[发明专利]开关调整器电路

说明书

开关调整器的实施例包括连接输入电路和多输出端电路的单个电感器或两个电感器，多输出端电路可以以各自不同的电压电平驱动不同的负载。输入电路可以包括多个输入开关，并且可以经由在多种所选模式(诸如降压模式、升压模式和降压‑升压模式)之一下的操作来对输入电压或地电压进行升压，从而向一个或多个电感器提供施加电压。每种所选模式可以基于多输出端电路中的多个单元输出端(输出负载驱动区段)之一的目标电压。可以监视输出电压，并在多输出端电路中控制开关的导通时间，以将输出电压维持在相应目标范围内。

技术领域

本公开总体上涉及电压转换电路，并且更具体地，涉及开关调整器(regulator)电路。

背景技术

通过使用步降或步升电源电压的电压转换电路，在电子设备内生成的电源电压可以驱动其中以不同的电压电平操作的各种电子组件。电源电压也可以动态地步降到给定的电子组件，以降低低功率操作模式下的功耗。例如，当处理数字信号的数字电路在要求相对低性能的模式下操作时，可以向数字电路提供低电平电源电压，但是当数字电路要求相对高性能时，可以向数字电路提供高电平电源电压。因此，可以使用能够生成各种电平的电源电压的开关调整器电路。可能需要开关调整器电路快速地改变电压电平，但具有有限的尺寸约束，并生成具有降低的噪声的电源电压。

对于诸如物联网(IoT)设备、真无线立体声(TWS)设备、无线传感器标签和智能手机等的移动设备，需要小型化的开关调整器电路。移动设备包括具有各种功能的若干个半导体芯片，诸如处理器、用于通信的集成电路、用于媒体处理的集成电路和电力管理集成电路。根据操作条件，半导体芯片内的电路可能需要不同的相应电力。为此，需要提供多种功率水平/范围的电力管理电路。

降压-升压电压转换电路作为实现高效率的电力转换技术是已知的。降压-升压电压转换电路用作从电池向每个半导体芯片供电的电路。

然而，降压-升压电压转换电路包括在电力管理集成电路的衬底上占据大面积的电感器。当电感器的数量增加时，可能会限制电力管理集成电路的其他设计空间。因此，对于这种类型的电路，期望尽可能减少电感器的数量。

发明内容

本公开的各方面提供了一种单输入多输出(SIMO)转换器电路及其电力管理集成电路，在一些实施例中，该SIMO转换器电路提供多个输出，但是仅使用一个电感器。

本公开的各方面提供了一种具有高效率、低纹波和快速响应速度的开关调整器电路及其电力管理集成电路。

本公开的各方面还提供了一种开关调整器电路及其电力管理集成电路，该开关调整器电路通过自适应于误差来操作而具有改善的输出电压准确度。

本公开的实施例提供了一种开关调整器电路，该开关调整器电路包括输入电路，该输入电路包括第一电路部分和第二电路部分，每个电路部分都包括多个输入开关，并且被配置为对输入电压进行升压，从而生成施加电压。电感器具有接收施加电压的第一端。多输出端电路包括第一单元输出端和第二单元输出端，每个单元输出端都连接到电感器的第二端，其中第一单元输出端和第二单元输出端中的每一个都包括至少一个输出开关。误差检测电路可以被配置为基于第一单元输出端的第一输出电压和第二单元输出端的第二输出电压来生成误差检测电流和误差检测电压。输出开关控制器可以被配置为基于误差检测电压和误差检测电流来生成用于控制输出开关的输出开关控制信号。模式选择器可以被配置为基于输入电压和第一单元输出端或第二单元输出端的相应目标输出电压来选择多种操作模式之一。输入开关控制器可以被配置为基于所选操作模式来生成用于控制输入开关的输入开关控制信号。第一电路部分可以包括第一飞跨电容器(flying capacitor)，并且第二电路部分可以包括第二飞跨电容器。输入开关控制器可以根据输入开关控制信号交替地对第一飞跨电容器和第二飞跨电容器充电，使得输入电路输出施加电压。

对单元输出端中的给定一个单元输出端中的输出开关的控制可以控制该输出开关的导通时间，从而将该单元输出端的输出电压向与其相关联的目标电压调节。