[发明专利]电压调节器

说明书

背景技术

电压调节器典型地使用参考电压和电源电压将已调节的电压提供给负载。电压调节器操作以提供处于尽可能恒定的电压电平的已调节电压，而不管所述负载所汲取的电流的量或所述负载的工作频率。依赖于电压调节器的设计，调节器的功率效率对于负载的所有工作条件而言可能不是最优的。所期望的是针对负载的各种工作条件能够以最优的功率效率来操作电压调节器。

附图说明

图1是示出具有效率跟踪功能的电压调节器的一个实施例的框图。

图2是示出用于操作具有效率跟踪功能的电压调节器的方法的一个实施例的流程图。

图3是示出包括具有效率跟踪功能的电压调节器的处理系统的一个实施例的框图。

具体实施方式

在下面的详细描述中，参照构成其一部分的附图，并且在附图中通过图示示出了其中可以实践公开的主题的特定实施例。应当理解，也可以使用其他实施例，并且可以进行结构的或逻辑的改变而不脱离本公开的范围。因此，下面的详细描述不应当在有限的意义下被理解，并且本公开的范围是由所附权利要求定义的。

图1是示出具有效率跟踪功能的电压调节器100的一个实施例的框图。电压调节器100包括调节器控制电路102、晶体管104、电流感测电路106、电流控制电路108、振荡器控制电路110和压控振荡器(VCO)112。

电压调节器100使用参考电压(V_REF)和电源电压(V_DD)将已调节的电压信号114(V_OUT)提供给负载130。电压调节器100操作从而以尽可能恒定的输出电压提供已调节的电压信号114，而不管负载130汲取的电流的量或负载130的工作频率。

电压调节器100实施效率跟踪功能，从而使得电压调节器100的功率效率最大化。如本文所使用的术语功率效率是指：由电压调节器100输出到负载130的功率的量与电压调节器100在生成并提供输出电压和输出电流到负载130的过程中所汲取的功率的量之比。电压调节器100的功率效率响应于用于生成已调节的电压信号114的时钟信号118的频率和提供给所述负载的电流的量而变化。因此，电压调节器100跟踪由负载130所汲取的电流负荷(current load)并且修改提供给调节器控制电路102的时钟信号118的工作频率以针对所述电流负荷最优化调节器100的效率。电压调节器100使用反馈信号生成已调节的电压信号114，该反馈信号与时钟信号118分离并且对应于输出电压。

在电压调节器100中，调节器控制电路102在REF输入端接收参考电压、在REG输入端接收反馈信号(即，图1的实施例中的已调节的电压信号114)、在时钟(CLOCK)输入端接收时钟信号118以及在过电流(OVER CURRENT)输入端接收过电流信号116。调节器控制电路102包括数字组合逻辑电路，该数字组合逻辑电路由时钟信号118驱动以响应于所述参考电压、所述反馈信号和过电流信号116而生成控制信号120。调节器控制电路102生成控制信号120以使得调节器输出信号114上的输出电压通过晶体管104而被调节并且保持在期望的恒定输出电压电平。调节器控制电路102在控制(CONTROL)输出端输出控制信号120。

调节器控制电路102在生成控制信号120的过程中的功率效率响应于时钟信号118的频率和提供给所述负载的电流的量而变化。因此，调节器控制电路102的功率效率可以通过调节时钟信号118的频率而被调节。

提供给调节器控制电路102的REG输入端的反馈信号对应于已调节的电压信号114上的输出电压，并且与时钟信号118分离且独立于时钟信号118。在一个实施例中，所述反馈信号是信号114上的模拟输出电压。在其他实施例中，所述反馈信号根据信号114上的模拟输出电压以其他方式确定或导出，并且可以在被提供给调节器控制电路102之前被转换为数字输入。

晶体管104是MOSFET或其他被配置为在源极端子处接收电源电压(V_DD)且在栅极端子处接收控制信号120的适当的晶体管。晶体管104响应于电源电压和控制信号120在漏极端子处生成已调节的电压信号114并且将已调节的电压信号114输出到负载130。在其他实施例中，晶体管104可以具有其他适当的配置以用于响应于电源电压和控制信号120生成已调节的电压信号114。