により生じる場合に、マルチ電圧電源の出力電圧の変化として理解され得る。レギュレートされた出力電源摂動におけるこのようなクロスレギュレーションから生じるノイズは、１つ以上の他の出力電圧レールでの出力電圧リップルに転じる可能性がある。様々なコンポーネント及び／又は負荷は、そのようなリップルに耐えられない可能性があり、一般に、そのようなリップルを回避、最小化、又は軽減することが望ましい場合がある。
クロスレギュレーションノイズにより出力電圧リップルは、１つ以上の並列プッシュプルレギュレータを備えた２つ以上のＳＩＭＯ出力レールを構成することによって、低減若しくは軽減、又は削除さえされ得る。そのような並列プッシュプルレギュレータが２つ以上のＳＩＭＯ出力レールに存在する場合に、かような構成は、より高い電圧出力などの他のＳＩＭＯ出力レールによって直列に供給される改善された電源除去比（ＰＳＲＲ）を備えた並列レギュレータを持つように更に拡張され得る。
供給電圧除去比としても知られているＰＳＲＲは、出力信号に対する電源変動を抑制する電子回路の能力として理解され得る。ＰＳＲＲは、電源電圧の変化とそれが生成する等価（差動）出力電圧の比率として定義され得る。このような出力電圧は、通常の入力オフセット電圧の場合と同様に、フィードバック回路に依存する。
レール間に並列プッシュプルレギュレータを有するこの構成（１つのプッシュプルレギュレータが、異なる出力電圧ごとに各２つの出力レールの間に設けられ得る。）は、効率の向上及び／又はサイズの縮小をもたらし得る。この構成は、特にアナログ／ＲＦドメインで、出力供給レギュレーションを改善し、ノイズに敏感な出力のクロスレギュレーションを低減すると期待される。
本開示のいくつかの態様に従って、入力端子（例えば、ＶＩＮ）からよりむしろ複数の出力レールのうちの１つからレギュレータの均等化電流を得ることが望ましい場合がある。同様に、レギュレータが出力レールから他の出力レールへ電流を分路することによってレギュレートすることが望ましい場合がある。これらの概念（他の出力レールから均等化電流を受けること、又は他の出力レールへ電流を分路すること）のどちらか一方又は両方を使用することで、入力端子から均等化電流を受けること又は電流を接地に分路することと比べて、全体的な効率は改善され得る。これらの概念は、必要に応じて、単一出力レール又はレールの任意の組み合わせで実装されてよい。
図１０は、本開示の態様に係る例示的なＳＩＭＯ回路を示す。この回路では、単一のインダクタ１００２が複数のスイッチ１００４（ＳＯ１からＳＯ４として表されている。）を介して複数のコンバータ出力ライン１００６（コンバータ出力レール又はコンバータ出力電圧レールとも呼ばれる。）へ接続されている。スイッチコントローラは、スイッチを制御するよう構成されてよい。次いで、スイッチは、予め定義された期間についての出力電圧要件に基づいたスイッチコントローラによる制御に従って複数のスイッチのうちの１つ以上のスイッチをオン又はオフに切り替えることによって、スイッチング出力電圧を制御し得る。
本開示のこの態様に従って、出力ラインの少なくとも２つは少なくとも１つのレギュレータ１００８によって接続され得る。レギュレータ１００８は線形レギュレータを含んでも又はそれであってもよい。少なくとも１つのレギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を複数のコンバータ出力ラインのうちの関連するコンバータ出力ラインで動的にセットするよう構成され得る。少なくとも１つの線形レギュレータは、複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ライン（例えば、Ｓ０２）からの電流を用いて、目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるようスイッチング出力電圧をレギュレートするよう更に構成され得る。
少なくとも１つのレギュレータはプッシュプルレギュレータを含んでも又はそれであってもよく、２つのコンバータ出力ラインの間に又はそれらへ結合されたスイッチ（例えば、ＶＯ１とＶＯ２との間のトランジスタを参照。）を含んでもよい。複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータは、スイッチング出力電圧を予め定義された第１閾電圧（例えば、コンパレータの負（反転）端子へ接続されている基準電圧を参照。）と比較するよう、かつ、２つのコンバータ出力ラインの間に結合されているスイッチを制御して、スイッチング出力電圧が予め定義された第１閾電圧よりも低い場合にはスイッチが閉じられ、スイッチング出力電圧が予め定義された第１閾電圧よりも高い場合にはスイッチが開くようにするよう構成される第１コンパレータ回路（例えば、ＳＯ１とＳＯ２との間のコンパレータを参照。）を含んでもよい。
図１１は、本開示の更なる態様に係るＳＩＭＯ回路を示す。本開示のこの更なる態様に従って、複数の電圧レール（ＶＯ１～ＶＯ４）のうちの少なくとも１つの電圧レールは、並列プッシュプルレギュレータ１１０８の組を含んでもよい。ここで表されているように、並列プッシュプルレギュレータの対は、ハイサイド増幅器及びローサイド増幅器として編成された少なくとも１つの増幅器ペアを含んでもよい。ローサイド増幅器の正端子はロー基準電圧へ接続されてよく、ハイサイド増幅器の負端子はハイ基準電圧へ接続されてよい。増幅器は夫々スイッチ（増幅器の右側に示されている。ローサイド増幅器の出力は、ＶＯ１とＶＯ２との間の接続を開閉し、ハイサイド増幅器の出力は、ＶＯ２とＶＯ３との間の接続を開閉する。）をアクティブにするよう構成されてよい。このようにして、その消勢フェーズの間のインダクタの出力は出力レールへ（この例では、スイッチＳＯ２を介して出力レールＶＯ２へ）接続されてよく、電圧は更に、所定のロー基準電圧及び所定のハイ基準電圧に基づき並列増幅器を介して変更されてもよい。本開示の態様に従って、ロー基準電圧及びハイ基準電圧は任意に、ハイ基準電圧とロー基準電圧との間にわずかな範囲しか有さずに同じであるよう選択されてもよい。そうすることで、本明細書で記載される並列増幅器の出力はハイ基準電圧とロー基準電圧との間にあり、基準電圧間の範囲が十分に小さいとすれば、出力は線形レギュレータの出力に近似し得る。ＳＩＭＯ回路は、スイッチング出力電圧を受け、複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインで出力電圧を動的にセットするよう構成された少なくとも１つのレギュレータを含んでもよい。少なくとも１つのレギュレータは、スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又はスイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定するよう構成された回路を含んでもよい。少なくとも１つのレギュレータは、スイッチング出力電圧をレギュレートするために複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を使用するよう構成されてもよい。
本開示の様々な態様で、プッシュプルレギュレータは、異なる電位を有するコンバータ出力レールの各対の間に設けられて、コンバータ出力レールの対の一方のコンバータ出力レールの出力電圧を制御し得る。更に、制御されるべき一方のコンバータ出力レールの出力電圧を制御するために、第１コンパレータが、制御されるべきコンバータ出力レールと第１の近接（例えば、隣接）コンバータ出力レール（制御されるコンバータ出力レールよりも高い電圧を運ぶ。）との間に結合された第１スイッチを制御するために設けられてよく、また、第２コンパレータが、制御されるべきコンバータ出力ラインと第２の近接（例えば、隣接）コンバータ出力レール（制御されるべきコンバータ出力レールよりも低い電圧を運ぶ。）との間に結合された第２スイッチを制御するために設けられてよい。
図１２は、本明細書で記載されるＳＩＭＯ回路を作動させる方法を示す。方法は、複数のスイッチが、インダクタに印加された入力電圧に応答して、複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインでスイッチング出力電圧を供給すること１２０２と、複数のスイッチを制御してスイッチング出力電圧を制御すること１２０４と、少なくとも１つのレギュレータが、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を複数のコンバータ出力ラインのうちの関連するコンバータ出力ラインで動的にセットし１２０６、複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いて目標レギュレータ出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるようスイッチング出力電圧をレギュレートすること１２０８とを含む。本明細書で記載されるＳＩＭＯ回路は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、単一インダクタ多重出力回路を作動させる上記の方法を実装する命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体に従って、構成されてもよい。
図１３は、本明細書で記載されるＳＩＭＯ回路を作動させる方法を示す。方法は、インダクタ及び複数のスイッチを含むスイッチング段を制御して、複数のスイッチのスイッチング状態に依存して印加入力電圧に応答して複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインでスイッチング出力電圧を供給すること１３０２と、少なくとも１つのレギュレータがスイッチング出力電圧を受け、複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインで出力電圧を動的にセットし１３０４、スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又はスイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定し、複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いてスイッチング出力電圧をレギュレートすること１３０６とを含む。
本明細書で記載されるＳＩＭＯ回路は、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、単一インダクタ多重出力回路を作動させる上記の方法を実装する命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体に従って、構成されてもよい。
スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御して、インダクタ周期が一定レートで起こるようにし得る。スイッチコントローラは、一定スイッチング周波数に基づきＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してよい。更に、スイッチコントローラは、インダクタ周期が不連続である（例えば、ＳＩＭＯコンバータ１０４が不連続導通モード（Discontinuous Conduction Mode，ＤＣＭ）に従って動作する）ように、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してもよい。不連続なインダクタ周期は、その後のインダクタ周期に対するインダクタ周期の影響を低減又は排除し得る。
図１４は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、分離したインダクタ周期（本開示ではインダクタ周期、分離したインダクタ周期、又は分離したインダクタスイッチング周期とも呼ばれる。）のシミュレーションのグラフ表現１４００を示す。図１４で、波形１４０２ａ～ｄは、インダクタ周期中のインダクタの電流を表す。波形１４０２ａ～ｄは、インダクタの電流がインダクタ周期中に時間とともにどのように変化するかを示す。
インダクタ周期は充電部分及び導通部分を含み得る。充電部分は、部分１４１０ａ～ｄとして図１４に示され、導通部分は、部分１４１２、１４１４、１４１６、１４１８として図１４に示されている。例えば、第１インダクタ周期（波形１４０２ａ）の充電部分は部分１４１０ａを含み、第１インダクタ周期の導通部分は部分１４１２を含む。
充電部分１４１０ａ～ｄは、正電圧として入力電圧を使用するインダクタの充電により、インダクタの電流の増大を示す。導通部分１４１２、１４１４、１４１６、１４１８は、インダクタを入力電圧から切り離し、導通部分１４１２、１４１４、１４１６、１４１８の間にＳＩＭＯシステムの出力部を介して電気デバイスへ電気的に結合することにより、電流の低下を示す。例えば、導通部分１４１２、１４１４、１４１６、１４１８は、インダクタを第１出力部を介して第１電気デバイスへ、第２出力部を介して第２電気デバイスへ、第３出力部を介して第３電気デバイスへ、又は第４出力部を介して第４電気デバイスへ夫々電気的に結合することに対応してよい。単一の電気デバイスを各インダクタ周期中にインダクタへ電気的に結合することにより、インダクタの電流は、滑らかな又は連続的なレートでインダクタ周期中に低下し得る。
図１５は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、分離したインダクタ周期中にインダクタが単一の電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現１５００を示す。図１５で、波形１５２４ａ～ｄは、インダクタ周期中のインダクタの電流を表す。波形１５２４ａ～ｄは、インダクタの電流がインダクタ周期中に時間ともにどのように変化するかを示す。充電部分は、部分１５１０ａ～ｄとして図１５に示され、導通部分は、部分１５１２ａ、ｂ及び１５１４ａ、ｂとして図１５に示される。例えば、第１インダクタ周期の充電部分は部分１５１０ａを含み、第１インダクタ周期の導通部分は部分１５１２ａを含む。
充電部分１５１０ａ～ｄは、インダクタが正電圧として入力電圧を使用して充電されることにより、インダクタの電流の増大を示す。導通部分１５１２ａ、ｂ及び１５１４ａ、ｂは、インダクタが入力電圧から切り離され、導通部分１５１２ａ、ｂ及び１５１４ａ、ｂの間にＳＩＭＯコンバータの出力部を介して電気デバイスへ電気的に結合されることにより、インダクタの電流の低下を示す。例えば、導通部分１５１２ａ、ｂは、インダクタを第１出力部を介して第１電気デバイスへ電気的に結合することに対応してよく、導通部分１５１４ａ、ｂは、インダクタを第２出力部を介して第２電気デバイスへ電気的に結合することに対応してよい。
曲線１５２０及び１５２２は、インダクタがインダクタ周期中に充電又は導通することによりどのようにスイッチング出力電圧が変化するかを示す。曲線１５２０は、第１出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルに対応し、曲線１５２２は、第２出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルに対応する。図１５に示されるように、第１出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２０）及び第２出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２２）は、対応する導通部分１５１２ａ、ｂ及び１５１４ａ、ｂの間に増大する。例えば、第１出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２０）は、導通部分１５１２ａ、ｂの間に増大し、第２出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２２）は、導通部分１５１４ａ、ｂの間に増大する。
インダクタの電流が略零アンペアに達するか、又は対応するインダクタ周期が終了する（例えば、その後の充電部分が起こるようにスイッチが動く）場合に、対応する出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは低下し始める。スイッチング出力電圧の電圧レベルは、第２キャパシタの保持電圧により、電流が略零アンペアに達するか、又は対応するインダクタ周期が終了する場合に、徐々に低下し得る。例えば、図１５に示されるように、導通部分１５１２ａが終了すると、第１出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベルは低下し始める（例えば、曲線１５２０は下がる。）。他の例として、図１５に示されるように、導通部分１５１４ａが終了すると、第２出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベルは低下し始める（例えば、曲線１５２２は下がる。）。
図１６は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、分離したインダクタ周期中にインダクタが２つの電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現１６００を示す。図１６で、波形１５２６ａ～ｄは、インダクタ周期中のインダクタの電流を表す。波形１５２６ａ～ｄは、インダクタの電流がインダクタ周期中に時間ともにどのように変化するかを示す。充電部分は、部分１５１０ａ～ｄとして図１６に示され、導通部分は、部分１５１２ａ～ｄ及び１５１４ａ～ｄとして図１６に示される。例えば、第１インダクタ周期の充電部分は部分１５１０ａを含み、導通部分は部分１５１２ａ及び１５１４ａを含む。
導通部分は、インダクタが入力電圧から切り離され、導通部分１５１２ａ～ｄ及び１５１４ａ～ｄの間にＳＩＭＯコンバータの２つの出力部を介して電気デバイスへ電気的に結合されることにより、インダクタの電流の低下を示す。例えば、導通部分１５１２ａ～ｄは、インダクタを第１出力部を介して第１電気デバイスへ電気的に結合することに対応してよく、導通部分１５１４ａ～ｄは、インダクタを第２出力部を介して第２電気デバイスへ電気的に結合することに対応してよい。
図１６に示されるように、第１出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２０）及び第２出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２２）は、対応する導通部分１５１２ａ～ｄ及び１５１４ａ～ｄの間に増大する。例えば、第１出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２０）は、導通部分１５１２ａ～ｄの間に増大し、第２出力部のスイッチング出力電圧の電圧レベル（例えば、曲線１５２２）は、導通部分１５１４ａ～ｄの間に増大する。
図１６に示されるように、各インダクタ周期は、異なる電気デバイスがインダクタへ電気的に結合されることに対応する導通部分を含み得る。例えば、インダクタ周期は、充電部分１５１０ａ～ｄと、それに続く導通部分１５１２ａ～ｄと、それに続く導通部分１５１４ａ～ｄとを含み得る。複数の電気デバイスを各インダクタ周期中にインダクタへ電気的に結合することにより、インダクタの電流は非一様又は不連続的なレートで低下し得る。例えば、インダクタの電流は、導通部分１５１２ａ～ｄの間は第１レートで、導通部分１５１４ａ～ｄの間は第２レートで低下し得る。
図１５及び図１６に示されるように、第１電圧及び第２電圧のピークが現れるときの電圧レベル間の量（図１５及び図１６では曲線１５２０及び１５２２に関してΔＶＯ１及びΔＶＯ２として示される。）は、インダクタ周期ごとに複数の電気デバイスへインダクタを電気的に結合すること（図１６に図示。）に対して、インダクタ周期ごとに単一の電気デバイスへインダクタを電気的に結合する場合（図１５に図示。）に大きくなる。更に、図１５及び図１６に示されるように、出力部でのスイッチング出力電圧の電圧リップルは、インダクタ周期ごとに複数の電気デバイスへインダクタを電気的に結合することに対して、インダクタ周期ごとに単一の電気デバイスへインダクタを電気的に結合する場合に増大する。
インダクタ周期の開始のスイッチング時点の例は、ＴＳＷ及び２ＴＳＷとして図１５及び図１６に示される。更なるスイッチング時点が起こり得るが、図１５には示されていない（例えば、第１インダクタ周期及び第４インダクタ周期のスイッチング時点）。
本開示のいくつかの態様で、インダクタスイッチング周期のスイッチング周波数は、インダクタ２０２のインダクタンス定格、スイッチング出力電圧、又はそれらの何らかの組み合わせに基づき様々であり得る。本開示のこれら及び他の態様で、インダクタ２０２のインダクタンス定格が１ナノヘンリ（ｎＨ）から１０マイクロヘンリ（μＨ）の間にある場合に、スイッチコントローラはスイッチング周波数を１ｋＨｚから５００ＭＨｚの間にセットしてよい。例えば、スイッチング周波数は、スイッチング出力電圧が、より低い負荷条件を含む電子デバイスへ供給されているときには、１ｋＨｚにセットされてよい。他の例として、スイッチング出力周波数は、スイッチング出力電圧が、より高い負荷条件を含む電子デバイスへ供給されているときには、１００から５００ＭＨｚの間にセットされてよい。インダクタ周期の消勢フェーズ（例えば、Ｔｏｎ）は、連続導通モード（Continuous Conduction Mode，ＣＣＭ）又はＤＣＭ動作の境界での最大値よりも小さい任意の値であり得る時間の範囲を含んでもよい。表Ｉは、付勢フェーズについてのスイッチング周波数の例及びＴｏｎ範囲の例を示す。
Figure 2023538172000003
図１７は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯ回路を作動させる例示的な方法１７００のフローチャートを表す。方法１７００は、１つ以上のブロック１７０２、１７０４、１７０６、又は１７０８を含み得る。別個のブロックとして示されているが、方法１７００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックにまとめられても、あるいは削除されてもよい。
ブロック１７０２で、スイッチング段が制御されてよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチング段はインダクタ及び複数のスイッチを含み得る。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチ及びインダクタはスイッチング出力電圧を供給し得る。追加的に、又は代替的に、スイッチング出力電圧は、インダクタに印加された入力電圧に応答して供給されてもよい。スイッチは、インダクタの第１端子と入力電圧との間に結合された第１スイッチを含み得る。スイッチはまた、インダクタの第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチを含んでもよい。更に、スイッチは、インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチを含んでもよい。
ブロック１７０４で、方法は、不連続導通モードで回路を作動させることを含んでよい。不連続導通モード（ＤＣＭ）は、インダクタの電流を、その後のインダクタ周期が起こる前に、零アンペアに略等しくし得る。
ブロック１７０６で、方法はスイッチを制御することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、スイッチング出力電圧を分離したインダクタスイッチング周期において異なる出力へ供給するようスイッチを制御することを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、方法は、分離したインダクタスイッチング周期ごとに１つの電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給するようスイッチを制御することを含んでよい。
ブロック１７０８で、方法は、分離したインダクタスイッチング周期を切り替えることを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、分離したインダクタスイッチング周期を一定のスイッチング周波数で切り替えることを含んでよい。
本開示の範囲から逸脱せずに方法１７００に対して変更、追加、又は省略が行われてもよい。例えば、方法１７００の動作は別の順序で実施されてもよい。追加的に、又は代替的に、２つ以上の動作は同時に実行されてもよい。更に、説明されている操作及び動作は端に例として与えられており、操作及び動作の一部は、記載されている態様の本質から外れずに、任意であっても、より少ない操作及び動作にまとめられても、あるいは、追加の操作及び動作に拡張されてもよい。
インダクタ周期ごとに複数の電気デバイスへインダクタを電気的に結合することは、各電気デバイスへ供給される電圧レベルの状態及び設定を追跡することの複雑さ及び困難性を増す可能性がある。更に、インダクタ周期ごとに複数の電気デバイスへインダクタを電気的に結合することは、出力の電圧又はインダクタの電流が回復する時間の量を増やす可能性がある。例えば、１つのインダクタ周期中に、第１出力の電力レベルは０．５ワット（Ｗ）から１Ｗに遷移し、第２出力の電力レベルは１Ｗから０．５Ｗに遷移する場合に、これは、第１電圧レベル又は第２電圧レベルがより一層低下するまで、出力での電流の合計を一定のままにし得る。出力での電流の合計が一定のままであることで、出力の電圧又はインダクタの電流が回復するのに時間がかかる可能性がある。
更に、インダクタ周期ごとに複数の電気デバイスへインダクタを電気的に結合することは、インダクタがインダクタ周期ごとに１つの電気デバイスへ電気的に結合されるＳＩＭＯシステムと比べて、ＳＩＭＯシステムの複雑さを増す可能性がある。更に、１つのインダクタ周期中に複数のデバイスへインダクタを電気的に結合することは、インダクタに蓄えられた電流を解放するクロスレギュレーションを引き起こす可能性がある。例えば、出力の電圧レベルは、インダクタにかかる負荷（例えば、電気デバイスが電気的に結合されることによる負荷）が変化することで変化する可能性がある。
本開示の少なくとも１つの態様に従って、スイッチは、スイッチング出力電圧が分離したスイッチング周期ごとにＳＩＭＯシステムの単一の出力を介して電気デバイスへ供給されるように、制御され得る。本開示のいくつかの態様で、スイッチ又はインダクタは、分離したインダクタ周期を生じさせるよう不連続導通モード（ＤＣＭ）で動作してよい。ＤＣＭでのスイッチ又はインダクタの動作は、インダクタの電流が、その後のインダクタ周期の充電部分が起こる前に略零アンペアである期間を生じさせ得る。
方法は、単一の電気デバイスがインダクタ周期ごとにインダクタへ電気的に結合されるように、スイッチ及びインダクタを制御することを含んでよい（例えば、インダクタ周期を分離し得る。）。本開示のいくつかの態様で、誘導周期を分離することは、インダクタの電流が、その後のインダクタ周期の充電部分が開始する前に、略零アンペアである期間を生じさせることを含み得る。夫々の分離したインダクタ周期は、充電部分と、導通部分と、インダクタの電流が略零アンペアである期間とを含み得る。方法は、インダクタが入力電圧を受けるようにスイッチを制御すること（例えば、充電部分の間）、又はインダクタを電気デバイスへ電気的に結合し、ＳＩＭＯコンバータの出力部を介して導通すること（例えば、導通部分、又はインダクタの電流が略零アンペアである期間の間）を含んでよい。
ＤＣＭでのインダクタの動作は、インダクタ周期によって他のインダクタ周期に対して引き起こされる影響を低減又は排除し得る。本開示のいくつかの態様で、インダクタ周期によって他のインダクタ周期に対して引き起こされる影響は、電気デバイスがインダクタ周期中にスイッチング出力電圧を受けることに起因する場合がある。例えば、ＤＣＭでのインダクタの動作は、第１インダクタ周期中に第１電気デバイスがスイッチング出力電圧を受けることにより第１電気デバイスによって第２インダクタ周期に対して引き起こされる影響を低減又は排除し得る。
インダクタ周期は、スイッチング出力電圧が各インダクタ周期中にＳＩＭＯシステムの別個の出力部を介して電気デバイスへ供給されるように起こり得る。本開示のいくつかの態様は、分離したインダクタ周期中に、出力部を介してただ１つの電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給し得る。例えば、方法は、第１の分離したインダクタ周期中にＳＩＭＯシステムの第１出力部を介して第１電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給し、第２の分離したインダクタ周期中にＳＩＭＯシステムの第２出力部を介して第２電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給するよう、スイッチを制御することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、第２の分離したインダクタ周期は、第１の分離したインダクタ周期に続いて起こってよい。
本開示のいくつかの態様で、分離したインダクタ周期は一定のスイッチング周波数で起こってもよい。本開示のこれら及び他の態様で、一定のスイッチング周波数は、インダクタへの入力電圧又はＳＩＭＯコンバータの出力部のうちの１つを介した電気デバイスへのスイッチング出力電圧のうちのどちらかを供給するよう、スイッチに一定のレートで開状態と閉状態との間を遷移させ得る。本開示のこれら及び他の態様で、一定のスイッチング周波数は、約１ｋＨｚから約５００ＭＨｚまでの周波数範囲内にあってよい。
本開示のいくつかの態様で、夫々の分離したインダクタ周期は、実質的に類似した存続時間を含んでよい。例えば、第１の分離したインダクタ周期は、第２の分離したインダクタ周期と実質的に類似した存続時間を含んでよい。本開示のいくつかの態様で、分離したインダクタ周期は、約２ｎｓから約１ｍｓまでの時間範囲の存続時間を含んでよい。分離したインダクタ周期の存続時間は、スイッチが特定の状態（例えば、位置）にある時間の量に基づいてよい。
本開示のいくつかの態様で、第１電気デバイス、第２電気デバイス、第３電気デバイス、又は第４電気デバイスは、単一回路内に位置している電気デバイスを含んでもよい。本開示の他の態様では、第１電気デバイス、第２電気デバイス、第３電気デバイス、又は第４電気デバイスは、２つ以上の回路内に位置している電気デバイスを含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、各誘導周期中のインダクタでのピーク電流は同じであってよい。本開示の他の態様では、２つ以上の誘導周期中のインダクタでのピーク電流は異なってもよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチを制御するためのスイッチング周波数はスイッチングノイズ刺激（spur）を予測可能（例えば、制御可能）にし得る。スイッチングノイズ刺激が予測可能であることは、ＳＩＭＯシステムがスイッチングノイズ刺激を考慮するよう設計されることを可能にし得る。スイッチングノイズ刺激を考慮するようＳＩＭＯシステムを設計することは、スイッチングノイズ刺激による干渉を低減又は除去し得る。
インダクタ周期ごとに単一の電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給することは、各電気デバイスによる負荷が別々に扱われることを可能にし得る。各電気デバイスによる負荷を別々に扱うことは、電気デバイスへのインダクタによる導通が、インダクタ周期ごとに複数の電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給するシステムと比べてより速く起こることを可能にし得る。例えば、各電気デバイスによる負荷を別々に扱うことは、各電気デバイスのためのピーク電流が電気デバイスごとに異なるように制御されることを可能にする。他の例として、各電気デバイスによる負荷を別々に扱うことは、インダクタ周期ごとのインダクタの電流のクロスレギュレーションが、インダクタ周期ごとに単一の電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給することで減ることを可能にし得る。他の例として、各電気デバイスによる負荷を別々に扱うことは、インダクタ周期ごとに複数の電気デバイスへスイッチング出力電圧を供給するＳＩＭＯシステムに対してＳＩＭＯシステムの複雑性を低減し得る。
ＳＩＭＯコンバータ１０４及びＬＤＯ１０６は、コンバータ出力部でスイッチング出力電圧を供給するよう協働し得る。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ１０６は、スイッチング出力電圧をレギュレートするフィードフォワード技術、ＬＤＯ１０６の動作、又はそれらの何らかの組み合わせを実装してよい。ＬＤＯは、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチのデューティサイクルを増大又は低減させるように電圧、電流、又はそれらの何らかの組み合わせを順方向に供給してよい。
上述されたように、インダクタ２０２の消勢フェーズの電圧は、１つ以上のスイッチ２０４ａを用いて出力レールの１つ以上に印加され得る。このようにして、様々な出力レールへ印加される電圧は、互いに独立しているか、あるいは、レール特有であることができる。すなわち、１つ以上の出力レールに印加される電圧の大きさは、１つ以上のスイッチ２０４ａが閉じられている消勢フェーズの部分に少なくとも部分的に依存し得る。消勢フェーズの異なる期間に対応するようスイッチを選択することによって、様々な出力レール電圧は独立して制御され得、それによって、例えば、第１出力レールが第１電圧を受け、第２出力レールが第１電圧とは異なる第２電圧を受けることを可能にする。複数のスイッチ２０４ａが同時又は一斉に閉じられてもよく、それによって、（インダクタ２０２への並列接続に基づいた）同じ電圧が同時又は一斉に対応する出力レールへ供給される。
本開示の態様に従って、ＬＤＯレギュレータは、フィードフォワード技術を用いてスイッチング出力電圧をレギュレートし得る。ＬＤＯは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御して、コンバータ出力へ結合されている電気デバイスの電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧を供給するように、電圧、電流、又はそれらの何らかの組み合わせを順方向に供給してよい。
本明細書で記載されるように、レギュレータは、インダクタの放電周期から受け取られた電圧又は電流をレギュレートするために利用されてよい。これらのレギュレータは、出力電圧又は電流を予め定義された範囲内に保つよう急速な遷移を採用する場合がある。レギュレータは、本明細書で記載されるように、出力電圧又は電流をレギュレートするのに非常に有効であるが、急速なレギュレータスイッチングは、効率の一定の低下を示す場合がある。本開示の態様に従って、少なくとも図１８から２３に関連して本明細書で記載されるように、レギュレータの動作は、出力レールに追加されるか又はそれから分路される均等化電流を検出することによって、理解され得る。検出された全体の均等化電流（例えば、追加された均等化電流と分路された電流との差）を、変更された出力レール電流とともに使用して、インダクタのデューティサイクルは、所望のレギュレートされた電圧又はレギュレートされた電流により近づくように変更されてよく、それによって、レギュレータの遷移が少なくなり、効率が大幅に向上する。
図１８は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４及びＬＤＯ１０６を含む例示的なシステム１８００のブロック図を示す。システム１８００はまた、スイッチコントローラ１８０２を含んでもよい。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、図４に関連して上述されたＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。更に、ＬＤＯ１０６は、図４に関連して上述されたレギュレータ３０２ａに対応してもよい。
図１８では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのＬＤＯ１０６及び１つのスイッチコントローラ１８０２しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、システム１８００は、図１８に示されるように１つのＬＤＯ１０６及び１つのスイッチコントローラ１８０２しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、システム１８００は、複数のＬＤＯ１０６及び複数のスイッチコントローラ１８０２又は１つのスイッチコントローラ１８０２を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ１０６は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の異なる出力部へ電気的に結合されてよい。例えば、システム１８００は、本明細書の他の場所で記載されるようにＳＩＭＯコンバータ１０４の異なる出力部へ電気的に結合されている２つのＬＤＯ１０６を含んでもよい。更に、本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラ１８０２は夫々異なるＬＤＯ１０６へ電気的に結合されてもよい。代替的に、単一のスイッチコントローラ１８０２がＬＤＯ１０６の出力へ電気的に結合されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、システム１８００はフィードフォワードシステムとして動作してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、システム１８００は、ＬＤＯ１０６内の電流又は電圧を表す電流又は電圧をスイッチコントローラ１８０２へ供給してもよい。スイッチコントローラ１８０２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチ２０４、２０６、２０８、又は２１０のデューティサイクルを制御するためにフィードフォワードされる電流又は電圧を使用してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ１０６内に示されている様々な要素は、スイッチコントローラ１８０２内に位置付けられてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＬＤＯ１０６又はＬＤＯ１０６内のコンポーネントによって実行されるものとして記載される機能は、スイッチコントローラ１８０２又はスイッチコントローラ１８０２内のコンポーネントによって実行されてもよい。
ＬＤＯ１０６は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の出力部へ電気的に結合されている増幅器１８１４と、第６スイッチ４０８と、第７スイッチ４１０とを含んでもよい。増幅器１８１４は、スイッチング出力電圧１０８及び基準電圧を受け得る。本開示のいくつかの態様で、第１レギュレータ端子１８０４は入力端子１０２へ電気的に結合されてよい。増幅器１８１４は端子１８２６を介して基準電圧を受け得る。本開示のいくつかの態様で、増幅器１８１４は、スイッチング出力電圧及び基準電圧に基づき、レギュレータ特有の目標出力電圧（例えば、補償出力電圧）を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ１０６は、比例積分（Proportional Integration，ＰＩ）レギュレータ１８０８を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＰＩレギュレータ１８０８は比例部分（図示せず。）及び積分部分（図示せず。）を含み得る。本開示のいくつかの態様で、ＰＩレギュレータ１８０８は、ＬＤＯ１０６のレギュレータ特有の目標出力電圧をレギュレートして、レギュレートされた目標出力電圧１８３０を供給し得る。ＰＩレギュレータ１８０８は、レギュレータ特有の目標出力電圧１８２８ｂに様々な機能を実行して、レギュレートされた目標出力電圧１８３０を生成してよい。本開示のいくつかの対象で、ＰＩレギュレータ１８０８は、レギュレータ特有の目標出力電圧１８２８ｂに対して実行された様々な機能に基づき、レギュレータ特有の目標出力電流１８２８ａを生成してもよい。
スイッチコントローラ１８０２は加算器１８１２を含んでもよい。加算器１８１２は、第１レギュレータ端子１８０４によって位置付けられているセンサ、ＰＩレギュレータ１８０８の出力部、及び第２レギュレータ端子１８０６によって位置付けられているセンサへ電気的に結合されてよい。本開示のいくつかの態様で、加算器１８１２は、目標出力電圧１８３０と、第１レギュレータ端子１８０４での電流に基づき第１レギュレータ端子１８０４でセンサによって生成された第１電圧１８２４及び第２レギュレータ端子１８０６での電流に基づき第２レギュレータ端子１８０６でセンサによって生成された第２電圧１８２０のうちの少なくとも一方とを加算し得る。加算器１８１２は、加算に基づき合計電圧１８３４を供給し得る。本開示のいくつかの態様で、加算器１８１２は、レギュレータ特有の目標出力電流１８２８ａを、第１レギュレータ端子１８０４での電流に基づき第１レギュレータ端子１８０４でセンサによって生成された電流及び第２レギュレータ端子１８０６での電流に基づき第２レギュレータ端子１８０６でセンサによって生成された電流のうちの少なくとも一方と加算してもよい。加算器１８１２は、加算に基づき合計電流を供給し得る。
スイッチコントローラ１８０２はまた、加算器１８１２の出力部及びインダクタ２０２の第１端子によって位置付けられているセンサへ電気的に結合されているコンパレータ回路１８１６を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、コンパレータ回路１８１６は、合計電圧１８３４と、インダクタ２０２の第１端子での電流に基づきセンサによって生成された電圧１８３２とを受け得る。コンパレータ回路１８１６は、第１端子で検知された電流に基づいた電圧１８３２と合計電圧１８３４とを比較し得る。更に、コンパレータ回路１８１６は、比較に基づき比較電圧１８３６を生成し得る。本開示の他の態様では、コンパレータ回路１８１６は、合計電流と、インダクタ２０２の第１端子での電流に基づきセンサによって生成された電流とを受け得る。コンパレータ回路１８１６は、第１端子で検知された電流に基づき生成された電流と合計電流とを比較し得る。更に、コンパレータ回路１８１６は、比較に基づき比較電圧１８３６を生成し得る。
スイッチコントローラ１８０２は、比較回路１８１６の出力部へ電気的に結合されているセット・リセット（Set Reset，ＳＲ）ラッチ回路１８１８を更に含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＲラッチ回路１８１８の出力部は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチ２０４、２０６、２０８、又は２１０のうちの１つ以上へ電気的に結合されてよい。ＳＲラッチ回路１８１８は、比較電圧１８３６及びクロック信号１８４０を受け得る。ＳＲラッチ回路１８１８は、比較電圧１８３６及びクロック信号１８４０に基づきデューティサイクル電圧１８３８を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯは、インダクタの第２端子と入力電圧との間に電気的に結合されているスイッチ（例えば、第５スイッチ）（図示せず。）を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、レギュレータは、スイッチング出力電圧と基準電位との間に電気的に結合されているキャパシタ（例えば、第２キャパシタ）を含んでもよい。キャパシタは、約１ｎＦから１０μＦまでの範囲の容量を含んでよい。
図１９は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、インダクタがインダクタ周期ごとに電気的に結合される出力の数に対するＳＩＭＯシステムのクロスレギュレーションのグラフ表現１９００を示す。シミュレーションのために、ＳＩＭＯシステムは、インダクタ周期ごとに２つ及び６つの電気デバイスの間に電気的に結合された。図１９に示されるように、クロスレギュレーションは、インダクタがインダクタ周期ごとに電気的に結合される出力の数に基づき変化し得る。
図２０は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、単一インダクタ多重出力回路を作動させる例示的な方法２０００のフローチャートを示す。方法２０００は、１つ以上のブロック２００２、２００４、２００６、２００８、又は２０１０を含み得る。別個のブロックで示されているが、方法２０００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックにまとめられても、又は削除されてもよい。
ブロック２００２で、方法はスイッチを制御することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチが、インダクタに供給された入力電流に応じてスイッチング出力電圧を供給してもよい。方法は、スイッチング出力電圧を制御するようスイッチを制御することを含んでもよい。
ブロック２００４で、方法は、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットすることを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯが、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットしてもよい。
ブロック２００６で、方法はスイッチング出力電圧をレギュレートすることを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、入力電流を用いてスイッチング出力電圧をレギュレートすることを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、入力電流は、第１レギュレータ端子から第２レギュレータ端子へＬＤＯを通って流れてよい。
ブロック２００８で、第１電圧又は第２電圧のうちの少なくとも一方が決定されてよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、第１レギュレータ端子で第１電圧を決定し、第２レギュレータ端子で第２電圧を決定することを含んでもよい。
ブロック２０１０で、方法は、第１電圧又は第２電圧のうちの少なくとも一方を使用することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、第１電圧又は第２電圧を使用してスイッチを制御することを含んでもよい。
本開示の範囲から逸脱せずに方法２０００に対して変更、追加、又は省略が行われてもよい。例えば、方法２０００の動作は別の順序で実施されてもよい。追加的に、又は代替的に、２つ以上の動作は同時に実行されてもよい。更に、説明されている操作及び動作は端に例として与えられており、操作及び動作の一部は、記載されている態様の本質から外れずに、任意であっても、より少ない操作及び動作にまとめられても、あるいは、追加の操作及び動作に拡張されてもよい。
図２１は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を作動させる例示的な動作回路２１００の他のブロック図を示す。回路２１００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、ＬＤＯ１０６、電子デバイス２１０１、オンタイム調整ループ２１０５、スイッチコントローラ２１０７、及びレベルシフタ２１０９を含んでよい。
図２１には、例示及び議論の簡潔さのために、１つのＬＤＯ１０６及び１つのスイッチコントローラ２１０７しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、回路２１００は、図２１に示されるように１つのＬＤＯ１０６及び１つのスイッチコントローラ２１０７しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、回路２１００は、複数のＬＤＯ１０６及び複数のスイッチコントローラ２１０７又は１つのスイッチコントローラ２１０７を含んでもよい。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯ回路１０４に対応してもよい。ＬＤＯ１０６は、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、コンバータ出力部でスイッチング出力電圧１０８を異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、電子デバイス２１０１はコンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。ＳＩＭＯコンバータ１０４及びＬＤＯ１０６は、スイッチング出力電圧１０８を電子デバイス２１０１へ供給するよう動作し得る。
本開示のいくつかの態様で、オンタイム調整ループ２１０５は、図１８のＬＤＯ１０６の一部又は全部を含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、オンタイム調整ループ２１０５は、図１８のスイッチコントローラ１８０２の一部又は全部を含んでもよい。
オンタイム調整ループ２１０５は、スイッチング出力電圧１０８を受け、また、端子１８２６を介して基準電圧を受け得る。オンタイム調整ループ２１０５は、スイッチング出力電圧１０８を基準電圧と比較してよい。オンタイム調整ループ２１０５は、スイッチング出力電圧１０８と基準電圧との比較に基づきデューティサイクル電圧１８３８（例えば、ＶＴＯＮ）を供給し得る。
スイッチコントローラ２１０７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されてよい。スイッチコントローラ２１０７は、スイッチング出力電圧１０８をコンバータ出力部へ選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してよい。
スイッチコントローラ２１０７は、デューティサイクル電圧１８３８及びクロック電圧２１０３に基づき１つ以上のスイッチング電圧２１１１を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、デューティサイクル電圧１８３８が論理ハイであり、クロック電圧２１０３が受け取られている場合に、スイッチコントローラ２１０７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のハイサイドスイッチ（例えば、図２のスイッチ２０６）がオフし、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のローサイドスイッチ（例えば、図２のスイッチ２０８）及び出力スイッチ）（図２のスイッチ２０４ａ）がオンするように、スイッチング電圧２１１１を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラ２１０７は、閉位置へ遷移する（例えば、オンする）よう１つ以上のスイッチを制御する前に、ＳＩＭＯコンバータ１０４内でシュートスルー電流が起こらないようにスイッチング電圧２１１１に不感時間（ｔＤＥＡＤ）を挿入してもよい。
レベルシフタ２１０９はスイッチング電圧２１１１を受け得る。レベルシフタ２１０９は、スイッチング電圧２１１１のうちの１つ以上の電圧レベルを、ＳＩＭＯコンバータ１０４内の対応するスイッチを開位置と閉位置との間で遷移させるのに十分なレベルにシフトし得る。レベルシフタ２１０９は、スイッチング電圧２１１１に基づきゲート電圧２１１３を生成してもよい。本開示のいくつかの態様で、レベルシフタ２１０９は、ゲート電圧２１１３を受けるべきであるＳＩＭＯコンバータ１０４の対応する段に基づきゲート電圧２１１３を遅延させてもよい。
ＳＩＭＯコンバータ１０４はゲート電圧２１１３を受けて、ＳＩＭＯコンバータ１０４で実装されているスイッチをそれに応じて動作させ得る。
本開示のいくつかの態様で、オンタイム調整ループ２１０５、スイッチコントローラ２１０７、レベルシフタ２１０９、又はそれらの何らかの組み合わせは、効率のために最適化されてもよい。
図２２は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を作動させる例示的な動作環境又はシステム２２００の他のブロック図を示す。環境２２００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、ＬＤＯ１０６、オンタイム調整ループ２１０５、及びスイッチコントローラ２１０７を含み得る。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、図４に関連して上述されたＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。更に、ＬＤＯ１０６は、図４に関連して上述されたレギュレータ３０２ａに対応してもよい。
図２２では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのＬＤＯ１０６しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、環境２２００は、図２２に示されるように１つのＬＤＯ１０６しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、環境２２００は複数のＬＤＯ１０６を含んでもよい。
ＬＤＯ１０６は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の出力部へ電気的に結合されているコンパレータ２２１５を含んでよい。コンパレータ２２１５はスイッチング出力電圧１０８を受け得る。コンパレータ２２１５は、端子２２１７を介して基準電圧を受け得る。コンパレータ２２１５は、基準電圧をスイッチング出力電圧と比較し得る。本開示のいくつかの態様で、コンパレータ２２１５は、比較に基づいてスイッチング出力電圧をレギュレートするよう第６スイッチ２２０５を制御してもよい。
オンタイム調整ループ２１０５（図２１に図示。）は増幅器１８１４を含んでもよい。増幅器１８１４はスイッチング出力電圧１０８を受け得る。増幅器１８１４は、端子１８２６を介して基準電圧を受け得る。増幅器１８１４は、基準電圧をスイッチング出力電圧と比較し得る。本開示のいくつかの態様で、増幅器１８１４は、比較に基づきレギュレータ特有の目標出力電圧を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、オンタイム調整ループ２１０５はＰＩレギュレータ１８０８を含んでもよい。ＰＩレギュレータ１８０８は、ＬＤＯ１０６のレギュレータ特有の目標出力電圧１８２８（又は電流）をレギュレートして、レギュレートされた目標出力電圧１８３０を供給し得る。ＰＩレギュレータ１８０８は、レギュレータ特有の目標出力電圧１８２８に対して様々な機能を実行して、レギュレートされた目標出力電圧１８３０（又は電流）を生成してもよい。
オンタイム調整ループ２１０５はまた、加算器１８１２を含んでもよい。加算器１８１２は、第１レギュレータ端子１８０４によって位置付けられているセンサと、ＰＩレギュレータ１８０８の出力部とへ電気的に結合され得る。本開示のいくつかの態様で、加算器１８１２は、目標出力電圧１８３０と、第１レギュレータ端子１８０４での電流に基づき第１レギュレータ端子１８０４でセンサによって生成された第１電圧１８２４とを加算し得る。加算器１８１２は、加算に基づき合計電圧１８３４を供給し得る。本開示のいくつかの態様で、加算器１８１２は、図１８に関連して上述されたように、電圧信号の代わりに電流信号に基づき加算を実行してもよい。
オンタイム調整ループ２１０５はまた、加算器１８１２の出力部及びインダクタ２０２の第１端子へ電気的に又は動作可能に結合されているコンパレータ１８１６を含んでもよい。コンパレータ１８１６は、合計電圧１８３４及び入力電圧１８３２を受け得る。コンパレータ１８１６は、合計電圧１８３４とインダクタ２０２の第１端子での入力電圧１８３２とを比較し得る。コンパレータ１８１６は、比較に基づき比較電圧１８３６を生成し得る。
スイッチコントローラ２１０７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されてよい。スイッチコントローラ２１０７は、スイッチング出力電圧１０８をコンバータ出力部に選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してよい。
スイッチコントローラ２１０７は、比較電圧１８３６及びクロック電圧２１０３に基づき１つ以上のスイッチング電圧２１１１を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、環境２２００はまた、ゲート電圧２１１３を生成するようレベルシフタ２１０９を含んでもよい。
図２３は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を作動させる例示的な動作環境２３００の他のブロック図を示す。環境２３００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、ＬＤＯ１０６、オンタイム調整ループ２１０５、及びスイッチコントローラ２１０７を含み得る。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、図４に関連して上述されたＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。更に、ＬＤＯ１０６は、図４に関連して上述されたＬＤＯ１０６に対応してもよい。
図２３では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのＬＤＯ１０６しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、環境２３００は、図２３に示されるように１つのＬＤＯ１０６しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、環境２３００は複数のＬＤＯ１０６を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ１０６はデジタル線形レギュレータを含んでもよい。ＬＤＯ１０６はデジタルゲートコントローラ２３１９を含んでもよい。デジタルゲートコントローラ２３１９はコンバータ出力部へ電気的に結合され得る。デジタルゲートコントローラ２３１９はゲート制御信号を生成し得る。デジタルゲートコントローラ２３１９は、スイッチング出力電圧１０８をレギュレートするようＬＤＯ１０６内のスイッチ６２１のゲートを制御するためにゲート制御信号を生成し得る。デジタルゲートコントローラ２３１９は、スイッチング出力電圧１０８と基準信号２３２３との間の差に基づきゲート制御信号を生成し得る。デジタルゲートコントローラ２３１９は、ゲート制御信号をデジタル信号として生成してもよい。各ゲート制御信号はスイッチ６２１内の異なるスイッチに対応し得る。例えば、第１ゲート制御信号は、スイッチ６２１内の第１スイッチのゲートを制御してもよく、第２ゲート制御信号は、スイッチ６２１内の第２スイッチのゲートを制御してもよい。
デジタルゲートコントローラ２３１９は、スイッチング出力電圧１０８と基準信号２３２３との間の差に基づきゲート制御信号のうちの特定の数を論理ハイで生成し得る。スイッチング出力電圧１０８と基準信号２３２３との間の差が変化すると、デジタルゲートコントローラ２３１９は、ゲート制御信号のうちのより多い又はより少ないゲート制御信号を論理ハイで生成し得る。例えば、差が小さくなると、デジタルゲートコントローラ２３１９は論理ハイのゲート制御信号の数を減らし得る。
スイッチ６２１は、スイッチング出力電圧の電流レベルを上げることによってスイッチング出力電圧をレギュレートし得る。スイッチ６２１は、入力信号（例えば、入力電圧）を受信し、制御された電流レベルで入力信号をコンバータ出力部へ供給し得る。スイッチ６２１は、入力端子１０２から入力信号を受信し得る。コンバータ出力部へ供給される入力信号の制御された電流レベルは、閉じられた状態にあるスイッチ６２１内のスイッチの数に基づき得る（例えば、論理ハイにあるゲート制御信号の数に基づく。）。閉じられた状態にあるスイッチ６２１内の各スイッチは、コンバータ出力部へ供給される入力信号の電流レベルを上げ得る。例えば、全てのスイッチ６２１が閉じられた状態にある場合に、スイッチ６２１はハイ電流レベルで入力信号を供給し得る。他の例として、スイッチ６２１のうちの１つのスイッチが閉じられた状態にある場合には、スイッチ６２１は、ハイ電流レベルよりも低い電流レベル（例えば、ハイ電流レベルの４分の１）で入力信号を供給し得る。
オンタイム調整ループ２１０５は増幅器１８１４を含んでもよい。増幅器１８１４はスイッチング出力電圧１０８を受け得る。増幅器１８１４は端子１８２６を介して基準電圧を受け得る。増幅器１８１４は基準電圧をスイッチング出力電圧と比較し得る。本開示のいくつかの態様で、増幅器１８１４は、比較に基づき、レギュレータ特有の目標出力電圧１８２８を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、オンタイム調整ループ２１０５はＰＩレギュレータ１８０８を含んでもよい。ＰＩレギュレータ１８０８は、レギュレートされた目標出力電圧１８３０（又は電流）を供給するようレギュレータ特有の目標出力電圧１８２８（又は電流）をレギュレートし得る。ＰＩレギュレータ１８０８は、レギュレータ特有の目標出力電圧１８３０（又は電流）を生成するようレギュレータ特有の目標出力電圧１８２８に対して様々な機能を実行してもよい。
オンタイム調整ループ２１０５は電流源（以降「Ｉソース」とも呼ばれる。）アレイ２３０９を含んでもよい。Ｉソースアレイ２３０９は、デジタルゲートコントローラ２３１９の出力へ電気的に結合され得る。更に、Ｉソースアレイ２３０９は、加算器１８１２へ電気的に結合され得る。Ｉソースアレイ２３０９は、デジタルゲートコントローラ２３１９からゲート制御信号を受信し得る。Ｉソースアレイ２３０９は、ゲート制御信号に基づき第１電圧１８２４（又は電流）を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、Ｉソースアレイ２３０９は、論理ハイであるゲート制御信号の数に基づき第１電圧１８２４（又は電流）を生成し得る。例えば、全てのゲート制御信号が論理ハイである（例えば、スイッチ６２１内の全てのスイッチが閉じられた状態にある）場合に、Ｉソースアレイ２３０９はハイレベルで第１電圧１８２４（又は電流）を生成し得る。他の例として、２つのゲート制御信号が論理ハイである（例えば、スイッチ６２１内の２つのスイッチが閉じられた状態にある）場合に、Ｉソースアレイ２３０９はハイレベルの一部で（例えば、ハイレベルの半分のレベルで）第１電圧１８２４（又は電流）を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、Ｉソースアレイ２３０９は、ＳＩＭＯバックブーストコンバータ１０４内の電流レベルのコピーとしての第１電流（例えば、インダクタ２０２での電流）として、第１電圧１８２４を生成してもよい。
オンタイム調整ループ２１０５は加算器１８１２を含んでもよい。加算器１８１２は、Ｉソースアレイ２３０９及びＰＩレギュレータ１８０８の出力部へ電気的に結合され得る。本開示のいくつかの態様で、加算器１８１２は、目標出力電圧１８３０（又は電流）と、Ｉソースアレイ２３０９からの第１電圧１８２４（又は電流）とを加算し得る。加算器１８１２は、加算に基づき合計電圧１８３４（又は電流）を供給し得る。
オンタイム調整ループ２１０５はまた、加算器１８１２の出力部と、インダクタ２０２の第１端子によって位置付けられているセンサとへ電気的に結合されているコンパレータ１８１６を含んでもよい。コンパレータ１８１６は、合計電圧１８３４（又は電流）と、インダクタ２０２の第１端子での電流に基づいた電圧１８３２（又は電流）とを受け得る。コンパレータ１８１６は、合計電圧１８３４（又は電流）と電圧１８３２（又は電流）とを比較し得る。コンパレータ１８１６は、比較に基づき比較電圧１８３６（又は電流）を生成し得る。
スイッチコントローラ２１０７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されてよい。スイッチコントローラ２１０７は、スイッチング出力電圧１０８をコンバータ出力部に選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御し得る。スイッチコントローラ２１０７は、比較電圧１８３６及びクロック電圧２１０３に基づき１つ以上のスイッチング電圧２１１１を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、環境２３００はまた、ゲート電圧２１１３を生成するようレベルシフタ２１０９を含んでもよい。
図２４は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を作動させる例示的な動作環境２４００の他のブロック図を示す。環境２４００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、ＬＤＯ１０６、オンタイム調整ループ２１０５、及びスイッチコントローラ２１０７を含み得る。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、図４に関連して上述されたＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。更に、ＬＤＯ１０６は、図４に関連して上述されたＬＤＯ１０６に対応してもよい。
図２４では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのＬＤＯ１０６しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、環境２４００は、図２４に示されるように１つのＬＤＯ１０６しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、環境２４００は複数のＬＤＯ１０６を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ１０６デジタルプッシュプルレギュレータを含んでもよい。ＬＤＯ１０６は第１デジタルゲートコントローラ２３１９ａ及び第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂを含んでもよい。デジタルゲートコントローラ２３１９ａ～ｂはコンバータ出力へ電気的に結合され得る。デジタルゲートコントローラ２３１９ａ～ｂはゲート制御信号を生成し得る。デジタルゲートコントローラ２３１９ａ～ｂは、スイッチング出力電圧１０８をレギュレートするようＬＤＯ１０６内のスイッチ６２１ａ～ｂのゲートを制御するためにゲート制御信号を生成し得る。
第１デジタルゲートコントローラ２３１９ａは、ロー基準信号２３２５及びスイッチング出力電圧１０８を受け得る。第１デジタルゲートコントローラ２３１９ａは、スイッチング出力電圧１０８及びロー基準信号２３２５に基づき、対応するゲート制御信号を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、第１デジタルゲートコントローラ２３１９ａは、図２３に関連して上述されたように、ロー閾値を上回るようにスイッチング出力電圧を制御してよい。
第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂは、ハイ基準信号２３２７及びスイッチング出力電圧１０８を受け得る。第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂは、スイッチング出力電圧１０８及びハイ基準信号２３２７に基づき、対応するゲート制御信号を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂは、ハイ閾値を下回るようにスイッチング出力電圧を制御してよい。第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂは、図２３のデジタルゲートコントローラ２３１９と同様に動作し得るが、スイッチング出力電圧の電流レベルを閾値を上回るようにレギュレートするのではなく、第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂは、ゲート制御信号に基づき、スイッチング出力電圧の電流レベルをハイ閾値を下回るようにレギュレートし得る。
オンタイム調整ループ２１０５は増幅器１８１４を含んでもよい。増幅器１８１４はスイッチング出力電圧１０８を受け得る。増幅器１８１４は端子１８２６を介して基準電圧を受け得る。増幅器１８１４は基準電圧をスイッチング出力電圧と比較し得る。本開示のいくつかの態様で、増幅器１８１４は、比較に基づき、レギュレータ特有の目標出力電圧１８２８を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、オンタイム調整ループ２１０５はＰＩレギュレータ１８０８を含んでもよい。ＰＩレギュレータ１８０８は、レギュレートされた目標出力電圧１８３０（又は電流）を供給するようＬＤＯ１０６のレギュレータ特有の目標出力電圧をレギュレートし得る。ＰＩレギュレータ１８０８は、レギュレータ特有の目標出力電圧１８３０（又は電流）を生成するようレギュレータ特有の目標出力電圧１８２８に対して様々な機能を実行してもよい。図２４のＬＤＯ１０６は、図７に関連してデジタルプッシュプルレギュレータ７０２ａについて記載されたものと同様に作動し得る。
オンタイム調整ループ２１０５は第１Ｉソースアレイ２３０９ａ及び第２Ｉソースアレイ２３０９ｂを含んでもよい。第１Ｉソースアレイ２３０９ａは、第１デジタルゲートコントローラ２３１９ａの出力へ電気的に結合され得る。第２Ｉソースアレイ２３０９ｂは、第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂの出力へ電気的に結合され得る。更に、Ｉソースアレイ２３０９ａ～ｂは、加算器１８１２へ電気的に結合され得る。Ｉソースアレイ２３０９ａ～ｂは、デジタルゲートコントローラ２３１９ａ～ｂから対応するゲート制御信号を受信し得る。第１Ｉソースアレイ２３０９ａは、第１デジタルゲートコントローラ２３１９ａからのゲート制御信号に基づき第１電圧１８２４（又は電流）を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、第１Ｉソースアレイ２３０９ａは、図２３に関連して上述されたように、論理ハイである、第１デジタルゲートコントローラ２３１９ａから受信されたゲート制御信号の数に基づき、第１電圧１８２４（又は電流）を生成し得る。第２Ｉソースアレイ２３０９ｂは、第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂからのゲート制御信号に基づき第２電圧１８２０（又は電流）を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、第２Ｉソースアレイ２３０９ｂは、図２３に関連して上述されたように、論理ハイである、第２デジタルゲートコントローラ２３１９ｂから受信されたゲート制御信号の数に基づき、第２電圧１８２０（又は電流）を生成し得る。
オンタイム調整ループ２１０５は加算器１８１２を含んでもよい。加算器１８１２は、Ｉソースアレイ２３０９ａ～ｂ及びＰＩレギュレータ１８０８の出力部へ電気的に結合され得る。本開示のいくつかの態様で、加算器１８１２は、目標出力電圧１８３０（又は電流）、第１電圧１８２４（又は電流）、第２電圧１８２０（又は電流）、又はそれらの何らかの組み合わせを加算し得る。加算器１８１２は、加算に基づき合計電圧１８３４（又は電流）を供給し得る。
オンタイム調整ループ２１０５はまた、加算器１８１２の出力部と、インダクタ２０２の第１端子によって位置付けられているセンサとへ電気的に結合されているコンパレータ１８１６を含んでもよい。コンパレータ１８１６は、合計電圧１８３４（又は電流）と、インダクタ２０２の第１端子での電流に基づいた電圧１８３２（又は電流）とを受け得る。コンパレータ１８１６は、合計電圧１８３４（又は電流）と電圧１８３２（又は電流）とを比較し得る。コンパレータ１８１６は、比較に基づき比較電圧１８３６（又は電流）を生成し得る。
スイッチコントローラ２１０７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されてよい。スイッチコントローラ２１０７は、スイッチング出力電圧１０８をコンバータ出力部に選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御し得る。スイッチコントローラ２１０７は、比較電圧１８３６及びクロック電圧２１０３に基づき１つ以上のスイッチング電圧２１１１を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、環境２４００はまた、ゲート電圧２１１３を生成するようレベルシフタ２１０９を含んでもよい。
ＳＩＭＯコンバータ、ＬＤＯ、及びスイッチコントローラを含むシステムは、フィードフォワードシステムとして作動し得る。フィードフォワードシステムは、ＳＩＭＯコンバータ又はＬＤＯからスイッチコントローラへ電圧、電流、又はそれらの何らかの組み合わせをフィードフォワード（例えば、供給）し得る。例えば、第１レギュレータ端子での電流に基づいた第１電圧／電流と、第２レギュレータ端子での電流に基づいた第２電圧／電流とが、フィードフォワードされ得る。スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティサイクルを制御するために、フィードフォワードされる電圧／電流を使用してもよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラ又はスイッチコントローラとＬＤＯとの組み合わせは、チューニングループ、例えば、オンタイム調整ループと一体化されてもよい。
ハイブリッドＳＩＭＯ ＬＤＯ構造で、ＳＩＭＯコンバータは、ＬＤＯに対して、より高い効率性能を提供することができ、ＬＤＯは過渡性能を改善することができる。システムの効率を改善するために、ＬＤＯの動作は最小限にされ得、ＳＩＭＯコンバータの動作は最大限にされ得る。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータの動作を増やすためにＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティサイクルを高める（又は増やす）ことが実装されてよい。ＳＩＭＯコンバータからフィードフォワードされる電圧及びスイッチコントローラは、スイッチのデューティサイクルを増大させる。
ＬＤＯは、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするよう構成されてよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、ＳＩＭＯコンバータ又はＬＤＯ内の動作要因に基づき、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を変更してよい。例えば、ＬＤＯは、目標出力電圧の予め定義された範囲内にとどまるようスイッチング出力電圧をレギュレートし得る。本開示のこれら及び他の態様で、入力電流は、第１レギュレータ端子から第２レギュレータ端子へＬＤＯを通って流れ得る。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、スイッチング出力電圧を予め定義された第３閾電圧と比較するよう構成されたコンパレータ（例えば、第３コンパレータ）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、予め定義された第３閾電圧は、スイッチング出力電圧の定常状態電圧レベルに基づきプログラムされてよい。コンパレータは、比較に基づきレギュレートされた目標出力電圧を生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、例えば、図１８で示されるように、ＬＤＯは、比例部分及び積分部分を含むＰＩ回路を含んでもよい。ＰＩ回路、例えば、ＰＩレギュレータは、増幅器からレギュレータ特有の目標出力電圧を受け得る。ＰＩレギュレータは、レギュレータ特有の目標出力電圧に対して比例機能又は積分機能を実行してよい。ＰＩは、レギュレータ特有の目標出力電圧に対して実行された機能に基づき、レギュレートされた目標出力電圧を供給し得る。本開示のいくつかの態様で、ＰＩ回路の比例部分しか、レギュレータ特有の目標出力電圧に対して機能を実行しなくてもよい。本開示の他の態様では、ＰＩ回路の積分部分しか、レギュレータ特有の目標出力電圧に対して機能を実行しなくてもよい。代替的に、ＰＩ回路の比例部分及び積分部分の両方が、レギュレータ特有の目標出力電圧に対して機能を実行してもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ又はスイッチコントローラは加算器を含んでもよい。ＬＤＯ又はスイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御するために第１電圧／電流、第２電圧／電流、又はそれらの何らかの組み合わせを使用してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、第１レギュレータ端子での電流に基づいた第１電圧／電流、又は第２レギュレータ端子での電流に基づいた第２電圧／電流を決定してよい。例えば、加算器は、ＰＩ回路からのレギュレートされた目標出力電圧、第１レギュレータ端子によるセンサからの第１電圧／電流、及び／又はインダクタの第１端子によるセンサからの第２電圧／電流を受け得る。加算器は、レギュレートされた目標出力電圧を第１電圧／電流及び／又は第２電圧／電流と合計し得る。加算器は、レギュレートされた目標出力電圧と第１電圧／電流及び／又は第２電圧／電流との和に基づき、合計電圧／電流を生成し得る。
本開示のいくつかの態様に従って、スイッチコントローラは、合計電圧と、インダクタの第１端子での電流に基づいた電圧／電流とを受けるよう構成されたコンパレータ（例えば、第４コンパレータ）を含んでもよい。本開示の他の態様に従って、コンパレータは、スイッチコントローラの前段として構成されてもよい。コンパレータは、レギュレートされた目標出力電圧／電流を、インダクタの第１端子での電流に基づいた電圧／電流と比較し得る。コンパレータは、比較に基づき比較電圧を供給し得る。
スイッチコントローラは、比較電圧を受けるよう構成されたＳＲラッチ回路を含んでもよい。ＳＲラッチ回路はクロック信号も受け得る。本開示のいくつかの態様で、比較電圧はＳＲラッチ回路のためのリセット信号として動作し得る。本開示のこれら及び他の態様で、クロック信号はＳＲラッチ回路のためのセット信号として動作し得る。ＳＲラッチ回路は、（例えば、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御するために）クロック信号及び比較電圧に基づきデューティサイクル電圧を生成し得る。デューティサイクル電圧はＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを制御し得る。
本開示のいくつかの態様で、クロック信号がハイ値になり、比較電圧が閾レベルを下回る場合に、ＳＲラッチ回路はセットされ得、デューティサイクル電圧を供給し得る。フィードフォワードされた電流は、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを高める（増やす）ようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティ制御に加えられてもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを増大させることは、１つ以上のスイッチが閉じられた位置（例えば、伝搬位置）に又は開いた位置（例えば、非伝搬位置）にある時間の量を増やし得る。本開示のいくつかの態様で、比較電圧が対応する閾レベルを上回る場合に、ＳＲラッチ回路はリセットされ得、デューティサイクル電圧を供給しなくなり、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチは開放位置（例えば、非伝搬位置）に移り得る。本開示のこれら及び他の態様で、比較電圧が対応する閾レベルを上回る場合に、ＳＲラッチ回路はリセットされ得、デューティサイクル電圧を供給することができず、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチは、予め定義されたデューティサイクルに従って作動してもよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラを含まないシステムと比較して、１つ以上のスイッチを制御するデューティサイクル電圧はＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを増大させ得、かつ、インダクタが充電されるレートを増大させ得る。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、合計電圧が増大する場合に、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを増やし（例えば、高め）得る。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、関連するレギュレータによって供給される合計電圧が低下する場合に、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを低減させ（例えば、下げ）得る。ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを制御することによって、スイッチコントローラはスイッチング出力電圧を制御し得る。
ＬＤＯ及びスイッチコントローラ（例えば、コンパレータ、ＰＩ回路、加算器、又はＳＲラッチ回路）は、ＳＩＭＯの出力が増大、低減又は維持されるべきであるかどうかを検知するために使用されてもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ及びスイッチコントローラは、オンタイム調整ループとして実装されてもよい。オンタイム調整ループにおいて、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルがオンである時間の量（例えば、Ｔｏｎ）は、インダクタが充電されるレート又はインダクタ上の電流が放散されるレートを変更するよう増加又は減少され得る。本開示で記載される１つ以上の態様は、デューティサイクル電圧が供給される時間の量（例えば、Ｔｏｎ）を増加させ得るＬＤＯでの電流の増大を検出してもよい。また、ＬＤＯの電流は、デューティサイクル電圧が供給される時間の量の増加により低下してよい。
いくつかの態様で、システムの更なる最適化は、電力トレインのトリガー又は他の最適化方法を用いて取得され得る。
本開示で記載される態様のうちの１つ以上は、ＬＤＯ又はフィードフォワードコントローラを含まないＳＩＭＯシステムよりも速くＳＩＭＯ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを増大させ得る。更に、本開示で記載される１つ以上の態様は、インダクタが充電されるレート又は蓄えられている電流を放散するレートを増大させる。更に、本開示で記載される１つ以上の態様は、ＳＩＭＯシステムの回路複雑性を低下させる。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ、オンタイム調整ループ、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせは、センス電界効果トランジスタ（ＳｅｎｓｅＦＥＴ）を含んでもよい。ＳｅｎｓｅＦＥＴは、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上の電圧（例えば、スイッチング出力電圧）を検出（例えば、センス）し得る。本開示のいくつかの態様で、ＳｅｎｓｅＦＥＴのゲート－ソース電圧（Ｖｇｓ）及びゲート－ドレイン電圧（Ｖｇｄ）は、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上の電圧と同じか又は類似し得る。ＳｅｎｓｅＦＥＴは、ＬＤＯ、オンタイム調整ループ、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせ内の１つ以上の電圧を制御するようＳＩＭＯコンバータ内の電流の一部を導き得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳｅｎｓｅＦＥＴは、ＳＩＭＯコンバータに対するＮ：１のサイズ比を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳｅｎｓｅＦＥＴは、ＬＤＯ、オンタイム調整ループ、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせ内の１つ以上の電圧を制御するよう１／Ｎの比でＳＩＭＯコンバータ内の電流を導き得る。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯ、オンタイム調整ループ、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせは、計装増幅回路（instrumentation amplifier）を含んでもよい。ＬＤＯ、オンタイム調整ループ、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせは、ＳＩＭＯコンバータでの電圧ドロップを検出してもよい。計装増幅回路は、ＳＩＭＯコンバータでの電圧ドロップを増幅させるよう構成されてよい。計装増幅回路は、ＬＤＯ、オンタイム調整ループ、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせ内の１つ以上の電圧を制御するようＳＩＭＯコンバータでの電圧ドロップを増大させ得る。
本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯはデジタルＬＤＯを含んでもよい。ＬＤＯは、デジタルゲートコントローラ及びＩソースアレイを含んでもよい。ＬＤＯは、アクティブにされたスイッチ（例えば、閉じられた状態のスイッチ）の数に基づき、ＳＩＭＯコンバータ内の電流を検出してもよい。ＬＤＯは、ＳＩＭＯコンバータの入力部とコンバータ出力部との間に電気的に結合されているスイッチを含んでもよい。デジタルゲートコントローラがＬＤＯとともにスイッチを制御してもよい。デジタルゲートコントローラは、ＬＤＯ内のスイッチを、スイッチング出力電圧及び基準電圧に基づき、開位置と閉位置との間で遷移させ得る。Ｉソースアレイは、デジタルゲートコントローラ出力での電流を検出してよい。オンタイム調整ループは、デジタルゲートコントローラの出力での検出された電流に基づき、合計電圧を調整し得る。
コンバータ出力部へ電気的に結合される電子デバイスは、スイッチング出力電圧の電圧リップルのための異なる設定を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御して、敏感な電圧リップル設定を含む電子デバイスへより頻繁にスイッチング出力電圧を供給してもよい。これらの電子デバイスへより頻繁にスイッチング出力電圧を供給するスイッチコントローラは、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の電圧リップルを低減させることができる。
本開示の態様に従って、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御することによってスイッチング出力電圧のリップルを制御してもよい。電気部品は電圧リップルの様々な許容範囲を有する可能性がある。いくつかの部品はリップルに対して非常にロバストであることができ、かなりの電圧リップルに耐えることができるが、他の部品は比較的にリップルに敏感であり、部品を保護し且つ適切な動作を確保するために有意な電圧制御を必要とする。例えば、ＵＳＢポートは理想的に５Ｖで作動されるが、一部のＵＳＢ接続デバイスは、電圧範囲（例えば、４．４５Ｖ～５．２５Ｖの仮想範囲）内でうまく機能するよう十分なリップル耐性を備えることがある。しかし、他のＵＳＢ接続デバイスは、５Ｖ一定によりずっと近い電圧を必要とすることがある。リップルの大きさは、部分的に、スイッチ２０４ａ～ｎを制御することによって決定され得る。
図２５は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って，ＳＩＭＯ１０４を含む例示的なシステム２５００のブロック図を示す。システム２５００はまた、マスタコントローラ２５０２及びスイッチコントローラ２５０４を含んでもよい。ＳＩＭＯ１０４は、図４に関連して上述されたＳＩＭＯ１０４に対応してもよい。
図２５では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのマスタコントローラ２５０２及び１つのスイッチコントローラ２５０４しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、システム２５００は、図２５に示されるように１つのマスタコントローラ２５０２及び１つのスイッチコントローラ２５０４しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、システム２５００は２つ以上のマスタコントローラ２５０２及び２つ以上のスイッチコントローラ２５０４を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、マスタコントローラ２５０２は、ＳＩＭＯ１０４の異なる出力部へ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラ２５０４は、マスタコントローラ２５０２へ電気的に結合されてよい。更に、本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラ２５０４は、破線長方形として図２５で表されているＳＩＭＯ１０４内のスイッチ２０４ａ～ｎのうちの１つ以上へ電気的に結合されてもよい。スイッチコントローラ２５０４は、例示の簡潔さのために、スイッチ２０４ａ～ｎの夫々ではなく破線長方形へ結合されているものとして図２５に示されている。
本開示のいくつかの態様で、システム２５００は、ＳＩＭＯ１０４の出力部へ電気的に結合されている電気デバイスへ供給されるスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎの電圧リップルを制御するよう動作してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、マスタコントローラ２５０２は、１つ以上の出力部でのスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを決定してもよい。スイッチコントローラ２５０４は、スイッチング出力電圧１０８ａ～ｎに基づきマスタコントローラ２５０２によって供給された信号に基づきスイッチ２０４ａ～ｎのデューティサイクルを制御するよう構成されてよい。
図２６は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、分離したインダクタ周期の間にインダクタが２つの電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現２６００を示す。図２６で、波形２６０６ａ～ｅは、インダクタ周期の間のインダクタでの電流を表す。波形２６０６ａ～ｅは、インダクタ周期の間に時間とともにどのようにインダクタでの電流が変化するかを示す。インダクタ周期の充電部分は図２６では部分２６０８ａ～ｅとして示され、インダクタ周期の放電部分は図２６では部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８として示されている。例えば、第１インダクタ周期２６０６ａの充電部分は部分２６０８ａを含み、第１インダクタ周期２６０６ａの放電部分は部分２６１０を含む。
本開示のいくつかの態様で、インダクタは、充電部分２６０８ａ～ｅ並びに放電部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８の間に電気デバイスへ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、充電部分２６０８ａ～ｅは、インダクタが放電されるよりも高いレートでインダクタが正電圧として入力電圧を使用して充電されることによるインダクタでの電流の増大を示す。例えば、充電部分２６０８ａ～ｅは、入力電圧を受け、第１出力部を介して第１電気デバイスへ電気的に結合されるインダクタに対応してよい。放電部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８は、インダクタを入力電圧から切り離し、そして、インダクタを他の電気デバイスへ電気的に結合することによるインダクタでの電流の減少を示す。例えば、放電部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８は、インダクタを第２電気デバイス、第３電気デバイス、第４電気デバイス、第５電気デバイス、及び第６電気デバイスへ夫々電気的に結合することに対応してよい。各インダクタ周期中、インダクタは、充電部分２６０８ａ～ｅの間は第１電気デバイスへ、放電部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８の間は別の電気デバイスへ電気的に結合される。
曲線２６２０、２６２２、２６２４、２６２６、及び２６２８は、インダクタ周期中にインダクタを充電又は放電することによりどのようにＳＩＭＯシステムの各出力部でのスイッチング出力電圧が変化するかを示す。曲線２６２０は、第１出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルに対応する。曲線２６２６は、第２出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルに対応する。曲線２６２４は、第３出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルに対応する。曲線２６２６は、第４出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルに対応する。曲線２６２８は、第５出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルに対応する。
図２６に示されるように、第１出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは、対応する充電部分２６０８ａ～ｅの間に増大する。更に、図２６に示されるように、第２出力部、第３出力部、第４出力部、及び第５出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは、対応する放電部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８の間に増大する。例えば、第２出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは、放電部分２６１０及び２６１８の間に増大し（例えば、曲線２６２２）、第４出力部でのスイッチング出力の電圧レベル（例えば、曲線２６２６）は、放電部分２６１４の間に増大する。
インダクタでの電流が略零アンペアに達するか、又は対応するインダクタ周期が終わる（例えば、その後の充電部分が起こるようにスイッチが動く）場合に、対応する出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは低下し始める。異なる出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは、キャパシタの蓄えられた電圧により、電流が略零アンペアに達するか、又は対応するインダクタ周期が終わる場合に、徐々に低下し得る。例えば、図２６に示されるように、放電部分２６１２が終わる場合に、第３出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは低下し始める（例えば、曲線２６２４は下がる。）。他の例として、図２６に示されるように、充電部分２６０８ｃが終わる場合に、第１出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは低下し始める（例えば、曲線２６２０は下がる。）。図２６に示されるように、インダクタ周期ごとにインダクタを第１出力部へ電気的に結合することは、第１出力での電圧リップルを低減させ得る。
図２７は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、単一インダクタ多重出力コンバータを作動させる例示的な方法２７００のフローチャートを示す。方法２７００は、１つ以上のブロック２７０２、２７０４、２７０６、２７０８、又は２７１０を含み得る。別個のブロックで示されているが、方法２７００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックにまとめられても、又は削除されてもよい。
ブロック２７０２で、方法は、スイッチを制御する（例えば、切り替える）ことを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチは、インダクタに供給された入力電流に応答して、スイッチング出力電圧を供給してよい。
ブロック２７０４で、方法は、スイッチング出力電圧を制御することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、スイッチング出力電圧を制御するようスイッチを制御することを含んでもよい。
ブロック２７０６で、方法は、スイッチング出力電圧をコンバータ出力部に印加することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、インダクタ周期の充電部分又は放電部分の間に単一のコンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加することを含んでよい。
ブロック２７０８で、方法は、スイッチング出力電圧を第１コンバータ出力部に印加することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、第１デューティサイクルの第１時間部分の間に第１コンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加することを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、第１デューティサイクルの第１時間部分は、インダクタ周期の充電部分に対応してもよい。
ブロック２７１０で、方法は、スイッチング出力電圧を他のコンバータ出力部に印加することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、第１コンバータ出力部以外のコンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加することを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、方法は、第１デューティサイクルの第２時間部分の間に、第１コンバータ出力部以外のコンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加することを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、第１デューティサイクルの第２時間部分は、インダクタ周期の放電部分に対応してもよい。
本開示の範囲から逸脱せずに方法２７００に対して変更、追加、又は省略が行われてもよい。例えば、方法２７００の動作は別の順序で実施されてもよい。追加的に、又は代替的に、２つ以上の動作は同時に実行されてもよい。更に、説明されている操作及び動作は端に例として与えられており、操作及び動作の一部は、記載されている態様の本質から外れずに、任意であっても、より少ない操作及び動作にまとめられても、あるいは、追加の操作及び動作に拡張されてもよい。
図２８は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのタイミング図を含め、分離したインダクタ周期の間にインダクタが２つの電気デバイスへ電気的に結合されるシミュレーションのグラフ表現２８００を示す。
図２８で、波形２６０６ａ～ｅは、図２６に関連して上述されたように、インダクタ周期の間のインダクタでの電流を表す。更に、図２８では、曲線２６２０、２６２２、２６２４、２６２６、及び２６２８は、図２６に関連して上述されたように、インダクタ周期中にインダクタを充電又は放電することによりどのようにＳＩＭＯコンバータの各コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧が変化するかを示す。
曲線２８０１、２８０３、２８０５、２８０７、２８０９、２８１１、及び２８１３は、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチの１つ以上のゲートでの電圧（例えば、ゲート電圧）のタイミング図を示す。曲線２８０１は、ＳＩＭＯコンバータのスイッチのハイサイド部分のゲートでのゲート電圧に対応する。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータのスイッチのハイサイド部分は、インダクタの充電を制御するスイッチに対応してよい。曲線２８０３は、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのローサイド部分のゲートでのゲート電圧に対応する。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータのスイッチングのローサイド部分は、インダクタの放電を制御するスイッチに対応してよい。
曲線２８０５、２８０７、２８０９、２８１１、及び２８１３は、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部に対するスイッチのゲートでのゲート電圧に対応する。
図２８に示されるように、ハイサイド部分のゲート電圧（例えば、曲線２８０１）がハイである場合に、充電部分２６０８ａ～ｅが現れている。更に、ハイサイド部分のゲート電圧（例えば、曲線２８０１）がローである場合に、充電部分２６０８ａ～ｅは現れていない。更に、図２８に示されるように、ローサイド部分のゲートでのゲート電圧（例えば、曲線２８０３）がハイである場合に、放電部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８のうちの１つが現れている。ローサイド部分のゲート電圧（例えば、２８０３）がローである場合に、放電部分２６１０、２６１２、２６１４、２６１６、及び２６１８は現れていない。
図２８に示されるように、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部にあるスイッチのゲートでのゲート電圧がハイである場合に、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは増大する。例えば、曲線２８０５がハイである場合に、曲線２６２０は増大する。他の例として、曲線２８０７がハイである場合に、曲線２６２２が増大する。更なる他の例として、曲線２８０９がハイである場合に、曲線２６２４が増大する。他の例として、曲線２８１１がハイである場合に、曲線２６２６が増大する。他の例として、曲線２８１３がハイである場合に、曲線２６２８が増大する。
図２８に示されるように、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部のためのスイッチのゲートでのゲート電圧がローである場合に、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルは低下するか又は略零ボルトになる。例えば、曲線２８０５がローである場合に、曲線２６２０は低下する。他の例として、曲線２８０７がローである場合に、曲線２６２２は低下する。更なる他の例として、曲線２８０９がローである場合に、曲線２６２４が低下する。他の例として、曲線２８１１がローである場合に、曲線２６２６が低下する。他の例として、曲線２８１３がローである場合に、曲線２６２８は低下する。
図２８に示されるように、インダクタ周期の各充電部分は、曲線２８０１及び２８０５がハイでありかつ曲線２８０３がローである場合に起こり得る。インダクタ周期の各放電部分は、曲線２８０１及び２８０５がローでありかつ曲線２８０３がハイである場合に起こり得る。更に、インダクタ周期の各放電部分は、曲線２８０７、２８０９、２８１１、及び２８１３のうちの１つ以上がハイである（例えば、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部に対するスイッチのゲートでの対応するゲート電圧がハイである）場合に現れる。
分離したインダクタ周期２６０６ａ～ｅは、分離したインダクタ周期２６０６ａ～ｅごとに第１コンバータ出力部でスイッチング出力電圧を供給することによって、第１コンバータ出力部（例えば、曲線２６２０）でリップルを低減し得る。第１コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の電圧リップル（本明細書ではリップル値とも呼ばれる。）（例えば、曲線２６２０のハイ点とロー点との間の差）は、第２コンバータ出力部、第３コンバータ出力部、第４コンバータ出力部、第５コンバータ出力部、又はそれらの何らかの組み合わせでのスイッチング出力電圧のリップル（例えば、曲線２６２２、２６２４、２６２６、２６２８、又はそれらの何らかの組み合わせのハイ点とロー点との間の差）よりも低くなり得る。
図２９は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム２９００のブロック図を示す。システム２９００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、１つ以上のリップルセンサ（又はリップル検出器とも呼ばれる。）２９１５ａ～ｅ、スイッチコントローラ２９１７、及びレベルシフタ２９１９を含み得る。
システム２９００は１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
図２９では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのスイッチコントローラ２９１７しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、システム２９００は、複数のスイッチコントローラ２９１７を含んでもよい。本開示の他の態様では、システム２９００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の１つ以上のコンバータ出力部へ電気的に結合された１つのリップル検出器２９１５しか含まなくてもよい。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所に記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、コンバータ出力部でスイッチング出力電圧１０８を異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。
リップル検出器２９１５ａ～ｅは、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルを検出し得る。リップル検出器２９１５ａ～ｅは、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルのリップル値を決定し得る。例えば、リップル検出器２９１５ａは、第１コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧１０８ａのリップルのリップル値を決定してよい。リップル検出器２９１５ａ～ｅは、スイッチング出力電圧のリップルの対応するリップル値に基づきリップル電圧２８１７を生成し得る。例えば、リップル検出器２９１５ａは、第１コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧１０８ａのリップルのリップル値に基づきリップル電圧を生成してよい。
スイッチコントローラ２９１７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されてよい。スイッチコントローラ２９１７は、スイッチング出力電圧１０８をコンバータ出力部に選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してよい。
スイッチコントローラ２９１７は、リップル電圧２８１７及びクロック電圧２１０３に基づき１つ以上のスイッチ電圧２９１１を生成してよい。本開示のいくつかの態様で、リップル電圧２８１７が論理ハイであり、かつ、クロック電圧２１０３が受け取られている場合に、スイッチコントローラ２９１７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４のハイサイド部分がオフになり、ローサイド部分及びＳＩＭＯコンバータ１０４内の対応する出力スイッチがオンするように、スイッチ電圧２９１１を生成してよい。
レベルシフタ２９１９はスイッチ電圧２９１１を受け取り得る。レベルシフタ２９１９は、スイッチ電圧２９１１の１つ以上の電圧レベルを、ＳＩＭＯコンバータ１０４内の対応するスイッチを開位置と閉位置との間で遷移させるのに十分なレベルにシフトし得る。レベルシフタ２９１９は、スイッチ電圧２９１１に基づきゲート電圧を生成してよい。本開示のいくつかの態様で、レベルシフタ２９１９は、ゲート電圧２９１３を受けるべきＳＩＭＯコンバータ１０４の対応する段に基づきゲート電圧２９１３を遅延させてもよい。
マスタコントローラ及び／又はスイッチコントローラを含むシステムは、ＳＩＭＯコンバータの出力部のうちの１つ以上のスイッチング出力電圧の電圧リップルが制御されるように作動し得る。本開示のいくつかの態様で、マスタコントローラ及び／又はスイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内の１つ以上のスイッチのデューティサイクルを制御してもよく、それにより、スイッチが、ＳＩＭＯコンバータ内の他のスイッチよりも頻繁に閉位置にあるようにする。電圧リップルは、ＳＩＭＯコンバータの対応する出力部に電気的に結合されている電気デバイスの電圧リップル要件に基づき制御され得る。
本開示のいくつかの態様で、マスタコントローラは、スイッチング出力電圧（例えば、ＳＩＭＯコンバータの１つ以上の出力部）へ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、マスタコントローラは、ＳＩＭＯコンバータの各出力部でのスイッチング出力電圧の電圧レベルを決定してよい。更に、マスタコントローラは、スイッチのデューティサイクルが、ＳＩＭＯコンバータの１つ以上の出力部でのスイッチング出力電圧の電圧リップルを低減又はレギュレートするよう制御されるように、信号をスイッチコントローラへ供給してもよい。
本開示のいくつかの態様で、マスタコントローラは、スイッチング出力電圧へ電気的に結合されなくてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、マスタコントローラは、ＳＩＭＯ内のスイッチのデューティサイクルが、ＳＩＭＯの１つ以上の出力部のスイッチング出力電圧の電圧リップルを自動的に低減又は制御するよう制御されるように、スイッチコントローラへ信号を供給するようプログラムされてもよい。
スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧を制御するようにＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御するよう構成されてよい。例えば、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティサイクルを制御してよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧がデューティサイクル（例えば、インダクタ周期）の第１時間部分の間にＳＩＭＯコンバータの第１コンバータ出力部に印加され得るように、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。本開示のこれら及び他の態様で、デューティサイクルの第１時間部分は、インダクタ周期の充電部分に対応してよい。更に、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内のインダクタがデューティサイクルの第１時間部分の間に充電されるように、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。例えば、スイッチコントローラは、インダクタが充電（例えば、付勢）されて、スイッチング出力電圧が第１デューティサイクルの第１時間部分及び第２デューティサイクルの第１時間部分の間にＳＩＭＯコンバータの第１コンバータ出力部に印加されるように、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。本開示のいくつかの態様で、第２デューティサイクルは、第１デューティサイクルの直ぐ後に続けて起こり得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、デューティサイクルの第２時間部分の間にＳＩＭＯコンバータの第２コンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加するようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してもよい。本開示の他の態様では、第２時間部分はインダクタ周期の放電部分に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧を第２時間部分の間に第１コンバータ出力部以外のＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部に印加するよう、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してもよい。例えば、スイッチング出力電圧がデューティサイクルの第１時間部分の間に第１コンバータ出力部に印加される場合に、スイッチコントローラは、デューティサイクルの第２時間部分の間にＳＩＭＯの第２コンバータ出力部、第３コンバータ出力部、又は第４コンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加するよう、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。他の例として、ＳＩＭＯコンバータがデューティサイクルの第１時間部分の間にスイッチング出力電圧を第１コンバータ出力に印加する場合に、スイッチコントローラは、第２デューティサイクルの第２時間部分の間に第２コンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加し、第３デューティサイクルの第２時間部分の間に第３コンバータ出力部にスイッチング出力電圧を印加するよう、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してもよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチング出力電圧のリップルは自動的に制御されてもよい。自動制御のために、リップル検出器が、コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルを検出し得る。リップル検出器は、コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルのリップル値を決定してもよい。更に、リップル検出器は、リップル値に基づきリップル電圧を生成してもよい。
スイッチコントローラはリップル電圧を受け得る。スイッチコントローラは、リップル電圧に基づきスイッチ電圧を生成してよい。スイッチコントローラは、スイッチ電圧の電圧レベルに基づきＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。スイッチ電圧は、スイッチング出力電圧のリップルが低減されるように対応するインダクタ周期の付勢フェーズも調整されるよう調整されてよい。レベルシフタがスイッチ電圧を受け得る。更に、レベルシフタは、スイッチ電圧のうちの１つ以上の電圧レベルを、ＳＩＭＯコンバータ内の対応するスイッチを開位置と閉位置との間で遷移させるのに十分なレベルにシフトしてもよい。
スイッチコントローラがスイッチング出力電圧のリップルを自動的に制御することは、リップルが動的にレギュレートされることを可能にし得る。更に、スイッチコントローラがスイッチング出力電圧のリップルを自動的に制御することは、対応するインダクタ周期の付勢フェーズを調整することによってスイッチング出力電圧のリップルを境界内に保たせ得る。
本開示の他の態様では、スイッチコントローラはスイッチング出力電圧のリップルを監督してもよい。スイッチコントローラは、より優先度が高いコンバータ出力部のための付勢フェーズに対応する１つ以上の時間スロットをリザーブしてよい。スイッチコントローラが時間スロットをリザーブすることは、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルを低減させ得る。
シーケンス及びモードセレクタがＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択してもよい。シーケンス及びモードセレクタは、ＳＩＭＯコンバータ１０４又はスイッチング出力電圧の種々の因子に優先順位を付けるよう動作モードを選択してよい。例えば、シーケンス及びモードセレクタは、ＳＩＭＯコンバータ１０４の効率、スイッチング出力電圧の過渡応答、又はスイッチング出力電圧のリップルを優先するよう動作モードを選択してよい。シーケンス及びモードセレクタは、スイッチング出力電圧の過渡応答を改善するようスイッチング出力電圧の過渡応答を優先してもよい。更に、シーケンス及びモードセレクタは、スイッチング出力電圧のリップルを低減させるようスイッチング出力電圧のリップルを優先してもよい。
電力管理は、例えば、給電されるべきデバイス又はその様々なコンポーネントの性質に依存し得る多種多様な側面を含む可能性がある。これらの電力管理側面のうちの１つ以上は、実施に応じて、これらの電力管理側面のうちの他よりも重要であり得る。例えば、小型ポータブルデバイス（例えば、小さい電池を備えたバッテリ駆動型デバイス）では、効率が重要であり得る一方で、大きいバッテリ又は信頼できる電源を備えたデバイスでは、リップル低減が効率よりも重要であり得る。ＳＩＭＯバックブーストコンバータは様々な動作モードを用いる可能性があり、ある動作モードは１つ以上の電力管理因子（例えば、バッテリ管理、効率、リップル低減、過渡応答、など）を優先する。シーケンス及びモードセレクタは、ＳＩＭＯコンバータの種々の因子に優先順位を付けるよう、又は電圧ドメイン内若しくは結合されている電子デバイス動作パラメータ内でコンバータ出力部へスイッチング出力電圧を供給するよう、ＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択してよい。
図３０は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム３０００のブロック図を示す。システム３０００はまた、スイッチコントローラ３００２、シーケンス及びモードセレクタ３００４、電流センサ３００８、並びに電力管理（ＰＭ）回路３００６を含み得る。図３０では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのスイッチコントローラ３００２しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、システム３０００は、図３０で示されるように１つのスイッチコントローラ３００２しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、システム３０００は２つ以上のスイッチコントローラ３００２を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所に記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、２つ以上のコンバータ出力部でスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム３０００は１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
本開示のいくつかの態様で、電流センサ３００８は、インダクタ２０２の第１端子とシーケンス及びモードセレクタ３００４との間に電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、ＰＭ回路３００６及び／又はスイッチコントローラ３００２へ電気的に結合されてよい。更に、本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、ＰＭ回路３００６及び／又はスイッチコントローラ３００２へ通信可能に結合されてもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラ３００２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、２１０のうちの１つ以上へ電気的に結合されてもよい。スイッチコントローラ３００２は、図３０では、例示の簡潔さのために、スイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、２１０の夫々ではなく、破線長方形へ結合されるものとして示されている。
本開示のいくつかの態様で、ＰＭ回路３００６はターゲットリクエストを生成してよい。本開示のこれら及び他の態様で、ターゲットリクエストは、電力／電流分割命令、効率要件命令、及び／又はリップル要件命令を含んでよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ターゲットリクエストは、ＳＩＭＯコンバータの効率又は特定のコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップル若しくは過渡応答が優先されるべきかどうかを示し得る。本開示のいくつかの態様で、ＰＭ回路３００６は、ターゲットリクエストをシーケンス及びモードセレクタ３００４へ供給してよい。
シーケンス及びモードセレクタ３００４は、ＰＭ回路からターゲットリクエストを受信し得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、ターゲットリクエストに基づき１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択し得る。本開示のこれら及び他の態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、コンバータ出力部のうちの１つ又は全部のためのＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択し得る。例えば、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、スイッチング出力電圧の過渡応答を優先するようコンバータ出力部の全部のためのＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択してもよい。他の例として、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、スイッチング出力電圧のリップルを優先するよう第１コンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択し、また、ＳＩＭＯコンバータ１０４の効率を優先するよう第２コンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択してもよい。
本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、選択された動作モードに従ってスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び２１０を制御するようにスイッチコントローラ３００２に指示し得る。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラ３００２は、選択された動作モードに従ってスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び２１０を制御し得る。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラ３００２は、対応するコンバータ出力部（例えば、対応するレール）でのスイッチング出力電圧を制御するためにスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び２１０のデューティサイクルを制御してもよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラ３００２は、選択された動作モードに従ってＳＩＭＯコンバータ１０４を動作させるようスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び２１０を制御してもよい。
本開示のいくつかの態様で、電流センサ３００８はインダクタ２０２での電流を検出し得る。本開示のこれら及び他の態様で、電流センサ３００８は、付勢フェーズ、消勢フェーズ、又は放電期間の間にインダクタ２０２での電流を検出してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、検出された電流に基づきインダクタ２０２での電流の電流値を決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、電流センサ３００８が、検出された電流に基づきインダクタ２０２での電流の電流値を決定してもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、インダクタでの電流（例えば、インダクタ電流）の電流値及び／又はターゲットリクエストに基づきＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択してもよい。
図３１は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む他の例示的なシステム３１００のブロック図を示す。本開示のいくつかの態様で、システム３１００はまた、スイッチコントローラ３００２、シーケンス及びモードセレクタ３００４、電流センサ３００８、並びにＰＭ回路３００６を含み得る。更に、システム３１００はリップル検出器３１１０を含んでもよい。
図３１では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのスイッチコントローラ３００２及び１つのリップル検出器３１１０しか図示及び議論されていない。本開示のいくつかの態様で、システム３１００は、図３１で示されるように１つのスイッチコントローラ３００２及び１つのリップル検出器３１１０しか含まなくてもよい。本開示の他の態様では、システム３１００は１つ以上のスイッチコントローラ３００２又は１つ以上のリップル検出器３１１０を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、システム３１００は、リップル検出器３１１０を含む点を除いて、図３０に関連して記載されたシステム３０００と同様に作動し得る。本開示のいくつかの態様で、リップル検出器３１１０は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の異なるコンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。
本開示のいくつかの態様で、リップル検出器３１１０は、コンバータ出力部のうちの１つ以上でのスイッチング出力電圧のリップルを検出し得る。本開示のこれら及び他の態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、検出された電圧リップルに基づきコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルのリップル値を決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、リップル検出器３１１０が、検出された電圧リップルに基づきスイッチング出力電圧のリップルのリップル値を決定してもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、ターゲットリクエスト、インダクタでの電流（例えば、インダクタ電流）の電流値、及び／又はスイッチング出力電圧のリップルのリップル値に基づきＳＩＭＯコンバータ１０４の動作モードを選択してもよい。
図３２は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、シーケンス及びモード選択のためにＳＩＭＯコンバータを作動させる例示的な方法３２００のフローチャートを示す。方法３２００は１つ以上のブロック３２０２乃至３２２２を含み得る。別個のブロックで示されているが、方法３２００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックにまとめられても、又は削除されてもよい。
方法３２００は、ブロック３２０２で、ＰＭ回路からの入力を検出することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４がＰＭ回路３００６からの入力を検出してよい。本開示のいくつかの態様で、入力はターゲットリクエストを含み得る。本開示のいくつかの態様で、ブロック３２０２の後にブロック３２０４を続き得る。
方法３２００は、ブロック３２０４で、入力内のモードが効率にセットされているかどうかを決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、入力内のモードが効率にセットされているかどうかを決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、ターゲットリクエストは、ＳＩＭＯコンバータの効率が対応するコンバータ出力部で優先されるべきであることを示し得る。例えば、対応するコンバータ出力部へ電気的に結合されている電子デバイスは、適切に動作するための特定の効率設定を含んでよい。入力内のモードが効率にセットされている場合に、ブロック３２０４の後にブロック３２０６が続き得る。入力内のモードが効率にセットされていない場合に、ブロック３２０４の後にブロック３２０８が続き得る。
方法３２００は、ブロック３２０６で、不連続導通モード（ＤＣＭ）を開始することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、ＤＣＭ動作に従ってＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び／又は２１０を制御するようにスイッチコントローラに指示してもよい。本開示のいくつかの態様で、１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータのＤＣＭ動作は、本開示の他の場所で記載されるように、分離したインダクタ周期を用いてインダクタを充電しかつ対応するコンバータ出力部によりインダクタを放電することを含んでよい。
方法３２００は、ブロック３２０８で、入力内のモードがリップルにセットされているかどうかを決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、入力内のモードがリップルにセットされているかどうかを決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、ターゲットリクエストは、対応するコンバータ出力部（例えば、対応するＳＩＭＯコンバータレール）でのスイッチング出力電圧のリップルの管理が優先されるべきであることを示し得る。入力内のモードがリップルにセットされている場合に、ブロック３２０８の後にブロック３２１２が続き得る。入力内のモードがリップルにセットされていない場合に、ブロック３２０８の後にブロック３２１４が続き得る。
方法３２００は、ブロック３２１０で、スイッチング出力電圧のリップルを検出することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、リップル検出器３１１０がスイッチング出力電圧のリップルを検出してよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチング出力電圧のリップルは、対応するコンバータ出力部で検出されてよい。
方法３２００は、ブロック３２１２で、リップルが閾値を下回るかどうかを決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、リップルが閾値を下回るかどうかを決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチング出力電圧のリップルの閾値は、電圧ドメイン及びそのノイズ要件に応じて、～５から１０ｍＶ、～５から１５ｍＶ、～５から２０ｍＶ、又は～５から２５ｍＶを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、方法３２００は、スイッチング出力電圧のリップルの閾値を予め定義された値にセットすることを含んでもよい。本開示の他の態様では、方法３２００は、スイッチング出力電圧のリップルの閾値を静的又は動的にセットすることを含んでもよい。スイッチング出力電圧のリップルが閾値を下回る場合に、ブロック３２１２の後にブロック３２０６が続き得る。スイッチング出力電圧のリップルが閾値に等しいか又は閾値を上回る場合に、ブロック３２１２の後にブロック３２１８が続き得る。
方法３２００は、ブロック３２１４で、入力内のモードが過渡応答にセットされているかどうかを決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、入力内のモードが過渡応答にセットされているかどうかを決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、ターゲットリクエストは、対応するコンバータ出力部（例えば、対応するＳＩＭＯコンバータレール）でのスイッチング出力電圧の過渡応答の管理が優先されるべきであることを示し得る。入力内のモードが過渡応答にセットされている場合に、ブロック３２１４の後にブロック３２０６が続き得る。入力内のモードが過渡応答にセットされていない場合に、ブロック３２１４の後にブロック３２０２が続き得る。
方法３２００は、ブロック３２１６で、レールでの電流又は電圧を検出することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４並びに／又は電流センサ３００８がインダクタでの電流又は電圧を検出してもよい。本開示のいくつかの態様で、電流又は電圧は１つ以上のコンバータ出力部で検出されてもよい。
方法３２００は、ブロック３２１８で、レールでの電力が閾値を下回るかどうかを決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、レールでの電力が閾値を下回るかどうかを決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、レールでの電力は、レールでの検出された電流及び電圧の積として決定されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、電力レベルは、レール電流がＤＣＭで供給されるとして、ＩＣＣ ＭＡＸの＜１０％であってよい。電力レベルは、レールによってサポートされる最大電流のパーセンテージとして理解され得る。代替的に、電力レベルは、インダクタ電流定格のパーセントとして記述され得る。
本開示のこれら及び他の態様で、方法３２００は、レールでの電力の閾値を予め定義された値にセットすることを含んでもよい。本開示の他の態様では、方法３２００は、レールでの電力の閾値を動的又は静的にセットすることを含んでもよい。レールでの電力が閾値を下回る場合に、ブロック３２１８の後にブロック３２２０が続き得る。レールでの電力が閾値に等しいか又は閾値を上回る場合に、ブロック３２１８の後にブロック３２２２が続き得る。
方法３２００は、ブロック３２２０で、混合連続導通モード（ＣＣＭ）を開始することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、混合ＣＣＭ動作に従ってＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び／又は２１０を制御するようにスイッチコントローラに指示してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータの混合ＣＣＭ動作は、本開示の他の場所で記載されるように、分離したインダクタ周期及び連続したインダクタ周期の両方を用いてインダクタを充電しかつ対応するコンバータ出力部によりインダクタを放電することを含んでよい。
方法３２００は、ブロック３２２２で、ＣＣＭ動作を開始することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、シーケンス及びモードセレクタ３００４が、ＣＣＭ動作に従ってＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、及び／又は２１０を制御するようにスイッチコントローラに指示してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータのＣＣＭ動作は、本開示の他の場所で記載されるように、連続したインダクタ周期を用いてインダクタを充電しかつ対応するコンバータ出力部によりインダクタを放電することを含んでよい。
本開示のいくつかの態様で、方法３２００は、対応するコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの現在の動作モードを維持しながら、実行されてもよい。例えば、方法３２００は、対応するコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータがＤＣＭ、混合ＣＣＭ、又はＣＣＭで既に動作中である場合に実行されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、方法３２００、ブロック３２０６、ブロック３２２０、又はブロック３２２２は、ＳＩＭＯコンバータが１つ以上のコンバータ出力部のための現在の動作モードに従って既に動作中である場合に、対応するコンバータ出力部のための現在の動作モードを維持することを含んでもよい。
本開示の範囲から逸脱せずに方法３２００に対して変更、追加、又は省略が行われてもよい。例えば、方法３２００の動作は別の順序で実施されてもよい。追加的に、又は代替的に、２つ以上の動作は同時に実行されてもよい。更に、説明されている操作及び動作は端に例として与えられており、操作及び動作の一部は、記載されている態様の本質から外れずに、任意であっても、より少ない操作及び動作にまとめられても、あるいは、追加の操作及び動作に拡張されてもよい。
図３３は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータがインダクタ周期の間に混合ＣＣＭ又は混合ＤＣＭ及びＣＣＭで動作するシミュレーションのグラフ表現３３１２及び３３１８を示す。図３３で、グラフ表現３３１２は、ＳＩＭＯコンバータがＳＩＭＯコンバータの複数のコンバータ出力部について混合ＣＣＭで動作するシミュレーションを表し得る。更に、グラフ表現３３１８は、ＳＩＭＯコンバータがＳＩＭＯコンバータの複数のコンバータ出力部について混合ＤＣＭ及びＣＣＭで動作するシミュレーションを表し得る。
グラフ表現３３１２に関して、波形３３１４ａ、ｂ及び３３１６ａ、ｂは、インダクタ周期の間のインダクタでの電流を表す。波形３３１４ａ、ｂ及び３３１６ａ、ｂは、インダクタ周期の間に時間とともにどのようにインダクタでの電流が変化するかを示す。図３３に示されるように、波形３３１６ａ、ｂは、インダクタが１つの電気デバイス（例えば、デバイス１）へ対応するインダクタ周期の間に電気的に結合されるインダクタ周期を示す。更に、図３３に示されるように、波形３３１４ａ、ｂは、インダクタが複数の電気デバイス（例えば、デバイス２、デバイス３、及びデバイス４）へ対応するインダクタ周期の間に電気的に結合されるインダクタ周期を示す。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、図３２に関連して上述されたように、１つ以上のレール（例えば、コンバータ出力部）での電力が閾値を下回る場合に、コンバータ出力に対して混合ＣＣＭで動作し得る。
グラフ表現３３１８に関して、波形３３２０ａ～ｃは、ＣＣＭ及びＤＣＭに従うインダクタ周期中のインダクタでの電流を示す。波形３３２０ａ～ｃは、インダクタ周期の間に時間とともにどのようにインダクタでの電流が変化するかを示す。図３３に示されるように、波形３３２０ａ、ｃは、インダクタが、ＣＣＭに従って、充電され、そして対応するコンバータ出力部により放電されるインダクタ周期を示す。更に、図３３に示されるように、波形３３２０ｂは、インダクタが、ＤＣＭに従って、充電され、そして対応するコンバータ出力部により放電されるインダクタ周期を表す周期３３２２ａ、ｂを含む。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、遷移リクエストに基づき、対応するコンバータ出力部についてＣＣＭとＤＣＭとの間で遷移し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータは、対応するコンバータ出力部について混合ＣＣＭと、ＤＣＭと、混合ＤＣＭ及びＣＣＭとの間で遷移し得る。例えば、ＳＩＭＯコンバータは、ある期間に、グラフ表現３３１２で表されているように、インダクタを充電し、そして対応するコンバータ出力部によりインダクタを放電し得る。他の例として、ＳＩＭＯコンバータは、第１期間に、グラフ表現３３１２で表されているように、インダクタを充電し、そして対応するコンバータ出力部によりインダクタを放電してもよく、また、第２期間に、グラフ表現３３１８で表されているように、インダクタを充電し、そして対応するコンバータ出力部によりインダクタを放電してもよい。
図３４は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ内の異なる電力レールの優先順位付けの変化のグラフ表現３４００を示す。図３４で、時間に対して、波形３４２４は、ＳＩＭＯコンバータの第１レール（例えば、Ｒａｉｌ１）の優先順位付けの連続を示し、波形３４２６は、ＳＩＭＯコンバータの第２レール（例えば、Ｒａｉｌ２）の優先順位付けの連続を示す。
最初に、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、ＳＩＭＯコンバータの効率を優先するよう第１レール及び第２レールの両方についてＳＩＭＯコンバータの動作モードをセットし得る（図３４では、Ｒａｉ１→効率及びＲａｉｌ２→効率と表されている。）。第１期間の後、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、第１レールについて、対応するレールでのスイッチング出力電圧の過渡応答を優先するようＳＩＭＯコンバータの動作モードをセットし得る（図３４では、Ｒａｉｌ１→過渡応答と表されている。）。第２期間の後、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、第２レールについて、対応するレールでのスイッチング出力電圧の出力リップルの管理を優先するようＳＩＭＯコンバータの動作モードをセットし得る（図３４では、Ｒａｉｌ２→出力リップルと表されている。）。第３期間の後、シーケンス及びモードセレクタ３００４は、第１レールについて、対応するレールでのスイッチング出力電圧の出力リップルの管理を優先するようＳＩＭＯコンバータの動作モードをセットし得る（図３４では、Ｒａｉｌ１→出力リップルと表されている。）。
図３５は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータを作動させる方法３５００のフローチャートを例示的に示す。方法３５００は、スイッチによって、インダクタに供給される入力電圧に応答してスイッチング出力電圧をコンバータ出力部へ供給すること３５０２と、スイッチング出力電圧を制御するようスイッチを制御すること３５０４と、スイッチング出力電圧をコンバータ出力部に印加するようスイッチを制御すること３５０６と、受け取られた動作ターゲットリクエストに基づきＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択し、選択された動作モードに従ってスイッチを制御するようにスイッチコントローラに指示すること３５０８と、選択された動作モードに従ってスイッチを制御すること３５１０とを含み得る。
本開示のいくつかの態様で、コンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータは、１つ以上の動作モードに従って作動し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータは、選択された動作モードに従ってＳＩＭＯコンバータの動作の種々の側面に優先順位を付けてもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、ＳＩＭＯコンバータの効率又は対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップル（例えば、出力リップル）若しくは過渡応答を優先し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータはＰＭ回路及び動作モードセレクタ（本開示では、シーケンス及びモードセレクタとも呼ばれる。）を含み得る。ＰＭ回路は、動作モードセレクタへ通信可能に結合され得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＰＭ回路は、動作ターゲットリクエスト（本開示では、ターゲットリクエストとも呼ばれる。）を生成し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、ＰＭ回路は、動作ターゲットリクエストを動作モードセレクタへ供給し得る。
本開示のいくつかの態様で、動作ターゲットリクエストは、５～１０ｍＶ未満、５～１５ｍＶ未満、５～２０ｍＶ未満、又は５～２５ｍＶ未満のスイッチング出力電圧のリップルをもたらす１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択するリクエストを含んでもよい。電圧範囲は、ドメインがデジタル又はアナログかどうかに少なくとも依存する。ワークロードに応じて、本質的に動的である様々な閾値が存在してもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、動作ターゲットリクエストは、少なくとも８０～９０％のエネルギ効率をもたらす１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択するリクエストを含んでもよい。これは複数の要因に依存し得るが、閾値にかかわらず、パーセンテージは、電力管理ユニットによって決定されるワークロード及びシステムニーズに応じて変化してもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、動作ターゲットリクエストは、最大電流の１０～２０％の範囲に対応する電力対電流比をもたらす１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択するリクエストを含んでもよい（この範囲を下回ると、ＤＣＭが発生し、この範囲を上回ると、ＣＣＭが発生する。）。パーセンテージは、必要に応じて所望の状態（ＤＣＭ又はＣＣＭ）を強いるよう動的に変更可能である。本開示のいくつかの態様で、動作ターゲットリクエストは、レールのＶｃｃｎｏｍ（公称Ｖｃｃ）の１％未満のスイッチング出力電圧のクロスレギュレーションをもたらす１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択するリクエストを含んでもよい。各レールは、一般的に、±１％のＤＣ許容範囲を有しているので、クロスレギュレーションはこれよりも十分に小さくなる。しかし、Ｖｃｃｎｏｍの１％は、一般的には、上限閾値である。電圧が低いほど、ＤＣ許容範囲は一般的に狭くなる。
本開示のいくつかの態様で、動作モードセレクタは動作ターゲットリクエストを受信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、動作モードセレクタは、複数の動作モードから１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、動作モードセレクタは、受信された動作ターゲットリクエストに基づきコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの動作モードを選択し得る。
本開示のいくつかの態様で、動作モードは、ＣＣＭ、ＤＣＭ、又は異なるスケジューリングスキームを提供する動作モードを含み得る。本開示のいくつかの態様で、異なるスケジューリングスキームは、コンバータ出力部を選択する順序におけるスケジューリングスキームを含んでもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、動作モードは、混合ＣＣＭ又は混合ＣＣＭ及びＤＣＭを含んでもよい。例えば、１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯの動作モードはＣＣＭを含んでもよく、１つ以上の他のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯの動作モードはＤＣＭを含んでもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、動作モードは、異なるコンバータ出力部の間のクロスレギュレーションを最小限にするよう構成された動作モードを含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは電流センサ及び／又はリップル検出器を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、電流センサはインダクタでの電流を検出（例えば、インダクタ電流を検出）し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、リップル検出器は、１つ以上のコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルを検出し得る。
本開示のいくつかの態様で、動作モードセレクタは、インダクタでの電流の電流値を決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、動作モードセレクタは、動作ターゲットリクエスト、インダクタでの電流、又はインダクタでの電流の電流値に基づき動作モードを決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、動作モードセレクタは電力対電流比を決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、動作モードセレクタは、インダクタでの電流とスイッチング出力電圧との積を決定することによって、インダクタの電力消費量を決定してもよい（例えば、電力は、インダクタでの電流にスイッチング出力電圧を掛けたものに等しい。）。更に、本開示のいくつかの態様で、動作モードセレクタは、比を決定するよう電力をインダクタでの電流と比較し得る。
本開示のいくつかの態様で、動作セレクタは、コンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの選択された動作モードを示すコマンド信号を生成してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、動作セレクタはコマンド信号をスイッチコントローラへ供給し得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、選択された動作モードに従ってＳＩＭＯコンバータのスイッチを制御し得る。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータの１つ以上の動作態様を制御するようスイッチのデューティサイクルを制御してもよい。例えば、スイッチコントローラは、１つ以上のインダクタ周期の間に１つ以上のコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のリップルを制御するようスイッチを制御してもよい。他の例として、スイッチコントローラは、１つ以上のコンバータ出力部についてはＣＣＭに従って、１つ以上のためのコンバータ出力部についてはＤＣＭに従ってＳＩＭＯコンバータを作動させるよう、スイッチを制御してもよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、２つ以上のコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧のクロスレギュレーションを最小限にするようスイッチを制御してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、１つ以上のコンバータ出力部のためのＳＩＭＯコンバータの効率的な動作を可能にするようスイッチを制御してもよい。
本開示のいくつかの態様で、動作ターゲットリクエストは、複数のレールを用いてＰＭ回路によって供給される複数のデジタル信号を含んでもよい。デジタル信号のうちの１つ以上は論理ハイを含んでもよく（例えば、１に等しい。）、これは、特定の優先順位付けが動作モードセレクタによって選択されるべきであることを示し得る。
電圧コンバータシステムが、ＳＩＭＯコンバータ１０４及びデジタル回路を含んでもよい。デジタル回路は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチのデューティサイクルについてのタイミングパラメータを決定し得る。デジタル回路は、各デューティサイクルがＳＩＭＯコンバータ１０４内のインダクタに関する付勢フェーズ及び消勢フェーズを含むように、タイミングパラメータを決定してよい。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯバックブーストコンバータが、そのスイッチを制御するためにデジタル回路を用いてもよい。このデジタル回路は、コンバータ出力部へ結合されている電子デバイスの電圧ドメイン内に出力電圧を保つようにスイッチを制御するよう複数のストラテジ（例えば、タイミング、フィードバック、など）のうちのいずれかを利用してよい。
図３６は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム３６００のブロック図を示す。システム３６００はまた、デジタル回路３６０２を含んでもよい。図３６では、例示及び議論の簡潔さのために、デジタル回路を表す１つのブロックしか図示及び議論されていない。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、２つ以上のコンバータ出力部でスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム３６００は１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は、１つ以上のアナログ－デジタルコンバータ（ＡＤＣ）、デジタルプロセッサ、又は任意の他の適切な回路を含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は１つ以上のコンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。デジタル回路３６０２は、コンバータ出力部を介してスイッチング出力電圧を受け得る。例えば、デジタル回路３６０２内の１つ以上のＡＤＣは、コンバータ出力部を介してスイッチング出力電圧を受け得る。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は、スイッチング出力電圧を１つ以上のデジタルスイッチング出力電圧値に変換し得る。本開示のこれら及び他の態様で、１つ以上のデジタルスイッチング出力電圧値は、スイッチング出力電圧を表すデジタル信号であってよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２（例えば、デジタルプロセッサ）は、１つ以上のコンバータ出力部を介してスイッチング出力を受け得る。更に、本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は１つ以上の基準電圧（図３６では、Ｖｒｅｆ１、Ｖｒｅｆ２、Ｖｒｅｆ３、Ｖｒｅｆ４と表されている。）を受け得る。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４のコンバータ出力部ごとに基準電圧（例えば、関連する目標出力電圧）を受けてもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４のための１つ以上のタイミングパラメータを決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４のデューティサイクルに関するタイミングパラメータを決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は、スイッチング出力電圧又は基準電圧に基づきＳＩＭＯコンバータ１０４のためのタイミングパラメータを決定してもよい。例えば、デジタル回路３６０２は、スイッチング出力電圧と基準電圧のうちの１つ以上との間の差に基づき、ＳＩＭＯコンバータ１０４のためのタイミングパラメータを決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の１つ以上のインダクタ周期の付勢フェーズに関するタイミングパラメータを決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の１つ以上のインダクタ周期の消勢フェーズに関するタイミングパラメータを決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は、１つ以上のソフトウェアアルゴリズムを実装するようコンピュータプログラムを選択してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は、ソフトウェアアルゴリズムを実装するコンピュータプログラムを使用して、タイミングパラメータを決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は、複数のコンピュータプログラムの中からコンピュータプログラムを選択してもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は、決定されたタイミングパラメータに従ってスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、２１０を制御してよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路３６０２は、決定されたタイミングパラメータに従ってスイッチ２０４ａ～ｎ、２０６、２０８、２１０のデューティサイクルを制御してもよい。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路３６０２は１つ以上のデューティ信号（図３６では、ＶＴＯＮ、ＶＴＯ１、ＶＴＯ２、ＶＴＯ３、及びＶＴＯ４と表されている。）を生成してもよい。本開示のいくつかの態様で、デューティ信号ＶＴＯＮは、インダクタ２０２を充電するためのスイッチのデューティサイクルを制御し得る。本開示のこれら及び他の態様で、デューティ信号ＶＴＯ１、ＶＴＯ２、ＶＴＯ３、及びＶＴＯ４は、夫々、スイッチ２０４ａ～ｎのデューティサイクルを制御し得る。
図３７は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータを作動させる方法３７００のフローチャートを例示的に示す。方法３７００は、スイッチによって、デューティサイクルにおいて、インダクタに供給された入力電圧に応答して、コンバータ出力へスイッチング出力電圧を供給すること３７０２と、少なくとも１つのアナログ－デジタルコンバータによって、アナログスイッチング出力電圧をデジタルスイッチング出力電圧値に変換すること３７０４と、少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を受け取ること３７０６と、複数のコンバータ出力部の各コンバータ出力部について、関連する目標出力電圧値を受け取ること３７０８と、デューティサイクルに関係があり、デューティサイクルごとに、インダクタが付勢される付勢フェーズに関係がありかつインダクタが消勢される消勢フェーズに関係があるタイミングパラメータを決定すること３７１０とを含み得る。
図３８は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータを作動させる方法のフローチャート３８００を例示的に示す。方法３８００は１つ以上のブロック３８０２乃至３８１４を含み得る。別個のブロックで示されているが、方法３８００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックにまとめられても、又は削除されてもよい。
方法３８００は、ブロック３８０２で、クロックの動作を開始することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、クロックは、ＳＩＭＯコンバータ、デジタル回路、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせを作動させるクロック信号を含んでもよい。ブロック３８０２の後にブロック３８０４が続き得る。
方法３８００は、ブロック３８０４で、ＶＩＮ、Ｌ、ＶＯｎ、ＩＯｎ、及びｆＳＷを用いてｔＯＮｎの初期値を計算することを含み得る。これらのパラメータの意味は、式（１）に関連して後述される。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路がＶｉｎ、Ｌ、ＶＯｎ、ＩＯｎ、及びｆＳＷを用いてｔＯＮｎの初期値を計算してもよい。ｔＯＮｎの初期値は、対応する出力スイッチが対応するインダクタ周期の間に閉位置にあるべき時間の量（例えば、対応するインダクタ周期の放電部分が起こるべきである時間の量）を表し得る。デジタル回路は、１つ以上の出力スイッチについてｔＯＮｎの値を決定してよい。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、以下の式（１）又は式（２）で定義されるようにｔＯＮｎの初期値を計算し得る。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、ＶＩＮ、Ｌ、ｆＳＷ、ＶＯｎ、又はそれらの何らかの組み合わせについての予め定義された値を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路は、電圧センサ、電流センサ、又は任意の他の適切な技術を用いてＶＩＮ、Ｌ、ｆＳＷ、ＶＯｎ、又はそれらの何らかの組み合わせを決定してもよい。ブロック３８０４の後にブロック３８０６が続き得る。
方法３８００は、ブロック３８０６で、ｔＯＮｎの計算された初期値を用いてＳＩＭＯコンバータを作動させることを含み得る。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、スイッチコントローラにＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御させ得る。デジタル回路は、対応するインダクタ周期の放電部分がｔＯＮｎの計算された初期値に基づくように、スイッチコントローラにスイッチを制御させ得る。ブロック３８０６の後にブロック３８０８が続き得る。
方法３８００は、ブロック３８０８で、ＶＯｎの全ての値がハイであるかどうかを決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、ＶＯｎの値（例えば、コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の値）の全てがハイであるかどうかを決定してよい。デジタル回路は、ＶＯｎの値が閾値を上回る場合に、ＶＯｎの値がハイであると決定し得る。本開示のいくつかの態様で、ＶＯｎの値の閾値は１．７Ｖから７Ｖ、例えば、３Ｖから５Ｖを含んでよい。ＶＯｎの値の全てがハイである場合に、ブロック３８０８の後にブロック３８１０が続き得る。ＶＯｎの値の全てがハイであるわけではない場合には、ブロック３８０８の後にブロック３８０６が続き得る。ブロック３８０６及びブロック３８０８は、ＶＯｎの値の全てがハイになるまで繰り返してよい。
方法３８００は、ブロック３８１０で、ＶＯｎ及びＩＯｎを検出し、ｔＯＮｎの値を更新することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、対応するコンバータ出力部でＶＯｎ及びＩＯｎを検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路は、ＶＯｎの予め定義された値を検出することによって、ＶＯｎを検出してもよい。デジタル回路は、検出されたＶＯｎ及びＩＯｎを用いてｔＯＮｎの値を更新し得る。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、式（１）又は式（２）で定義されるようにｔＯＮｎの値を更新してよい。
Figure 2023538172000004
 式（１）で、ＶＩＮは、ＳＩＭＯコンバータの入力電圧を表してよく、Ｌは、インダクタのインダクタンス定格を表してよく、ＶＯｎは、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧を表してよく、ＩＯｎは、対応するコンバータ出力部での電流を表してよく、ｆＳＷは、出力スイッチを制御するための周波数レートを表してよく、ｔＯＮｎは、コンバータ出力部ｎの消勢期間の存続時間を指定してよい。
Figure 2023538172000005
式（２）で、ＶＯｎは、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧を表してよく、ＩＯｎは、対応するコンバータ出力部での電流を表してよく、ＩＰＫは、対応するコンバータ出力部でのピーク電流を表してよく、ｆＳＷは、出力スイッチを制御するための周波数レートを表してよく、ＶＩＮはｑ、ＳＩＭＯコンバータの入力電圧を表してよい。ブロック３８１０の後にブロック３８１２が続き得る。
方法３８００は、ブロック３８１２で、ｔＯＮｎの更新された値を用いてＳＩＭＯコンバータを作動させることを含み得る。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、スイッチコントローラにＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御させ得る。デジタル回路は、対応するインダクタ周期の放電部分がｔＯＮｎの更新された値に基づくように、スイッチコントローラにスイッチを制御させ得る。ブロック３８１２の後にブロック３８１４が続き得る。
方法３８００は、ブロック３８１４で、ＶＯｎの全ての値がレギュレーション内にあるかどうかを決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、ＶＯｎの値（例えば、コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の値）の全てが本開示の他の場所で議論されたような予め定義された範囲内にあるかどうかを決定してよい。ＶＯｎの値の全てがレギュレーションないにある場合に、ブロック３８１４の後にブロック３８１２が続き得る。ブロック３８１２及びブロック３８１４は、ＶＯｎの値の全てがレギュレーション内にあるわけではないか又はＳＩＭＯコンバータの動作が終わるまで繰り返してよい。ＶＯｎの値の全てがレギュレーション内にあるわけではない場合に、ブロック３２１４の後にブロック３８１０が続き得る。ブロック３８１０、ブロック３８１２、及びブロック３８１４は、ＶＯｎの値の全てがレギュレーション内にあるまで繰り返してよい。
本開示のいくつかの態様で、ブロック３０８２、３８０４、３８０６、及び３８０８は、ＳＩＭＯコンバータの初期化期間又は起動期間に対応し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ブロック３８１０、３８１２、及び３８１４は、ＳＩＭＯコンバータの定常状態動作期間に対応し得る。
いくつかのＳＩＭＯコンバータ制御技術で、ＳＩＭＯコンバータのためのアナログ制御方法を実装するコントローラは、線形コントローラ、コンパレータ、又は他のタイプのデバイスを含んでもよい。しかし、これらのＳＩＭＯコンバータ制御技術は、コントローラ内のアナログコンポーネントのバンド幅によって制限される可能性がある。更に、これらのＳＩＭＯコンバータ制御技術は、適切に動作するために高精度コンパレータを使用する場合がある。高精度コンパレータを使用することは、コントローラに関連した回路のコスト又は複雑性を高める可能性がある。
本開示で記載される１つ以上の態様に従って、デジタル回路がＳＩＭＯコンバータの動作を制御してよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路は、どれくらい電力がＳＩＭＯコンバータのインダクタに引き込まれるかを決定し得る。本開示のこれら及び他の態様でデジタル回路は、インダクタに蓄えられている電力を異なるコンバータ出力部の間でどのように分配すべきかを決定し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、インダクタ制御のためのタイミングパラメータ（例えば、インダクタ周期の充電フェーズ及び放電フェーズのタイミングパラメータ）を決定し得る。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、１つ以上のＡＤＣ及び／又は１つ以上のデジタルプロセッサを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＡＤＣはスイッチング出力電圧を１つ以上のデジタルスイッチング出力電圧値に変換し得る。本開示のいくつかの態様で、デジタルスイッチング出力電圧値はスイッチング出力電圧の電圧レベルを表し得る。
本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサはデジタルスイッチング出力電圧値を受け取ってもよい。更に、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータの各コンバータ出力部について、関連する目標出力電圧値（例えば、基準電圧）を受け取ってもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、デジタルスイッチング出力電圧値を１つ以上の対応する関連した目標出力電圧値と比較し得る。
本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサはＳＩＭＯコンバータのタイミングパラメータを決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータの１つ以上のデューティサイクルに関係があるＳＩＭＯコンバータのタイミングパラメータ（例えば、インダクタ周期）を決定し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータのデューティサイクル内で少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を用いてタイミングパラメータを決定してもよい。本開示の他の態様では、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータのデューティサイクル内でデジタルスイッチング出力電圧値又は各々に関連した目標出力電圧値（例えば、関連する基準電圧）を用いてタイミングパラメータを決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、デジタルスイッチング出力電圧値を対応する目標出力電圧値（例えば、対応する基準電圧）と比較してよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、スイッチング出力電圧値が目標出力電圧値と等しいか否かを決定し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータのタイミングパラメータは、デジタルスイッチング出力電圧値と対応する目標出力電圧値との間の差に基づき決定され得る。
本開示のいくつかの態様で、タイミングパラメータは、インダクタ周期の付勢フェーズの存続時間を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは少なくとも１つの付勢時間を決定してよい。更に、本開示のいくつかの態様で、付勢時間は、インダクタが付勢される存続時間を表し得る。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータのデューティサイクル内で少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を用いて付勢時間を決定してよい。本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータの続くデューティサイクルごとに付勢時間を決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、タイミングパラメータは、インダクタ周期の消勢フェーズの存続時間を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは少なくとも１つの消勢時間を決定してよい。更に、本開示のいくつかの態様で、消勢時間は、ＳＩＭＯコンバータの少なくとも１つのコンバータ出力部を用いてインダクタが消勢される存続時間を表し得る。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータのデューティサイクル内で少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値又は各々に関連した目標出力電圧値を用いて消勢時間を決定してよい。本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータの続くデューティサイクルごとに消勢時間を決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、タイミングパラメータ（例えば、付勢時間又は消勢時間）は、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティサイクルを調整するための量を決定するよう決定されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティサイクルは、スイッチング出力電圧の電圧レベルを増大又は低減させるよう調整されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティサイクルは、ＳＩＭＯコンバータ内のインダクタに蓄えられているエネルギの量を増大又は低減させるよう調整されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、１つ以上のソフトウェアアルゴリズムを用いてタイミングパラメータを決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサはソフトウェアアルゴリズムを実装してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、ソフトウェアアルゴリズムを用いて付勢時間又は消勢時間を決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、ソフトウェアアルゴリズムを実装するコンピュータプログラムを選択してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、複数のコンピュータプログラムの中からコンピュータプログラムを選択してもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、コンピュータプログラムの夫々は、タイミングパラメータを決定するよう構成された１つ以上のソフトウェアアルゴリズムを実装してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、コンピュータプログラムを用いて、ＳＩＭＯコンバータの種々の最適化基準に関してタイミングパラメータを決定し得る。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、コンピュータプログラムを用いて、ＳＩＭＯコンバータの種々の最適化基準に関して付勢時間又は消勢時間を決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチへ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、決定されタイミングパラメータ（例えば、付勢時間又は消勢時間）に従ってＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御し得る。
本開示の他の態様では、デジタルプロセッサは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチへ電気的に結合されているスイッチコントローラへ通信可能に結合されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタルプロセッサは、決定されたタイミングパラメータ（例えば、付勢時間又は消勢時間）に従ってＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御するようにスイッチコントローラに指示し得る。
本開示のいくつかの態様で、デジタル回路内のＡＤＣのうちの１つ以上は、電圧制御発振器に基づいたＡＤＣを含んでもよい。
本開示の少なくとも１つの態様は、デジタル回路を用いてタイミングパラメータを決定する計算方法を実装するＳＩＭＯコンバータ用コントローラを提供してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、デジタル回路は、１つ以上のクロック周期におけるタイミングパラメータを決定してよい。更に、本開示のいくつかの態様で、デジタル回路は、アナログ回路を含むＳＩＭＯコンバータ制御技術に対して、より速いセトリング時間、より簡単な回路構成、又は更なるプロセスポータビリティをもたらし得る。更に、本開示のいくつかの態様で、デジタル回路はアナログレギュレータを含まなくてもよい（例えば、それがなくてもよい）。
本開示のいくつかの態様で、デジタルプロセッサは、各コンバータ出力部に関連した出力スイッチのためのｔＯＮｎの値を決定してもよい。デジタルプロセッサは、１クロック周期でのデジタル計算によってｔＯＮｎの値を決定し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＩＰＫの値が既に知られている（例えば、遅延ラインから利用可能である）場合に、式（２）は、式（１）と比べてデジタルプロセッサの計算コストを削減し得る。
コンバータは、コンバータ出力部へ電気的に結合されている異なる電子デバイスに関連した要件に従って異なるスイッチング出力電圧の制御を提供される。本開示のいくつかの態様で、各スイッチング出力電圧はピーク電流基準と関連付けられる。スイッチコントローラは、ピーク電流基準に従ってスイッチング出力電圧を供給するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してよい。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、インダクタ付勢フェーズ中にピーク電流基準に達する場合にスイッチング出力電圧を電子デバイスへ供給する。
電圧安定性のための更なる要件：ＤＣＭ ＶＮＡでの利点：出力ごとの電流ピーク基準が与えられる
図３９は、上述されたように、入力端子１０２、ＳＩＭＯ１０４、レギュレータ１０６ａ～ｎ、及び出力電圧１０８ａ～ｎを含み得る、いくつかの態様に係るＳＩＭＯシステムのブロック図を例示的に示す。ＳＩＭＯシステム３９００はまた、スイッチコントローラ３９０２を含んでもよい。
図３９では、複数のレギュレータ１０６ａ～ｎ及び１つのスイッチコントローラ３９０２が示されている。本開示のいくつかの態様で、レギュレータ１０６ａ～ｎは、上述されたように、ＳＩＭＯ１０４の異なる出力部へ電気的に結合されてよい。例えば、システム３９００は、ＳＩＭＯ１０４の異なる出力部へ電気的に結合されている２つのレギュレータ１０６ａ～ｎを含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム３９００は、１つのレギュレータ１０６及び１つのスイッチコントローラ３９０２を含んでもよい。本開示の他の態様では、システム３９００は複数のレギュレータ１０６ａ～ｎ及び複数のスイッチコントローラ３９０２又は１つのスイッチコントローラ３９０２を含んでもよい。レギュレータ１０６ａ～ｎ内に示されている様々な要素は、スイッチコントローラ３９０２内に位置付けられてもよいことが理解されるべきである。
レギュレータ１０６は、ＳＩＭＯ１０４の出力部へ電気的に結合されている増幅器回路３９０８を含んでもよい。増幅器回路３９０８は、スイッチング出力電圧１０８及び基準電圧３９０６を受け得る。増幅器回路３９０８は、スイッチング出力電圧１０８を基準電圧３９０６と比較し、誤差信号３９１０とも呼ばれ得る微分アナログ出力信号を生成し得る。誤差信号３９１０はＰＩレギュレータ３９１２へ供給される。留意すべきは、必要に応じて、誤差信号３９１０は更に増幅されてもよい点である。レギュレータ１０６は比例積分（ＰＩ）レギュレータ３９１２を更に含んでもよい。ＰＩレギュレータ３９１２は、比例部分（図示せず。）及び積分部分（図示せず。）を含み得る。ＰＩレギュレータ３９１２は、レギュレータ１０６のレギュレータ特有目標出力電圧をレギュレートして、補償された目標出力電圧基準３９１４を供給し得る。ＰＩレギュレータ３９１２は、誤差信号３９１０に対して様々な機能を実行して、出力電圧ごとに補償された目標出力電圧３９１４を生成し得る。補償された目標出力電圧基準３９１４は、誤差信号３９１０に比例し、誤差信号３９１０の積分であってよい。
スイッチコントローラ３９０２は、補償された目標出力電圧３９１４の１つを使用して、インダクタ付勢フェーズからインダクタ消勢フェーズへの切り替えを制御するスイッチ制御信号を生成し得る。スイッチコントローラ３９０２は、マルチプレクサ３９２０、ランプコンパレータ３９３０、及びセット・リセット（ＳＲ）フリップフロップ回路３９４０を含み得る。マルチプレクサ３９２０の入力部はレギュレータ１０６ａ～ｎの出力部と電気的に結合されてよい。マルチプレクサ３９２０の出力部はランプコンパレータ３９３０の入力部と電気的に結合されてよい。コンパレータ３９３０は、他方の入力部で、検知されたインダクタ電流を受け得る。代替的に、コンパレータは、検知されたインダクタ電流から計算された電圧を受け取ってもよい。セット・リセット（ＳＲ）フリップフロップ回路３９４０は、ランプコンパレータ３９３０の出力部と電気的に結合されてよい。
補償された目標出力電圧３９１４は、レギュレータ１０６ａ～ｎの夫々について夫々生成され得る。複数の補償された目標出力電圧３９１４がマルチプレクサ３９２０の入力部に供給され得る。マルチプレクサ３９２０は，図３９に示されるような４：１マルチプレクサであってよく、あるいは、８：１及び１６：１などの他のマルチプレクササイズが使用されてもよい。例えば、マルチプレクサ３９２０の入力部は、出力電圧１０８ａ～ｎ～出力電圧を選択するようＳＩＭＯ１０４の出力部の数と一致し得る。補償された目標出力電圧３９１４は、出力電圧１０８ａ～ｎの夫々について生成され得る。マルチプレクサ３９２０は、１つ以上の選択信号に従って、補償された目標出力電圧３９１４から１つを選択してもよい。複数の補償された目標出力電圧３９１４のうちの選択された補償された目標出力電圧３９２４は、ランプコンパレータ回路３９３０へ供給され得る。
スイッチコントローラ３９０２は、補償された目標出力電圧３９１４をランプコンパレータ回路３９３０へ順次供給し得る。ランプコンパレータ回路３９３０は、選択された目標出力電圧３９２４と検知されたインダクタ電流ランプとを比較してよい。更に、コンパレータ回路３９３０は、比較に基づき比較電圧３９３２を生成し得る。
ＳＲフリップフロップ回路３９４０は、比較電圧３９３２及びクロック信号３９３４を受け得る。ＳＲフリップフロップ回路３９４０は、比較電圧３９３２及びクロック信号３９３４に基づきデューティサイクル電圧３９４８を生成し得る。デューティサイクル電圧３９４８は、不連続導通モード（ＤＣＭ）で使用され、安定性をもたらし得る。
結果として、ＳＩＭＯシステム３９００は、図１４で示されたような不連続インダクタ周期を作り出すために使用されてよい。上述されたように図１４は、本開示で記載される少なくとも１つの実施形態に従って、不連続インダクタ周期のシミュレーションのグラフ表現１４００を示す。
図４０は、いくつかの態様に係るＳＩＭＯ作動方法のフローチャートを例示的に示す。方法４０００は、デューティサイクルにおいて、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給すること４００２と、スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連した目標出力電圧を複数のコンバータ出力部の各々のコンバータ出力部へ供給すること４００４と、スイッチング出力電圧を制御するよう複数のスイッチを制御すること４００６と、複数のデューティサイクルのうちのあるデューティサイクルの間にスイッチング出力電圧が供給される複数のコンバータ出力部のうちのコンバータ出力部を選択することであり、各デューティサイクルがインダクタ付勢フェーズ及びインダクタ消勢フェーズを含む、こと４００８と、複数のデューティサイクルのうちの少なくとも１つのデューティサイクル内で、複数のコンバータ出力部のうちの選択されたコンバータ出力部について、インダクタ電流の経過を用いてインダクタ付勢フェーズからインダクタ消勢フェーズへ切り替えること４０１０とを含み得る。
図４１は、いくつかの態様に係るＳＩＭＯ作動方法のフローチャートを例示的に示す。方法４１００は、複数のデューティサイクルのうちのあるデューティサイクルにおいて、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力部のうちのあるコンバータ出力部へ供給すること４１０２と、スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連した目標出力電圧を複数のコンバータ出力部のうちの各々のコンバータ出力部へ供給すること４１０４と、スイッチング出力電圧を制御するよう複数のスイッチを制御すること４１０６と、スイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力部のうちのあるコンバータ出力部に印加すること４１０８と、複数のデューティサイクルのうちの各々のデューティサイクルについてスイッチング出力電圧が供給される複数のコンバータ出力部のうちのコンバータ出力部を選択すること４１１０と、複数のデューティサイクルのうちの少なくとも１つのデューティサイクル内で、複数のコンバータ出力部のうちの選択されたコンバータ出力部について、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を表す目標電流と、インダクタを流れるインダクタ電流の過程との比較に基づき、インダクタ付勢フェーズからインダクタ消勢フェーズへ切り替えること４１１２とを含み得る。
図４２は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム４２００のブロック図を示す。システム４２００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、１つ以上の時間ＯＮ発生器４２１５ａ～ｅ、スイッチコントローラ４２１７、及びレベルシフタ４２１９を含み得る。
システム４２００は１つ以上のスイッチ２０４を含んでもよい。図４２では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのスイッチコントローラ４２１７しか図示及び説明されていない。本開示のいくつかの態様で、システム４２００は複数のスイッチコントローラ４２１７を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム４２００は、１つ以上のＳＩＭＯコンバータ出力部へ電気的に結合されている１つの時間ＯＮ発生器４２１５を含んでもよい。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、スイッチング出力電圧１０８を異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。
時間ＯＮ発生器４２１５ａ～ｅは、その各々のコンバータ出力スイッチ２０４のＴＯＮを決定し得る。時間ＯＮ発生器４２１５ａ～ｅは、対応するコンバータ出力部でスイッチング出力電圧を供給するようコンバータ出力部のためのスイッチ２０４ａ～ｎがオンである時間を決定し得る。例えば、時間ＯＮ発生器４２１５ａは、インダクタを消勢して第１コンバータ出力部でスイッチング出力電圧１０８を供給するためにスイッチ２０４ａがオンである必要がある時間を決定し得る。時間ＯＮ発生器４２１５ａ～ｅは、各スイッチング出力電圧の対応するピーク電流基準に基づきＴＯＮを生成してもよい。
スイッチコントローラ４２１７は、スイッチング出力電圧１０８をコンバータ出力部に選択的に印加するようにＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されてよい。
スイッチコントローラ４２１７は、生成器４２１５からのＴＯＮ信号及びクロック電圧４２３０に基づき１つ以上のスイッチ出力電圧を生成するようＳＩＭＯスイッチを制御してよい。本開示のいくつかの態様で、インダクタがピーク電流に達し、かつ、クロック電圧４２３０が受け取られる場合に、スイッチコントローラ４２１７は、ＳＩＭＯコンバータ１０４がピーク電流基準に従ってスイッチング出力電圧を供給するように、スイッチ電圧を生成し得る。
レベルシフタ４２１９はスイッチ電圧を受ける。レベルシフタ４２１９は、スイッチ電圧の１つ以上の電圧レベルを、ＳＩＭＯコンバータ１０４内の対応するスイッチを開位置と閉位置との間で遷移させるのに十分なレベルにシフトし得る。レベルシフタ４２１９は、スイッチ電圧に基づきゲート電圧４２１３を生成し得る。本開示のいくつかの態様で、レベルシフタ４２１９は、ＳＩＭＯコンバータ１０４の対応する段に基づきゲート電圧４２１３を遅延させ得る。
例えば、線形レギュレータ又はスイッチキャパシタネットワークが、スイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを供給するためにゲート電圧４２１３を受け取ってもよい。
図４３は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム４３００のブロック図を示す。システム４３００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、１つ以上の時間ＯＮ発生器４２１５ａ～ｅ、スイッチコントローラ４２１７、及びレベルシフタ４２１９を含み得る。
システム４３００は１つ以上の線形レギュレータ４３０６を含んでもよい。図４３では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのスイッチコントローラ４２１７しか図示及び説明されていない。本開示のいくつかの態様で、システム４３００は複数のスイッチコントローラ４２１７を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム４３００は、１つ以上のＳＩＭＯコンバータ出力部へ電気的に結合されている１つの線形レギュレータ４３０６を含んでもよい。線形レギュレータ４３０６は、本開示の他の場所で記載されているＬＤＯ１０６に対応してもよい。
線形レギュレータ４３０６は、ゲート電圧４２１３を受けて、ピーク電流基準に従ってスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎをレギュレートし得る。
図４４は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム４４００のブロックを示す。システム４４００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４、１つ以上の時間ＯＮ発生器４２１５ａ～ｅ、スイッチコントローラ４２１７、及びレベルシフタ４２１９を含み得る。
システム４４００はスイッチドキャパシタのネットワーク４４０６を含んでもよい。図４４では、例示及び議論の簡潔さのために、１つのスイッチコントローラ４２１７しか図示及び説明されていない。本開示のいくつかの態様で、スイッチドキャパシタのネットワーク４４０６は、１つ以上のＳＩＭＯコンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。
スイッチドキャパシタのネットワーク４４０６は、ゲート電圧４２１３を受けて、ピーク電流基準に従ってスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎをレギュレートし得る。スイッチドキャパシタのネットワーク４４０６は、スイッチドキャパシタを制御するための別個のスイッチコントローラ（図示せず。）を含んでもよい。スイッチドキャパシタのネットワーク４４０６は、ゲート電圧４２１３に基づきスイッチを開閉するようフィルタを使用してもよい。スイッチドキャパシタのゲートネットワーク４４０６は、ピーク電流基準に従って、レギュレートされたスイッチング出力電圧を供給し得る。
スイッチコントローラは、出力電圧のピーク又は目標電流を用いてＳＩＭＯの出力電流ごとにデューティサイクルを制御するために使用されてよい。ＳＩＭＯの出力部ごとに選択された目標電圧基準を使用して、ＳＲ回路がデューティサイクル電圧を生成し得る。デューティサイクル電圧は、ピーク出力電圧と入力電圧との比較に基づきインダクタ付勢フェーズからインダクタ消勢フェーズへ切り替えるべきときを決定するようＳＩＭＯシステムのスイッチの１つ以上を制御するために使用されてよい。
各レギュレータは、出力電圧ごとにピーク電流基準を生成するためのＰＩブロックを含んでもよい。基準信号の夫々は、各デューティサイクル電圧を生成するために順次ランプコンパレータへ供給されてよい。デューティサイクル電圧又はデューティコマンドは、ＳＩＭＯシステムの安定性を高めるよう、不連続に生成され得る。
ＳＩＭＯシステムは、ＳＩＭＯ出力電圧の夫々のために目標出力電圧の夫々から選択するためのマルチプレクサを含んでもよい。マルチプレクサは、目標出力電圧を順次選択し、それらをランプコンパレータへ供給してよい。ランプコンパレータは、インダクタが付勢フェーズと消勢フェーズとの間で切り替わるときを決定するために使用される比較を生成するために、入力電圧及び選択された目標出力電圧などの２つの入力を取ってよい。
例えば、スイッチ制御は、目標出力電圧が入力電圧に近づく場合に、インダクタ付勢フェーズとインダクタ消勢フェーズとの間を切り替えてよい。
ランプコンパレータは、ＳＲフリップフロップ回路への入力として使用される比較信号を生成してよい。ＳＲフリップフロップ回路は、そのＳ入力でクロック信号を、そのＲ入力でランプコンパレータからの比較信号を受信してよい。これらの入力に基づき、ＳＲフリップフロップはデューティサイクル電圧を生成し得る。デューティサイクル電圧は、インダクタ付勢フェーズからインダクタ消勢フェーズへ切り替えるようスイッチコントローラを制御するためのスイッチ制御信号として使用されてよい。
ＳＩＭＯシステムの要素は、共通のチップ上で、又は別個の要素として実装されてもよい。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は１つ以上の電圧検出器、１つ以上の電流検出器、又はそれらの何らかの組み合わせを含んでもよい。電圧検出器、電流検出器、又はそれらの何らかの組み合わせは、ＳＩＭＯコンバータ１０４の動作の異なる段階でＳＩＭＯコンバータ１０４内の電流又は電圧を測定し得る。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、測定された電流、電圧、又はそれらの何らかの組み合わせに基づきインダクタ２０２の実際のインダクタンス曲線を再構成し得る。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、インダクタの実際のインダクタンス曲線を再構成するために１つ以上の測定（例えば、１つ以上の電圧測定及び／又は１つ以上の電流測定）を利用してもよい。ＳＩＭＯコンバータは、コンバータ出力部へ結合されている電子デバイスの電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧を供給するようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチのデューティサイクルを調整するために実際のインダクタンス曲線を使用してもよい。
図４５は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム４５００のブロック図を示す。システム４５００はまた、第１センサ４５０２、第２センサ４５０４、及び第３センサ４５０６を含んでもよい。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、さもなければ、図４に関連して上述されたＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサ４５０２は、インダクタ２０２の第１端子とスイッチ２０６との間に電気的に結合されてよい。本開示の他の態様では、第１センサ４５０２は、インダクタ２０２の第１端子へ電気的に結合されてもよい。本開示のいくつかの態様で、第２センサ４５０４は、インダクタ２０２の第１端子とスイッチ２０８との間に電気的に結合されてよい。本開示の他の態様では、第２センサ４５０４は、インダクタ２０２の第１端子へ電気的に結合されてもよい。本開示のいくつかの態様で、第３センサ４５０６は、インダクタ２０２の第２端子とスイッチ２０４ａ～ｎのうちの１つ以上との間に電気的に結合されてよい。本開示の他の態様では、第３センサ４５０６は、インダクタ２０２の第２端子へ電気的に結合されてもよい。
いくつかの態様で、第１センサ４５０２、第２センサ４５０４、又は第３センサ４５０６は、コントローラ（図示せず。）へ通信可能に又は電気的に結合されてもよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、上の段落で記載されているスイッチコントローラであってもよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサ４５０２及び第２センサ４５０４は、インダクタ２０２での電圧又は電流を検出し得る。例えば、第１センサ４５０２は、インダクタ２０２の第１端子の入力電圧又は入力電流を検出してよい。他の例として、第２センサ４５０４は、インダクタ２０２の第１端子の電圧又は電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、第１センサ４５０２は、付勢フェーズの間にインダクタ２０２の入力電圧又は入力電流を検出するよう構成されてよい。付勢フェーズは、インダクタ２０２が付勢（例えば、充電）されるように起こり得る。例えば、コントローラは、スイッチを、インダクタ２０２が入力電圧を受ける状態に遷移させ得る（例えば、スイッチ２０６及びスイッチ２１０は閉状態にあり、スイッチ２０８は開状態にある。）。
本開示のいくつかの態様で、第２センサ４５０４は、消勢フェーズの間にインダクタ２０２の第１端子の電圧又は電流を検出するよう構成されてよい。消勢フェーズは、インダクタ２０２が消勢される（例えば、スイッチ２０４ａ～ｎのうちの１つ以上により導通する）ように起こり得る。例えば、コントローラは、スイッチを、インダクタ２０２が入力電圧から電気的に分離されて、ＳＩＭＯコンバータ１０４の出力部へ電気的に結合される状態に遷移させ得る（例えば、スイッチ２０６及びスイッチ２１０は開状態にあり、スイッチ２０８及びスイッチ２０４ａ～ｎの１つ以上は閉状態にある。）。
本開示のいくつかの態様で、第３センサ４５０６は、インダクタ２０２の第２端子のスイッチング出力電圧又は出力電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、第３センサ４５０６は、付勢又は消勢フェーズの間にスイッチング出力電圧又は出力電流を検出してよい。
本開示のいくつかの態様で、システム４５００は、インダクタ２０２のデューティサイクル（例えば、付勢フェーズ及び消勢フェーズを含むインダクタ周期）の間にスイッチング出力電圧を制御するよう動作してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、入力電圧値、電圧値、スイッチング出力電圧値、入力電流値、電流値、又は出力電流値を決定してよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、入力電圧値、電圧値、スイッチング出力電圧値、入力電流値、電流値、又は出力電流値を、検出された入力電圧、電圧、スイッチング出力電圧、入力電流、電流、又は出力電流に夫々に基づいて決定してもよい。
図４６は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、インダクタ周期４６１０ａ～ｂの間のインダクタでの電流のグラフ表現４６００を示す。図４６で、曲線４６１６は、インダクタでの電流に対するインダクタの既知のインダクタンス（例えば、インダクタ曲線４６１６）を表す。インダクタ曲線４６１６によって表されるように、インダクタでの電流が増大するにつれて、インダクタのインダクタンスは低下する。
曲線４６１１ａ～ｂは、如何なるインダクタのディレーティングも伴わない第１インダクタ周期４６１０ａ及び第２インダクタ周期４６１０ｂの間のインダクタでの電流を夫々表し得る。曲線４６１４ａ～ｂは、インダクタのディレーティングを伴った第１インダクタ周期４６１０ａ及び第２インダクタ周期４６１０ｂの間のインダクタでの電流を夫々表し得る。更に、曲線４６１２は、インダクタのディレーティングを伴った第１インダクタ周期４６１０ａの間のインダクタでの電流を表し得る。曲線４６１１ａ～ｂ、４６１２、及び４６１４ａ～ｂの相違によって表されるように、インダクタ周期４６１０ａ～ｂの間のインダクタの電流には違いが現れる。本開示のいくつかの態様で、曲線４６１１ａ～ｂ、４６１２、及び４６１４ａ～ｂの間の相違は、電流が増える場合のインダクタンスのディレーティングに起因し得る。
図４７は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、インダクタ周期４６１０ａ～ｂの間のインダクタでの電流と、補間された実際のインダクタンス定格に対する既知のインダクタンス定格とのグラフ表現４７００を示す。
本開示のいくつかの態様で、補間された実際のインダクタンス定格４７０９は、本開示の他の場所で説明されているように、インダクタの入力電圧値、入力電流値、又はスイッチング出力電圧値を用いて補間されてよい。電流４６１４ａは、ｄｉ１、ｄｉ２、ｄｉ３、及びｄｉ４として図４７で表されている複数の部分に分けられてよい。測定された電流４６１６ａの各部分ｄｉ１、ｄｉ２、ｄｉ３、及びｄｉ４は、補間されたインダクタ曲線４７０９の異なる部分に対応し得る。例えば、部分ｄｉ４は第１部分４７０８ａに対応してよく、部分ｄｉ３は第２部分４７０８ｂに対応してよく、部分ｄｉ２は第３部分４７０８ｃに対応してよく、部分ｄｉ１は第４部分４７０８ｄに対応してよい。本開示のいくつかの態様で、補間されたインダクタ曲線４７０９の各部分４７０８ａ～ｄは、測定された電流４６１６ａの対応する部分ｄｉ１、ｄｉ２、ｄｉ３、及びｄｉ４に基づき補間されてよい。本開示の他の態様では、補間されたインダクタ曲線４７０９の各部分４７０８ａ～ｄは、測定された電流４６１６ａの異なる部分ｄｉ１、ｄｉ２、ｄｉ３、及びｄｉ４に対応してもよい。
図４８は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、スイッチドコンバータを作動させる例示的な方法４８００のフローチャートを示す。方法４８００は、１つ以上のブロック４８０２、４８０４、４８０６、４８０８、又は４８１０を含み得る。別個のブロックで示されているが、方法４８００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックにまとめられても、又は削除されてもよい。
ブロック４８０２で、スイッチが制御されてよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチは、デューティサイクルにおいてスイッチング出力電圧を制御するよう制御されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、各デューティサイクルは付勢フェーズ及び消勢フェーズを含み得る。付勢フェーズの間、電荷蓄積コンポーネントが付勢されてよい。更に、消勢フェーズの間、電荷蓄積コンポーネントは、複数のコンバータ出力部のうちの１つ以上のコンバータ出力部へ消勢されてよい。
ブロック４８０４で、方法は、コンポーネント入力電圧、コンポーネント入力電流、及びスイッチング出力電圧を検出することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、電荷蓄積コンポーネントの第１ノードでコンポーネント入力電圧及びコンポーネント入力電流を検出することを含んでもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、方法は、電荷蓄積コンポーネントの第２ノードでスイッチング出力電圧を検出することを含んでもよい。
ブロック４８０６で、方法は、第１センサによってコンポーネント入力電圧値、コンポーネント入力電流値、及び／又はスイッチング出力電圧値を決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、電荷蓄積コンポーネントの第１ノードで付勢フェーズの開始及び終了の間にコンポーネント入力電圧値（例えば、入力電圧値）及びコンポーネント入力電流値（例えば、入力電流値）を決定することを含んでよい。更に、本開示のいくつかの態様で、方法は、付勢フェーズの開始の間及び終了の間に電荷蓄積コンポーネントの第２ノードでスイッチング出力電圧値を決定することを含んでもよい。
ブロック４８０８で、方法は、第２センサによってコンポーネント入力電圧値、コンポーネント入力電流値、及び／又はスイッチング出力電圧値を決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、少なくとも１つの消勢フェーズの開始の間又は終了の間にコンポーネント入力電圧値、コンポーネント入力電流値、又はスイッチング出力電圧値のうちの少なくとも１つを決定することを含んでよい。方法は、電荷蓄積コンポーネントの第１ノードでコンポーネント入力電圧値又はコンポーネント入力電流値を決定することを含んでよい。更に、方法は、電荷蓄積コンポーネントの第２ノードでスイッチング出力電圧値を決定することを含んでもよい。
ブロック４８１０で、方法は、電荷蓄積コンポーネントの電気特性を決定することを含み得る。本開示のいくつかの態様で、方法は、決定された値に基づいて電気特性を決定することを含んでよい。
本開示の範囲から逸脱せずに方法４８００に対して変更、追加、又は省略が行われてもよい。例えば、方法４８００の動作は別の順序で実施されてもよい。追加的に、又は代替的に、２つ以上の動作は同時に実行されてもよい。更に、説明されている操作及び動作は端に例として与えられており、操作及び動作の一部は、記載されている態様の本質から外れずに、任意であっても、より少ない操作及び動作にまとめられても、あるいは、追加の操作及び動作に拡張されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサは電圧センサとして構成されてよい。本開示の他の態様では、第１センサは電流センサとして構成されてもよい。代替的に、本開示のいくつかの態様で、第１センサは、電圧センサ及び電流センサの両方として構成されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、第２センサは電圧センサとして構成されてよい。本開示の他の態様では、第２センサは電流センサとして構成されてもよい。代替的に、本開示のいくつかの態様で、第２センサは、電圧センサ及び電流センサの両方として構成されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは電圧センサとして構成されてよい。本開示の他の態様では、第３センサは電流センサとして構成されてもよい。代替的に、本開示のいくつかの態様で、第３センサは、電圧センサ及び電流センサの両方として構成されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、コントローラは、インダクタの第１端子又は第２端子の決定された電圧値（例えば、コンポーネント入力電圧値、コンポーネント電圧値、又は電圧値）又は決定された電流値（例えば、コンポーネント入力電流値、コンポーネント電流値、又は電流値）を用いて様々な機能を実行するよう構成された１つ以上のプロセッサを含んでよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサは、付勢フェーズの間に第１端子の入力電圧又は入力電流を検出してよい。コントローラは、付勢フェーズの間のインダクタの第１端子の入力電圧値を決定してよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、第１センサによって検出された入力電圧に基づき付勢フェーズの間の入力電圧値を決定してよい。コントローラは、付勢フェーズの間の第１端子の入力電流値を決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、第１センサによって検出された入力電流に基づき付勢フェーズの間の入力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第２センサは、消勢フェーズの間の第１端子の入力電圧又は入力電流を検出してよい。コントローラは、消勢フェーズの間のインダクタの第１端子の電圧値を決定してよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、第２センサによって検出された電圧に基づき消勢フェーズの間の電圧値を決定してよい。コントローラは、消勢フェーズの間の第１端子の入力電流値を決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、第１センサによって検出された入力電流に基づき消勢フェーズの間の入力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、付勢フェーズ又は消勢フェーズの間に第２端子のスイッチング出力電圧又は出力電流を検出してよい。コントローラは、付勢又は消勢フェーズの間のインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧値を決定してよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、第３センサによって検出されたスイッチング出力電圧に基づき付勢又は消勢フェーズの間のスイッチング出力電圧値を決定してよい。コントローラは、付勢又は消勢フェーズの間の第２端子の出力電流値を決定してもよい。本開示のいくつかの態様で、コントローラは、第１センサによって検出された出力電流に基づき付勢又は消勢フェーズの間の出力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサは、付勢フェーズの開始の間（例えば、開始時）にインダクタの第１端子の入力電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、付勢フェーズの開始は、スイッチがインダクタを付勢（例えば、充電）するよう構成された状態に移った後の期間に対応してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された入力電圧に基づき付勢フェーズの開始時のインダクタの第１端子の入力電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサは、付勢フェーズの開始の間にインダクタの第１端子の入力電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された入力電流に基づき付勢フェーズの開始時のインダクタの第１端子の入力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、付勢フェーズの開始の間にインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出されたスイッチング出力電圧に基づき付勢フェーズの開始時のインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、付勢フェーズの開始の間のインダクタの第２端子の出力電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された出力電流に基づき付勢フェーズの開始時のインダクタの第２端子の出力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサは、付勢フェーズの終了の間（例えば、終了時）にインダクタの第１端子の入力電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、付勢フェーズの終了は、スイッチがインダクタを消勢する（例えば、インダクタを導通させる）よう構成された状態に移る前の期間に対応してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された入力電圧に基づき付勢フェーズの終了中のインダクタの第１端子の入力電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサは、付勢フェーズの終了の間にインダクタの第１端子の入力電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された入力電流に基づき付勢フェーズの終了中のインダクタの第１端子の入力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、付勢フェーズの終了の間にインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出されたスイッチング出力電圧に基づき付勢フェーズの終了中のインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、付勢フェーズの終了の間のインダクタの第２端子の出力電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された出力電流に基づき付勢フェーズの終了中のインダクタの第２端子の出力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第２センサは、消勢フェーズの開始の間（例えば、開始時）にインダクタの第１端子の電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、消勢フェーズの開始は、スイッチがインダクタを消勢する（例えば、インダクタを導通させる）するよう構成された状態に移った後の期間に対応してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された電圧に基づき消勢フェーズの開始中のインダクタの第１端子の電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第１センサは、消勢フェーズの開始の間にインダクタの第１端子の電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された電流に基づき消勢フェーズの開始中のインダクタの第１端子の電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、消勢フェーズの開始の間にインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出されたスイッチング出力電圧に基づき消勢フェーズの開始時のインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、消勢フェーズの開始の間のインダクタの第２端子の出力電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された出力電流に基づき消勢フェーズの開始時のインダクタの第２端子の出力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第２センサは、消勢フェーズの終了の間（例えば、終了時）にインダクタの第１端子の電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、消勢フェーズの終了は、スイッチがインダクタを付勢（例えば、充電）するよう又はインダクタで実質的に電流が現れないようにするよう構成された状態に移る前の期間に対応してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された電圧に基づき消勢フェーズの終了中のインダクタの第１端子の入力電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第２センサは、消勢フェーズの終了の間にインダクタの第１端子の電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された電流に基づき消勢フェーズの終了中のインダクタの第１端子の電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、消勢フェーズの終了の間にインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出されたスイッチング出力電圧に基づき消勢フェーズの終了中のインダクタの第２端子のスイッチング出力電圧値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、第３センサは、消勢フェーズの終了の間のインダクタの第２端子の出力電流を検出してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、検出された出力電流に基づき消勢フェーズの終了中のインダクタの第２端子の出力電流値を決定してよい。
本開示のいくつかの態様で、コントローラは、付勢フェーズの開始及び終了の間にインダクタ（例えば、電荷蓄積コンポーネント）の第１端子（例えば、第１ノード）の電圧値（例えば、入力電圧値又は電圧値）又は電流値（例えば、入力電流値又は電流値）のうちの少なくとも１つ及びスイッチング出力電圧値を決定してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、付勢フェーズの開始又は終了の間にインダクタの第１端子の電圧値（例えば、入力電圧値又は電圧値）、第１端子の電流値（例えば、入力電流値又は電流値）、又は第２端子（例えば、第２ノード）のスイッチング出力電圧値のうちの少なくとも１つを決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、コントローラは、決定された値を用いてインダクタ（例えば、電荷蓄積コンポーネント）の電気特性を決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、入力電圧値、入力電流値、電圧値、電流値、スイッチング出力電圧値、出力電流値、又はそれらの何らかの組み合わせを用いてインダクタの実際のインダクタンス値を決定してよい。更に、コントローラは、入力電圧値、入力電流値、電圧値、電流値、スイッチング出力電圧値、出力電流値、又はそれらの何らかの組み合わせを補間することによってインダクタの電気特性を決定してもよい。
本開示のいくつかの態様で、コントローラは、入力電圧値、入力電流値、電圧値、電流値、スイッチング出力電圧値、出力電流値、又はそれらの何らかの組み合わせの補間に基づきインダクタの実際のインダクタンス定格（例えば、インダクタンス曲線）を決定してもよい。これらの及び他の例では、コントローラは、入力電圧値、入力電流値、電圧値、電流値、スイッチング出力電圧値、出力電流値、又はそれらの何らかの組み合わせに基づきインダクタの実際のインダクタンス定格を補間してもよい。
コントローラは、次の式に従ってインダクタの電気特性（例えば、インダクタにかかる電圧ｕ（ｔ））を決定し得る：
Figure 2023538172000006
式（３）において、
－ Ｖ（Ｌｘ）は、インダクタの第１端子の電圧値を示す（例えば、ＳＩＭＯコンバータがＤＣＭモードで動作する場合に、ＳＩＭＯスイッチングの全てのフェーズの開始時及び終了時に通常は略０Ｖである。この場合に、電流はインダクタを流れていない。）；
－ ＶｏＮは、コンバータ出力部（又はコンバータ出力レール）での各々の出力電圧を示す；
－ Ｌは、インダクタの誘導性を示す；
－ ｉＮは、コンバータ出力部Ｎの各々の消勢期間中のインダクタでの電流を示す；
－ ｉＮ－１は、コンバータ出力部Ｎ－１の各々の消勢期間中（例えば、コンバータ出力部Ｎの消勢期間の直前の消勢期間中。つまり、ｉＮの消勢期間とｉＮ－１の消勢期間との間に他の消勢期間はなく、例えば、厳密に１つの付勢期間のみが存在する。）のインダクタでの電流を示す；
－ ｔｏＮは、コンバータ出力部Ｎの消勢期間の存続時間を示す。
本開示のいくつかの態様で、コントローラは、インダクタの電気特性に従ってスイッチを制御してよい。本開示のこれら及び他の態様で、コントローラは、インダクタの電流の増大によるインダクタのディレーティングを補償するようスイッチを制御してよい。例えば、コントローラは、スイッチのデューティサイクルを増大又は低減させるようスイッチを制御してよい。
本開示のいくつかの態様で、コントローラはＤＣＭに従ってスイッチを制御してよい。本開示のこれら及び他の態様で、インダクタ周期を不連続にすることがＳＩＭＯコンバータの性能を向上させるように電気特性が決定される場合に、コントローラはＤＣＭに従ってスイッチを作動させ得る。
本開示のいくつかの態様で、インダクタはキャパシタで置換されてもよく、本開示で説明される様々な動作は、インダクタの代わりにキャパシタを用いて実行されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、キャパシタの電気特性はキャパシタの容量を含み得る。
いくつかの態様で、第４スイッチがインダクタの第２端子とスイッチング出力電圧との間に電気的に結合されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、第５スイッチがインダクタの第２端子と入力電圧との間に電気的に結合されてもよい。
本開示で記載される１つ以上の態様は、ＳＩＭＯコンバータの効率を低下させる可能性があるタイミングエラーを最小限にし得る。更に、本開示で記載される１つ以上の態様は、定義された負荷の下で、過誘導ディレーティングを補償するようタイミングを適応（例えば、スイッチのデューティサイクルを適応）させ得る。本開示のこれらの態様は、既知のインダクタ曲線特性を含むインダクタで外部インダクタを置き換え得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータに関して記載される機能は、オーバーサンプリングを使用してＳＩＳＯコンバータによって実装されてもよい。
本開示の１つ以上の態様に従って、コントローラは、スイッチング出力電圧値の電圧リップルが低減されるようにスイッチを制御し得る。更に、本開示の１つ以上の態様に従って、コントローラは、制御フィードバック計算又はタイミングエラーに関連した不正確性を低減又は排除するよう、決定された電気特性に基づきスイッチを制御し得る。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、出力キャパシタの１つ以上に蓄えられている電力をリサイクルし得る。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、保持キャパシタへ電力をリサイクルし得る。保持キャパシタに蓄えられている電力は、その後のインダクタンス周期の間にインダクタ２０２を充電するために使用され得る。代替的に、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、その後のインダクタンス周期にインダクタ２０２を充電するために電力をリサイクルしてもよい。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯコンバータは、１つ以上の電力保持デバイス（例えば、１つ以上のキャパシタ）を使用して、未使用の電力をリサイクルするよう構成されてよい。すなわち、ＳＩＭＯコンバータ内の未使用の残留電荷が集められて蓄積され、次いで、付加的なエネルギ源として使用されてよい。これにより、回路のエネルギ効率は改善され得る。別の言い方をすれば、多くの電気部品は類似した電圧要件（例えば、電圧ドメイン）を有しているので、１つのコンポーネントのための未使用電力は一時的に蓄積され、それから他のコンポーネントへ向け直され得る。例えば、ＢＬＥデバイス及びＷｉ－Ｆｉデバイスは類似した電圧領域を有しており、このことは、ＢＬＥデバイスへ接続されているコンバータ出力部のための未使用電圧が、Ｗｉ－Ｆｉモジュールへ接続されているコンバータ出力部のためのキャパシタに蓄えられることを可能にする。更に、たとえコンポーネントが異なる電圧要件を有するとしても、第１コンポーネントからの蓄えられた電圧により第２コンポーネントに給電することは可能であり得る。
図４９は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム４９００のブロック図を示す。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、システム４９００は、２つ以上のコンバータ出力部でスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを異なる値で供給するよう複数のコンバータ出力部を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム４９００は１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
システム４９００は、放電期間中に出力キャパシタ４９０７ａ～ｎのうちの１つ以上で蓄えられている電圧をリサイクルするよう構成されてよい。本開示のいくつかの態様で、キャパシタ４９０７ａ～ｎのうちの１つ以上で蓄えられている電圧は、その後のインダクタンス周期の間に使用されるようにリサイクルされてよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラ（図示せず。）は、放電期間中に、キャパシタ４９０７ａ～ｎに蓄えられている電圧がシステム４９００内の他のコンポーネントへ移されるように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８を制御し得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、放電期間中に、出力キャパシタ４９０７ａ～ｎのうちの１つ以上に蓄えられている電圧がインダクタ２０２を充電するために使用されるように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８を制御してもよい。放電期間中、本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、電流（図４９では矢印４９０１で表記。）が出力キャパシタ（キャパシタ４９０７ｃとして図示。）から基準電位へ伝播し得るように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８を制御し得る。本開示のこれら及び他の態様で、電流が出力キャパシタ４９０７ｃから基準電位へ伝播されることは、電流をインダクタ２０２に蓄えさせ得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、放電期間中、出力キャパシタ４９０７ｃに蓄えられている電圧が保持キャパシタ（図示せず。）へ移されるように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８を制御してもよい。本開示のいくつかの対象で、保持キャパシタは、ＳＩＭＯ１０４の入力端子１０２へ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、保持キャパシタは、スイッチ（図示せず。）を介して入力端子１０２へ電気的に結合されてもよい。
放電期間中、本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、電流（図４９では矢印４９０３で表記。）が出力キャパシタ（図４９ではキャパシタ４９０７ｃとして図示。）から入力端子１０２へ伝播し得るように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８を制御してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、電流が出力キャパシタ４９０７ｃから入力端子１０２へ伝搬されることは、電流をインダクタ２０２に蓄えさせ、又は電圧を、入力端子１０２に電気的に結合されている保持キャパシタに蓄えさせ得る。その後のインダクタンス周期で、保持キャパシタに蓄えられている電圧は、入力電圧の少なくとも一部を供給し得る。
図５０は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、分離したインダクタ周期の間にインダクタが単一の電気デバイスへ電気的に結合されるか又は出力キャパシタが放電されるシミュレーションのグラフ表現５０００を示す。図５０で、波形５００２ａ～ｄは、インダクタ周期の間のインダクタでの電流を表す。波形５００２ａ～ｄは、インダクタ周期の間に時間とともにどのようにインダクタでの電流が変化するかを示す。インダクタ周期の１つ以上は、充電部分、導通部分、又は放電部分を含み得る。充電部分は図５０では部分５００４ａ～ｃとして表されている。導通部分は図５０では部分５００６、５００８、５０１０として表されている。放電部分は図５０では部分５００９として表されている。
充電部分５００４ａ～ｃは、入力電圧を用いてインダクタが充電されることによるインダクタでの電流の変化を示す。本開示のいくつかの態様で、インダクタは、正電圧として入力電圧を用いて充電されてよい。例えば、図５０に示されている充電部分５００４ａ～ｃは、入力電圧又はリサイクルされて保持キャパシタに蓄えられている電圧を用いてインダクタが充電されることによるインダクタでの電流の増大を示す。
本開示のいくつかの態様で、インダクタは、システムの出力キャパシタに蓄えられている電圧を用いて充電されてよい。例えば、放電部分５００９は、対応するインダクタ周期５００２ｃの間に出力キャパシタが放電されることによるインダクタでの電流の（負方向での）充電を示す。インダクタでの電流は、対応する放電部分５００９の間に、出力キャパシタに蓄えられている電圧による電流が入力電圧による電流とは逆方向に流れるので、負方向で増大し得る。
本開示のいくつかの態様で、放電部分５００９はまた、出力キャパシタに蓄えられている電圧が減少するにつれて、その蓄えられた電圧が閾値に達した場合に、インダクタでの電流の低下を示し得る。本開示のこれら及び他の態様で、放電部分５００９の間に電流がインダクタを伝播するにつれて、出力キャパシタに蓄えられている電圧は低下し得る。蓄えられている電圧の閾量（例えば、略半分）が放散されると、インダクタでの電流は、蓄えられている電圧の低下により低下し始め得る。
導通部分５００６、５００８、５０１０は、導通部分５００６、５００８、５０１０の間にインダクタが入力電圧から切り離され、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部を介して電気デバイスへ電気的に結合されることによるインダクタでの電流の低下を示す。例えば、本開示のいくつかの態様で、導通部分５００６、５００８、５０１０の夫々は、インダクタがＳＩＭＯコンバータの異なるコンバータ出力部を介して異なる電子デバイスへ電気的に結合されることに対応してよい。他の例として、本開示のいくつかの態様で、導通部分５００６、５００８、５０１０の夫々は、インダクタがＳＩＭＯコンバータのあるコンバータ出力部を介して同じ電子デバイスへ電気的に結合されることに対応してもよい。
図５１は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、スイッチド電力コンバータを作動させる例示的な方法５１００のフローチャートを示す。方法５１００は、１つ以上のブロック５１０２、５１０４、５１０６、又は５１０８を含み得る。別個のブロックで示されているが、方法５１００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックにまとめられても、又は削除されてもよい。
ブロック５１０２で、スイッチが制御されてよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチは、コンバータ出力部へスイッチング出力電圧を供給するよう制御されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチング出力電圧は、インダクタに供給された入力電圧に応答してコンバータ出力部へ供給されてよい。
ブロック５１０４で、方法はインダクタを付勢することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、インダクタ付勢期間にインダクタを付勢することを含んでもよい。
ブロック５１０６で、方法はインダクタを消勢することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、方法は、消勢期間にインダクタを消勢することを含んでもよい。
ブロック５１０８で、方法はキャパシタを放電することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、キャパシタはコンバータ出力部へ結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、キャパシタは出力キャパシタを含んでもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、キャパシタは放電期間に放電されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、放電期間はインダクタ付勢期間又はインダクタ消勢期間の外で起こり得る。更に、本開示のいくつかの態様で、キャパシタは、放電されたエネルギをエネルギ保持デバイスに蓄えるよう放電されてもよい。エネルギ保持デバイスは、ＳＩＭＯコンバータの中又は外に位置してよい。様々な態様で、エネルギ保持デバイスは、現在使用されていないコンバータ出力部のキャパシタであってもよい。様々な態様で、エネルギ保持デバイスは、インダクタ２０２の上流に配置された追加のキャパシタであってもよい。様々な態様で、エネルギ保持デバイスは、インダクタ２０２の下流に配置された追加のキャパシタであってもよい。様々な態様で、エネルギ保持デバイスは、インダクタ２０２の各々の端部領域にある２つのインダクタ端子の間でインダクタ２０２へ選択的に結合され得るインダクタのタップ端子へ接続された追加キャパシタであってもよい。
本開示の範囲から逸脱せずに方法５１００に対して変更、追加、又は省略が行われてもよい。例えば、方法５１００の動作は別の順序で実施されてもよい。追加的に、又は代替的に、２つ以上の動作は同時に実行されてもよい。更に、説明されている操作及び動作は端に例として与えられており、操作及び動作の一部は、記載されている態様の本質から外れずに、任意であっても、より少ない操作及び動作にまとめられても、あるいは、追加の操作及び動作に拡張されてもよい。
図５２は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む他の例示的なシステム５２００のブロック図を示す。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、システム５２００は１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
システム５２００は、放電期間中に出力キャパシタ４９０７ａ～ｎの１つ以上に蓄えられている電圧をリサイクルするよう構成されてよい。本開示のいくつかの態様で、１つ以上の出力キャパシタ４９０７ａ～ｎに蓄えられている電圧は、その後のインダクタ周期中に使用されるようにリサイクルされてよい。１つ以上の出力キャパシタ４９０７ａ～ｎに蓄えられている電圧は、１つ以上の出力キャパシタ４９０７ａ～ｎから補助キャパシタ５２０７にリサイクルされてよい。
スイッチコントローラ（図示せず。）は、放電部分の間に補助キャパシタ５２０７をインダクタ２０２の第１端子へ電気的に結合するよう補助スイッチ５２０５を制御してよい。スイッチコントローラは、放電期間中に、１つ以上の出力キャパシタ４９０７ａ～ｎに蓄えられている電圧が補助キャパシタ５２０７へ移されるように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８、補助スイッチ５２０５、又はそれらの何らかの組み合わせを制御してよい。
更に、スイッチコントローラは、放電期間中に、１つ以上の出力キャパシタ４９０７ａ～ｎに蓄えられている電圧の少なくとも一部がインダクタ２０２を充電するために使用されるように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８を制御してもよい。放電期間中、スイッチコントローラは、電流（図５２では矢印５２０１で表されている。）が出力キャパシタ（図５２ではキャパシタ４９０７ｃとして表されている。）から基準電位へ伝播し得るように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８を制御してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、電流が出力キャパシタ４９０７ｃから基準電位に伝播されることで、電流がインダクタ２０２に蓄えられることになる。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、放電期間中に、出力キャパシタ４９０７ｃに蓄えられている電圧が補助キャパシタ５２０７（例えば、保持キャパシタ）へ移されるように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８、補助スイッチ５２０５、又はそれらの何らかの組み合わせを制御してもよい。放電期間中、スイッチコントローラは、電流（図５２では矢印５２０３で表されている。）が出力キャパシタ（図５２ではキャパシタ４９０７ｃとして表されている。）から補助キャパシタ５２０７へ伝播し得るように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８、補助スイッチ５２０５、又は何らかの組み合わせを制御してもよい。
システム５２００は、出力キャパシタ４９０７に蓄えられている電力を補助キャパシタ５２０７へリサイクルするためにインダクタ２０２を使用してもよい。更に、補助キャパシタ５２０７は、補助スイッチ５２０５によってインダクタ２０２又はスイッチ２０４から分離される分離キャパシタとして実装されてもよい。
図５３は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む他の例示的なシステム５３００のブロック図を示す。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。システム５３００は１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでもよい。ＬＤＯ（）は、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
システム５３００は、スイッチキャパシタネットワーク５３０９（スイッチネットワーク５３０９とも呼ばれる。）を含んでもよい。スイッチキャパシタネットワーク５３０９は、補助スイッチ５２０５ａ～ｄ及び補助キャパシタ５２０７を含み得る。スイッチキャパシタネットワーク５３０９は、出力キャパシタ４９０７ａ～ｎの１つ以上に蓄えられている電圧を放電期間中に補助キャパシタ５２０７へリサイクルするよう構成されてよい。
スイッチコントローラ（図示せず。）は、放電期間中に、１つ以上の出力キャパシタ４９０７ａ～ｎに蓄えられている電圧が補助キャパシタ５２０７へ移されるように、スイッチ２０４ａ～ｎ、２１０、２０６、２０８、補助スイッチ５２０５ａ～ｄ、又はそれらの何らかの組み合わせを制御してもよい。
システム５３００は、出力キャパシタ４９０７に蓄えられている電力をリサイクルするためにインダクタ２０２を使用しなくてもよい。
図５４は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータを作動させる例示的な方法５４００のフローチャートを示す。方法５４００は１つ以上のブロック５４０２乃至５４１４を含み得る。別個のブロックで表されているが、方法５４００のブロックのうちの１つ以上に関連した動作は、特定の実施に応じて、更なるブロックに分けられても、より少ないブロックへとまとめられても、又は削除されてもよい。
方法５４００は、ブロック５４０２で、クロックの動作を開始することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、クロックは、ＳＩＭＯコンバータ、スイッチコントローラ、又はそれらの何らかの組み合わせを作動させるクロック信号を含んでよい。ブロック５４０２の後には、ブロック５４０４が続き得る。
方法５４００は、ブロック５４０４で、ＳＩＭＯコンバータを作動させることを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチ、補助スイッチ、又はそれらの何らかの組み合わせを制御してよい。ブロック５４０４の後には、ブロック５４０６が続き得る。
方法５４００は、ブロック５４０６で、スイッチング出力電圧の全ての値がハイであるかどうかを決定することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧の全ての値（例えば、対応するコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の値）がハイであるかどうかを決定してよい。スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧の値が閾値を上回る場合に、スイッチング出力電圧の値がハイであると決定してよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチング出力電圧の値の閾値は、１．７Ｖから７Ｖ、例えば、３Ｖから５Ｖを含んでよい。スイッチング出力電圧の全ての値がハイである場合に、ブロック５４０６の後にブロック５４０８が続き得る。スイッチング出力電圧の全ての値がハイであるわけではない場合には、ブロック５４０６の後にブロック５４０４が続き得る。ブロック５４０４及びブロック５４６０は、スイッチング出力電圧の全ての値がハイになるまで繰り返し得る。
方法５４００は、ブロック５４０８で、スイッチング出力電圧がオフされるべきであることを示すことを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧が対応するコンバータ出力部へ供給されるのを停止すべきであることを決定してよい。ブロック５４０８の後には、ブロック５４１０が続き得る。
方法５４００は、ブロック５４１０で、出力キャパシタにある電力がリサイクルされるべきであると決定することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、１つ以上の出力キャパシタにある電力が補助キャパシタへリサイクルされるべきであるかどうかを決定してよい。１つ以上の出力キャパシタにある電力がリサイクルされるべきである場合に、ブロック５４１０の後にブロック５４１２が続き得る。１つ以上の出力キャパシタにある電力がリサイクルされるべきでない場合には、ブロック５４１０の後にブロック５４１４が続き得る。
方法５４００は、ブロック５４１２で、出力キャパシタにある電力を補助キャパシタへリサイクルすることを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、出力キャパシタにある電力を補助キャパシタへ移すようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチ、補助スイッチ、又はそれらの何らかの組み合わせを制御してよい。
方法５４００は、ブロック５４１４で、出力キャパシタにある電力を基準電位へ放電することを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、出力キャパシタにある電力を基準電位（例えば、接地電位）へ放電するようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチ、補助スイッチ、又はそれらの何らかの組み合わせを制御してよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータの出力キャパシタは、スイッチング出力電圧を平滑化するために（例えば、スイッチング出力電圧のリップルを低減するために）使用されてよい。出力キャパシタは、スイッチング出力電圧が対応するコンバータ出力部へ供給されているときに電圧を蓄え得る。出力キャパシタは、ＳＩＭＯコンバータの充電期間又は導通期間の外で電圧を蓄えてもよい。本開示のいくつかの態様で、出力キャパシタに蓄えられている電圧は、対応するインダクタ周期の外で基準電位（例えば、接地）に放電されてよい（又は捨てられてよい）。本開示の他の態様では、出力キャパシタに蓄えられている電圧は、その後のインダクタ周期にインダクタを充電するために使用されるようリサイクルされてもよい。本開示の他の態様では、出力キャパシタに蓄えられている電圧は、その後のインダクタ周期での使用のためにインダクタを充電するために使用されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、出力キャパシタに蓄えられている電力（例えば、出力キャパシタに蓄えられているエネルギ又は電位）は、リサイクルされて保持キャパシタに蓄えられてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、保持キャパシタは、ＳＩＭＯコンバータの入力部へ選択的に電気的に結合されてよい。更に、本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、保持キャパシタをＳＩＭＯコンバータの入力部へ選択的に電気的に結合するようスイッチを制御してよい。
本開示のいくつかの態様で、放電期間中、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチは、保持キャパシタに電圧を蓄えるよう電流が出力キャパシタの１つ以上から保持キャパシタへ流れるように、制御されてよい。本開示の他の態様では、放電期間中、スイッチは、電流が出力キャパシタの１つ以上から基準電位へ流れてインダクタを充電するように、制御されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、放電期間は、インダクタ付勢期間（例えば、充電部分）又はインダクタ消勢期間（例えば、導通部分）の外で起こり得る。本開示のいくつかの態様で、例えば、電荷がエネルギ保持デバイスへ放電されるよう保持キャパシタから移動されるＳＩＭＯコンバータのレール（つまり、リカバリ放電経路）が、インダクタ付勢期間又はインダクタ消勢期間中のインダクタの付勢又は消勢に関与するレールから実質的に電気的に絶縁される場合に、放電期間はインダクタ付勢期間（例えば、充電部分）又はインダクタ消勢期間（例えば、導通部分）内で部分的に起こってもよい。
本開示のいくつかの態様で、単一の出力キャパシタが放電期間中に放電され得る。本開示の他の態様では、複数の出力キャパシタが放電期間中に放電されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、単一の出力キャパシタは放電期間ごとに放電されてよい。本開示の他の態様では、複数の出力キャパシタは放電期間ごとに放電されてよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチは、１つ以上の出力キャパシタに蓄えられている電圧が異なる出力キャパシタへリサイクルされるように制御されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、蓄えられている電圧を異なる出力キャパシタへリサイクルすることは、スイッチング出力電圧がその後の放電期間中に安定するための時間の量を減らし得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、１つ以上の出力キャパシタの充電状態が予め定義された基準を満足するかどうかを決定してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、１つ以上の出力キャパシタが予め定義された基準を満足する場合に放電部分が起こるようにスイッチを制御してよい。本開示のいくつかの態様で、予め定義された基準は、１つ以上のキャパシタに蓄えられている電圧（例えば、エネルギ）の量が予め定義されたエネルギ閾値以上であることを含んでよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチの１つ以上は電力スイッチを含んでよい。
本開示のいくつかの態様で、システムは、ＳＩＭＯコンバータ以外のコンバータを含んでもよく、異なるコンバータを備えたシステムは、上述されたのと同じ又は類似した方法で１つ以上の出力キャパシタに蓄えられている電力をリサイクルしてよい。
本開示のいくつかの態様で、出力キャパシタに蓄えられている電力は複数の場所へリサイクルされてよい。本開示のこれら及び他の態様で、出力キャパシタに蓄えられている電力の一部は保持キャパシタへリサイクルされてよく、他の部分はインダクタへリサイクルされてよい。
本開示のいくつかの態様で、出力キャパシタに蓄えられている電力は他の出力キャパシタへリサイクルされてもよい。
ＳＩＭＯコンバータは、異なるコンバータ出力部でのスイッチング出力電圧を異なるレベルで、高帯域ＷｉＦｉチェーンと、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（登録商標）送信器チェーン及び低帯域ＷｉＦｉチェーンを含む複合チェーンとへ供給してもよい。ＳＩＭＯコンバータがスイッチング出力電圧を異なるレベルで供給することは、複合チェーン内のＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーン及び高帯域ＷｉＦｉチェーンが同時に動作することを可能にし得る。更に、ＳＩＭＯコンバータは、高帯域チェーンの適切な動作を保ちながらＢｌｕｅｔｏｏｔｈチェーンの電力消費を減らすようＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーン及び高帯域チェーンへのスイッチング出力電圧の電圧レベルを調整し得る。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯコンバータは、高帯域ＷｉＦｉチェーン、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーン及び低帯域ＷｉＦｉチェーンを含む複合チェーン、又はそれらの組み合わせのための電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧を供給し得る。
図５５は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２を含む例示的な無線送信器５５００のブロック図を示す。無線送信器５５００はまた、ＷｉＦｉ低帯域（ＷＬＢ）チェーン５５０４、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ（ＢＴ）チェーン５５０６、及びＷｉＦｉ高帯域（ＷＨＢ）チェーン５５０８も含み得る。
本開示のいくつかの態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２はＤＣ電圧を受け得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２は、異なるＤＣ電圧で出力電圧を生成してよい。本開示のこれら及び他の態様で、出力電圧の電圧レベルは、ＷＬＢチェーン５５０４、ＢＴチェーン５５０６、又はＷＨＢチェーン５５０８の１つ以上の設定に基づいてよい。
本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢチェーン５５０４、ＢＴチェーン５５０６、又はＷＨＢチェーン５５０８は、単一のレール５５０１を介してＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２へ電気的に結合され得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＬＢチェーン５５０４、ＢＴチェーン５５０６、又はＷＨＢチェーン５５０８は、レール５５０１を介してＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２から出力電圧を受け得る。
本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢチェーン５５０４は、無線ローカルエリアネットワーク（ＷＬＡＮ）標準に従って無線信号を送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＬＢチェーン５５０４は、ＷｉＦｉプロトコルに従って低帯域で無線信号を送信し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢチェーン５５０４は第２レール５５０３へ電気的に結合されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＬＢチェーン５５０４は、第２レール５５０３を介して入力電圧を受け得る。
本開示のいくつかの態様で、ＢＴチェーン５５０６はＢＴ信号を送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＢＴチェーン５５０６は、ＢＴ標準に従ってＢＴ無線信号を送信し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＢＴチェーン５５０６は、第２レール５５０５へ電気的に結合されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＢＴチェーン５５０６は、第２レール５５０３を介して入力電圧を受け得る。
本開示のいくつかの態様で、ＷＨＢチェーン５５０８は、ＷＬＡＮ標準に従って無線信号を送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＨＢチェーン５５０８は、ＷｉＦｉプロトコルに従って高帯域で無線信号を送信し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢチェーン５５０４、ＢＴチェーン５５０６、又はＷＨＢチェーン５５０８は、ＷＬＢチェーン５５０４、ＢＴチェーン５５０６、又はＷＨＢチェーン５５０８によって送信されるべき送信信号として出力電圧を受けてもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢチェーン５５０４、ＢＴチェーン５５０６、又はＷＨＢチェーン５５０８は、その出力電圧を用いて同時に作動しかつ対応する無線信号を送信してもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２が出力電圧をＢＴチェーン５５０６又はＷＨＢチェーン５５０８へ単一のレール５５０１を介して供給することは、無線信号の低下を引き起こす可能性がある。例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２が出力電圧をＢＴチェーン５５０６及びＷＬＢチェーン５５０４へ単一のレール５５０１を介して供給することは、単にＷＬＢチェーン５５０４が出力電圧を用いて作動することと比較して、相互負荷により実質的に１デシベルの性能低下を引き起こす可能性がある。
本開示のいくつかの態様で、ＢＴチェーン５５０６及びＷＨＢチェーン５５０８が両方とも出力電圧を用いて送信中であるとき、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２は、ＢＴチェーン５５０６及びＷＨＢチェーン５５０８が両方とも適切に作動することを可能にするレベルで出力電圧を供給し得る。ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２が、ＢＴチェーン５５０６も送信中であるときにＷＨＢチェーン５５０８の設定に基づき出力電圧のレベルを高めることは、ＢＴチェーン５５０６による電力消費を増大させる場合がある。
図５６は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２を含む他の例示的な無線送信器５６００のブロック図を示す。無線送信器５６００はまた、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０、及び／又はＷＨＢチェーン５５０８を含み得る。
本開示のいくつかの態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２はＤＣ電圧を受け得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２は、異なる電圧で出力電圧を生成し得る。本開示のこれら及び他の態様で、出力電圧の電圧レベルは、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０又はＷＨＢチェーン５５０８の１つ以上の設定に基づいてよい。
本開示のいくつかの態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、レール５６０５を介してＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２へ電気的に結合され得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＨＢチェーン５５０８は、レール５６０７を介してＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２へ電気的に結合され得る。
本開示のいくつかの態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、ＷＬＡＮ標準に従って無線信号を送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、ＷｉＦｉプロトコルに従って低帯域で無線信号を送信し得る。本開示のいくつかの態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０はまた、ＢＴ無線信号も送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、ＢＴ標準に従ってＢＴ無線信号を送信し得る。
本開示のいくつかの態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、レール５６０５を介してＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２から出力電圧を受け得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＨＢチェーン５５０８は、レール５６０７を介してＤＣ－ＤＣコンバータ５５０２から出力電圧を受け得る。
本開示のいくつかの態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、レール５６０５を介して受け取られた出力電圧を用いて作動し、同時に対応する無線信号を送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０がレール５６０５（例えば、単一のレール）を介して受信された送信信号としての出力電圧を用いてＢＴ無線信号及びＷＬＢ無線信号を同時に送信することは、ＢＴ無線信号の効率を低下させる可能性がある。更に、本開示のいくつかの態様で、ＢＴ無線信号の効率は、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０のＢＴ部分内のデバイスよりも高い最大電力（Ｐｍａｘ）を含む複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０のＷｉＦｉ部分内のＷｉＦｉ電力増幅器により、低下する可能性がある。
図５７は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ハイブリッドコンバータ５７１２を含む例示的な無線送信器５７００のブロック図を示す。本開示のいくつかの態様で、ハイブリッドコンバータ５７１２は、本開示の他の場所で記載されるハイブリッドコンバータに対応してもよい。ハイブリッドコンバータ５７１２は、ＳＩＭＯコンバータ１０４及び１つ以上のＬＤＯ１０６ａ、ｂを含み得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＬＤＯ１０６ａ、ｂは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器５７００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ１０４の異なるコンバータ出力部にスイッチング出力電圧を選択的に印加するようスイッチを制御し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４のスイッチは、ＳＩＭＯコンバータ１０４のデューティサイクルの間に１つ以上のコンバータ出力部へ送信信号としてスイッチング出力電圧を供給し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４のスイッチは、コンバータ出力部の２つ以上でスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを異なる値で供給し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給するようＳＩＭＯコンバータ１０４のスイッチを制御し得る。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ１０４のデューティサイクルの間にスイッチング出力電圧を供給するようＳＩＭＯコンバータ１０４のスイッチを制御し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＷＨＢチェーン５５０８は、レール５７１１を介してＳＩＭＯコンバータ１０４のコンバータ出力部へ電気的に結合され得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＨＢチェーン５５０８は、レール５７１１を介して送信信号としてスイッチング出力電圧を受け得る。
本開示のいくつかの態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、レール５７０９を介してＳＩＭＯコンバータ１０４のコンバータ出力部へ電気的に結合され得る。本開示のこれら及び他の態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０は、レール５７０９を介して送信信号としてスイッチング出力電圧を受け得る。
本開示のいくつかの態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン５６１０の代わりに、無線送信器５７００はＷＬＢチェーン５５０４又はＢＴチェーン５５０６を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＬＢチェーン５５０４及びＢＴチェーン５５０６は、異なるレールでＳＩＭＯコンバータ１０４の異なるコンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。
図５８は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、無線送信器の作動方法５８００のフローチャートを例示する。方法５８００は、ＳＩＭＯコンバータによって、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給すること５８０２と、ＳＩＭＯコンバータによって、スイッチング出力電圧を第１コンバータ出力部へ又は第２コンバータ出力部へ選択的に印加するようスイッチを制御すること５８０４と、第１コンバータ出力部へ結合されているＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーンによって第１コンバータ出力部を介して送信電力を受け取ること５８０６と、第１コンバータ出力部へ結合されている無線ローカルエリアネットワーク低帯域送信器チェーンによって第１コンバータ出力部を介して送信電力を受け取ること５８０８と、第２コンバータ出力部へ結合されている無線ローカルエリアネットワーク高帯域送信器チェーンによって第２コンバータ出力部を介して送信電力を受け取ること５８１０とを含み得る。
図５９は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、無線送信器の作動方法５９００のフローチャートを例示する。方法５９００は、ＳＩＭＯコンバータによって、インダクタに供給された入力電圧に応答して、第１デューティサイクルではコンバータ出力部へ、及び第２デューティサイクルでは更なるコンバータ出力部へスイッチング出力電圧を供給すること５９０２と、ＳＩＭＯコンバータによって、スイッチング出力電圧をコンバータ出力部に印加するようスイッチを制御すること５９０４と、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーンによってコンバータ出力部を介してスイッチング出力電圧を受けること５９０６と、無線ローカルエリアネットワーク低帯域送信器チェーンによってコンバータ出力部を介してスイッチング出力電圧を受けること５９０８と、無線ローカルエリアネットワーク高帯域送信器チェーンによって更なるコンバータ出力部を介してスイッチング出力電圧を受けること５９１０とを含み得る。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器は、単一のレールを介してＤＣ－ＤＣコンバータへ電気的に結合されている別個のデバイスとして、ＷＬＢチェーン、ＢＴチェーン、又はＷＨＢチェーンを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＤＣ－ＤＣコンバータは、単一のＤＣ出力電圧をＢＴチェーン又はＷＨＢチェーンへ供給する場合があり、これにより無線信号の低下が引き起こされる可能性がある。本開示のこれら及び他の態様で、ＢＴチェーン及びＷＨＢチェーンが両方とも送信中であるとき、ＤＣ－ＤＣコンバータは、ＢＴチェーン及びＷＨＢチェーンが両方とも適切に作動することを可能にするレベルに出力電圧を高め得る。ＤＣ－ＤＣコンバータが、ＢＴチェーンも送信中であるときにＷＨＢチェーンの設定に基づき出力電圧を高めることは、ＢＴチェーンによる電力消費を増大させる可能性がある。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器は、異なるレールを介してＤＣ－ＤＣコンバータへ電気的に結合されている複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン又はＷＨＢチェーンを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーンが送信信号として同じ出力電圧を用いてＢＴ無線信号及びＷＬＢ無線信号を同時に送信することは、ＢＴ無線信号の効率を低下させる可能性がある。更に、本開示のいくつかの態様で、ＢＴ無線信号の効率は、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーンのＢＴ部分内のデバイスよりも高いＰｍａｘを含む複合ＷＬＢ及びＢＴチェーンのＷｉＦｉ部分内のＷｉＦｉ電力増幅器により、低下する可能性がある。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器はＳＩＭＯコンバータ（例えば、ハイブリッドコンバータ）を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータは、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン及びＷＨＢチェーンへスイッチング出力電圧を異なる値で別個のコンバータ出力部において供給し得る。本開示のこれら及び他の態様は、複合ＷＬＢ及びＢＴチェーン及びＷＨＢチェーンが最適な電圧レベルにより同時に作動する（協働する）ことを可能にし得る。更に、本開示のこれら及び他の態様は、スイッチング出力電圧がＷＨＢチェーンのための十分なレベルであることを可能にしながら、ＷＬＡＮ又はＢＴ無線信号が送信中であるかどうかに基づきスイッチング出力電圧が複合ＷＬＢ及びＢＴチェーンのために調整されることを可能にし得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給し得る。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチング出力電圧は、ＳＩＭＯコンバータの１つ以上のコンバータ出力部へ供給されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータは、ＳＩＭＯコンバータの第１デューティサイクルでは第１コンバータ出力部へスイッチング出力電圧を供給してよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、ＳＩＭＯコンバータの第２デューティサイクルでは第２コンバータ出力部（例えば、更なるコンバータ出力部）へスイッチング出力電圧を供給してよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部にスイッチング出力電圧を選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータは、第１コンバータ出力部へスイッチング出力電圧を選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータは、第２コンバータ出力部へスイッチング出力電圧を選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器は、ＢＴ送信器チェーン（例えば、ＢＴチェーン）を含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＢＴ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上へ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＢＴ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータの第１コンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。本開示のいくつかの態様で、ＢＴ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上を介してスイッチング出力電圧を受けてもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ＢＴ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上（例えば、第１コンバータ出力部）を介して送信電力（例えば、スイッチング出力電圧）を受けてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＢＴ送信器チェーンは、２．４ＧＨｚ周波数帯域でＢＴ無線信号を送信し得る。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器は、ＷＬＡＮ低帯域（ＷＬＢ）送信器チェーン（例えば、ＷＬＢチェーン）を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＬＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上へ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＬＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータの第１コンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上を介してスイッチング出力電圧を受けてもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上（例えば、第１コンバータ出力部）を介して送信電力（例えば、スイッチング出力電圧）を受けてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＷＬＢ送信器チェーンは、２．４ＧＨｚ周波数帯域でＷＬＡＮ無線信号を送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＬＢ送信器チェーンは、ＩＥＥＥ８０１．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、又はＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準のうちの少なくとも１つに従ってＷＬＡＮ無線信号を送信してもよい。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器は、ＷＬＡＮ高帯域（ＷＨＢ）送信器チェーン（例えば、ＷＨＢチェーン）を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＨＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上へ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＨＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の第２コンバータ出力部へ電気的に結合されてよい。本開示のいくつかの態様で、ＷＨＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上を介してスイッチング出力電圧を受けてもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ＷＨＢ送信器チェーンは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部の１つ以上（例えば、第１コンバータ出力部）を介して送信電力を受けてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＷＨＢ送信器チェーンは、５ＧＨｚ周波数帯域でＷＬＡＮ無線信号を送信し得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＷＨＢ送信器チェーンは、ＩＥＥＥ８０１．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、又はＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ標準のうちの少なくとも１つに従ってＷＬＡＮ無線信号を送信してもよい。
いくつかの態様で、無線送信器はまた、送信器チェーンセレクタを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、送信器チェーンセレクタは、ＷＨＢ送信器チェーン、ＷＬＢ送信器チェーン、ＢＴ送信器チェーン、又は複合ＷＬＢ及びＢＴ送信器チェーンへ結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、送信器チェーンセレクタは、対応する無線信号を送信するためにＷＨＢ送信器チェーン、ＷＬＢ送信器チェーン、ＢＴ送信器チェーン、又は複合ＷＬＢ及びＢＴチェーンを選択し得る。
本開示のいくつかの態様で、無線送信器はスイッチコントローラを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ内のスイッチへ電気的に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部にスイッチング出力電圧を選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータのスイッチを制御し得る。
本開示の１つ以上の態様は、複合ＷＬＢ及びＢＴ送信器チェーンによって送信される信号の低下を軽減し得る。更に、本開示の１つ以上の態様は、ＢＴ及びＷＬＡＮ送信の最適な性能及び効率を保ち得る。更に、本開示の１つ以上の態様は、ＷＨＢ送信器チェーン及びＢＴ送信チェーンの同時の作動（例えば、協働）を、両方の送信器チェーンの電力消費を維持しながら可能にし得る。本開示の１つ以上の態様は、多入力多出力（ＭＩＭＯ）ダイにおける複数のＷＬＢ送信器チェーンが、ＢＴビームフォーミングを維持しながら、エリアオーバーヘッドの増大無しで、ＷＬＡＮ送信器チェーン及びＢＴ送信器チェーンの両方のエリアを含むことを可能にし得る。更に、本開示の１つ以上の態様は、ＢＴ送信器チェーンがデジタル電力増幅器を含む場合に、ＢＴブロードキャスティングのための高電力ＢＴを有効にし得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＢＴ送信器チェーンは、ＷＬＡＮ伝送のためのレベルでスイッチング出力電圧を受けることができる一方で、ＢＴ送信チェーンは低電力ＢＴ動作を実行することができる。
ラジオヘッドシステムのラジオチップは、異なる電圧値を用いて作動するコンポーネントを含み得る。更に、ラジオヘッドシステムは、入力電力を受けるための単一の入力レールしか含まなくてもよい。ＳＩＭＯバックブーストコンバータ１０４（一般にここでは「ＳＩＭＯコンバータ」と呼ばれる。）は、単一の入力レールから入力電力を受け取ることができ、そして、異なる電圧値でスイッチング出力電圧を生成することができる。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、ラジオチップ内の異なるコンポーネントへスイッチング出力電圧を供給して、それらのコンポーネントが適切に作動することができるようにし得る。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯコンバータは、ラジオヘッドシステム内のコンポーネントのためのスイッチング出力電圧ドメインを供給し得る。例えば、各ラジオヘッドシステムコンポーネントは、一意の電圧ドメインを有してよい。従って、各コンポーネントは、ＳＩＭＯバックブーストコンバータの異なるコンバータ出力部へ接続されてよい。
図６０は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、コンバータ６００３を含む例示的なシステム６０００のブロック図を示す。図６１は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、コンバータ６００３を含む他の例示的なシステム６１００のブロック図を示す。
図６０及び図６１を一緒に参照して、システム６０００、６１００は、単一のインターフェースケーブル６０１６（例えば、デジタル／電力インターフェースケーブル）を介して電力信号、制御信号、又はその他の適切な信号を受信し得るラジオヘッド（ＲＨ）回路６００１を含み得る。本開示のいくつかの態様で、単一のインターフェースケーブル６０１６はフレックスケーブルを含んでよい。
ＲＨ回路６００１はコンバータ６００３、ＲＨラジオチップ６００２、及び／又はアンテナ６００４を含み得る。コンバータ６００３はＳＩＭＯコンバータ１０４及び１つ以上のＬＤＯ１０６ａ～ｃを含み得る（留意すべきは、コンバータ６００３は、本明細書で記載されるＳＩＭＯコンバータのいずれであってもよい点である。）。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４及び１つ以上のＬＤＯ１０６ａ～ｃは、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４及びＬＤＯ１０６に夫々対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、コンバータ６００３は、出力部の２つ以上でスイッチング出力電圧を異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、コンバータ６００３は、入力電圧を受け、スイッチング出力電圧を供給電圧として供給し得る。本開示のこれら及び他の態様で、コンバータ６００３は、供給電圧の１つ以上を異なる値で供給してもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、コンバータ６００３は、コンバータ６００３の出力部を介して供給電圧を供給してもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＲＨラジオチップ６００２は、複数の供給電圧ドメイン６０２０、６０２２、及び６０２４を含んでよい。本開示のいくつかの態様で、供給電圧ドメイン６０２０、６０２２、及び６０２４の夫々は、ＲＨラジオチップ６００２の異なるチェーン又は部分に対応してよい。本開示のこれら及び他の態様で、第１供給電圧ドメイン６０２０は、ＲＨラジオチップ６００２の送信器チェーンに対応してよく、以降、送信器チェーン６０２０と呼ばれる。
送信器チェーン６０２０は電源端子（図示せず。）及び１つ以上の電子部品を含み得る。電源端子は、コンバータ６００３の出力部へ電気的に結合されてよい。送信器チェーン６０２０内の電子部品は、略同じドメイン固有供給電圧で作動するよう構成され得る。更に、送信器チェーン６０２０内の電子部品の夫々は、電源端子へ電気的に結合され得る。本開示のいくつかの態様で、送信器チェーン６０２０は１つ以上の送信器コンポーネントを含んでもよい。例えば、送信器コンポーネントは、送信電力増幅器６００６（デジタル電力増幅器（ＤＰＡ）として図６０及び図６１では図示される。）を含んでもよい。
第２供給電圧ドメイン６０２２は受信器チェーンに対応してもよく、以降、受信器チェーン６０２２と呼ばれる。受信器チェーン６０２２は電源端子（図示せず。）及び１つ以上の電子部品を含み得る。電源端子は、コンバータ６００３の出力部へ電気的に結合されてよい。受信器チェーン６０２２内の電子部品の夫々は、略同じドメイン固有供給電圧で作動するよう構成され得る。更に、受信器チェーン６０２２内の電子部品の夫々は、電源端子へ電気的に結合され得る。本開示のいくつかの態様で、受信器チェーン６０２２は、１つ以上の受信器コンポーネントを含んでもよい。例えば、受信器コンポーネントは、低雑音増幅器６０１０（ＲＸ６０１０として図６０及び図６１では図示される。）又はＬＤＯ６００８を含んでもよい。ＬＤＯ６００８は、本開示の他の場所で説明されているＬＤＯ１０６と同じに又は同様に作動し得る。
第３供給電圧ドメイン６０２４はデジタルチェーンに対応してよく、以降、デジタルチェーン６０２４と呼ばれる。デジタルチェーン６０２４は電源端子（図示せず。）及び１つ以上の電子部品を含み得る。電源端子はコンバータ６００３の出力部へ電気的に結合されてよい。デジタルチェーン６０２４内の電子部品は、略同じドメイン固有供給電圧で作動するよう構成され得る。更に、デジタルチェーン６０２４内の電子部品の夫々は、電源端子へ電気的に結合され得る。本開示のいくつかの態様で、デジタルチェーン６０２４は１つ以上のデジタルコンポーネントを含んでもよい。例えば、デジタルコンポーネントは、モデム（ＭＡＣ及びＰＨＹレイヤ）実装、任意の関連する通信プロセッサ、及び／又はラジオのアナログ及びＲＦセクションのための信号調整及び較正を実装するデジタル回路のいずれか（例えば、デジタルフロントエンド）を含んでもよい。図６０を参照して、デジタルコンポーネントはまた、ＬＤＯ６０１２を含んでもよい。ＬＤＯ６０１２は、本開示の他の場所で説明されているＬＤＯ１０６と同じに又は同様に作動し得る。図６１を参照して、デジタルコンポーネントはＬＤＯ６０１２を含まなくてもよい。
アンテナ６００４は、インターフェースケーブル６０１８を介してＲＨラジオチップ６００２へ電気的に結合又は通信可能に結合されてよい。本開示のいくつかの態様で、インターフェースケーブル６０１８は、デジタル（例えば、制御）信号又は電力をアンテナ６００４へ伝送するよう構成されてよい。
ＲＨシステムは、アンテナで直接に結合されるラジオチップ（例えば、ＲＨラジオチップ）及びＲＦコンポーネントを含んでもよい。例えば、アンテナ及びラジオチップは、単一のユニット内に位置付けられて収容されてよい。ＲＨシステムを適切に作動させるために、ユニットに結合される電力レール、通信レール、又は他の外部接続の数は制限される場合がある。例えば、外部接続は、制御、通信、及び電力信号を供給するための単一の外部レールに制限される場合がある。更に、面積制限（例えば、回路フットプリントに対する制限）が、ユニットの物理サイズを低減するために実装される場合がある。例えば、面積制限は、ＤＣ－ＤＣコンバータのための単一のインダクタがＲＨシステム内に含まれることを許可する場合がある。
本開示のいくつかの態様に従って、単一のインダクタ及び複数の出力を含むコンバータ（例えば、ＤＣ－ＤＣコンバータ）がＲＨシステム内で実装されてよい。本開示のいくつかの態様で、ＲＨシステムは、複数の供給電圧ドメインを含むＲＨラジオチップを含み得る。供給電圧ドメインの夫々は、コンバータの異なる出力へ電気的に結合されてよい。これは、各電圧ドメインが互いに同じ又は異なる供給電圧値を受けることを可能にし得る。
本開示のいくつかの態様で、供給電圧ドメインは、第１電圧ドメイン、第２電圧ドメイン、又は第３電圧ドメインを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様、第１電圧ドメインは送信器チェーンを含んでよい。更に、本開示のいくつかの態様で、送信器チェーンは、第１供給電圧で作動する送信器コンポーネントを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、第２電圧ドメインは受信器チェーンを含んでよい。更に、本開示のいくつかの態様で、受信器チェーンは、第２供給電圧で作動する受信器コンポーネントを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、第１供給電圧は第２供給電圧とは異なってもよい。本開示のいくつかの態様で、第３電圧ドメインは、第３供給電圧で作動する１つ以上のデジタルコンポーネントを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、第３供給電圧は、第１供給電圧及び第２供給電圧のうちの少なくとも一方と異なってもよい。
本開示のいくつかの態様で、供給電圧ドメインは、送信器チェーンを含む第１電圧ドメインを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、送信器チェーンは１つ以上の送信器コンポーネントを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、送信器コンポーネントは第１供給電圧で作動してよい。更に、本開示のいくつかの態様で、送信器コンポーネントは送信電力増幅器を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、供給電圧ドメインは、受信器チェーンを含む第２電圧ドメインを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、受信器チェーンは１つ以上の受信器コンポーネントを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、受信器コンポーネントは第２供給電圧で作動してよい。更に、本開示のいくつかの態様で、受信器コンポーネントは低雑音増幅器を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、第２供給電圧は第１供給電圧とは異なってもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＲＨシステムの物理レイヤ、ターボデコーダ（ＴＤ）、又は無線周波数（ＲＦ）コンポーネントは、アンテナで接続されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＲＨシステム内に従来の単一のＤＣ－ＤＣコンバータを実装することは、複数のＤＣ－ＤＣコンバータを実装するシステムに対して電力消費を増大させる。
本開示の１つ以上の態様に従って、ＲＨシステムは、単一のユニット内に収容されてＲＨシステムの面積要件及び電力要件の両方を満たすよう実装され得る。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯコンバータは、送信器及び受信器の夫々のための電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧をコンバータ出力部で供給し得る。送信器及び受信器は、相異なる電圧ドメインを有してよい。
図６２Ａは、本開示の態様に係る例示的なＤＣ２ＤＣコンバータ６２０２のブロック図を示す。コンバータ６２０２は、接続６２１０を介して送信器増幅器６２０４へ電圧を供給する。コンバータ６２０２は、接続６２１０を介してＬＤＯレギュレータ６２０６へ電圧を供給する。接続６２１０は、送信及び受信動作を供給する１つのライブ電圧レールである。ＬＤＯレギュレータ６２０６は更に、レギュレートされた電圧を受信チェーン６２０８へ供給する。単一のコンバータ６２０２は、レギュレータ６２０６により、増幅器６２０４及び受信チェーン６２０８の受信器の両方に電圧を供給する。
１つのアクティブ電圧レール６２１０の使用は、送信増幅器６２０４のトランジスタに対するストレスをもたらす可能性がある。受信がオン状態にあり、送信がオフ状態にある場合に、送信器及び受信器が同じレールを使用しているために、送信器は依然としてライブ電圧を受ける。送信器へのストレスは信頼性を低下させる。
図６２Ｂは、本開示の態様に係る例示的なＤＣ２ＤＣコンバータ６２０２ａ、ｂのブロック図を示す。コンバータ６２０２ａは、接続６２１２を介して送信器増幅器６２０４へ電圧を供給する。コンバータ６２０２ｂは、接続６２１４を介してＬＤＯレギュレータ６２０６へ電圧を供給する。ＬＤＯレギュレータ６２０６は更に、レギュレートされた電圧を受信チェーン６２０８へ供給する。独立したコンバータ６２０２ａ、ｂが、電圧を夫々、増幅器６２０４及び受信チェーン６２０８の受信器へ供給する。
別個の接続６２１２及び６２１４は、トランジスタ６２０４に対するストレス及び送信を劣化させるリスクを排除する。送信器６２０４への電圧は、受信がアクティブである間はオフされ得る。しかし、２つのＤＣ２ＤＣコンバータ６２０２ａ、ｂを有することに関連したフォームファクタ及び製造費用のトレードオフが存在する。
図６３は、本開示の対象に係るＳＩＭＯ ＤＣ２ＤＣコンバータ６３０２を含む例示的な単一インダクタ多重出力（ＳＩＭＯ）回路６３００のブロック図を示す。コンバータ６３０２は複数の出力レール６３１０及び６３１２を含む。出力レール６３１０は、コンバータ６３０２から送信器６３０４へ電圧を供給する。出力レール６３１２は、コンバータ６２０２からＬＤＯレギュレータ６３０６へ電圧を供給する。ＬＤＯレギュレータ６３０６は、コンバータ６３０２からの供給電圧を目標電圧にレギュレートして、レギュレートされた電圧を受信器６３０８へ供給する。目標電圧は予め定義されても又は設定可能であってもよい。
別個の供給レール（又はノード）６３１０及び６３１２は、送信器増幅器６３０４及び受信器６３０８によって必要とされる異なる出力電圧を可能にする。例えば、ＬＤＯレギュレータ６３０６を介して受信器６３０８へ供給されるよりも低い電圧が、送信器増幅器６３０４へ供給され得る。更に、別個のノード６３１０及び６３１２は、受信器６３０８のためのレール６３１２がアクティブであるときにコンバータ６３０２が送信器増幅器６３０４に供給することを可能にする。
ＳＩＭＯ６３０２は、送信及び受信のための専用の出力レールを用いて、送信器増幅器６３０４のデジタル電力増幅器（ＤＰＡ）に対するストレスを取り除く。受信がアクティブであるとき、レール６３１２はオンされ、レール６３１０は、送信器増幅器６３０４がアクティブ電圧を受けないようにオフされ得る。従って、単一のＤＣ２ＤＣコンバータ６３０２が、伝送信頼性のリスク無しで受信及び送信を独立して供給することができる。
図６４は、本開示の態様に係るＳＩＭＯ回路の作動方法の例を示す。方法は、第１コンバータ出力部を介して第１供給電圧を供給し、第２コンバータ出力部を介して第２供給電圧を供給すること６４０２と、電力増幅器を有し、第１供給電圧を受けるよう第１コンバータ出力部へガルバニック結合されている無線送信器を介して、無線信号を送信すること６４０４と、第２供給電圧を受けるよう第２コンバータ出力部へガルバニック結合されている無線受信器を介して、無線信号を受信する６４０６とを含む。
図６５は、本開示の少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯ回路（例えば、ＳＩＭＯ回路６３００）を作動させる例示的な方法６５００のフローチャートを示す。方法６５００は、単一インダクタ多重出力コンバータから電力を受けるよう第１出力部へ直接にガルバニック結合されている無線送信器を介して、無線信号を送信すること６５０２を含み得る。方法は更に、単一インダクタ多重出力コンバータから電力を受けるよう第２出力部へガルバニック結合されている無線受信器を介して、無線信号を受信すること６５０４を含み得る。
増幅器を含む無線送信器、及び無線周波数受信器は、別個のコンバータ出力部を介してＳＩＭＯコンバータと電子的に結合され得る。無線送信器及び無線周波数受信器は異なる電圧要件を有してもよい。異なるＳＩＭＯコンバータ出力部は、異なる電圧を供給するよう構成され得る。例えば、受信器供給がオンであるとき、ＳＩＭＯコンバータは、送信器へ供給される電圧を下げるよう構成されてよい。受信器供給がオンであるときに送信器への供給を下げることは、送信器増幅器がオフ状態にあるときの送信器増幅器の信頼性リクスを取り除くことができる。
受信器は、コンバータと受信器との間に直列に構成されているレギュレータからレギュレートされた電圧を受け取ってもよい。コンバータは、レギュレータに供給電圧をその専用のコンバータ出力部から直接に供給する。レギュレータは、電圧を受信器のための設定可能な電圧目標にレギュレートする。
本開示のいくつかの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータは、２つの供給電圧に対応する２つのコンバータ出力部を含む。第１コンバータ出力部へ電子的に結合されている増幅器を含む無線送信器は、第１供給電圧を受ける。第２コンバータ出力部へ電子的に結合されている無線受信器は、第２供給電圧を受ける。送信器及び受信器は、オン及びオフ状態の間で切り替わり得る。オン状態にあるとき、送信器は無線信号を送信し得る。オン状態にあるとき、受信器は無線信号を受信し得る。
本開示のいくつかの態様に従って、無線送信器は、デジタル制御される電力増幅器を含む。
本開示のいくつかの態様に従って、ＳＩＭＯ回路は、コンバータ出力部の１つと受信器との間に構成されて、受信器へ供給される供給電圧をレギュレートするレギュレータを含む。いくつかの態様に従って、レギュレータは、線形レギュレータ又は低ドロップアウトレギュレータであってよい。
本開示のいくつかの態様に従って、ＳＩＭＯ回路は、ＳＩＭＯコンバータの１つ以上のスイッチを制御して、第１コンバータ出力部又は第２コンバータ出力部へ供給電圧を供給するスイッチコントローラを含む。
ＳＩＭＯコンバータ１０４は、スイッチング出力電圧を異なる電圧値でクラスＧ電力増幅器へ供給してもよい。クラスＧ電力増幅器は、クラスＧ電力増幅器の効率を改善するよう異なる電圧値でスイッチング出力電圧を切り替えることによって、作動し得る。クラスＧ電力増幅器は、ＳＩＭＯコンバータ１０４がスイッチング出力電圧を２つ以上の電圧値で供給することにより、改善された効率で作動し得る。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯコンバータは、クラスＧ電力増幅器の基準電圧のための電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧をコンバータ出力部で供給してもよい。
図６６は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、コンバータ６６０４を含む例示的なシステム６６００のブロック図を示す。システム６６００はまた、ＤＰＡ６６０２を含んでもよい。
コンバータ６６０４はＳＩＭＯコンバータ１０４及び１つ以上のＬＤＯ１０６ａ～ｄを含み得る。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４及び１つ以上のＬＤＯ１０６ａ～ｄは、本開示の他の場所に記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４及びＬＤＯ１０６に夫々に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、コンバータ６６０４は、２つ以上の出力部でスイッチング出力電圧を異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、コンバータ６６０４は、入力電圧を受けて、スイッチング出力電圧を供給電圧として供給し得る。本開示のこれら及び他の態様で、コンバータ６６０４は、供給電圧の１つ以上を異なる値で供給し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、コンバータ６６０４は、コンバータ６６０４の出力部により供給電圧を供給し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＤＰＡ６６０２は、コンバータ６６０４の出力部へ電気的に結合されてよい。これらの及び他の態様で、ＤＰＡ６６０２は、コンバータ６６０４の出力部へガルバニック結合されてよい。例えば、ＤＰＡ６６０２の第１入力部は、コンバータ６６０４の第１出力部へ結合されてよく、ＤＰＡ６６０２の第２入力部は、コンバータ６６０４の第２出力部へ結合されてよく、ＤＰＡ６６０２の第３入力部は、コンバータ６６０４の第３出力部へ結合されてよく、ＤＰＡ６６０２の第４入力部は、コンバータ６６０４の第４出力部へ結合されてよい。
本開示のいくつかの態様で、コンバータ６６０４は、第１出力部を介して第１供給電圧を供給し得る。本開示のこれら及び他の態様で、コンバータ６６０４は、第２出力部を介して第２供給電圧を供給し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、コンバータ６６０４は、第３出力部を介して第３供給電圧を供給し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、コンバータ６６０４は、第４出力部を介して第４供給電圧を供給し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＤＰＡ６６０２は、第１入力部を介して第１供給電圧を受け得る。本開示のこれら及び他の態様で、ＤＰＡ６６０２は、第２入力部を介して第２供給電圧を受け得る。更に、本開示のいくつかの態様で、ＤＰＡ６６０２は、第３入力部を介して第３供給電圧を受け得る。本開示のいくつかの態様で、ＤＰＡ６６０２は、第４入力部を介して第４供給電圧を受け得る。
マルチレベル（ＭＬ）電力増幅器（例えば、クラスＧ電力増幅器又はＤＰＡ）は、効率を向上させるよう供給電圧を切り替え得る。例えば、ＭＬ電力増幅器は、効率を向上させるよう供給電圧からより低い供給電圧へ切り替えてもよい。本開示のいくつかの態様で、ＭＬ電力増幅器の効率は、ＭＬ電力増幅器がより低い供給電圧を用いて高電力バックオフで作動することにより増大し得る（例えば、動作は、ＭＬ電力増幅器の飽和より前に増大し得る。）。本開示のいくつかの態様で、システムは、ＳＩＭＯコンバータ及びＬＤＯを含むコンバータを含んでもよい。コンバータは、複数の供給電圧を１つ以上の異なる値でＭＬ電力増幅器へ供給してよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４及びＬＤＯレギュレータ１０６は、供給電圧を供給するようＳＩＭＯ１０４の出力部へ電気的に結合されている増幅器回路３９０８を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯ及びＬＤＯは、ＭＬ電力増幅器を含むシステムにおいて複数のＤＣ－ＤＣコンバータを置き換えることができる。例えば、いくつかのコンバータ技術で、複数のＤＣ－ＤＣコンバータは入力電圧を受けることができ、各ＤＣ－ＤＣコンバータはＭＬ電力増幅器のための異なるＤＣ供給電圧を生成することができる。しかし、本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯ及びＬＤＯは単一のコンバータとして実装され、入力電圧を受けて、異なる供給電圧を異なる値でＭＬ電力増幅器へ供給することができる。
本開示のいくつかの態様で、コンバータ（例えば、ＳＩＭＯ及びＬＤＯ）は、供給電圧を異なる値で生成し得る。本開示のこれら及び他の態様で、コンバータは２つ以上の供給電圧を２つ以上の値で生成し得る。例えば、コンバータは３つの供給電圧を３つの異なる値で生成し得る。他の例として、コンバータは３つの供給電圧を２つの異なる体で生成し得る（例えば、第１供給電圧及び第２供給電圧は同じ値であってよく、第３供給電圧は異なる値であってよい。）。更なる他の例として、コンバータは、４つの供給電圧を４つの異なる値で生成し得る。
従って、本開示の少なくとも１つの態様は、複数のＤＣ－ＤＣコンバータを実装するシステムと比較して、ＭＬ電力増幅器（例えば、クラスＧ電力増幅器）を使用するためのフットプリントを縮小しながら、複数の供給電圧を異なる値で供給し得る。更に、本開示の少なくとも１つの態様は、複数のＤＣ－ＤＣコンバータを実装するシステムと比較してシステムの製造費用を削減し得る。
更に、本開示の少なくとも１つの態様は、ＭＬ電力増幅器（例えば、クラスＧ電力増幅器）が、複数のＤＣ－ＤＣコンバータを実装するシステムよりも効率的に作動することを可能にし得る。本開示のいくつかの態様で、ＭＬ電力増幅器は、２つのＤＣ－ＤＣコンバータを実装するシステムと比較して、単一のコンバータにおける電圧値（スイッチング出力電圧の値）の数の増加により、より効率的に作動し得る。
このように、本開示の少なくとも１つの態様は、複数のＤＣ－ＤＣコンバータを実装するシステムと比較して、ＭＬ電力増幅器を実装するためのより安価なシステムを可能にし得る。更に、本開示の少なくとも１つの態様は、ＭＬ電力増幅器のバックオフ動作に対してＭＬ電力増幅器の効率を改善し得る。例えば、本開示の少なくとも１つの態様は、ＭＬ電力増幅器の電力バックオフが単一レベル電力増幅器の上位６デシベルを超えて到達することを可能にし得る。例えば、上位６デシベル限界は、供給電圧値の変化が起こるときに拡張される場合がある。更に、本開示の少なくとも１つの態様は、１つの供給電圧が使用され、他の供給電圧がオフされることにより、輪番（例えば、可変）電力消費を可能にし得る。
ＳＩＭＯコンバータ１０４のインダクタ２０２は、インダクタ２０２の第１エンド端子と第２エンド端子との間に１つ以上のタップ端子を含んでもよい。タップ端子は、対応するタップ端子でインダクタ２０２のインダクタンス定格に基づき異なる電圧レベルでタップ電圧を供給するよう構成されてよい。更に、スイッチコントローラは、タップ電圧又はスイッチング出力電圧のどちらか一方をコンバータ出力部で供給するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御し得る。スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータ１０４が再構成可能であることを可能にするようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してもよい。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯコンバータは、コンバータ出力部へ結合されている電子デバイスの電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧を供給するよう１つ以上のタップ端子を備えたインダクタを含んでもよい。
図６７は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム６７００のブロック図を示す。システム６７００はまた、１つ以上のタップスイッチ６７０６、６７０８、及び６７１０又は保持キャパシタ６７１２を含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、コンバータ出力部の２つ以上でスイッチング出力電圧を異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、システム６７００は１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のいくつかの態様で、ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。
本開示のいくつかの態様で、インダクタ２０２は第１エンド端子６７１４又は第２エンド端子６７１６を含み得る。本開示のこれら及び他の態様で、インダクタ２０２はまた、１つ以上のタップ端子６７０２及び６７０４を含んでもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、１つ以上のタップ端子６７０２及び６７０４は、第１エンド端子６７１４と第２エンド端子６７１６との間に位置付けられ得る。
本開示のいくつかの態様で、インダクタ２０２は、変圧器又はその他の適切な誘導部品で置換されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、変圧器は、本開示で記載されるインダクタ２０２と同じに又は同様に作動し得る。すなわち、図２に示されるインダクタ２０２、又はその他の図のインダクタは、変圧器で置換されてもよく、その場合に、変圧器は、ＳＩＭＯコンバータ１０４のためのインダクタについて本明細書で開示されているように付勢及び消勢フェーズを実行し得る。
本開示のいくつかの態様で、タップスイッチ６７０６は、タップ端子６７０２と関連するコンバータ出力部との間に結合されてよい。本開示のこれら及び他の態様で、タップスイッチ６７０８は、タップ端子６７０４と関連するコンバータ出力部との間に結合されてよい。更に、本開示のいくつかの態様で、タップスイッチ６７１０は、インダクタ２０２と保持キャパシタ６７１２との間に結合されてよい。更に、本開示のいくつかの態様で、保持キャパシタ６７１２は、タップスイッチ６７１０と基準電位との間に結合されてよい。
本開示のいくつかの態様で、１つ以上のタップスイッチ６７０６及び６７０８は、タップ端子６７０２及び６７０４の１つ以上をコンバータ出力部の１つ以上へ選択的に結合し得る。本開示のこれら及び他の態様で、タップスイッチ６７０６又は６７０８は、タップされたスイッチング出力電圧を関連するコンバータ出力部へ供給し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、タップスイッチ６７０６又は６７０８は、タップされたスイッチング出力電圧をスイッチング出力電圧として関連するコンバータ出力部で供給してもよい。
本開示のいくつかの態様で、システム６７００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチ又はタップスイッチ６７０６、６７０８若しくは６７１０を制御するよう構成されたスイッチコントローラ（図示せず。）を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧又はタップされたスイッチング出力電圧をＳＩＭＯコンバータ１０４の異なるコンバータ出力部に選択的に印加するようスイッチを制御し得る。
図６８は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータの作動方法６８００のフローチャートを例示する。方法６８００は、複数のスイッチによって、第１エンド端子、第２エンド端子及び第１エンド端子と第２エンド端子との間の少なくとも１つのタップ端子を含む誘導部品に供給された入力電流に応答してスイッチング出力電圧をコンバータ出力部へ供給すること６８０２と、少なくとも１つのタップ端子によって、誘導部品に供給された入力電圧に応答して、タップされたスイッチング出力電圧を供給するよう、少なくとも１つのコンバータ出力部を少なくとも１つのタップ端子へ選択的に結合すること６８０４と、スイッチング出力電圧を制御するようスイッチを制御すること６８０６と、タップされたスイッチング出力電圧を制御するよう少なくとも１つのタップ端子を制御すること６８０８とを含み得る。
ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部へ電気的に結合されるいくつかの電子デバイスは、時間にわたって異なる電流負荷を含む場合がある。更に、いくつかの電子デバイスは、スイッチング出力電圧の異なる設定を含む可能性がある。更に、いくつかの電子デバイスは、異なるインダクタ（例えば、最適なインダクタ性能）及びエネルギ予備充電設定を含む可能性がある。更に、ＳＩＭＯコンバータは、コンバータ出力部でのスイッチング出力電圧の間の差を最小限にするようコンバータ出力部の間のクロスレギュレーションを実行する場合がある。
本開示のいくつかの態様は、再構成可能なＳＩＭＯコンバータとして構成されたＳＩＭＯコンバータを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータは、複数のスイッチ及びタップ付きエネルギ保持デバイス（例えば、インダクタ又は変圧器を含む誘導部品）を含んでもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、関連する電子デバイスのワークロードに基づきタップ付きエネルギ保持デバイスでエネルギを蓄えてもよい。更に、本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、コンバータ出力部を切り離すことによってコンバータ出力部での電圧のクロスレギュレーションを実行してもよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、アクティブでないコンバータ出力部へ結合されている他のキャパシタに電力を回すことによって、ＳＩＭＯコンバータ内のキャパシタ又はタップ付きエネルギ保持デバイスに蓄えられている電力をリサイクルしてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは誘導部品を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、誘導部品はインダクタ又は変圧器を含んでよい。更に、本開示のいくつかの態様で、誘導部品は、第１エンド端子、第２エンド端子、及び１つ以上のタップ端子を含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、１つ以上のタップ端子は、第１エンド端子と第２エンド端子との間で誘導部品上に位置付けられてよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは１つ以上のタップスイッチを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、タップスイッチの１つ以上は、誘導部品とコンバータ出力部との間に結合されてよい。更に、本開示のいくつかの態様で、タップスイッチの１つ以上は、誘導部品と保持キャパシタ（例えば、フライバックキャパシタ）との間に結合されてもよい。本開示のこれら及び他の態様で、タップスイッチは、誘導部品に供給された入力電圧に応答して、タップされたスイッチング出力電圧を供給し得る。
本開示のいくつかの態様で、１つ以上のタップスイッチは第１タップスイッチ、第２タップスイッチ、及び／又は第３タップスイッチを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、第１タップスイッチは、タップ端子の１つとＳＩＭＯコンバータの関連するコンバータ出力部との間に結合されてよい。更に、本開示のいくつかの態様で、第２タップスイッチは、タップ端子の１つと基準電位との間に結合されてよい。本開示の他の態様で、第２タップスイッチは、タップ端子の１つと保持キャパシタとの間に結合されてよい。本開示のいくつかの態様で、第３タップスイッチは、タップ端子の１つとＳＩＭＯコンバータの他の関連するコンバータ出力部との間に結合されてよい。
本開示のいくつかの態様で、タップスイッチは、タップされたスイッチング出力電圧を保持キャパシタに供給し得る。本開示のこれら及び他の態様で、保持キャパシタは、スイッチング出力電圧を用いてエネルギを蓄え得る。更に、本開示のいくつかの態様で、保持キャパシタは、誘導部品を充電するよう、その後の付勢フェーズの間に、蓄えられたエネルギを供給し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータはスイッチコントローラを含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、スイッチコントローラは、ＳＩＭＯコンバータのスイッチ又はタップスイッチへ結合されてよい。更に、本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、タップされたスイッチング出力電圧を制御するようスイッチ又はタップスイッチを制御してよい。本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧を制御するようスイッチ又はタップスイッチを制御してもよい。
本開示のいくつかの態様で、保持キャパシタは、タップ端子の１つと基準電位との間に結合されてもよい。従って、本開示の１つ以上の態様は、誘導部品でタップ端子を含まないシステムの効率を改善し得る。更に、本開示の１つ以上の態様は、ＳＩＭＯコンバータが、異なるワークロードを含む電子デバイスをサポートするよう単一のＳＩＭＯコンバータで再構成可能であることを可能にし得る。更に、本開示の１つ以上の態様は、ＳＩＭＯコンバータを、誘導部品でタップ端子を含まないＳＩＭＯコンバータに対して、より最適にかつより良いレギュレーションで作動させ得る。
電圧コンバータシステムは、ＳＩＭＯコンバータ１０４及び１つ以上のスイッチドキャパシタレギュレータを含んでよい。１つ以上のスイッチドキャパシタレギュレータと組み合わされたＳＩＭＯコンバータ１０４は、ＳＩＭＯコンバータ１０４又はスイッチドキャパシタレギュレータ自体と比較して、スイッチング出力電圧のためのより広い電圧値範囲を提供し得る。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯバストブーストコンバータは、スイッチング出力電圧をレギュレートするために１つ以上のスイッチドキャパシタレギュレータを利用し、そのようにして、コンバータ出力部へ結合された電子デバイスの電圧ドメイン内でスイッチング出力電圧を供給し得る。
図６９は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータ１０４を含む例示的なシステム６９００のブロック図を示す。システム６９００はまた、１つ以上のスイッチドキャパシタレギュレータ（ＳＣＲ）６９０２ａ～ｄを含んでもよい。
本開示のいくつかの態様で、システム６９００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４及び１つ以上のＬＤＯ（図示せず。）を含んでよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＩＭＯコンバータ１０４は、本開示の他の場所で記載されるＳＩＭＯコンバータ１０４に対応してもよい。ＬＤＯは、本開示の他の場所で記載されるＬＤＯ１０６に対応してもよい。ＳＩＭＯコンバータ１０４は、コンバータ出力ラインの２つ以上でスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを異なる値で供給するよう複数の出力部を含んでよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＣＲ６９０２ａ～ｄは、対応するコンバータ出力ラインのためにレギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａ～ｄを動的にセットし得る。ＳＣＲ６９０２ａ～ｄは、時間にわたる異なるワークロード設定を含む電子デバイスが適切に作動することを可能にするよう、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａ～ｄを動的にセットしてよい。ＳＣＲ６９０２ａ～ｄは、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａ～ｄの電圧値を様々な電圧ドメイン内で動的にセットしてよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＣＲ６９０２ａ～ｄは、ＳＩＭＯコンバータ１０４からスイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを受け得る。ＳＣＲ６９０２ａ～ｄは、スイッチング出力電圧１０８ａ～ｎに基づき、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａ～ｄを生成し得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＣＲ６９０２ａ～ｄは、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａ～ｄを予め定義された範囲（例えば、予め定義された電圧範囲）内にあるようセットしてよい。ＳＣＲ６９０２ａ～ｄの夫々は、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａ～ｄを予め定義された異なる範囲内にあるようセットするように構成されてよい。ＳＣＲ６９０２ａ～ｄは、対応するコンバータ出力ラインのためにレギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａ～ｄを動的にセットし得る。
本開示のいくつかの態様で、システム６９００は、ＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラ（図示せず。）を含んでもよい。スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧１０８ａ～ｎを異なるＳＣＲ６９０２ａ～ｄに選択的に印加するようＳＩＭＯコンバータ１０４内のスイッチを制御してよい。
シリコン制御レギュレータ（ＳＣＲ）６９０２ａのみのコンポーネントが、例示を簡単にするために、図６９では示されている。更に、ＳＣＲ６９０２ａのみの動作が、議論を簡単にするために、本開示では説明されている。ＳＣＲ６９０２ｂ～ｄは、ＳＣＲ６９０２ａのものと類似した又は同じコンポーネントを含んでもよく、ＳＣＲ６９０２ａのものと類似した又は動作を実行してもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＣＲ６９０２ａは、レギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃ及び１つ以上のレギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを含んでよい。ＳＣＲ６９０２ａは、レギュレータ入力ノード６９０１及びレギュレータ出力ノード６９０３を含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、レギュレータ入力ノード６９０１は、インダクタ２０２へ電気的に結合されてよい。レギュレータ入力ノード６９０１及びレギュレータ出力ノード６９０３は、対応するコンバータ出力ラインの部分を形成し得る。
本開示のいくつかの態様で、レギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎは、１つ以上のレギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃを対応するコンバータ出力ライン、基準電位、又はそれらの何らかの組み合わせへ選択的に接続してよい。
本開示のこれら及び他の態様で、レギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎは、レギュレータ入力ノード６９０１とレギュレータ出力ノード６９０３との間で並列又は直列にレギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃを選択的に接続し得る。レギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎは、レギュレータ入力ノード６９０１、レギュレータ出力ノード６９０３、又はそれらの何らかの組み合わせと基準電位との間にレギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃを選択的に接続してもよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、レギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御するよう構成されてよい。スイッチコントローラは、異なる段階でＳＣＲ６９０２ａを作動させるようレギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御してよい。ＳＣＲ６９０２ａの異なる段階は、レギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃでエネルギを蓄える段階、レギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃに蓄えられている電力をコンバータ出力ラインへ供給する段階、レギュレータキャパシタを基準電位に放電する段階、又はそれらの何らかの組み合わせを含んでよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、レギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御し、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａを予め定義された範囲内で選択的に供給し得る。本開示の他の態様では、スイッチコントローラは、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａを設定可能な範囲内で（例えば、設定可能な電圧値で）供給するようレギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御してもよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、レギュレータ入力ノード６９０１とレギュレータ出力ノード６９０３との間で並列に２つ以上のレギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃを接続するようレギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御してよい。スイッチコントローラは、レギュレータ入力ノード６９０１とレギュレータ出力ノード６９０３との間で直列に２つ以上のレギュレータキャパシタ６９０４ａ～ｃを接続するようレギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御してもよい。
本開示のいくつかの態様で、スイッチコントローラは、単一の共通レールを用いて、時間にわたる異なるワークロード設定を含む対応する電子デバイスが適切に作動することを可能にするよう、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａを異なる電圧ドメイン内で供給するようにレギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御してもよい。例えば、対応する電子デバイスは、異なる電圧ドメイン内で作動するよう構成されるＢｌｕｅｔｏｏｔｈラジオ及びＷＬＡＮラジオを含んでよい。スイッチコントローラは、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈラジオ又はＷＬＡＮラジオが動作すべきかどうかに基づき、レギュレータ特有の目標出力電圧６９０８ａを異なる電圧ドメイン内で供給するようレギュレータスイッチ６９０６ａ～ｎを制御してよい。
図７０は、本開示で記載される少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯコンバータの作動方法７０００のフローチャートを例示する。方法７０００は、複数のスイッチによって、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧をコンバータ出力ラインへ供給すること７００２と、スイッチング出力電圧を制御するようスイッチを制御すること７００４と、少なくとも１つのＳＣＲによって、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を各々のコンバータ出力ラインのために動的にセットすること７００６とを含み得る。
いくつかの電子デバイスは、異なる電圧設定、電流設定、経時的ワークロード設定、又はそれらの何らかの組み合わせを含み得る。例えば、いくつかの電子デバイスは、複数のラジオを含むマルチリンクデバイスとして作動するよう構成されてよい（例えば、単一の共通回路内での異なるラジオの統合を含むか又は協働し得る。）。更に、いくつかの電子デバイスは、異なる動作点又は異なるモードで（例えば、異なる電圧ドメインを用いて）作動してもよい。例えば、単一の共通電子デバイスは、２つの異なる電圧ドメイン内で（例えば、ＶＤＤの異なる値を用いて）作動するコンポーネントを含んでよい。更に、異なる電子デバイスは、広範囲の電圧ドメイン内で作動してもよい。
いくつかのスイッチドインダクタレギュレータは、電圧ドメイン間の差が大きくなるにつれて非効率的に作動する場合がある。いくつかのＳＣＲは、電圧ドメインの特定の比率内でしか作動しない場合がある。これらのＳＣＲは、特定の比率によってのみ電圧を異なる電圧に変換するよう構成され得る。これらのＳＣＲは、広範囲の電圧ドメイン内で電圧供給することはできない場合がある。
本開示の１つ以上の態様は、１つ以上のＳＣＲと組み合わされた設定可能なＳＩＭＯコンバータ（本開示では複合コンバータと呼ばれる。）を含んでよい。複合コンバータは、ＳＩＭＯコンバータのみ又はＳＣＲのみに対して、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧の電圧ドメイン（例えば、電圧値）の範囲を広げ得る。更に、複合コンバータは、ＳＩＭＯコンバータの効率を低下させずに、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧の電圧ドメインの範囲を広げ得る。複合コンバータは、ＳＩＭＯコンバータのコンバータ出力部へ電気的に結合されたレギュレータスイッチ及びレギュレータキャパシタの設定可能なネットワークを含んでよい。レギュレータスイッチ及びレギュレータキャパシタの設定可能なネットワークは、複合コンバータによって供給される電圧ドメインの範囲を広げるよう構成され得る。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、第１電圧値で入力電圧を受け得る。ＳＩＭＯコンバータは、入力電圧に基づき第２電圧値でスイッチング出力電圧を供給し得る。更に、本開示のいくつかの態様で、スイッチング出力電圧の第２電圧値は、入力電圧の第１電圧値とは異なってもよい。本開示のいくつかの態様で、第２電圧値は、第１電圧値よりも大きくても又は小さくてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは複数のコンバータ出力ラインを含んでもよい。ＳＩＭＯコンバータは、スイッチング出力電圧を１つ以上のコンバータ出力ラインへ供給してよい。ＳＩＭＯコンバータは、スイッチング出力電圧の第２電圧値を、対応する電子デバイスの設定に基づき２つ以上のコンバータ出力ラインで異なるようにセットしてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータはスイッチコントローラを含んでもよい。スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧を制御するようＳＩＭＯコンバータ内のスイッチを制御してよい。例えば、スイッチコントローラは、スイッチング出力電圧の第２電圧値をセットするようスイッチを制御してよい。
ＳＣＲは、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を対応するコンバータ出力ラインのために動的にセットしてよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＣＲは、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧をスイッチング出力電圧に基づき第３電圧値で供給してよい。更に、レギュレータ特有の目標出力電圧の第３電圧値は、スイッチング出力電圧の第２電圧値とは異なってもよい。第３電圧値は、第２電圧値よりも大きくても又は小さくてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＣＲの夫々は、ＳＩＭＯコンバータの異なるコンバータ出力ラインへ電気的に結合されてよい。ＳＣＲは、レギュレータ特有の目標出力電圧を対応するコンバータ出力ラインへ供給してよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＣＲは、レギュレータ特有の目標出力電圧の第３電圧値をスイッチング出力電圧の第２電圧値とは異なるようにセットしてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＣＲの夫々は、レギュレータ入力ノード及びレギュレータ出力ノードを対応するコンバータ出力ラインの部分として含んでもよい。ＳＣＲの１つ以上は複数のレギュレータキャパシタを含んでもよい。本開示のこれら及び他の態様で、ＳＣＲの１つ以上は複数のレギュレータスイッチを含んでもよい。更に、レギュレータスイッチは、レギュレータキャパシタを対応するレギュレータ入力ノード、対応するレギュレータ出力ノード、又は基準電位へ選択的に接続してよい。
本開示のいくつかの態様で、レギュレータスイッチは、対応するレギュレータ入力ノードと対応するレギュレータ出力ノードとの間で並列にレギュレータキャパシタの２つ以上を選択的に接続してもよい。レギュレータスイッチは、対応するレギュレータ入力ノードと対応するレギュレータ出力ノードとの間で直列にレギュレータキャパシタの２つ以上を選択的に接続してもよい。
本開示のいくつかの態様で、複合コンバータは１つ以上の線形レギュレータを含んでもよく、それにより、ＳＩＭＯコンバータ１０４の全部の又は全部よりも少ない出力レールの電圧は線形レギュレータによってレギュレートされる。複数のタイプの線形レギュレータが本明細書では開示されており、１つ以上の線形レギュレータは、開示されている線形レギュレータのいずれか、又は線形レギュレータの任意の組み合わせを含んでよい。全部よりも少ない出力レールの電圧が１つ以上の線形レギュレータによってレギュレートされる場合に、線形レギュレータによらないこれらの出力レールは、非線形レギュレータによってレギュレートされても、あるいは、さもなければレギュレータを有さなくてもよい。複合コンバータは、１つ以上のコンバータ出力ラインへ電気的に結合された１つ以上のＳＣＲを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、線形レギュレータは、ＳＣＲとは異なるコンバータ出力ラインへ電気的に結合されてよい。本開示の他の態様では、線形レギュレータは、１つ以上のＳＣＲとして共通のコンバータ出力ラインへ電気的に結合されてもよい。
本開示のいくつかの態様で、線形レギュレータは、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするよう構成されてよい。線形レギュレータは、ＳＣＲの代わりに、又はそれと組み合わせて作動してもよい。本開示の他の態様では、線形レギュレータは、スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットしてもよい。
本開示のいくつかの態様で、複合コンバータは１つ以上のプッシュプルレギュレータを含んでもよい。複合コンバータは、１つ以上のコンバータ出力ラインへ電気的に結合された１つ以上のＳＣＲを含んでもよい。プッシュプルレギュレータは、ＳＣＲとは異なるコンバータ出力ラインへ電気的に結合されてよい。
本開示のいくつかの態様で、プッシュプルレギュレータは、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするよう構成されてよい。プッシュプルレギュレータは、ＳＣＲの代わりに、又はそれと組み合わせて作動してもよい。本開示の他の態様では、プッシュプルレギュレータは、スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットしてもよい。
本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータの１つ以上のスイッチはトランジスタを含んでもよい。レギュレータスイッチの１つ以上はトランジスタを含んでもよい。
本開示の１つ以上の態様は、ＳＩＭＯコンバータのみ又はＳＣＲのみに対して、複合コンバータによって給電され得る電子デバイスの電圧ドメインの電圧範囲（例えば、電圧生成におけるシステム柔軟性）を増大させ得る。本開示のこれら及び他の態様は、ＳＩＭＯコンバータのみ又はＳＣＲのみではなく複合コンバータを用いて、より多くのタイプの電子デバイスが効率的に作動することを可能にし得る。更に、本開示の１つ以上の態様は、ＳＩＭＯコンバータのみに対して、電子デバイスの時間にわたるワークロードに対する効率の設定を改善し得る。
本開示の１つ以上の態様は、電子デバイスの時間にわたるワークロード設定に基づき、レギュレータ特有の目標出力電圧を動的に変化させ得る。本開示のこれら及び他の態様は、異なる電圧ドメイン内で作動するコンポーネントを含む電子デバイスが適切に及び／又は効率的に作動することを可能にするよう、レギュレータ特有の目標出力電圧を動的に変化させ得る。更に、本開示の１つ以上の態様は、ＳＩＭＯコンバータのみ又はＳＣＲのみに対して電圧リップル及び／又は負荷レギュレーションを最適化し得る。
本開示の態様に従って、ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、出力レール間のガルバニック接続を開く又は閉じるためにスイッチマトリクスを利用してもよい。このようにして、スイッチマトリクスは、例えば、第１出力レールの入力部分を第２出力レールの出力部分へ接続し得る。例えば、第１コンバータ出力部がＢＬＥデバイスへ接続され、第２コンバータ出力部がＷｉ－Ｆｉモジュールへ接続される場合に、スイッチコントローラは、両方のデバイスが類似したドメイン電圧を有しているので、コンバータ出力部を交換可能に使用してもよい。更に述べると、ＳＩＭＯコンバータがＢＬＥデバイス用の出力レールとＷｉ－Ｆｉモジュール用の出力レールとの間を（例えば、スイッチ２０４ａ～ｎを用いて）切り替える場合に、スイッチコントローラは、第１出力部を非アクティブにして第２出力部をアクティブにすることに代えて、（ＢＬＥデバイス用の）第１コンバータ出力部をアクティブなままにし、スイッチマトリクスに第１コンバータ出力部をＷｉ－Ｆｉモジュールへ接続させてもよい。
図７１は、本開示の態様に係る例示的なＳＩＭＯ回路７１００のブロック図を示す。ＳＩＭＯ回路は、本開示で上述されたＳＩＭＯコンバータ１０４を含んでよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯコンバータは、１つ以上の出力レールと電子的に結合されている１つ以上のキャパシタ７１０７ａ～ｎを含んでよい。本開示のいくつかの態様で、ＳＩＭＯ回路７１００はスイッチマトリクス７１０２を含んでもよい。スイッチマトリクス７１０２は１つ以上の設定可能なスイッチ７１０４ａ～ｎを含んでよい。ＳＩＭＯ回路７１００は、スイッチ７１０４ａ～ｎ及び２０４ａ～ｎを制御するよう１つ以上のスイッチコントローラ（図示せず。）を更に含んでもよい。
１つ以上のスイッチ７１０４ａは、開状態（非導通状態）と閉状態（導通状態）との間を遷移し得る。設定可能なスイッチ７１０４ａ～ｎは、各コンバータ出力レール７１１２～７１１８を他のコンバータ出力レールの１つ以上へ接続し得る。負荷需要が出力電圧１０８ａ～ｎの少なくとも１つについて変化する場合に、スイッチマトリクス７１０２は、新しい負荷需要に適応するように１つ以上のスイッチ７１０４ａ～ｎを開く又は閉じるよう制御し得る。出力電圧の負荷需要が増大する場合に、１つ以上のスイッチ７１０４ａ～ｎは、１つ以上の他のレールから電流を引き込むよう閉じてよい。出力電圧の負荷需要が減少する場合に、１つ以上のスイッチ７１０４ａ～ｎは、１つ以上の他のレールから引き込まれる電流が少なくなるよう開いてよい。
例えば、コンバータ出力レール７１１８は出力電圧１０８と関連付けられてよい。レール７１１８に関連した出力電圧の負荷需要の増大に応答して、スイッチマトリクス７１０２は、レール７１１８に関連した出力電圧のためにより多くの電流を引き込むように、１つ以上のスイッチをレール７１１８に接続するよう制御してよい。図７１に示されるように、レール７１１６に関連したスイッチ２０４は閉じられる。しかし、スイッチ７１０４ａ～ｎは、レール７１１６が出力電圧を供給しないように構成され得る。従って、レール７１１８に関連した出力電圧の負荷需要の増大は、レール７１１６を通じてインダクタ２０２の出力端子から引き込まれる。
代替的に、レール７１１８に関連した出力電圧の負荷需要の増大に応答して、スイッチマトリクス７１０２は、レール７１１８に関連した電圧出力のためにより多くの電流を引き込むように、１つ以上のスイッチ７１０４ａ～ｎをレール７１１８に接続するよう制御してよい。図７１に示されるように、レール７１１２及び７１１４に関連したスイッチ２０４は開いている。従って、レール７１１８に関連した出力電圧の負荷需要の増大は、レール７１１２及び７１１４に関連したキャパシタ７１０７ａ～ｎから引き込まれる。キャパシタ７１０７ａ～ｎは、関連するスイッチ２０４ａ～ｎが閉じられた場合に充電されていてよい。
図７２は、本開示の少なくとも１つの態様に従って、ＳＩＭＯ回路を作動させる例示的な方法７２００のフローチャートを示す。方法７２００は、複数のスイッチを介して、インダクタに供給された入力電流に応答して、複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインへスイッチング出力電圧を供給すること７２０２を含み得る。方法は、スイッチング出力電圧を制御するよう複数のスイッチを制御すること７２０４を更に含み得る。方法は、少なくとも１つのスイッチドキャパシタを動的にレギュレートすることによって、複数のコンバータ出力ラインの各々のコンバータ出力ラインのための各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧をセットすること７２０６を更に含み得る。方法は、コンバータ出力ラインを選択的に互いに結合するようスイッチマトリクスの複数の出力ラインスイッチを制御すること７２０８を更に含み得る。
ＳＩＭＯコンバータ出力部へ結合されている電子デバイスは、時間変化する負荷需要要件を有する場合がある。本開示のいくつかの態様に従って、１つ以上のスイッチを含むスイッチマトリクスが、ＳＩＭＯコンバータ出力レールの間に埋め込まれてよい。１つ以上のスイッチは、アクティブなレールの負荷需要が動的に変化する場合に、非アクティブなレールからのより高い電流の供給を可能にするよう再構成されてよい。本開示のいくつかの態様は、負荷需要が時間変化する場合のＳＩＭＯ回路の性能及び効率を向上させることができる。コンバータ出力部のレギュレートされた出力は、別のレギュレートされたコンバータ出力にノイズを導入する可能性がある。アナログ及び無線（ＲＦ）信号は、クロスレギュレーションノイズに特に敏感である。上述されたようにスイッチマトリクスを備えたＳＩＭＯ回路を作動させることは、１つのレギュレートされた出力電圧と他の出力レールとの間の過渡現象によるクロスレギュレーションノイズ／リップルを低減又は除去することができる。更に、スイッチマトリクスを含むＳＩＭＯ回路実装は、出力電圧が負荷ライン（loadline）を下回ることを確かにするよう出力電圧をレギュレートし得る。アクティブなレールが電流サージを受けているときに１つ以上のＳＩＭＯ回路レールが非アクティブである場合に、スイッチマトリクスは、アクティブなレールの電流サージを別の負荷へ再割り当てしてもよい。
スイッチコントローラは、負荷需要の変化を予測するために機械学習計算モデルを利用することによってＳＩＭＯコンバータの効率を高め得る機械学習回路を含んでもよい。例えば、ディープニューラルネットワーク（ＤＮＮ）などの深層学習アーキテクチャは、負荷需要の動的な変化を予想し得る。ニューラルネットワーク、畳み込みニューラルネットワーク、オートエンコーダネットワーク、変分オートエンコーダネットワーク、スパースオートエンコーダネットワーク、回帰ニューラルネットワーク、逆畳み込みネットワーク、敵対的生成ネットワーク、フォワードシンキング（forward-thinking）ニューラルネットワーク、サムプロダクト（sum-product）ニューラルネットワーク、又はそれらの任意の組み合わせを含むがこれらに限られない多くの機械学習モデルが、スイッチマトリクスのための負荷需要変化を予想し得る。
機械学習アルゴリズムは、ＳＩＭＯコンバータへ結合されている電気デバイスに関連した負荷需要変化を決定するよう訓練されてよい。このようにして、スイッチは、性能を損なわずに負荷の変化に適応するようにシームレスに再構成可能である。更に、機械学習アルゴリズムは、機械学習モデルを用いて引き続き負荷需要変化の入力に基づき学習し、将来の負荷需要変化をより正確に予測することができる。
本開示のいくつかの態様に従って、入力電圧はＳＩＭＯコンバータのインダクタに供給される。結果として、１つ以上のスイッチは、ＳＩＭＯコンバータのインダクタからコンバータ出力ラインでスイッチング出力電圧を供給する。スイッチコントローラは、スイッチマトリクスの１つ以上のスイッチを制御するようスイッチング出力電圧を調整してよい。本開示の他の態様では、スイッチマトリクスは、２つ以上のコンバータ出力ラインを接続するようにスイッチを開閉するよう構成されてもよい。
本開示のいくつかの態様に従って、スイッチマトリクスコントローラは、負荷需要の変化に応答してコンバータ出力ラインの出力電圧を動的にレギュレートするように１つ以上のスイッチを制御するよう構成される。
本開示のいくつかの態様に従って、スイッチマトリクスは、出力ラインの負荷の予測された変化に基づき負荷需要の変化に適応するよう１つ以上の出力ラインスイッチを動的に開閉する。
本開示のいくつかの態様に従って、単一インダクタ多重出力コンバータは、複数のコンバータ出力ラインの各々のコンバータ出力ラインのための各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするよう１つ以上のスイッチドキャパシタレギュレータを含む。
本開示のいくつかの態様に従って、スイッチドキャパシタレギュレータの１つ以上は、１つ以上のレギュレータキャパシタと、各々のコンバータ出力ライン上のレギュレータ入力部と各々のコンバータ出力ライン上のレギュレータ出力ノードとの間に並列にキャパシタを接続するためのレギュレータスイッチとを含む。
本開示のいくつかの態様に従って、スイッチマトリクスは複数のレギュレータスイッチを含む。他の態様では、スイッチマトリクスコントローラは、複数のレギュレータスイッチを制御するよう構成される。
本開示のいくつかの態様に従って、線形レギュレータは、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を複数のコンバータ出力ラインの各々の更なるコンバータ出力ラインに動的にセットする。
本開示のいくつかの態様に従って、ＳＩＭＯ回路は、レギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするよう１つ以上のプッシュプルレギュレータを含む。レギュレータ特有の目標出力電圧は、ＳＩＭＯの各々のコンバータ出力ラインへ供給される。
本開示のいくつかの態様に従って、レギュレータは、各々に関連したレギュレータ特有の目標出力電圧を複数のコンバータ出力ラインの各々のコンバータ出力ラインへ動的にセットするよう構成される。
本開示のいくつかの態様に従って、複数のスイッチ及びスイッチコントローラは共通チップ上にモノリシックに集積され、インダクタは共通チップとは別に実装される。これら及び他の態様で、１つ以上のスイッチは、インダクタの第１端子と入力電圧との間に結合された第１スイッチと、インダクタの第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチとを含む。これら及び他の態様で、１つ以上のスイッチは、インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチを含む。
本開示のいくつかの態様に従って、複数のスイッチは、インダクタの第２端子とスイッチング出力電圧との間に結合された第４スイッチを含む。
本開示のいくつかの態様に従って、１つ以上のスイッチは、インダクタの第２端子と入力電圧との間に結合された第５スイッチを含む。
スイッチドモードＤＣ－ＤＣ電力コンバータは、第１電圧のＤＣ入力電流から第２電圧のＤＣ出力電流に変換する電子回路である。スイッチドモードＤＣ－ＤＣコンバータは、入力エネルギを一時的に蓄え、次いでそのエネルギを異なる電圧で出力にリリースすることによって、作動する。エネルギは、１つ以上のインダクタの磁界で蓄積され、次いで異なる電圧で出力にリリースされ得る。スイッチドモードＤＣ－ＤＣコンバータは、少なくともブーストコンバータ（ステップアップ）、バックコンバータ（ステップダウン）、又はバックブーストコンバータ（ステップアップ又はステップダウン）として構成されてよい。
構成がどうであれ、本明細書で開示されているスイッチドモードコンバータは、少なくとも１つのインダクタと、電圧源へ接続されている１つ以上の半導体スイッチとを含む。１つ以上の半導体スイッチは、所望の周波数で１つ以上のスイッチへスイッチング信号を出力するよう（例えば、トランジスタをアクティブモード／飽和モードに出入りさせるようトランジスタのベース／ベートにスイッチング信号を出力するよう）プログラムされ得る制御回路によって、操作され得る。
スイッチドモードＤＣ－ＤＣ電力コンバータはバックコンバータとして構成されてもよい。バックコンバータは、入力電圧（Ｖｉｎ）を、入力電圧（Ｖｉｎ）よりも低い１つ以上の所望の出力電圧（Ｖｏｕｔ１、Ｖｏｕｔ２、など）に下げるよう構成されてよい。
バックコンバータは、入力電圧を出力電圧に下げるためのメインスイッチングデバイスとしてトランジスタ（例えば、ＦＥＴ、ＭＯＳＦＥＴ）を含んでよい。図７３は、本開示の態様に係るバックコンバータを表す。バックコンバータはトランジスタを含み、トランジスタは、そのベース／ゲートでの制御回路７３０６の出力に基づきスイッチ７３０４として動作する。このバックコンバータはインダクタ７３１０を含み、インダクタ７３１０は、スイッチ７３０４を通じて電圧入力に接続される。バックコンバータは、ダイオード７３０８、キャパシタ７３１２、及び負荷７３１４を更に含み得る。入力電圧Ｖｉｎがコンバータの入力段７３０２に印加される。バックコンバータは、スイッチングトランジスタ７３０４が“オン”又は“オフ”されるかどうかに応じて、２つの動作モードに従って動作し得る。
第１動作モードで、スイッチングトランジスタ７３０４は“オン”にバイアスをかけられ（例えば、スイッチは閉じられる。）、ダイオード７３０８は逆バイアス状態になり、入力電圧Ｖｉｎは電流をインダクタ７３１０を通って負荷７３１４へ流す。この電流はまた、キャパシタ７３１２を充電する。インダクタ７３１０は、電流の変化に対抗し、その受け取られたエネルギの一部を磁界において蓄える。
トランジスタ７３０４が“オフ”される場合（例えば、スイッチは開く）、入力電圧はインダクタ７３１０から切り離される。このような電圧の低下により、インダクタの磁界は破壊され、インダクタ７３１０の両端に逆電圧が誘導される。この逆電圧により、ダイオード７３０８は順方向バイアス状態になり、電流が負荷７３１４へ流れる。キャパシタ７３１２も、その蓄えられていた電界を放電し、それによって電流を負荷へ供給する。
別の言い方をすれば、スイッチ７３０４が閉じられる場合に、電流は入力電圧７３０２の結果として流れ、スイッチ７３０４が開く場合に、電流はインダクタの磁界の放電により流れる。バックコンバータの平均出力電圧（Ｖｏｕｔ）は、デューティサイクルの関数であり、これは、トランジスタスイッチが１つの完全なスイッチング周期中に“オン”にセットされる存続期間として理解され得る。平均出力電圧は：
Figure 2023538172000007
 として理解され得る。
バックコンバータのデューティサイクルは：
Figure 2023538172000008
 と見なされ得る。
その場合に、出力電圧は：
Figure 2023538172000009
 として計算され得る。
スイッチングトランジスタが任意の存続期間にオフされるとすると、出力電圧は常に入力電圧よりも小さい。
ＤＣ－ＤＣスイッチドモード電力コンバータもブーストコンバータと見なされ、それによって、入力電圧よりも高い電圧を出力するよう構成され得る。図７４は、本開示の他の態様に係るブーストコンバータ構成を表す。ブーストコンバータでは、トランジスタスイッチ７３０４が“オン”である場合に、入力電圧Ｖｉｎにより、電流がインダクタ７３１０及びトランジスタスイッチ７３０４を通って、供給部に戻る。インダクタを流れる電流は、インダクタに磁界を形成させ、インダクタにはエネルギが蓄えられる。
トランジスタ７３０４が“オフ”である場合に、電流はトランジスタ７３０４を流れることができないので、インダクタ７３１０へ直列に接続されているダイオード７３０８を流れることになる。少なくとも、より長い経路及び増大した抵抗に起因して、インダクタ７３１０を流れる電流は少なくなり、その結果、インダクタの磁界も弱まる。磁界が弱まると、インダクタは逆電圧を発生させ、これが入力電圧に加えられる。この合計電圧がキャパシタ７３１２に印加され、キャパシタ７３１２は、入力電圧と放電されたインダクタ電圧との結合電圧で電界においてエネルギを蓄え得る。
ブーストコンバータの出力は：
Figure 2023538172000010
 として計算され得る。
ＤＣ－ＤＣコンバータは、バックブーストコンバータとして構成されてもよく、これは、入力電圧よりも大きい又は小さい電圧を出力するよう構成され得る。図７５は、本開示の態様に係るバックブーストコンバータを表す。バックブーストコンバータでは、トランジスタスイッチ７３０４が“オン”である（例えば、閉じられる）場合に、入力電圧Ｖｉｎ７３０２により、電流がトランジスタスイッチ及びインダクタ７３１０を通って流れる。この構成では、ダイオード７３０８は逆バイアスをかけられており、それによって、電流はダイオードを通って流れないようになっている。入力電圧がインダクタに印加されると、インダクタには磁界が形成され、インダクタには電気エネルギのいくらかが蓄えられる。
トランジスタスイッチ７３０４が“オフ”である（例えば、開いている）場合に、インダクタの磁界は消散し始め、インダクタに蓄えられているエネルギは負荷へ移される。これが起こると、インダクタの両端の電圧は逆転し、これにより、インダクタの出力電圧が入力電圧に加えられ、その結果、入力電圧よりも大きい電圧が得られる。更に、この結合電圧はキャパシタ７３１２に印加される。放電中のインダクタの逆電圧は正電圧をキャパシタ７３１２のアノードに印加するので、放電電圧がキャパシタ内の蓄積エネルギの任意の電圧に加えられ得る。デューティサイクルの長さに応じて、キャパシタの電圧を入力電圧よりもずっと高いレベルに順次に高めることが可能であり得る。
デューティサイクルに応じて、インダクタの反転された出力電圧の大きさは、入力電圧の大きさよりも大きくも、小さくも、又は等しくもなり得る。
バックブーストコンバータの電圧出力は：
Figure 2023538172000011
 として計算され得る。
いくつかの実施で、出力電圧をレギュレートするために使用され得る低ドロップアウトレギュレータ（ＬＤＯ）を利用することが望ましい場合がある。例えば、バックコンバータ、ブーストコンバータ、又はバックブーストコンバータなどでのように、出力電圧をレギュレートするためにトランジスタのスイッチングに依存するのではなく、ＬＤＯはスイッチングに依存しないので、スイッチングノイズがない。しかし、ＬＤＯは、それらが熱として電力を消散することによって電圧をレギュレートするということで、一般的にスイッチングレギュレータよりも効率が悪い。
図７６は、本開示の態様に係るＬＤＯを表す。この図で、入力電圧Ｖｉｎ７６０２はトランジスタ７６０４へ結合されている。トランジスタはオープンコレクタ／オープンドレイントポロジで構成されてよく、電流は出力電圧でトランジスタを出る。トランジスタは増幅器７６０６によって制御されてよい（例えば、飽和にされたり飽和から出されたりする）。増幅器７６０６は、所定の基準電圧値にある基準電圧７６０８へ接続されている。増幅器７６０６の他方の入力部は、トランジスタ７６０４の出力に依存する電圧である。典型的な構成では、トランジスタ出力は、スタックされた第１抵抗７６１０及び第２抵抗７６１２を有するブランチを部分的に通る。これは、例えば：
Figure 2023538172000012
 に従って、基準電圧により相応に選択されてよい。
Ｒ１とＲ２との間の電圧が基準電圧７６０８よりも小さい場合には、増幅器は出力電圧を増大させるようトランジスタを制御する。Ｒ１とＲ２との間の電圧が基準電圧７６０８よりも大きい場合には、増幅器は出力電圧を低減させるようトランジスタを制御する。このようにして、出力電圧Ｖｏｕｔは厳重に制御され得る。ＬＤＯは、線形レギュレータの一種であり、ステップダウンコンバータとして機能する。これは、出力電圧が入力電圧以下になることを意味する。
本明細書で記載されるコンバータ及びレギュレータは、単独であろうと又は組み合わされても、様々なアプリケーションで実装され得る。コンピュータ、集積回路、及び無線通信技術におけるアプリケーションを含むがこれらに限られない多くのアプリケーションで、様々な異なる電圧を必要とする様々なコンポーネントが存在する可能性がある。少なくともサイズ及びコストの懸案事項について、別個のコンポーネント特有の供給電圧（例えば、別個の変圧器又は別個のＡＣ－ＤＣ変換された電圧）を各コンポーネントに供給することは、非実用的であり及び／又は望ましくない場合がある。いくつかの従来アプローチは、必要な様々な電圧を達成及び供給するために多数のＤＣ－ＤＣコンバータを利用してきたが、これはしばしば、コスト及び効率に関して次善であることが分かっている。
複数のスイッチドモードＤＣ－ＤＣコンバータを有することは、一般的に、コンバータごとに別個のインダクタを必要とする。インダクタはコイル状の導体から成る物理部品であるから、インダクタは大きく、他の電子部品と比較して相当なシリコン空間を必要とする可能性がある。更に、複数の別個のスイッチドモードＤＣ－ＤＣコンバータの実装、そして、複数のインダクタを含めることは、コストを増やす。
線形レギュレータはインダクタを必要としないので、スイッチドモードコンバータに共通するコスト高及びシリコンスペースに関連した特定の欠点を伴わない可能性がある。しかし、線形レギュレータは、熱として余分の電力を消散するので、スイッチドモードレギュレータと比較して効率が悪くなる。
単一インダクタ多重出力（ＳＩＭＯ）レギュレータは、ただ１つのインダクタしか用いずに単一の入力電圧を１つ以上の異なる出力電圧に効率的に変換することによって、これらの問題の多くを解決する。いくつかの実例となるＳＩＭＯアーキテクチャ及びそれらの動作は、図７７～８０を参照して以下で説明される。これらのＳＩＭＯアーキテクチャは、具体的なアプリケーションの要件に応じて、上述されたＳＩＭＯコンバータ１０４を実装するために使用されてよい。
図７７は、本開示の一態様に係る、バックコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。この構成で、ＳＩＭＯコンバータは、電圧入力（Ｖｉｎ）スイッチＳＨＳ７７０２、複数の出力スイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４、インダクタ７７０６、及び放電スイッチＳＬＳ７７０８を含む。上述されたＤＣ－ＤＣバックコンバータと同じく、インダクタは付勢及び消勢フェーズの急速な連続を経る。付勢フェーズ中、電圧入力スイッチＳＨＳ７７０２と、出力スイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４の１つ以上とは、閉じる。よって、入力電圧は、電流を、インダクタ７７０６を通って、１つ以上の閉じられたスイッチ７７０４を横切って、対応する電圧出力Ｖ０１～Ｖ０４に流す。インダクタは、このエネルギの一部を磁界において蓄える。消勢フェーズでは、電圧入力スイッチＳＨＳは開かれ、それによって、Ｖｉｎへの接続は切れ、インダクタ７７０６に印加される電圧は低下する。これによりインダクタの磁界が崩壊し、その結果、電圧が発生して、１つ以上の開いているスイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４に電流が流れる。磁界が減衰すると、電圧が減少する。１つ以上のスイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４は、減衰サイクルの瞬間電圧に対応する所望の電圧で電流を受け取るために、減衰サイクル中に選択的に閉じられ得る。出力スイッチＳ０１～Ｓ０４のいずれかが閉じて、対応する出力が減衰サイクルの１つ以上の部分から電流を受け取ることが望ましくない場合は、スイッチＳ０１～Ｓ０４の一部又は全てが開いたままの状態で、スイッチＳＬＳが閉じられ得る。その結果、蓄積された電荷が接地に排出される。このようにして、ＳＩＭＯアーキテクチャはバックコンバータとして機能し、電圧を供給電圧から１つ以上のより低い出力電圧に下げる。
図７８は、本開示の一態様に係る、ブーストコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。ＳＩＭＯブーストコンバータは、電圧入力Ｖｉｎと１つ以上のスイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４との間に接続されているインダクタ７７０６を含む。電圧入力と反対のインダクタ端子は、付勢スイッチ（ＳＥＮＧ）Ｓ７８０２へ接続されている。上記のＤＣ－ＤＣブーストコンバータと同様に、付勢フェーズで、付勢スイッチＳＥＮＧは閉じられ、これにより、短い導電経路及び／又は低い抵抗により、大量の電流がインダクタに転送される。インダクタは、このエネルギの一部をその磁界において蓄える。消勢フェーズで、付勢スイッチＳＥＮＧ７８０２は開かれ、出力スイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４のうちの１つ以上は閉じられる。より長い導電経路及び／又は増大した抵抗は、インダクタの磁界の部分的な崩壊を生じさせ、磁界の減衰は電圧を発生させ、電圧は入力電圧Ｖｉｎに加えられる。それによって、入力電圧よりも大きい出力電圧が得られる。消勢フェーズ中、出力スイッチＳ０１～Ｓ０４は、結果として得られた電圧を１つ以上の対応する所望の出力部に印加するよう閉じられ得る。
図７９は、本開示の一態様に係る、バックブーストコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。ＳＩＭＯバックブーストコンバータは、電圧入力Ｖｉｎと１つ以上のスイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４との間に又はそれらへ接続されているインダクタ７７０６を含む。入力電圧（ハイサイド）スイッチＳＨＳ７７０２は、電圧入力Ｖｉｎとインダクタ７７０６との間に直列に配置されている。ローサイドスイッチ７７０８は、インダクタ７７０６を消勢するためのグループへの接続を可能にし、また、付勢スイッチ７８０２は、電圧入力スイッチＳＨＳと組み合わせて、スイッチＳ０１～Ｓ０４ ７７０４が閉じられる場合にインダクタの付勢フェーズを可能にする。バックコンバータ構成及びブーストコンバータ構成に従って上述されたスイッチＳＨＳ７７０２、ＳＬＳ７７０８、ＳＥＮＧ７８０２、及びＳ０１～Ｓ０４ ７７０４を利用することによって、ＳＩＭＯコンバータは、必要に応じて、入力電圧よりも大きい、小さい、又はそれと等しい電圧を１つ以上の出力レールに同時に出力することができる。
図８０は、本開示の一態様に係る、Ｈ－ブリッジを備えたバックブーストコンバータとして構成されたＳＩＭＯアーキテクチャを示す。このＳＩＭＯコンバータは、追加のスイッチＳＣＨＧ８００２とともに、上記の図７９で記載されたバックブーストコンバータの要素を含む。スイッチＳＣＨＧ８００２は、ＳＣＨＧ８００２がＶｉｎをインダクタへ接続し、ＳＬＳがインダクタの反対の端部を接地へ接続する交互の付勢フェーズを可能にする。このようにして、インダクタの極性は、図７９で記載されたバックブーストコンバータにおけるインダクタの極性と比較して、付勢フェーズ中に逆である。
本明細書で記載されるＳＩＭＯアーキテクチャは、４つの出力スイッチ（Ｓ０１～Ｓ０４）を有して示されているが、この数は、単に、実例のために選択されたものであり、所与の実施のニーズを満足するために選択可能である。
以下では、本開示の様々な態様が、非限定的な例を用いて説明される。
例１ａは単一インダクタ多重出力（ＳＩＭＯ）コンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、該インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチとを含んでよく、前記複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含む。ＳＩＭＯコンバータは、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されるスイッチコントローラと、複数のレギュレータとを更に含んでよい。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットし、前記入力電圧を用いて前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるように前記スイッチング出力電圧をレギュレートするよう構成される。
例２ａはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタ及び複数のスイッチを含み、前記複数のスイッチが、該複数のスイッチのスイッチング状態に依存して印加入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給するスイッチング段を含んでよい。前記複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含む。ＳＩＭＯコンバータは、複数のレギュレータを更に含んでよく、各レギュレータは、前記スイッチング出力電圧を受け、出力電圧を動的にセットするよう構成される。各レギュレータは、前記スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又は前記スイッチング出力電圧が、前記目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定し、前記入力電圧を使用して前記スイッチング出力電圧をレギュレートするよう構成された回路を含む。
例２０ａは、単一インダクタ多重出力（ＳＩＭＯ）コンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチがインダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給することを含んでよい。前記複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含んでよい。方法は、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットし、前記入力電圧を用いて前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるように前記スイッチング出力電圧をレギュレートするために、複数のレギュレータの各レギュレータを作動させることとを更に含んでよい。
例２１ａは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、インダクタ及び複数のスイッチを含むスイッチング段を制御して、前記複数のスイッチのスイッチング状態に依存して印加入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給することを含んでよい。前記複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含んでよい。複数のレギュレータの各レギュレータが、前記スイッチング出力電圧を受けることに応答して出力電圧を動的にセットし、前記スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又は前記スイッチング出力電圧が、前記目標出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定し、前記入力電圧を用いて前記スイッチング出力電圧をレギュレートする。
例１ｂはコンバータである。コンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御し、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に印加するよう構成されるスイッチコントローラとを含んでよい。コンバータは１つ以上のレギュレータを更に含んでよい。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力に動的にセットするよう構成される。コンバータは、当該コンバータの動作モードを第１動作モード又は第２動作モードから選択し、第１動作モードでは当該コンバータを単一インダクタ多重出力コンバータとして作動させ、第２動作モードでは、少なくとも１つのコンバータ出力については、前記スイッチング出力電圧がレギュレートされず、少なくとも１つの他のコンバータ出力については、関連するレギュレータが各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするように、当該コンバータを作動させる少なくとも１つのプロセッサを更に含んでよい。
例２ｂはコンバータである。コンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に印加するよう構成されたスイッチコントローラとを含んでよく、前記複数のコンバータ出力の各コンバータ出力は関連する選択スイッチを備え、各選択スイッチは少なくとも１つのトランジスタを含む。コンバータは、当該コンバータの動作モードを第１動作モード又は第２動作モードから選択し、第１動作モードでは、各選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその飽和領域で作動させ、第２動作モードでは、少なくとも１つの選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその飽和領域で作動させ、少なくとも１つの他の選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその線形領域で作動させる少なくとも１つのプロセッサを更に含んでよい。
例３ｂで、例２ｂの対象は、前記複数のコンバータ出力のうちの少なくとも１つのコンバータ出力が、前記選択スイッチを含む関連するレギュレータを備える、ことを任意に含むことができる。
例４ｂで、例２ｂ又は３ｂのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのプロセッサが、第２動作モードで、厳密に１つの選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその飽和領域で作動させ、少なくとも１つの他の選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその線形領域で作動させるよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例５ｂで、例１ｂ乃至４ｂのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが線形レギュレータを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例６ｂで、例１ｂ乃至５ｂのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータがデジタルレギュレータを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例７ｂで、例１ｂ乃至６ｂのうちのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのプロセッサが、第２動作モードで、厳密に１つのコンバータ出力については、前記スイッチング出力電圧がレギュレートされず、複数の他のコンバータ出力については、関連するレギュレータが各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするように、前記コンバータを作動させるよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例８ｂで、例１ｂ乃至７ｂのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチが、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチとを含む、ことを任意に含むことができる。
例９ｂで、例１ｂ乃至８ｂのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチが、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチを含む、ことを任意に含むことができる。
例１０ｂは、コンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチがインダクタに供給された入力電流に応答してスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に供給して、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力光値のコンバータ出力に印加することを含んでよい。方法は、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力に動的にセットすることと、前記コンバータの動作モードを第１動作モード又は第２動作モードから選択することと、第１動作モードでは、前記コンバータを単一インダクタ多重出力コンバータとして作動させることと、第２動作モードでは、少なくとも１つのコンバータ出力については、前記スイッチング出力電圧がレギュレートされず、少なくとも１つの他のコンバータ出力については、関連するレギュレータが各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットするように、前記コンバータを作動させることとを更に含んでよい。
例１１ｂは、コンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチがインダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に供給することであり、前記複数のコンバータ出力の各コンバータ出力が関連する選択スイッチを備え、各選択スイッチが少なくとも１つのトランジスタを含む、ことと、前記複数のスイッチを制御して前記スイッチング出力電圧を制御し、該スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのあるコンバータ出力に印加することとを含んでよい。方法は、前記コンバータの動作モードを第１動作モード又は第２動作モードから選択することと、第１動作モードでは、各選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその飽和領域で作動させることと、第２動作モードでは、少なくとも１つの選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその飽和領域で作動させ、少なくとも１つの他の選択スイッチの少なくとも１つのトランジスタをその線形領域で作動させることを更に含んでよい。
例１ｃはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力ラインと、前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されるスイッチコントローラと、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの関連するコンバータ出力ラインで動的にセットし、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いて、前記スイッチング出力電圧を前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるようにレギュレートするよう構成された少なくとも１つのレギュレータとを含んでよい。
例２ｃはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタ及び複数のスイッチを含み、前記複数のスイッチのスイッチング状態に依存して印加入力電圧に応答して複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインでスイッチング出力電圧を供給するスイッチング段と、前記スイッチング出力電圧を受け、前記複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインで出力電圧を動的にセットするよう構成された少なくとも１つのレギュレータとを含んでよい。前記少なくとも１つのレギュレータは、前記スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又は前記スイッチング出力電圧が、前記目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定し、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いて前記スイッチング出力電圧をレギュレートするよう構成された回路を含む。
例３ｃで、例１ｃ又は２ｃのいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチが、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチとを含む、ことを任意に含むことができる。
例４ｃで、例１ｃ乃至３ｃのうちいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチが、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチを含む、ことを任意に含むことができる。
例５ｃは、単一インダクタ多重出力回路の作動方法である。方法は、複数のスイッチがインダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインで供給することと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、少なくとも１つのレギュレータが、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの関連するコンバータ出力ラインで動的にセットし、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いて、前記スイッチング出力電圧を、前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるようにレギュレートすることとを含んでよい。
例６ｃは、単一インダクタ多重出力回路の作動方法である。方法は、インダクタ及び複数のスイッチを含むスイッチング段を制御して、前記複数のスイッチのスイッチング状態に依存して印加入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインで供給することと、少なくとも１つのレギュレータが前記スイッチング出力電圧を受けることと、前記複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインで出力電圧を動的にセットすることと、前記スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又は前記スイッチング出力電圧が、前記目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定することと、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いて前記スイッチング出力電圧をレギュレートすることとを含んでよい。
例１ｄはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、該インダクタへ結合され、該インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチとを含んでよい。前記複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含む。ＳＩＭＯコンバータは、前記複数のスイッチを制御して、前記スイッチング出力電圧を、第１インダクタ周期中は第１出力へ、前記第１インダクタ周期の後の第２インダクタ周期中は第２出力へ供給し、前記第１インダクタ周期を前記第２インダクタ周期と同じ存続時間を有するよう制御するように、不連続導通モードで回路を作動させるよう構成された少なくとも１つのプロセッサを更に含んでよい。
例２ｄで、例１ｄの対象は、ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含み、各レギュレータが、前記スイッチング出力電圧に基づき、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットする、ことを任意に含むことができる。
例３ｄはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、該インダクタへ結合され、該インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチとを含んでよい。前記複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含む。ＳＩＭＯコンバータは、分離したインダクタスイッチング周期において前記スイッチング出力電圧を異なる出力へ供給するよう前記複数のスイッチを制御し、前記分離したインダクタスイッチング周期を一定のスイッチング周波数でスイッチングするように、不連続導通モードで回路を作動させるよう構成された少なくとも１つのプロセッサを更に含んでよい。
例４ｄで、例３ｄの対象は、ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含み、各レギュレータが各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を各々の出力に動的にセットする、ことを任意に含むことができる。
例５ｄは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチがインダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給することを含んでよい。複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含む。方法は、前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング電圧を供給するよう前記複数のスイッチを制御することと、少なくとも１つのプロセッサが不連続導通モードで回路を作動させ、前記スイッチング出力電圧を、第１インダクタ周期中は第１出力へ、前記第１インダクタ周期の後の第２インダクタ周期中は第２出力へ供給するよう前記複数のスイッチを制御し、前記第１インダクタ周期を前記第２インダクタ周期と同じ存続時間を有するよう制御することとを更に含んでよい。
例６ｄは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、インダクタ及び複数のスイッチを含むスイッチング段を制御して、前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給することを含んでよい。前記複数のスイッチは、前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合された第１スイッチと、前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合された第２スイッチと、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合された第３スイッチとを含む。方法は、少なくとも１つのプロセッサが不連続導通モードで回路を作動させ、分離したインダクタ周期において前記スイッチング出力電圧を異なる出力へ供給するよう前記複数のスイッチを制御し、前記分離したインダクタスイッチング周期を一定のスイッチング周波数でスイッチングすることを更に含んでよい。
例１ｅはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、該インダクタに印加された入力電流に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラと、複数のレギュレータとを含んでよい。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットし、第１レギュレータ端子から第２レギュレータ端子へ当該レギュレータを通って流れる入力電流を用いて前記スイッチング出力電圧をレギュレートし、前記第１レギュレータ端子での第１電圧又は前記第２レギュレータ端子での第２電圧のうちの少なくとも一方を決定し、前記第１電圧又は前記第２電圧のうちの少なくとも一方を用いて前記複数のスイッチを制御するよう構成される。
例２ｅで、例１ｅの対象は、各レギュレータが、入力電圧を用いて前記目標出力電圧から予め定義された範囲内で前記スイッチング出力電圧をレギュレートするよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例３ｅで、例１ｅ又は２ｅのいずれか１つの対象は、前記レギュレータの少なくとも１つが、前記レギュレータ特有の目標出力電圧をレギュレートして、レギュレートされた目標出力電圧を供給する比例レギュレータ部を更に含む、ことを任意に含むことができる。
例４ｅで、例１ｅ乃至３ｅのうちのいずれか１つの対象は、前記レギュレータの少なくとも１つが、前記レギュレータ特有の目標出力電圧をレギュレートして、レギュレートされた目標出力電圧を供給する積分レギュレータ部を更に含む、ことを任意に含むことができる。
例５ｅで、例１ｅ又は２ｅのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが、前記目標出力電圧と前記第１電圧又は前記第２電圧のうちの少なくとも一方とを加算して、加算された電圧を供給する加算器を更に含む、ことを任意に含むことができる。
例６ｅで、例３ｅ又は４ｅのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが、前記レギュレートされた目標出力電圧と前記第１電圧又は前記第２電圧のうちの少なくとも一方とを加算して、加算された電圧を供給する加算器を更に含む、ことを任意に含むことができる。
例７ｅで、例５ｅ又は６ｅのいずれか１つの対象は、前記スイッチコントローラが、前記加算された電圧を用いて前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。前記スイッチコントローラは、前記関連するレギュレータによって供給される前記加算された電圧が増大する場合にデューティサイクルを増大させ、あるいは、前記関連するレギュレータによって供給される前記加算された電圧が低下する場合にデューティサイクルを低減させるよう更に構成される。
例８ｅは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチがインダクタに印加された入力電流に応答してスイッチング出力電圧を供給することと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、複数のレギュレータの各レギュレータが、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットし、第１レギュレータ端子から第２レギュレータ端子へ当該レギュレータを通って流れる前記入力電流を用いて前記スイッチング出力電圧をレギュレートし、前記第１レギュレータ端子での第１電圧又は前記第２レギュレータ端子での第２電圧のうちの少なくとも一方を決定し、前記第１電圧又は前記第２電圧のうちの少なくとも一方を用いて前記複数のスイッチを制御することとを含んでよい。
例１ｆはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インバータと、複数のコンバータ出力と、デューティサイクルにおいて前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御し、第１デューティサイクルの第１時間部分の間は前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの第１コンバータ出力に印加し、前記第１デューティサイクルの第２時間部分の間は前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力以外の前記複数のコンバータ出力のうちの他のコンバータ出力に印加し、第２デューティサイクル（第２デューティサイクルは、第１デューティサイクルの直ぐ後のデューティサイクルである。）の第１時間部分の間は前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの前記第１コンバータ出力ヘ印加し、前記第２デューティサイクルの第２時間部分の間は前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力以外の前記複数のコンバータ出力のうちの他のコンバータ出力に印加するよう構成されるスイッチコントローラとを含んでよい。
例２ｆで、例１ｆの対象は、前記スイッチコントローラが、前記第１デューティサイクルの第１時間部分及び前記第２デューティサイクルの第１時間部分の間は前記インダクタを付勢し、前記第１デューティサイクル第２時間部分及び前記第２デューティサイクルの第２時間部分の間は前記インダクタを消勢するように、前記複数のスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例３ｆで、例１ｆ又は２ｆのいずれか１つの対象は、前記スイッチコントローラが、前記第１デューティサイクルの第２時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの第２コンバータ出力に印加し、前記第２デューティサイクルの第２時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの第３コンバータ出力に印加するように、前記複数のスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例４ｆはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、複数のデューティサイクルのうちのデューティサイクルにおいて前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチとを含んでよい。前記複数のデューティサイクルは、１つ以上のデューティサイクルグループにグループ分けされ、各デューティサイクルグループは、コンバータ出力の数に対応する数のデューティサイクルを含み、各デューティサイクルは、第１時間部分及び第２時間部分を含む。ＳＩＭＯコンバータは、前記複数のスイッチを制御して前記スイッチング出力電圧を制御し、デューティサイクルグループ内の複数のデューティサイクルの第１時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの第１コンバータ出力に印加し、同じデューティサイクルグループ内の前記複数のデューティサイクルの第２時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力以外の前記複数のコンバータ出力のうちの他のコンバータ出力に印加するよう構成されたスイッチコントローラを更に含んでよい。
例５ｆで、例４ｆの対象は、前記スイッチコントローラが、前記デューティサイクル内の前記複数のデューティサイクルの前記第１時間部分の間は前記インダクタを付勢し、前記デューティサイクルグループ内の前記複数のデューティサイクルの前記第２時間部分の間は前記インダクタを消勢するように、前記複数のスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例６ｆで、例４ｆ又は５ｆのいずれか１つの対象は、前記スイッチコントローラが、同じデューティサイクルグループ内の前記複数のデューティサイクルの第２時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力以外の前記複数のコンバータ出力のうちの第２コンバータ出力に印加し、同じデューティサイクルグループ内の前記複数のデューティサイクルの他の第２時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力以外の前記複数のコンバータ出力のうちの第３コンバータ出力に印加するように、前記複数のスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例７ｆで、例１ｆ乃至６ｆのうちのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ動的にセットするよう構成される。
例８ｆは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、インダクタに供給された入力電流に応答して、複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へスイッチング出力電圧を供給することと、第１デューティサイクルの第１時間部分の間は前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの第１コンバータ出力に印加し、前記第１デューティサイクルの第２時間部分の間は前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力以外の前記複数のコンバータ出力のうちの他のコンピュータ出力に印加するように、前記複数のスイッチを制御して前記スイッチング出力電圧を制御し、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力ヘ印加することとを含んでよい。
例９ｆは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、複数のデューティサイクルのうちのデューティサイクルにおいて、インダクタに供給された入力電圧に応答して、複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へスイッチング出力電圧を供給することを含んでよい。前記複数のデューティサイクルは、１つ以上のデューティサイクルグループにグループ分けされ、各デューティサイクルグループは、コンバータ出力の数に対応する数のデューティサイクルを含み、各デューティサイクルは、第１時間部分及び第２時間部分を含む。方法は、前記複数のスイッチを制御して前記スイッチング出力電圧を制御し、デューティサイクルグループ内の複数のデューティサイクルの第１時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの第１コンバータ出力に印加し、同じデューティサイクルグループ内の前記複数のデューティサイクルの第２時間部分の間に前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力以外の前記複数のコンバータ出力のうちの他のコンバータ出力に印加することを更に含んでよい。
例１ｇはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、デューティサイクルにおいてインダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御し、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に印加するように構成されたスイッチコントローラとを含んでよい。ＳＩＭＯコンバータは、受け取られた動作目標要求に基づき当該ＳＩＭＯコンバータの複数の動作モードから動作モードを選択し、前記スイッチコントローラに、前記選択された動作モードに従って前記複数のスイッチを制御するように指示する動作モードセレクタを更に含んでよい。前記スイッチコントローラは、前記選択された動作モードに従って前記複数のスイッチを制御するよう更に構成されてよい。前記動作目標要求は、次の要求のうちの少なくとも１つを含む：
－ 前記スイッチング出力電圧でのリップルをもたらす動作モードを選択する。本開示の態様に従って、リップルは、公称電圧供給の約１パーセント（例えば、１Ｖ供給の場合に１０ｍＶ）、公称電圧供給の約２パーセント（例えば、１Ｖ供給の場合に２０ｍＶ）、公称電圧供給の約３パーセント（例えば、１Ｖ供給の場合に３０ｍＶ）、又は公称電圧供給の３パーセント超であってよい；
－ 少なくとも８０％、少なくとも８５％、又は少なくとも９０％のエネルギ変換効率をもたらす動作モードを選択する；
－ 供給許容誤差及びリップルが約１０ｍＶである場合に約＜１ｍＶ、供給許容誤差及びリップルが約２０ｍＶである場合に約＜２ｍＶ、又は供給許容誤差及びリップルが約３０ｍＶである場合に約＜３ｍＶよりも小さいクロスレギュレーションをもたらす動作モードを選択する。
例２ｇで、例１ｇの対象は、前記動作モードセレクタがインダクタ電流に基づき動作モードを選択するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例３ｇで、例１ｇ又は２ｇのいずれか１つの対象は、前記動作モードセレクタが、連続導通モード、不連続導通モード、前記複数のコンバータ出力からコンバータ出力を選択する順序において複数の異なるスケジューリングスキームを提供する動作モード、連続導通モードに従って少なくとも１つのコンバータ出力を作動させ、不連続導通モードに従って少なくとも１つの他のコンバータ出力を作動させる動作モード、及びコンバータ出力間のクロスレギュレーションを最小限にする動作モードから成る動作モードのグループから動作モードを選択するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例４ｇで、例１ｇ乃至３ｇのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが、前記動作モードセレクタへ結合され、前記動作目標要求を生成し、それを前記動作モードセレクタに供給するよう構成される電力管理回路を更に含む、ことを任意に含むことができる。
例５ｇで、例１ｇ乃至４ｇのうちのいずれか１つの対象は、前記スイッチコントローラが、デューティサイクルの第１時間部分の間は前記インダクタを付勢し、前記デューティサイクルの第２時間部分の間は前記インダクタを消勢するように、前記複数のスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例６ｇで、例１ｇ乃至５ｇのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給するよう構成される。
例７ｇは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチがインダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することと、前記複数の出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御し、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に印加することと、受け取られた動作目標要求に基づき前記ＳＩＭＯコンバータの複数の動作モードから動作モードを選択し、前記スイッチコントローラに、前記選択された動作モードに従って前記複数のスイッチを制御するように指示することと、前記選択された動作モードに従って前記複数のスイッチを制御することとを含んでよい。前記動作目標要求は、次の要求のうちの少なくとも１つを含む：
－ 前記スイッチング出力電圧でのリップルをもたらす動作モードを選択する。本開示の態様に従って、リップルは、公称電圧供給の約１パーセント（例えば、１Ｖ供給の場合に１０ｍＶ）、公称電圧供給の約２パーセント（例えば、１Ｖ供給の場合に２０ｍＶ）、公称電圧供給の約３パーセント（例えば、１Ｖ供給の場合に３０ｍＶ）、又は公称電圧供給の３パーセント超であってよい；
－ 少なくとも８０％、少なくとも８５％、又は少なくとも９０％のエネルギ変換効率をもたらす動作モードを選択する；
－ 供給許容誤差及びリップルが約１０ｍＶである場合に約＜１ｍＶ、供給許容誤差及びリップルが約２０ｍＶである場合に約＜２ｍＶ、又は供給許容誤差及びリップルが約３０ｍＶである場合に約＜３ｍＶよりも小さいクロスレギュレーションをもたらす動作モードを選択する。
例１ｈはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、デューティサイクルにおいて前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値に変換する少なくとも１つのアナログ－デジタルコンバータと、前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を受け、前記複数のコンバータ出力のうちの各コンバータ出力について、関連する目標出力電圧値を受け、デューティサイクル内で前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を使用して前記インダクタの付勢の存続時間を表す少なくとも１つの付勢時間を決定し、前記複数のコンバータ出力のうちの少なくとも１つのコンバータ出力について、前記デューティサイクル内で前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値及び前記各々に関連する目標出力電圧値を使用して前記インダクタの消勢の存続時間を表す少なくとも１つの消勢時間を決定する少なくとも１つのデジタルプロセッサとを含んでよい。
例２ｈで、例１ｈの対象は、前記少なくとも１つのデジタルプロセッサが、少なくとも１つのソフトウェアアルゴリズムを実装することによって前記少なくとも１つの付勢時間及び前記少なくとも１つの消勢時間を決定するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例３ｈで、例２ｈの対象は、前記少なくとも１つのデジタルプロセッサが、複数のコンピュータプログラムの中から１つのコンピュータプログラムを選択するよう構成され、各コンピュータプログラムが、異なる最適化基準に関して前記少なくとも１つの付勢時間及び前記少なくとも１つの消勢時間を決定するよう少なくとも１つのソフトウェアアルゴリズムを実装する、ことを任意に含むことができる。
例４ｈで、例１ｈ乃至３ｈのうちのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのアナログ－デジタルコンバータが、少なくとも１つの電圧制御発振器に基づいたアナログ－デジタルコンバータを含む、ことを任意に含むことができる。
例５ｈで、例１ｈ乃至４ｈのうちのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのデジタルプロセッサが、前記決定された少なくとも１つの付勢時間及び少なくとも１つの消勢時間に従って前記複数のスイッチを制御するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例６ｈで、例１ｈ乃至５ｈのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータにアナログレギュレータがない、ことを任意に含むことができる。
例７ｈはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、デューティサイクルにおいて前記インダクタに供給された入力電圧に応答してアナログスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記アナログスイッチング出力電圧を少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値に変換する少なくとも１つのアナログ－デジタルコンバータと、前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を受け、前記複数のコンバータ出力のうちの各コンバータ出力について、関連する目標出力電圧値を受け、複数のデューティサイクルに関係があり、かつ、デューティサイクルごとに、前記インダクタが付勢される付勢フェーズと、前記インダクタが消勢される消勢フェーズとに関係があるタイミングパラメータを決定する少なくとも１つのデジタルプロセッサとを含んでよい。
例８ｈで、例７ｈの対象は、前記少なくとも１つのデジタルプロセッサが、少なくとも１つのソフトウェアアルゴリズムを実装することによって前記タイミングパラメータを決定するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例９ｈで、例８ｈの対象は、前記少なくとも１つのデジタルプロセッサが、複数のコンピュータプログラムの中から１つのコンピュータプログラムを選択するよう構成され、各コンピュータプログラムが、異なる最適化基準に関して前記タイミングパラメータを決定するよう少なくとも１つのソフトウェアアルゴリズムを実装する、ことを任意に含むことができる。
例１０ｈで、例７ｈ乃至９ｈのうちのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのアナログ－デジタルコンバータが、少なくとも１つの電圧制御発振器に基づいたアナログ－デジタルコンバータを含む、ことを任意に含むことができる。
例１１ｈで、例７ｈ乃至１０ｈのうちのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのデジタルプロセッサが、前記決定された少なくとも１つの付勢時間及び少なくとも１つの消勢時間に従って前記複数のスイッチを制御するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例１２ｈで、例７ｈ乃至１１ｈのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータにアナログレギュレータがない、ことを任意に含むことができる。
例１３ｈは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、インダクタに供給された入力電圧に応答して、スイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することと、少なくとも１つのアナログ－デジタルコンバータが、前記スイッチング出力電圧を少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値に変換することと、少なくとも１つのデジタルプロセッサが、前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を受け、前記複数のコンバータ出力のうちの各コンバータ出力について、関連する目標出力電圧値を受け、デューティサイクル内で前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を用いて前記インダクタの付勢の存続時間を表す少なくとも１つの付勢時間を決定し、前記複数のコンバータ出力のうちの少なくとも１つのコンバータ出力について、デューティサイクル内で前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値及び前記各々に関連する目標出力電圧値を使用して前記インダクタの消勢の存続時間を表す少なくとも１つの消勢時間を決定することとを含んでよい。
例１４ｈは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、複数のデューティサイクルのうちのデューティサイクルにおいて、インダクタに供給された入力電圧に応答して、アナログスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することと、少なくとも１つのアナログ－デジタルコンバータが、前記アナログスイッチング出力電圧を少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値に変換することと、少なくとも１つのデジタルプロセッサが、前記少なくとも１つのデジタルスイッチング出力電圧値を受け、前記複数のコンバータ出力のうちの各コンバータ出力について、関連する目標出力電圧値を受け、複数のデューティサイクルに関係があり、かつ、デューティサイクルごとに、前記インダクタが付勢される付勢フェーズと、前記インダクタが消勢される消勢フェーズとに関係があるタイミングパラメータを決定することとを含んでよい。
例１ｉはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、デューティサイクルにおいて前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、複数のレギュレータとを含んでよい。各レギュレータは、前記スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給するよう構成される。ＳＩＭＯコンバータは、前記スイッチング出力電圧を制御するに前記複数のスイッチを制御し、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に印加し、複数のデューティサイクルのうちの各々のデューティサイクルについて前記スイッチング出力電圧が供給される前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力を選択し、前記複数のデューティサイクルのうちの少なくとも１つのデューティサイクル内で、前記複数のコンバータ出力のうちの選択されたコンバータ出力について、インダクタ電流が前記インダクタを通って流れる経過との各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を表す目標電流の比較に基づき、インダクタ付勢フェーズからインダクタ消勢フェーズへ切り替えるよう構成された１つ以上のコントローラを更に含んでよい。
例２ｉで、例１ｉの対象は、前記１つ以上のコントローラが、コンバータ出力選択信号に従って前記コンバータ出力の選択を実施するマルチプレクサを含む、ことを任意に含むことができる。
例３ｉで、例１ｉ又は２ｉのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のコントローラが、前記インダクタのランプ電流を表す第１電気量を前記目標電流を表す第２電気量と比較することによって前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへの切り替えを実施するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例４ｉで、例１ｉ乃至３ｉのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のコントローラが、その第１入力部で、前記インダクタ電流を表す第１電気量を受け、その第２入力部で、前記目標電流を表す第２電気量を受けるランプコンパレータを含む、ことを任意に含むことができる。
例５ｉで、例１ｉ乃至４ｉのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のコントローラが、第１電気量が第２電気量に達するか又は近づくときに前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへ切り替えるロジックを含む、ことを任意に含むことができる。
例６ｉで、例４ｉ又は５ｉのいずれか１つの対象は、前記ランプコンパレータが、その反転入力部で前記第１電気量を受け、その非反転入力部で前記第２電気量を受けるよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例７ｉで、例１ｉ乃至６ｉのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のコントローラが、そのＳ入力部でクロック信号を受信し、そのＲ入力部でランプコンパレータの出力信号を受信し、前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへの切り替えを制御するスイッチ制御信号を生成するよう構成されたＲＳフリップフロップを含む、ことを任意に含むことができる。
例８ｉはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、デューティサイクルにおいて前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、複数のレギュレータとを含んでよい。各レギュレータは、前記スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連する目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給するよう構成される。ＳＩＭＯコンバータは、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御し、前記スイッチング出力電圧が複数のデューティサイクルのうちのデューティサイクルの間に供給される前記複数のコンバータ出力の中のコンバータ出力を選択し、各デューティサイクルがインダクタ付勢フェーズ及びインダクタ消勢フェーズを含み、前記複数のデューティサイクルのうちの少なくとも１つのデューティサイクル内で、前記複数のコンバータ出力のうちの選択されたコンバータ出力について、インダクタ電流の経過を用いて前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへ切り替えるよう構成された１つ以上のコントローラを更に含んでよい。
例９ｉで、例８ｉの対象は、前記１つ以上のコントローラが、コンバータ出力選択信号に従って前記コンバータ出力の選択を実施するマルチプレクサを含む、ことを任意に含むことができる。
例１０ｉで、例８ｉ又は９ｉのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のコントローラが、前記インダクタのランプ電流を表す第１電気量を目標電流を表す第２電気量と比較することによって、前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへの切り替えを実施するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例１１ｉで、例８ｉ乃至１０ｉのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のコントローラは、その第１入力部で、前記インダクタ電流を表す第１電気量を受け、その第２入力部で、目標電流を表す第２電気量を受けるランプコンパレータを含む、ことを任意に含むことができる。
例１２ｉで、例８ｉ乃至１０ｉのうちのいずれか１つの対象は、第１電気量が第２電気量に達するか又は近づくときに前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへ切り替えるロジックを含む、ことを任意に含むことができる。
例１３ｉで、例１１ｉ又は１２ｉのいずれか１つの対象は、前記ランプコンパレータが、その反転入力部で前記第１電気量を受け、その非反転入力部で前記第２電気量を受けるよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例１４ｉで、例１１ｉ乃至１３ｉのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のコントローラが、そのＳ入力部でクロック信号を受信し、そのＲ入力部で前記ランプコンパレータの出力信号を受信し、前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへの切り替えを制御するスイッチ制御信号を生成するよう構成されたＲＳフリップフロップを含む、ことを任意に含むことができる。
例１５ｉは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、デューティサイクルにおいて、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給することと、複数のレギュレータの各レギュレータが、前記スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給することと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のコンバータ出力に印加することと、前記複数のデューティサイクルのうちの各々のデューティサイクルについて、前記スイッチング出力電圧が供給される前記複数のコンバータ出力の中のコンバータ出力を選択することと、前記複数のデューティサイクルのうちの少なくとも１つのデューティサイクル内で、前記複数のコンバータのうちの選択されたコンバータ出力について、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を表す目標電流と、前記インダクタを通って流れるインダクタ電流の経過との比較に基づき、インダクタ付勢フェーズからインダクタ消勢フェーズへ切り替えることとを含んでよい。
例１６ｉは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、複数のデューティサイクルのうちのデューティサイクルにおいて、インダクタに供給された入力電圧に応答して、スイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することを、複数のレギュレータの各レギュレータが、前記スイッチング出力電圧をレギュレートすることによって、各々に関連する目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給することと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、複数のデューティサイクルのうちのデューティサイクルの間に、前記スイッチング出力電圧が供給される前記複数のコンバータ出力の中のコンバータ出力を選択することであり、各デューティサイクルがインダクタ付勢フェーズ及びインダクタ消勢フェーズを含む、ことと、前記複数のデューティサイクルのうちの少なくとも１つのデューティサイクル内で、前記複数のコンバータ出力のうちの選択されたコンバータ出力について、インダクタ電流の経過を用いて前記インダクタ付勢フェーズから前記インダクタ消勢フェーズへ切り替えることとを含んでよい。
例１ｊはスイッチドコンバータである。スイッチドコンバータは、電荷保存コンポーネント、複数のコンバータ出力と、前記電荷保存コンポーネントに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、複数のデューティサイクルにおいて前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御するスイッチコントローラであり、各デューティサイクルが、前記電荷保存コンポーネントが付勢される付勢フェーズと、前記電荷保存コンポーネントが前記複数のコンバータ出力のうちの１つ以上のコンバータ出力に対して消勢される複数の消勢フェーズとを含む、前記スイッチコントローラと、前記電荷保存コンポーネントの第１ノードでコンポーネント入力電圧及びコンポーネント入力電流を検出し、前記電荷保存コンポーネントの第２ノードで前記スイッチング出力電圧を検出する１つ以上のセンサと、前記付勢フェーズの開始時及び終了時に、前記電荷保存コンポーネントの前記第１ノードでのコンポーネント入力電圧値及びコンポーネント入力電流値と、前記電荷保存コンポーネントの前記第２ノードでのスイッチング出力電圧値とを決定し、前記複数の消勢フェーズのうちの少なくとも１つの消勢フェーズの開始時又は終了時の少なくとも１つで、前記電荷保存コンポーネントの前記第１ノードでのコンポーネント入力電圧値及びコンポーネント入力電流値と、前記電荷保存コンポーネントの前記第２ノードでのスイッチング出力電圧値とを決定し、該決定された値を用いて前記電荷保存コンポーネントの電気特性を決定する１つ以上のプロセッサとを含んでよい。
例２ｊで、例１ｊの対象は、前記スイッチコントローラが前記電気特性に従って前記複数のスイッチを制御するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例３ｊで、例２ｊの対象は、前記スイッチコントローラが不連続電流モードに従って前記複数のスイッチを制御するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例４ｊで、例１ｊ乃至３ｊのうちのいずれか１つの対象は、前記１つ以上のプロセッサが、前記決定された値のうちの少なくとも一部を補間することによって、前記電荷保存コンポーネントの前記電気特性を決定するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例５ｊで、例１ｊ乃至４ｊのうちのいずれか１つの対象は、前記電荷保存コンポーネントが２端子コンポーネントを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例６ｊで、例１ｊ乃至５ｊのうちのいずれか１つの対象は、前記電荷保存コンポーネントがインダクタを含むか又はそれであることと、前記電荷保存コンポーネントの前記電気特性が前記インダクタのインダクタンスを含むか又はそれであることとを任意に含むことができる。
例７ｊで、例１ｊ乃至６ｊのうちのいずれか１つの対象は、前記電荷保存コンポーネントの前記電気特性がキャパシタのキャパシティを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例８ｊで、例１ｊ乃至７ｊのうちのいずれか１つの対象は、前記スイッチコントローラが、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を関連するコンバータ出力で動的にセットするよう構成された少なくとも１つのレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例９ｊは、スイッチドコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、電荷保存コンポーネントに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することと、複数のデューティサイクルにおいて前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することであり、各デューティサイクルが、前記電荷保存コンポーネントが付勢される付勢フェーズと、前記電荷保存コンポーネントが前記複数のコンバータ出力のうちの１つ以上のコンバータ出力に対して消勢される複数の消勢フェーズとを含む、ことと、前記電荷保存コンポーネントの第１ノードでコンポーネント入力電圧及びコンポーネント入力電流を検出し、前記電荷保存コンポーネントの第２ノードで前記スイッチング出力電圧を検出することと、前記付勢フェーズの開始時及び終了時に、前記電荷保存コンポーネントの前記第１ノードでのコンポーネント入力電圧値及びコンポーネント入力電流値と、前記電荷保存コンポーネントの前記第２ノードでのスイッチング出力電圧値とを決定することと、前記複数の消勢フェーズのうちの少なくとも１つの消勢フェーズの開始時又は終了時の少なくとも１つで、前記電荷保存コンポーネントの前記第１ノードでのコンポーネント入力電圧値及びコンポーネント入力電流値と、前記電荷保存コンポーネントの前記第２ノードでのスイッチング出力電圧値とを決定することと、該決定された値を用いて前記電荷保存コンポーネントの電気特性を決定することを含んでよい。
例１ｋはスイッチド電力コンバータである。スイッチド電力コンバータは、インダクタと、少なくとも１つのコンバータ出力と、該少なくとも１つのコンバータ出力へ結合されたキャパシタと、エネルギ保存部と、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、インダクタ付勢期間に前記インダクタを付勢し、インダクタ消勢期間に前記インダクタを消勢することによって前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御し、かつ、前記インダクタ付勢期間及び前記インダクタ消勢期間の外の放電期間に前記キャパシタを放電し、該放電されたエネルギを前記エネルギ保存部に保存するよう構成されたスイッチコントローラとを含んでよい。
例２ｋで、例１ｋの対象は、前記エネルギ保存部が前記入力電圧を供給するエネルギ源の部分である、ことを任意に含むことができる。
例３ｋで、例１ｋ又は２ｋのいずれか１つの対象は、前記エネルギ保存部が前記キャパシタへ電気的に接続可能な更なるキャパシタを含む、ことを任意に含むことができる。
例４ｋで、例１ｋ乃至３ｋのうちのいずれか１つの対象は、前記スイッチコントローラが、前記キャパシタの充電状態が予め定義された基準を満たすかどうかを決定し、前記キャパシタの前記充電状態が前記予め定義された基準を満たす場合に前記キャパシタを放電するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例５ｋで、例４ｋの対象は、前記キャパシタに蓄えられたエネルギの量が予め定義されたエネルギしきい値を上回る場合に前記予め定義された基準が満足される、ことを任意に含むことができる。
例６ｋはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、複数のキャパシタであり、各キャパシタが前記複数のコンバータ出力のうちの少なくとも１つの関連するコンバータ出力へ結合される、前記複数のキャパシタと、エネルギ保存部と、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、インダクタ付勢期間に前記インダクタを付勢し、インダクタ消勢期間に前記インダクタを消勢することによって前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御し、かつ、前記インダクタ付勢期間及び前記インダクタ消勢期間の外の少なくとも１つの放電期間に前記複数のキャパシタのうちの少なくとも１つのキャパシタを放電し、該放電されたエネルギを前記エネルギ保存部に保存するよう構成されたスイッチコントローラとを含んでよい。
例７ｋで、例６ｋの対象は、前記エネルギ保存部が前記入力電圧を供給するエネルギ源の部分である、ことを任意に含むことができる。
例８ｋで、例６ｋ又は７ｋのいずれか１つの対象は、前記エネルギ保存部が前記キャパシタへ電気的に接続可能な更なるキャパシタを含む、ことを任意に含むことができる。
例９ｋで、例６ｋ乃至８ｋのうちのいずれか１つの対象は、前記エネルギ保存部が前記複数のキャパシタのうちの少なくとも１つのキャパシタを含む、ことを任意に含むことができる。
例１０ｋで、例６ｋ乃至９ｋのうちのいずれか１つの対象は、前記スイッチコントローラは、前記複数のキャパシタのうちの少なくとも１つのキャパシタの充電状態が予め定義された基準を満たすかどうかを決定し、前記少なくとも１つのキャパシタの前記充電状態が前記予め定義された基準を満たす場合に前記少なくとも１つのキャパシタを放電するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例１１ｋで、例１０ｋの対象は、前記少なくとも１つのキャパシタに蓄えられたエネルギの量が予め定義されたエネルギしきい値を上回る場合に前記予め定義された基準が満足される、ことを任意に含むことができる。
例１２ｋで、例６ｋ乃至１１ｋのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給するよう構成される。
例１３ｋは、スイッチド電力コンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、インダクタに供給された入力電圧に応答して、スイッチング出力電圧を少なくとも１つのコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することと、スイッチコントローラが、インダクタ付勢期間に前記インダクタを付勢し、インダクタ消勢期間に前記インダクタを消勢することによって前記スイッチング出力電圧を制御し、かつ、前記インダクタ付勢期間及び前記インダクタ消勢期間の外の放電期間に前記キャパシタを放電し、該放電されたエネルギを前記エネルギ保存部に保存するように、前記複数のスイッチを制御することとを含んでよい。
例１４ｋは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、インダクタに供給された入力電圧に応答して、スイッチング出力電圧複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することと、インダクタ付勢期間に前記インダクタを付勢し、インダクタ消勢期間に前記インダクタを消勢することによって前記スイッチング出力電圧を制御し、かつ、各キャパシタが複数のコンバータ出力のうちの少なくとも１つの関連するコンバータ出力へ結合される複数のキャパシタのうちの少なくとも１つのキャパシタを前記インダクタ付勢期間及び前記インダクタ消勢期間の外の少なくとも１つの放電期間に放電し、該放電されたエネルギをエネルギ保存部に保存するように、前記複数のスイッチを制御することとを含んでよい。
例１ｌはコンバータである。コンバータは、第１エンド端子、第２エンド端子、及び前記第１エンド端子と前記第２エンド端子との間の少なくとも１つのタップ端子を含む誘導部品又は回路と、複数のコンバータ出力と、前記誘導部品に供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記誘導部品に供給された入力電圧に応答してタップスイッチング出力電圧を供給するように前記複数のコンバータ出力のうちの少なくとも１つを前記少なくとも１つのタップ端子へ選択的に結合する少なくとも１つのタップスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御し、前記タップスイッチング出力電圧を制御するように前記少なくとも１つのタップスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラとを含んでよい。
例２ｌで、例１ｌの対象は、前記少なくとも１つのタップスイッチが複数のタップスイッチを含み、前記スイッチコントローラが、前記複数のタップスイッチを制御して前記タップスイッチング出力電圧を制御するよう更に構成される、ことを任意に含むことができる。
例３ｌで、例２ｌの対象は、前記複数のタップスイッチが第１タップスイッチ及び第２タップスイッチを有し、前記第１タップスイッチが、前記少なくとも１つのタップ端子と前記複数のコンバータ出力のうちの関連するコンバータ出力との間に又はそれらへ結合され、前記第２タップスイッチが、前記少なくとも１つのタップ端子と基準電位との間に結合される、ことを任意に含むことができる。
例４ｌで、例３ｌの対象は、前記基準電位が接地電位である、ことを任意に含むことができる。
例５ｌで、例１ｌ乃至４ｌのうちのいずれか１つの対象は、前記誘導部品がインダクタを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例６ｌで、例１ｌ乃至４ｌのうちのいずれか１つの対象は、前記誘導部品が変圧器を含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例７ｌで、例２ｌ乃至６ｌのうちのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのタップ端子が、前記第１エンド端子と前記第２エンド端子との間に配置された複数のタップ端子を含み、前記複数のタップスイッチのうちの少なくとも１つのタップスイッチが、前記複数のタップ端子のうちの第１タップ端子と前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力との間に結合され、前記複数のタップスイッチのうちの少なくとも１つの更なるタップスイッチが、前記複数のタップ端子のうちの第２タップ端子と前記複数のコンバータ出力のうちの更なるコンバータ出力との間に結合される、ことを任意に含むことができる。
例８ｌで、例１ｌ乃至７ｌのうちのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのタップ端子が、前記第１エンド端子と前記第２エンド端子との間に配置された複数のタップ端子を含み、前記コンバータが、前記複数のタップ端子のうちのタップ端子と基準電位との間に結合された保持キャパシタを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例９ｌで、例８ｌの対象は、前記基準電位が接地電位である、ことを任意に含むことができる。
例１０ｌで、例１ｌ乃至９ｋのうちのいずれか１つの対象は、前記コンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ動的にセットするよう構成される。
例１１ｌは、コンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、誘導部品に供給された入力電圧に応答して、スイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ供給することを含んでよい。前記誘導部品は、第１エンド端子、第２エンド端子、及び前記第１エンド端子と前記第２エンド端子との間の少なくとも１つのタップ端子を含む。方法は、少なくとも１つのタップスイッチが、前記誘導部品に供給された入力電圧に応答してタップスイッチング出力電圧を供給するように前記複数のコンバータ出力のうちの少なくとも１つを前記少なくとも１つのタップ端子へ選択的に結合することと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、前記タップスイッチング出力電圧を制御するよう前記少なくとも１つのタップスイッチを制御することとを更に含んでよい。
例１ｍはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力ラインと、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインへ供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラと、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ラインについて各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットする少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータとを含んでよい。
例２ｍで、例１ｍの対象は、前記少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータが複数のスイッチドキャパシタレギュレータを含み、各スイッチドキャパシタレギュレータが、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ラインへ動的にセットする、ことを任意に含むことができる。
例３ｍで、例１ｍ又は２ｍのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータが、複数のレギュレータキャパシタと、該複数のレギュレータキャパシタを、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ライン上のレギュレータ入力ノードと、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ライン上のレギュレータ出力ノードとの間に、並列に選択的に接続する複数のレギュレータスイッチとを含む、ことを任意に含むことができる。
例４ｍで、例１ｍ乃至３ｍのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々の更なるコンバータ出力ラインへ動的にセットする少なくとも１つの線形レギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例５ｍで、例１ｍ乃至４ｍのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々の更に別のコンバータ出力ラインへ動的にセットする少なくとも１つのプッシュプルレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例６ｍで、例１ｍ乃至５ｍのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ動的にセットするよう構成される。
例７ｍは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、インダクタに供給された入力電圧に応答して、スイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインへ供給することと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータが、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ラインについて、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットすることとを含んでよい。
例１ｎはＳＩＭＯコンバータである。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力ラインと、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインへ供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御するスイッチコントローラと、コンバータ出力ラインを互いに選択的に結合する複数の出力ラインスイッチを含むスイッチマトリクスと、コンバータ出力ラインを互いに動的に結合するよう前記複数の出力ラインスイッチを制御するスイッチマトリクスコントローラとを含んでよい。
例２ｎで、例１ｎの対象は、前記スイッチマトリクスコントローラが、１つ以上のコンバータ出力ラインでの負荷の変化に基づきコンバータ出力ラインを互いに動的に結合するように前記複数の出力ラインスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例３ｎで、例１ｎ又は２ｎのいずれか１つの対象は、前記スイッチマトリクスコントローラが、１つ以上のコンバータ出力ラインでの負荷の予測された変化に基づきコンバータ出力ラインを互いに動的に結合するように前記複数の出力ラインスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例４ｎで、例１ｎ乃至３のうちのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ラインについて、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットする少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例５ｎで、例４ｎの対象は、前記少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータが複数のスイッチドキャパシタレギュレータを含み、各スイッチドキャパシタレギュレータが、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ラインへ動的にセットする、ことを任意に含むことができる。
例６ｎで、例４ｎ又は５ｎのいずれか１つの対象は、前記少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータが、複数のレギュレータキャパシタと、該複数のレギュレータキャパシタを、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ライン上のレギュレータ入力ノードと、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ライン上のレギュレータ出力ノードとの間に並列に選択的に接続する複数のレギュレータスイッチとを含む、ことを任意に含むことができる。
例７ｎで、例６ｎの対象は、前記スイッチマトリクスが前記複数のレギュレータスイッチを含み、前記スイッチマトリクスコントローラが前記複数のレギュレータスイッチを制御するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例８ｎで、例１ｎ乃至７ｎのうちのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々の更なるコンバータ出力ラインへ動的にセットする少なくとも１つの線形レギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例９ｎで、例１ｎ乃至８ｎのうちのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々の更に別のコンバータ出力ラインへ動的にセットする少なくとも１つのプッシュプルレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例１０ｎで、例１ｎ乃至９ｎのうちのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ動的にセットするよう構成される。
例１１ｎは、ＳＩＭＯコンバータの作動方法である。方法は、複数のスイッチが、インダクタに供給された入力電圧に応答して、スイッチング出力電圧を複数のコンバータ出力ラインのうちのコンバータ出力ラインへ供給することと、前記スイッチング出力電圧を制御するよう前記複数のスイッチを制御することと、少なくとも１つのスイッチドキャパシタレギュレータが、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの各々のコンバータ出力ラインについて、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を動的にセットすることと、コンバータ出力ラインを互いに選択的に結合するようスイッチマトリクスの複数の出力ラインスイッチを制御することとを含んでよい。
例１ｏはラジオ送信器である。ラジオ送信器はＳＩＭＯコンバータを含んでよい。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、第１コンバータ出力及び第２コンバータ出力を含む複数のコンバータ出力と、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力の前記第１コンバータ出力へ及び前記第２コンバータ出力へ選択的に印加するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラとを含んでよい。ラジオ送信器は、前記第１コンバータ出力を介して伝送電力を受けるよう前記第１コンバータ出力へ結合されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーンと、前記第１コンバータ出力を介して伝送電力を受けるよう前記第１コンバータ出力へ結合されたワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ロー・バンド送信器チェーンと、前記第２コンバータ出力を介して伝送電力を受けるよう前記第２コンバータ出力へ結合されたワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ハイ・バンド送信器チェーンとを更に含んでよい。
例２ｏはラジオ送信器である。ラジオ送信器はＳＩＭＯコンバータを含んでよい。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を第１デューティサイクルにおいて前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ及び第２デューティサイクルにおいて前記複数のコンバータ出力のうちの更なるコンバータ出力へ供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に印加するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラとを含んでよい。ラジオ送信器は、前記スイッチング出力電圧を受けるよう前記コンバータ出力へ結合されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーンと、前記スイッチング出力電圧を受けるよう前記コンバータ出力へ結合されたワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ロー・バンド送信器チェーンと、前記スイッチング出力電圧を受けるよう前記更なるコンバータ出力へ結合されたワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ハイ・バンド送信器チェーンとを更に含んでよい。
例３ｏで、例１ｏ又は２ｏのいずれか１つの対象は、ラジオ送信器が、デジオ信号を送信するために前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーン又は前記ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ロー・バンド送信器チェーンを選択する送信器チェーンセレクタを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例４ｏで、例１ｏ乃至３ｏのうちのいずれか１つの対象は、前記Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーンが２．４ＧＨｚ周波数バンドでＢｌｕｅｔｏｏｔｈラジオ信号を送信するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例５ｏで、例１ｏ乃至４ｏのうちのいずれか１つの対象は、前記ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ロー・バンド送信器チェーンが２．４ＧＨｚ周波数バンドでワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワークラジオ信号を送信するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例６ｏで、例１ｏ乃至５ｏのうちのいずれか１つの対象は、前記ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ハイ・バンド送信器チェーンが５ＧＨｚ周波数バンドでワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワークラジオ信号を送信するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例７ｏで、例１ｏ乃至６ｏのうちのいずれか１つの対象は、前記ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ハイ・バンド送信器チェーンが、次のワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク通信規格：ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、又はＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、のうちの少なくとも１つに従ってラジオ信号を送信するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例８ｏで、例１ｏ乃至７ｏのうちのいずれか１つの対象は、前記ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ハイ・バンド送信器チェーンは、次のワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク通信規格：ＩＥＥＥ８０２．１１ａ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｂ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｇ、ＩＥＥＥ８０２．１１ｎ、又はＩＥＥＥ８０２．１１ａｃ、のうちの少なくとも１つに従ってラジオ信号を送信するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例９ｏで、例１ｏ乃至８ｏのうちのいずれか１つの対象は、ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給するよう構成される。
例１０ｏは、ラジオ送信器の作動方法である。方法は、ＳＩＭＯコンバータが、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給し、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力の前記第１コンバータ出力へ及び前記第２コンバータ出力へ選択的に印加するように複数のスイッチを制御することを含んでよい。方法は、前記第１コンバータ出力へ結合されたＢｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーンが前記第１コンバータ出力を介して伝送電力を受けることと、前記第１コンバータ出力へ結合されたワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ロー・バンド送信器チェーンが前記第１コンバータ出力を介して伝送電力を受けることと、前記第２コンバータ出力へ結合されたワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ハイ・バンド送信器チェーンが前記第２コンバータ出力を介して伝送電力を受けることとを更に含んでよい。
例１１ｏは、ラジオ送信器の作動方法である。方法は、ＳＩＭＯコンバータが、インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を、第１デューティサイクルでは前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ、第２デューティサイクルでは前記複数のコンバータ出力のうちの更なるコンバータ出力へ供給し、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力に印加するように前記複数のスイッチを制御することを含んでよい。方法は、Ｂｌｕｅｔｏｏｔｈ送信器チェーンが前記コンバータ出力を介して前記スイッチング出力電圧を受けることと、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ロー・バンド送信器チェーンが前記コンバータ出力を介して前記スイッチング出力電圧を受けることと、ワイヤレス・ローカル・エリア・ネットワーク・ハイ・バンド送信器チェーンが前記更なるコンバータ出力を介して前記スイッチング出力電圧を受けることとを更に含んでよい。
例１ｐはラジオヘッド回路である。ラジオヘッド回路はＳＩＭＯコンバータを含んでよい。ＳＩＭＯコンバータは、インダクタと、複数のコンバータ出力と、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ選択的に印加するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラとを含んでよい。ラジオヘッド回路は、複数の供給電圧ドメインを含むラジオヘッドラジオチップを更に含んでよく、各供給電圧ドメインは、電源端子と、同じドメイン特有供給電圧で作動するよう構成され、前記電源端子へ結合されている１つ以上の電子部品とを含む。各電源端子は、前記複数のコンバータ出力のうちのコンバータ出力へ結合される。
例２ｐで、例１ｐの対象は、前記ラジオヘッド回路が前記ラジオヘッドラジオチップへ直接結合された少なくとも１つのアンテナを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例３ｐで、例２ｐの対象は、前記少なくとも１つのアンテナがインターフェースケーブルにより前記ラジオヘッドラジオチップへ直接結合される、ことを任意に含むことができる。
例４ｐで、例３ｐの対象は、前記インターフェースケーブルがデジタル信号又は電力のうちの少なくとも一方を伝送するよう構成される、ことを任意に含むことができる。
例５ｐで、例１ｐ乃至４ｐのうちのいずれか１つの対象は、前記複数の供給電圧ドメインが、次の：第１供給電圧で作動するよう構成された１つ以上の送信器コンポーネントを含む送信器チェーンを含む第１電圧ドメイン、及び／又は前記第１供給電圧とは異なる第２供給電圧で作動するよう構成された１つ以上の受信器コンポーネントを含む受信器チェーンを含む第２電圧ドメイン、及び／又は前記第１供給電圧若しくは前記第２供給電圧のうちの少なくとも一方と異なる第３供給電圧で作動するよう構成された１つ以上のデジタルコンポーネントを含む第３電圧ドメイン、のうちの少なくとも１つを含む、ことを任意に含むことができる。
例６ｐで、例１ｐ乃至５ｐのうちのいずれか１つの対象は、前記複数の供給電圧ドメインが、第１供給電圧で作動するよう構成された１つ以上の送信器コンポーネントを含む送信器チェーンを含む第１電圧ドメインを含む、ことを任意に含むことができる。前記１つ以上の送信器コンポーネントは送信電力増幅器を含む。
例７ｐで、例１ｐ乃至６ｐのうちのいずれか１つの対象は、前記複数の供給電圧ドメインが、前記第１供給電圧とは異なる第２供給電圧で作動するよう構成された１つ以上の受信器コンポーネントを含む受信器チェーンを含む第２電圧ドメインを含む第１電圧ドメインを含み、前記１つ以上の受信器コンポーネントが低雑音増幅器を含む、ことを任意に含むことができる。
例８ｐで、例１ｐ乃至７ｐのうちのいずれか１つの対象は、前記複数の供給電圧ドメインが、前記第１供給電圧又は前記第２供給電圧のうちの少なくとも一方と異なる第３供給電圧で作動するよう構成された１つ以上のデジタルコンポーネントを含む第３電圧ドメインを含む第１電圧ドメインを含み、前記１つ以上のデジタルコンポーネントは、モデム（ＭＡＣ又はＰＨＹレイヤ）実装、任意の関連する通信プロセッサ、ラジオ（例えば、デジタルフロントエンド）のアナログ及びＲＦ選択のための信号調整及び較正を実装するデジタル回路のいずれか、又はそれらの任意の組み合わせを含んでよい、ことを任意に含むことができる。
例９ｐで、例１ｐ乃至８ｐのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが複数のレギュレータを更に含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の目標出力電圧を前記複数のコンバータ出力のうちの各々のコンバータ出力へ供給するよう構成される。
例１ｑはラジオ通信回路である。ラジオ通信回路は、第１供給電圧を供給する第１コンバータ出力及び第２供給電圧を供給する第２コンバータ出力を含むＳＩＭＯコンバータと、ラジオ信号を送信するよう電力増幅器を含み、前記第１供給電圧を受けるよう前記第１コンバータ出力へガルバニック結合されたラジオ送信器と、ラジオ信号を受信するラジオ受信器であり、前記第２供給電圧を受けるよう前記第２コンバータ出力へガルバニック結合された前記ラジオ受信器とを含んでよい。
例２ｑはラジオ通信回路である。ラジオ通信回路は、第１出力及び第２出力を含む単一インダクタ多重出力コンバータと、ラジオ信号を送信するラジオ送信器であり、前記単一インダクタ多重出力コンバータから電力を受けるよう前記第１出力へ直接にガルバニック結合されたラジオ送信器と、ラジオ信号を受信するラジオ受信器であり、前記単一インダクタ多重出力コンバータから電力を受けるよう前記第２出力へガルバニック結合された前記ラジオ受信器とを含んでよい。
例３ｑで、例２ｑの対象は、前記ラジオ送信器が電力増幅器を含む、ことを任意に含むことができる。
例４ｑで、例１ｑ又は３ｑのいずれか１つの対象は、前記電力増幅器がデジタル制御電力増幅器である、ことを任意に含むことができる。
例５ｑで、例１ｑ又は３ｑ又は４ｑのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータがインダクタと、複数のコンバータ出力と、前記インダクタに供給された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御し、前記スイッチング出力電圧を前記第１コンバータ出力へ又はレギュレータへ供給するよう較正されたスイッチコントローラとを含む、ことを任意に含むことができる。前記レギュレータは、レギュレートされた目標出力電圧を前記第２コンバータ出力へ供給するよう構成される。
例６ｑで、例５ｑの対象は、前記レギュレータが線形レギュレータを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例７ｑで、例５ｑ又は６ｑのうちのいずれか１つの対象は、前記レギュレータが低ドロップアウトレギュレータを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例１ｒはマルチレベル電圧電力増幅器回路である。マルチレベル電圧電力増幅器回路は、第１供給電圧を供給する第１コンバータ出力及び第２供給電圧を供給する第２コンバータ出力を含むＳＩＭＯコンバータと、前記第１コンバータ出力へ又は前記第２コンバータ出力へ選択的にガルバニック結合するマルチレベル電圧電力増幅器とを含んでよい。
例２ｒで、例１ｒの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータが、第３供給電圧を供給する第３コンバータ出力を含み、前記マルチレベル電圧電力増幅器が更に、前記第３コンバータ出力へ選択的にガルバニック結合する、ことを任意に含むことができる。
例３ｒで、例１ｒ又は２ｒのいずれか１つの対象は、前記電力増幅器はクラスＧ電力増幅器である、ことを任意に含むことができる。
例４ｒで、例１ｒ乃至３ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータがインダクタと、複数のコンバータ出力と、前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されたスイッチコントローラと、複数のレギュレータとを含む、ことを任意に含むことができる。各レギュレータは、各々に関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットし、前記スイッチング出力電圧を、前記入力電圧を用いて、前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるようにレギュレートするよう構成される。
例５ｒで、例４ｒの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが線形レギュレータを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例６ｒで、例４ｒ又は５ｒのいずれか１つの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが低ドロップアウトレギュレータを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例３ａで、例１ａ又は２ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチ及び前記複数のレギュレータが共通のチップでモノリシックに集積されることと、前記インダクタが前記共通のチップと分離して実装されることとを任意に含むことができる。
例４ａで、例１ａ乃至３ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチが前記インダクタの第２端子と前記スイッチング出力電圧との間に結合された第４スイッチを含む、ことを任意に含むことができる。
例５ａで、例１ａ乃至３ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチが前記インダクタの第２端子と前記入力電圧との間に結合された第５スイッチを含む、ことを任意に含むことができる。
例６ａで、例１ａ乃至５ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータ又は前記コンバータが、前記スイッチング出力電圧と基準電位との間に結合された少なくとも１つのキャパシタを更に含む、ことを任意に含むことができる。
例７ａで、例６ａの対象は、前記少なくとも１つのキャパシタが約２μＦから約１５μＦ、例えば、約１μＦから約３μＦ、例えば、１．５μＦから約２．５μＦ、の範囲内の容量を有する、ことを任意に含むことができる。
例８ａで、例１ａ乃至７ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のスイッチのうちの少なくとも１つのスイッチがトランジスタを含む、ことを任意に含むことができる。
例９ａで、例１ａ乃至８ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記基準電位が接地電位である、ことを任意に含むことができる。
例１０ａで、例１ａ乃至９ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータがプッシュプルレギュレータを含むか又はそれである、ことを任意に含むことができる。
例１１ａで、例１ａ乃至１０ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが、前記入力電圧と前記スイッチング出力電圧との間に結合された第６スイッチを含む、ことを任意に含むことができる。
例１２ａで、例１１ａの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが、前記スイッチング出力電圧を予め定義された第１閾電圧と比較し、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第１閾電圧よりも小さい場合には前記第６スイッチが閉じられるように、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第１閾電圧よりも高い場合には前記第６スイッチが開くように、前記第６スイッチを制御するよう構成された第１コンパレータ回路を含む、ことを任意に含むことができる。
例１３ａで、例１ａ乃至１２ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが、前記入力電圧と基準電位との間に結合された第７スイッチを含む、ことを任意に含むことができる。
例１４ａで、例１３ａの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが、前記スイッチング出力電圧を予め定義された第２閾電圧と比較し、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第２閾電圧よりも高い場合には前記第７スイッチが閉じられるように、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第２閾電圧よりも小さい場合には前記第７スイッチが開くように、前記第７スイッチを制御するよう構成された第２コンパレータ回路を含む、ことを任意に含むことができる。
例１５ａで、例１ａ乃至１４ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記複数のレギュレータのうちの少なくとも１つのレギュレータが、前記スイッチング出力電圧と基準電位との間に結合された第２キャパシタを含む、ことを任意に含むことができる。
例１６ａで、例１５ａの対象は、前記第２キャパシタが約２μＦから約１５μＦ、例えば、約４μＦから約１２μＦ、例えば、６μＦから約１０μＦ、の範囲内の容量を有する、ことを任意に含むことができる。
例１７ａで、例１ａ乃至１６ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記インダクタが、約０．５μＨから約５μＨ、例えば、約１μＨから約３μＨ、例えば、約１．５μＨから約２．５μＨ、の範囲内のインダクタンスを有する、ことを任意に含むことができる。
例１８ａで、例１ａ乃至１７ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータ又は前記コンバータがバックコンバータとして構成される、ことを任意に含むことができる。
例１９ａで、例１ａ又は２ａ又は１ｂ乃至９ｂ又は１ｃ乃至４ｃ又は１ｄ乃至４ｄ又は１ｅ乃至７ｅ又は１ｆ乃至７ｆ又は１ｇ乃至６ｇ又は１ｈ乃至１２ｈ又は１ｉ乃至１４ｉ又は１ｊ乃至８ｊ又は１ｋ乃至１２ｋ又は１ｌ乃至１０ｌ又は１ｍ乃至６ｍ又は１ｎ乃至１０ｎ又は１ｏ乃至９ｏ又は１ｐ乃至９ｐ又は５ｑ乃至７ｑ又は４ｒ乃至６ｒのうちのいずれか１つの対象は、前記ＳＩＭＯコンバータ又は前記コンバータがブーストコンバータとして構成される、ことを任意に含むことができる。
例２２ａは、１つ以上のプロセッサによって実行される場合に、例２０ａ、２１ａ、１０ｂ、１１ｂ、５ｃ、６ｃ、５ｄ、６ｄ、８ｅ、８ｆ、９ｆ、７ｇ、１３ｈ、１４ｈ、１５ｉ、１６ｉ、９ｊ、１３ｋ、１４ｋ、１１ｌ、７ｍ、１１ｎ、１０ｏ、１１ｏのうちのいずれか１つの方法を実装する命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体である。
例２３は、単一インダクタ多重出力回路を含むシステムである。単一インダクタ多重出力回路は、本開示で記載されているいずれかの態様に従って構成されてよい。システムは、単一インダクタ多重出力回路の複数のコンバータ出力ラインのうちの第１出力ラインへガルバニック接続されている第１デバイスを更に含んでよい。第１デバイスは、前記第１出力ラインに固有のレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧又はスイッチング出力電圧で作動するよう構成される。例として、第１デバイスは、送信器（例えば、無線信号又は有線信号を送信するよう構成される。）又は受信器（例えば、無線信号又は有線信号を受信するよう構成される。）又はトランシーバ（例えば、無線信号又は有線信号を送信及び受信するよう構成される。）、プロセッサ（例えば、ベースバンドプロセッサ又はアプリケーションプロセッサ）、メモリコンポーネント、などのようなスマートフォンコンポーネントであってよい。更に、第１デバイスは、ウェアラブルデバイス又はヒアラブルデバイスであってもよい。更に、第１デバイスは、送信器（無線信号又は有線信号を送信するよう構成される。）又は受信器（例えば、無線信号又は有線信号を受信するよう構成される。）又はトランシーバ（例えば、無線信号又は有線信号を送信及び受信するよう構成される。）、プロセッサ（例えば、ベースバンドプロセッサ又はアプリケーションプロセッサ）、メモリコンポーネント、などのようなラップトップコンピュータコンポーネント又はタブレットコンピュータコンポーネントであってもよい。システムは、単一インダクタ多重出力回路の複数のコンバータ出力ラインのうちの第２出力ラインへガルバニック接続されている第２デバイスを更に含んでもよい。第２デバイスは、前記第２出力ラインに固有のレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧又はスイッチング出力電圧で作動するよう構成される。第２デバイスは、第１デバイスとは異なってもよく、あるいは、第１デバイスとは異なった動作電圧又は電圧範囲で作動してもよい。第２デバイスは、送信器（例えば、無線信号又は有線信号を送信するよう構成される。）又は受信器（例えば、無線信号又は有線信号を受信するよう構成される。）又はトランシーバ（例えば、無線信号又は有線信号を送信及び受信するよう構成される。）、プロセッサ（例えば、ベースバンドプロセッサ又はアプリケーションプロセッサ）、メモリコンポーネント、などのようなスマートフォンコンポーネントであってよい。更に、第２デバイスは、ウェアラブルデバイス又はヒアラブルデバイスであってもよい。更に、第２デバイスは、送信器（無線信号又は有線信号を送信するよう構成される。）又は受信器（例えば、無線信号又は有線信号を受信するよう構成される。）又はトランシーバ（例えば、無線信号又は有線信号を送信及び受信するよう構成される。）、プロセッサ（例えば、ベースバンドプロセッサ又はアプリケーションプロセッサ）、メモリコンポーネント、などのようなラップトップコンピュータコンポーネント又はタブレットコンピュータコンポーネントであってもよい。
留意されるべきは、インダクタが上記の全ての態様の単一インダクタ多重出力回路内で任意である点である。インダクタが省略される場合に、単一インダクタ多重出力回路は、インダクタが設けられる場合にインダクタの第１（例えば、入力）端子へ結合される第１端子と、設けられる場合にインダクタの第２（例えば、出力）端子へ結合される第２端子とを含んでよい。
本発明は、具体的な態様を参照して特に図示及び記載されてきたが、形態及び詳細の様々な変更が、添付の特許請求の範囲によって定義される発明の精神及び範囲から逸脱せずに、それらにおいて行われてもよいことが当業者によって理解されるべきである。発明の範囲は、このようにして、添付の特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲の均等の意味及び範囲内に入る全ての変更は、従って、包含されるよう意図される。

Claims (23)

  1. インダクタと、
    複数のコンバータ出力ラインと、
    前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、
    前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されるスイッチコントローラと、
    前記複数のコンバータ出力ラインのうちの関連するコンバータ出力ラインで各々の関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットし、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いて前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるように前記スイッチング出力電圧をレギュレートするよう構成される少なくとも１つのレギュレータと
    を有する単一インダクタ多重出力回路。
  2. 前記複数のスイッチは、
    前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合される第１スイッチと、
    前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合される第２スイッチと
    を有する、
    請求項１に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  3. 前記複数のスイッチは、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合される第３スイッチを有する、
    請求項１に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  4. 前記複数のスイッチは、前記インダクタの第２端子と前記スイッチング出力電圧との間に結合される第４スイッチを有する、
    請求項１に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  5. 前記複数のスイッチは、前記インダクタの第２端子と前記入力電圧との間に結合される第５スイッチを有する、
    請求項１に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  6. 前記少なくとも１つのレギュレータは、当該コンバータ出力ラインと他のコンバータ出力ラインとの間に結合される第６スイッチを有する、
    請求項１に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  7. 前記少なくとも１つのレギュレータは、
    前記スイッチング出力電圧を予め定義された第１閾電圧と比較し、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第１閾電圧よりも小さい場合には前記第６スイッチが閉じられるように、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第１閾電圧よりも高い場合には前記第６スイッチが開くように前記第６スイッチを制御するよう構成される第１コンパレータ回路を有する、
    請求項６に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  8. 前記少なくとも１つのレギュレータは、当該コンバータ出力ラインと前記複数のコンバータ出力ラインのうちの更に別のコンバータ出力ラインとの間に結合される第７スイッチを有する、
    請求項１に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  9. 前記少なくとも１つのレギュレータは、
    前記スイッチング出力電圧を予め定義された第２閾電圧と比較し、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第２閾電圧よりも高い場合には前記第７スイッチが閉じられるように、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された第２閾電圧よりも小さい場合には前記第７スイッチが開くように前記第７スイッチを制御するよう構成される第２コンパレータ回路を有する、
    請求項８に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  10. インダクタ及び複数のスイッチを有し、前記複数のスイッチのスイッチング状態に依存して印加入力電圧に応答して複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインでスイッチング出力電圧を供給するスイッチング段と、
    前記スイッチング出力電圧を受け、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの第１コンバータ出力ラインでの出力電圧を動的にセットするよう構成される少なくとも１つのレギュレータであり、前記スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又は前記スイッチング出力電圧が、前記目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定し、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの第２コンバータ出力ラインからの電流を使用して前記スイッチング出力電圧をレギュレートするよう構成される回路を有する前記少なくとも１つのレギュレータと
    を有する単一インダクタ多重出力回路。
  11. 前記複数のスイッチは、
    前記インダクタの第１端子と前記入力電圧との間に結合される第１スイッチと、
    前記インダクタの前記第１端子と基準電位との間に結合される第２スイッチと
    を有する、
    請求項１０に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  12. 前記複数のスイッチは、前記インダクタの第２端子と基準電位との間に結合される第３スイッチを有する、
    請求項１０に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  13. 前記複数のスイッチは、前記インダクタの第２端子と前記スイッチング出力電圧との間に結合される第４スイッチを有する、
    請求項１０に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  14. 前記複数のスイッチは、前記インダクタの第２端子と前記入力電圧との間に結合される第５スイッチを有する、
    請求項１０に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  15. 前記少なくとも１つのレギュレータは、前記第２コンバータ出力ラインと前記第１コンバータ出力ラインとの間に結合される第６スイッチを有する、
    請求項１０に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  16. 前記少なくとも１つのレギュレータは、
    前記スイッチング出力電圧を前記予め定義された下限閾電圧と比較し、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された下限閾電圧よりも小さい場合には前記第６スイッチが閉じられるように、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された下限閾電圧よりも高い場合には前記第６スイッチが開くように前記第６スイッチを制御するよう構成される第１コンパレータ回路を有する、
    請求項１５に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  17. 前記少なくとも１つのレギュレータは、第３コンバータ出力ラインと前記第１コンバータ出力ラインとの間に結合される第７スイッチを有する、
    請求項１０に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  18. 前記少なくとも１つのレギュレータは、
    前記スイッチング出力電圧を前記予め定義された上限閾電圧と比較し、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された上限閾電圧よりも高い場合には前記第７スイッチが閉じられるように、前記スイッチング出力電圧が前記予め定義された上限閾電圧よりも小さい場合には前記第７スイッチが開くように前記第７スイッチを制御するよう構成される第２コンパレータ回路を有する、
    請求項１７に記載の単一インダクタ多重出力回路。
  19. １つ以上のプロセッサによって実行される場合に単一インダクタ多重出力回路の作動方法を実装する命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    前記方法は、
    複数のスイッチによって、インダクタに印加された入力電圧に応答して複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインでスイッチング出力電圧を供給することと、
    前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御することと、
    関連する第１コンバータ出力ラインで各々の関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットし、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの第２コンバータ出力ラインからの電流を用いて前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるように前記スイッチング出力電圧をレギュレートする少なくとも１つのレギュレータを作動させることと
    を有する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
  20. １つ以上のプロセッサによって実行される場合に単一インダクタ多重出力回路の作動方法を実装する命令を記憶している非一時的なコンピュータ可読媒体であって、
    インダクタ及び複数のスイッチを有するスイッチング段を制御して、前記複数のスイッチに依存して印加入力電圧に応答して複数のコンバータ出力ラインのうちのあるコンバータ出力ラインでスイッチング出力電圧を供給することと、
    前記スイッチング出力電圧を受け、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの第１コンバータ出力ラインでの出力電圧を動的にセットし、前記スイッチング出力電圧が、目標レギュレータ出力電圧よりも大きい予め定義された上限閾電圧を上回るかどうか、又は前記スイッチング出力電圧が、前記目標レギュレータ出力電圧よりも小さい予め定義された下限閾電圧を下回るかどうかのうちの少なくとも一方を決定し、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの第２コンバータ出力ラインからの電流を用いて前記スイッチング出力電圧をレギュレートする少なくとも１つのレギュレータを作動させることと
    を有する、非一時的なコンピュータ可読媒体。
  21. インダクタと、
    複数のコンバータ出力ラインと、
    前記インダクタに印加された入力電圧に応答してスイッチング出力電圧を供給する複数のスイッチと、
    前記スイッチング出力電圧を制御するように前記複数のスイッチを制御するよう構成されるスイッチコントローラと、
    前記複数のコンバータ出力ラインのうちの関連するコンバータ出力ラインで各々の関連するレギュレータ特有の予め定義された目標出力電圧を動的にセットし、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインからの電流を用いて前記目標出力電圧から予め定義された範囲内にとどまるように前記スイッチング出力電圧をレギュレートするよう構成される少なくとも１つのレギュレータと
    を有する単一インダクタ多重出力回路と、
    前記複数のコンバータ出力ラインのうちの関連するコンバータ出力ラインへ結合され、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの前記関連するコンバータ出力ラインの前記目標出力電圧で作動するよう構成される電子部品と
    を有するシステム。
  22. 前記複数のコンバータ出力ラインのうちの他のコンバータ出力ラインへ結合され、前記複数のコンバータ出力ラインのうちの前記他のコンバータ出力ラインの前記目標出力電圧で作動するよう構成される更なる電子部品を更に有する、
    請求項２１に記載のシステム。
  23. 前記電子部品は、
    トランスミッタ、
    レシーバ、
    トランシーバ、
    プロセッサ、及び
    メモリコンポーネント
    から成るグループから選択される、
    請求項２１に記載のシステム。
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