[发明专利]用于混合开关式电容器转换器的电路

说明书

电路包括：电感器，其具有的第一侧被连接到V_IN；第一开关，其具有的第一侧被连接到电感器的第二侧并且具有的第二侧不被连接到电感器的第二侧；第二开关，其具有的第一侧被连接到V_IN；第一电容器，其具有的第一侧被连接到第二开关的第二侧；第三开关，其具有的第一侧被连接到第一开关的第二侧；第四开关，其具有的第一侧被连接到第三开关的第二侧；第五开关，其具有的第一侧被连接到第一电容器的第二侧和第四开关的第二侧，并且其具有的第二侧被耦合到电压源；以及第二电容器，其具有的第一侧被连接到第四开关的第一侧并且其具有的第二侧被连接到第五开关的第二侧。

相关申请的交叉引用

本申请要求于2017年9月5日提交的美国专利申请号15/695,955的权益，所述申请通过引用以其全部内容并入本文。

技术领域

本公开涉及用于提供可重配置的Dickson Star开关式电容器电压调节器和/或提供混合(例如，两级)电压调节器的装置、系统和方法。

背景技术

存在对于减小电子系统的尺寸的强烈需求。尺寸减小在空间宝贵的移动电子产品中是特别期望的，而在被置于大数据中心的服务器中也是期望的，这是因为在固定尺寸的空间资产中挤入尽可能多的服务器是重要的。

电子系统中最大组件中的一些是电压调节器(也被称为功率调节器)。电压调节器通常包括大量笨重的片外组件并且被用于将电压递送到诸如集成芯片的电路，其包括：处理器、存储器件(例如，动态读取存取存储器(DRAM))、射频(RF)芯片、WiFi组合芯片和功率放大器。

为了高效地递送功率，电压调节器可以使用“降压(buck)”拓扑。这样的调节器被称为降压调节器。降压调节器使用电感器将电荷从功率源传递到输出负载。降压调节器可以使用功率开关(各自在不同的时间点)将电感器连接到不同电压或者与不同电压断开连接，从而提供作为不同电压的加权平均的输出电压。降压调节器可以通过控制电感器耦合到不同电压的时间量来调节输出电压。

不幸地，降压调节器不能很好地适用于高度集成的电子系统。降压调节器的转换效率取决于电感器的尺寸，特别是在功率转换比高时并且在输出负载消耗的电流量高时。由于电感器可以占据大面积且庞大而无法集成在芯片上或封装上，因此现有的降压调节器通常使用大量片外电感器组件。此策略通常需要印刷电路板上的大面积，这转而增加了电子器件的尺寸。随着移动片上系统(SoC)变得更加复杂并且需要由电压调节器递送越来越大量的电压域，挑战加剧。

因此，期望新的电压调节器电路。

发明内容

提供了针对混合开关式电容器转换器的电路。在一些实施例中，提供了电路，该电路包括：电感器，其具有第一侧和第二侧，其中第一侧被连接到输入电压；第一开关，其具有第一侧和第二侧，其中，第一侧被连接到电感器的第二侧，并且第二侧不被连接到电感器的第二侧；第二开关，其具有第一侧和第二侧，其中第一侧被连接到输入电压；第一电容器，其具有第一侧和第二侧，其中第一侧被连接到第二开关的第二侧；第三开关，其具有第一侧和第二侧，其中第一侧被连接到第一开关的第二侧；第四开关，其具有第一侧和第二侧，其中第一侧被连接到第三开关的第二侧；第五开关，其具有第一侧和第二侧，其中第一侧被连接到第一电容器的第二侧和第四开关的第二侧，并且其中第二侧被耦合到电压源；第二电容器，其具有第一侧和第二侧，其中第一侧被连接到第四开关的第一侧，并且其中第二侧被连接到第五开关的第二侧。

在这些实施例中的一些中，以下中的至少一个是晶体管：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关。

在这些实施例中的一些中，以下中的至少一个是MOSFET：第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关。

在这些实施例中的一些中，第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关中的至少一个是晶体管；并且第一开关、第二开关、第三开关、第四开关和第五开关中的至少一个受控制器控制。