調壓器的電流平衡、電流傳感器和相位平衡的裝置和方法

調壓器的電流平衡、電流傳感器和相位平衡的裝置和方法
【專利摘要】本發明涉及調壓器的電流平衡、電流傳感器和相位平衡的裝置和方法。描述的是電流平衡、電流感測和相位平衡、消除偏移、使用二進制編碼輸入(無需二進制至溫度計解碼器)的單調輸出的數字至模擬電流變換器，用于調壓器(VR)的補償器等等的裝置和方法。在一個實例中，裝置包括：多個耦接至電容器和負載的電感器；多個電橋，每一個電橋均耦接至來自多個電感器的相應的電感器；以及多個電流傳感器，每個電流傳感器耦接至電橋，用來感測流經電橋的晶體管的電流。
【專利說明】調壓器的電流平衡、電流傳感器和相位平衡的裝置和方法
[0001] 優先權主張
[0002] 本申請主張2013年3月15日提交的發明名稱為"集成調壓器"的美國臨時申請 61799833以及2013年5月31日提交的發明名稱為"用于集成調壓器的片上補償器"的美 國臨時申請61829992的優先權權益，其全部內容以引用的方式并入本文。

【背景技術】
[0003] DC-DC變換器典型地通過全波整流并濾波一個或多個時變信號來產生DC (直流） 電壓。由于全波整流過程中進行的開關，大量的電流通過大晶體管而以較快速度被頻繁地 反復"開關"。測量流經這些晶體管的電流通常有助于，例如，確定DC-DC變換器是否被裝 載，監測由開關引起的任何紋波電流，等等。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 本公開內容的實施例將從本公開內容下文中給出的【具體實施方式】和本公開內容 的各種不同的實施例的附圖中得到更加全面的理解，然而，其不應理解為將本公開內容限 定為特定的實施例，而僅是用于解釋和理解。
[0005] 圖1是根據本公開內容的一個實施例的具有相位和電流平衡的調壓器。
[0006] 圖2是根據本公開內容的一個實施例的相位平衡電路。
[0007] 圖3示出了根據本公開內容的一個實施例的電流感測的位置。
[0008] 圖4是根據本公開內容的一個實施例的具有電橋和η型和p型電流傳感器的電 路。
[0009] 圖5是根據本公開內容的一個實施例的η型和ρ型電流傳感器的晶體管級結構。
[0010] 圖6示出了根據一個實施例的差分浮動電流源。
[0011] 圖7是根據本公開內容的一個實施例的用于差分浮動電流源的偏置電路。
[0012] 圖8Α-Β是根據本公開內容的一個實施例的用于從電流傳感器接收差分電流的低 阻抗接收器。
[0013] 圖9是根據本公開內容的一個實施例的具有接收器電路ρ型電流傳感器的電路。
[0014] 圖10是根據本公開內容的一個實施例的具有接收器電路和η型電流傳感器的電 路。
[0015] 圖11是根據本公開內容的另一個實施例的具有η型和ρ型電流傳感器的調壓器 的一部分電路。
[0016] 圖12是根據本公開內容的另一個實施例的η型和ρ型電流傳感器的晶體管級結 構。
[0017] 圖13是根據本公開內容的一個實施例的電流傳感器接收器電路。
[0018] 圖14是根據本公開內容的一個實施例的具有遙測技術（telemetry)和過電流保 護驅動器的調壓器電流傳感器的高級別結構。
[0019] 圖15是根據本公開內容的一個實施例的用于相位電流平均的電路。
[0020] 圖16是根據本公開內容的一個實施例的具有偏移（offset)控制的相位平衡電 路。
[0021] 圖17是根據本公開內容的一個實施例的用于消除比較器和電流傳感器失配的偏 移的高級別結構。
[0022] 圖18是根據本公開內容的一個實施例的用于消除比較器和電流傳感器失配的偏 移的方法流程圖。
[0023] 圖19是根據本公開內容的一個實施例的數字至模擬（DAC)電流變換器。
[0024] 圖20是常規的3型補償器。
[0025] 圖21是根據本公開內容的一個實施例的差分3型補償器。
[0026] 圖22是根據本公開內容的一個實施例的差分3型補償器的頻率響應。
[0027] 圖23是根據本公開內容的一個實施例的具有DFT (可測性設計）特征和結構圖表 的差分3型補償器。
[0028] 圖24是根據本公開內容的一個實施例的引導電橋（pilot bridge)。
[0029] 圖25是根據本公開內容的一個實施例的具有差分3型補償器的調壓裝置的一部 分。
[0030] 圖26是根據本公開內容的一個實施例的具有采用參考圖1至25描述的一個或多 個電路的智能設備或計算機系統或SoC(片上系統）。

【具體實施方式】
[0031] 實施例描述了電流平衡、電流感測和相位平衡、消除偏移的裝置和方法，具有使用 二進制編碼輸入（無需二進制至溫度計譯碼器）的單調輸出的數字至模擬電流變換器，用 于調壓器（VR)的補償器，等等。實施例具有許多技術效果，包括提高VR的可靠性，提高VR 的效率，降低功率損耗等等。
[0032] 在以下的描述中，討論許多細節，用來提供對本公開內容的實施例的更加全面的 解釋。然而，對所屬領域技術人員來說，在不需要這些特定的細節的情況下，實現本公開內 容的實施例將是顯而易見的。在其它的實例中，以方塊圖形式示出眾所周知的結構和設備， 而非以細節的形式，為的是避免使本公開內容的實施例變得難以理解。
[0033] 應當注意，在實施例的相應附圖中，用線條代表信號。一些線條可以粗一些，用來 指示出更多組分信號路徑；和/或在一個或多個端部具有箭頭，用來指示主要信息的流向。 所述指示并非意在限定。而是，與一個或多個典型的實施例一起使用的線條用來便于更加 容易地理解電路或邏輯單元。任意代表的信號，如設計需求或偏好所要求的，可以實際上包 括沿任一方向傳輸并采用任意合適的信號模式類型實現的一個或多個信號。
[0034] 貫穿說明書，以及在權利要求中，術語"連接"意味著在相連接的物體間直接電連 接，無需任何其它中間設備。術語"耦接"意味著在相連接的物體間直接電連接，或通過一 個或多個無源的或有源的中間設備間接連接。術語"電路"意味著被布置用來彼此協作以 提供所需功能的一個或多個無源的和/或有源的部件。術語"信號"意味著至少一種電流 信號、電壓信號或數據/時鐘信號。"一"和"該"的意思包括復數涵義。"在……內"的意思 包括"在……內"和"在……上"。
[0035] 術語"縮放"通常是指將設計（原理圖和布局）從一種工藝技術轉換為另一種工藝 技術。術語"縮放"通常還指在相同的技術節點內縮小布局和設備的尺寸。術語"縮放"還 可以指相對于另一參數（例如電源電平）來調節（例如，減慢）信號頻率。術語"基本上"、 "接近"、"近似"、"附近"和"大約"，通常是指在目標值的+/-20%的范圍內。
[0036] 除非另外規定，否則使用序數形容詞"第一"、"第二"和"第三"等來描述共同的對 象僅僅表示涉及相同對象的不同實例，而不是要暗示所描述的對象必須是在時間上或空間 上采用給定的順序、排序或任何其它的形式。
[0037] 出于實施例的目的，晶體管是金屬氧化物半導體（M0S)晶體管，其包括漏極端子、 源極端子、柵極端子和體端子。所述晶體管還包括三柵極晶體管和鰭式場效應晶體管，全 包圍柵圓柱形晶體管或其它實現晶體管功能的器件，例如碳納米管或自旋電子器件。源極 端子和漏極端子可以是相同的端子，并且在本文中可互換使用。本領域技術人員將意識到， 可以在不脫離本發明范圍的情況下使用其它晶體管，例如雙極結型晶體管一 BJTPNP/NPN、 BiCMOS、CMOS、eFET等。術語"MN"表示N型晶體管（例如，NMOS、NPN BJT等），并且術語 "MP"表示P型晶體管（例如，PMOS、PNP BJT等）。
[0038] 圖1是根據本公開內容的一個實施例的具有相位和電流平衡的VR100。典型的VR 會產生相位間不同的相電流。例如，一個相可以傳輸1A電流，并且另一相可以傳輸4A電流。 該相電流失配使VR喪失了效率，并且還有助于相關輸出電壓中的電壓誤差。以下實施例至 少解決以上問題。
[0039] 在一個實施例中，VR100包括：多個電橋l〇VN(其中N大于一），脈寬調制器 (PWM) 102,和補償器103。在該實例中，N= 16。然而，實施例并不限于N= 16。可以使用 任意數字'Ν'。在一個實施例中，多個電橋lOlg耦接至多個電感器Lg，多個電感器Lg又 耦接至負載電容器（或去耦電容器）Cdecap，以及負載104。電容器的電壓Vout是經調節 的輸出電壓。在一個實施例中，補償器103接收參考電壓Vref和輸出電壓Vout (與Vsense 相同），用來為PWM102產生修正的參考電壓Vfb (反饋電壓）。在一個實施例中，多個電橋 10 VN中的每一個電橋的輸出均耦接至多個電感器U_N當中的電感器L。例如，電感器Q耦 接至電橋10L。在一個實施例中，多個電流傳感器（未示出）耦接至多個電橋10V N，并且 是可操作的，用來為每個電橋（或相）感測出電流iPhase(l-N)。
[0040] 在一個實施例中，PWM102產生多個脈寬調制信號，PWM(l-N)信號，用于定時控制 和電橋驅動器105^。在一個實施例中，定時控制和電橋驅動器105η的輸出gn(l-N)和 gp(l-N)用于控制多個電橋lOlg產生經調節的電壓Vout。
[0041] 在一個實施例中，PWM102包括波合成器106、電流混頻器107^和比較器108^。 在一個實施例中，波合成器106 (也稱波發生器）產生'Ν'個三角波。在一個實施例中，三 角波是周期性的并且具有在Vh(高壓閾值）與VI (低壓參考）之間的電壓擺動。
[0042] 在一個實施例中，比較器108^產生N個PWM信號（S卩，PWM(l-N)信號），每個PWM 信號驅動來自定時控制和電橋驅動器105η之中的相應的定時控制和電橋驅動器。在一個 實施例中，PWM信號（即，PWM(l-N)信號），具有隨輸入至比較器108^的DC電平變化的占 空比。由電橋l〇V N輸出的電流的強度、電流紋波和電壓Vout取決于PWM(l-N)信號的占 空比。
[0043] 在一個實施例中，電流混頻器107^接收電橋lOlg中的每個電橋的感測出的相 電流（iPhase (1-N))，并且從所有電橋lOlg減去平均電流，用來廣生誤差電流ierr (1-N)， 該誤差電流用于針對相應的比較器108η的輸入產生相應的電壓Vtw (1-N)。例如電流混頻 器1(^從電橋lOh接收iPhasel并且從iPhasel減去平均電流，用來產生ierrl，該ierrl 用于針對比較器lOSi產生Vtwl。在該實施例中，所有電橋lOlg的輸出電流實質上是平衡 的，致使相位平衡。
[0044] 在一個實施例中，在波合成器106和比較器lOSg的輸出交叉點處，電流傳感器信 號（iPha Se(l-N))由電流混頻器107^組合并且添加至主VR回路。在該實施例中，主VR回 路（包括PWM102 -電橋驅動器105^ -電橋lOlg -補償器103)調節輸出電壓Vout，而 電流感測回路（包括電流混頻器107m -比較器108^ -電橋驅動器105^ -電橋101^ - 電流傳感器（未明確示出））檢查并維持所有相（即，電橋1〇νΝ)，產生相同大小的電流。
[0045] 每相（或電橋）的三角波（即，波合成器106的輸出）由Ierr = Iph-Iavg的比例數 上移或下移，其中是單相電流和所有相的平均電流之間的差。在一個實施例中，上移三 角波降低了 PWM占空比，這降低了相電流，并且下移三角波提高了 PWM占空比，這增加了相 電流（即，來自電橋?ο的電橋的輸出）。
[0046] 圖2是根據本公開內容的一個實施例的相平衡電路200。應當指出，與其它任意附 圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖2的這些元件能夠以類似于所述的任意方式 運行或執行功能，但并不限于此。
[0047] 在該實施例中，電流混頻器Rmix (來自電流混頻器107^中）耦接至波合成器106 和比較器lOSi。為避免使實施例變得難以理解，電橋lOh、電流混頻器lOTi、比較器loSi、電 感器U根據相1來說明。相同的說明適用于其它相。在一個實施例中，每一相都具有其自 身的電流誤差。在一個實施例中，電流傳感器輸出是電流模式信號iPhasel并且其與電橋 電流成比例。
[0048] 在一個實施例中，相電流iPhasel以正信號的形式施加，而平均電流iavg以負信 號的形式施加。在一個實施例中，波合成器106與比較器108η的輸入之間的連接物是電流 混頻器107η。在一個實施例中，電流混頻器（來自電流混頻器107^中）的每一個均混頻 正的相電流并且同時減去平均電流（iavg)信號，使得電流差流經電流混頻器產生相應的 電壓降Vtw。在一個實施例中，正是該電壓上移或下移三角波。三角波移動值由AVtri = Rmix*(IPh_Iavg)給定。在一個實施例中，圖1的電流平衡方案基于平均電流而非峰值電流。
[0049] 在一個實施例中，VR100的每相均具有混頻電阻器Rmix，該混頻電阻器Rmix接收 由其自身相位（例如，iPhasel)產生的正電流信號以及負的平均信號（即，iavg)，其對于所 有相而言都是相同的。在一個實施例中，正的相電流信號由將差分電流信號從傳動系（即 電橋lOli)翻轉至正號的單端信號產生。在一個實施例中，負的平均電流（即，-iavg)以相 似的方式產生。
[0050] 在一個實施例中，用于產生平均電流的差分-單端電路的輸入的極性被反轉，當 與相電流信號比較時，賦予其-1的增益。在一個實施例中，負的平均電流單元的輸出被分 為多個獨立的輸出，每一個對應VR100中的每一相。對于'Ν'相，存在N個輸出，相比原始 的輸出每一個具有1/Ν的強度。這些輸出隨后被均等地分至其它平均電流產生單元，使得 針對特定相的合計負的平均電流實質上是來自Ν相當中的每一相的單個1/Ν輸出的組合。 在一個實施例中，涉及的信號是以電流的模式，因此這些輸出的疊加由將其短接在一起來 實現。
[0051] 例如，對于4相VR，相1的混頻電阻器Rmix從四相當中的每一相接收全部的相電 流信號和1/4的平均信號。如果相1的電流等于平均電流，那么沒有電流會流過Rmixl (即， 107J并且三角波將保持不變。在該實施例中，其它相的Rmix從相1中的平均電流單元中 獲取一個分支（以及從其它相中的每一個獲取一個分支）。在一個實施例中，僅使用相電流 信號而不減掉平均電流。在該實施例中，VR100以電流模式控制的形式運行，其能夠用來提 高瞬態性能。
[0052] 圖3示出了根據本公開內容的一個實施例的電流傳感器配置300。應當指出，與其 它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖3的那些元件能夠以類似于所述的 任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0053] 在該實施例中，電橋lOh和相應的輸出電感器Q被示出。在一個實施例中，電流 傳感器被定位在如圖所示的位置'1'、'2'或'3'。位置'2'被稱為并聯電感技術，其在電感 器中通過偶接磁場感生電流測量信號，所述磁場由通過電感器的測量的電流信號產生。不 幸的是，并聯電感對于快速轉換的電流是不實際的，因為電感器的帶寬是有限的（即，隨著 電流測量信號頻率的升高，電感器將使電流測量信號愈加衰減）。
[0054] 位置'3'被稱為串聯電阻技術。串聯電阻技術不會典型地遭遇有限帶寬的問題， 因為純電阻不會隨信號頻率而改變其電阻特性。然而，不幸的是，串聯電阻技術對于大電流 (譬如，由DC-DC變換器的開關晶體管抽取的這些電流）同樣是不實際的，因為大電流經電 阻驅動會趨向于消耗大量的功率（通過關系P = I2R)，其導致了過熱；或者，如果功率"問 題"由使用非常小的串聯電阻來處理，那么因為信號V = I*R可能變得太小而無法測量，而 導致不精確。
[0055] 實施例使用位置' Γ，其中電流傳感器感測跨過p型器件MP1和/或MP2 (其形成 高側開關），和η型器件MN2和/或MN1 (其形成低側開關）的電流。
[0056] 圖4是根據本公開內容的一個實施例的具有電橋和η型及ρ型電流傳感器的電路 400。應當指出，與任意其它附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖4的那些元件 以類似于所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0057] 在一個實施例中，電路400包括電橋ΙΟΙρ ρ型（例如，PM0S)電流傳感器40b η 型（例如，NM0S)電流傳感器402i，ρ型電流傳感器（CS)接收器403i，和η型電流傳感器接 收器401。盡管根據一相電橋來說明實施例，但相同的說明適用于其它電橋/相。
[0058] 在該實施例中，ρ型電流傳感器40L的輸出通過金屬布線405i傳送至ρ型電流傳 感器403i。在該實施例中，η型電流傳感器402i的輸出通過金屬布線406i傳送至η型電流 傳感器接收器401。在一個實施例中，將ρ型電流傳感器接收器403i和η型電流傳感器接 收器401的輸出相組合，用來產生代表電橋101的相電流的iPhasel電流。在一個實施例 中，所有的電橋10 VN均具有其各自的P型和η型電流傳感器以及相應的ρ型和η型電流 傳感器接收器，用來產生它們相應的iPhase電流。
[0059] 在一個實施例中，ρ型和η型電流傳感器40、和402i通過檢測電橋ΙΟ、導通的 一半上的漏極-源極電壓（V DS*VSD)降來測定負載電流。例如，對于NM0S(即，具有麗2和 MN1的低側開關）VDS = Vxbr-Vss ;并且對于PM0S( S卩，具有MP1和MP2的高側開關）VSD = Vccin-Vxbr，其中Vxbr是電橋輸出。圖4的電流感測實施例通過消除了添加附加串聯電阻 的需求而降低了功率損耗。
[0060] 圖5是根據本公開內容的一個實施例的η型和p型電流傳感器的晶體管級結構 500。應當指出，與任意其它附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖5的那些元件 能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0061] 在一個實施例中，晶體管級結構500包括電橋ΙΟ、和電流傳感器，S卩，p型電流傳 感器40^和η型電流傳感器402i。在一個實施例中，p型電流傳感器40^包括：第一組共 源共柵器件，包括如圖所示偶接在一起的P型MPsl、MPs2和MPs3 ;以及第二組共源共柵器 件，包括在Vccln與另一個Vccln之間串聯耦接在一起的p型MPs4、MPs5和MPs6。在一個 實施例中，MPsl和MPs4的柵極端子耦接至cp，MPsl和MPs4的源極端子耦接至Vccln，并 且MPsl的漏極端子耦接至Vcpl，而MPs4的漏極端子耦接至Vcp2。在一個實施例中，MPs2 和MPs5的柵極端子稱接至gp (或gpl)。在一個實施例中，MPs3和MPs6的柵極端子稱接至 Vccin/2〇
[0062] 在一個實施例中，Vcpl和Vcp2耦接至產生差分輸出電流的放大器。在一個實施 例中，401的放大器包括：浮動電流源IcsN，連接成二極管的p型器件MPc2和MPc3,以及共 柵極放大器MPc 1和MPc4。在一個實施例中，如圖所示，Vcp 1耦接至MPc 1和MPc2，而Vcp2 耦接至MPc3和MPc4。在一個實施例中，共柵極放大器MPcl和MPc3的輸出由p型電流傳感 器接收器403i通過差分互連接收。
[0063] 在一個實施例中，η型電流傳感器AOZi包括：第一堆疊器件，包括如圖所示耦接在 一起的η型麗si、麗s2和麗s3 ;以及第二堆疊器件，包括在地與另一個地之間串聯耦接在 一起的η型麗s4、麗s5和麗s6。在一個實施例中，麗si和麗s6的柵極端子耦接至cn，麗si 和MNs4的源極端子稱接至地，并且MNsl的漏極端子稱接至Vcnl，而MPs4的漏極端子f禹接 至Vcn2。在一個實施例中，麗s2和麗s5的柵極端子稱接至gn (或gnl)。在一個實施例中， 麗s3和麗s6的柵極端子耦接至Vccin/2。在一個實施例中，麗s3的漏極端子耦接至MPs3 的漏極端子和電橋101:的輸出Vxbr。
[0064] 在一個實施例中，Vcnl和Vcn2耦接至產生差分輸出電流的放大器。在一個實施例 中，402i的放大器包括：浮動電流源IcsP，連接成二極管的的η型器件MNc2和MNc3,以及共 柵極放大器麗cl和麗c4。在一個實施例中，如圖所示，Vcnl耦接至麗cl和麗c2,而Vcn2 耦接至麗c3和麗c4。在一個實施例中，共柵極放大器麗cl和麗c3的輸出由η型電流傳感 器接收器401通過差分互連接收。
[0065] 在一個實施例中，如果輸入Vcpl和Vcp2兩者是相等的，那么不存在由電流傳感器 40L為互連405i產生的信號。當高側開關晶體管MP1和MP2關斷時，Vcpl和Vcp2可以是 相等的。在一個實施例中，如果輸入Vcnl和Vcn2兩者是相等的，那么不存在由電流傳感器 4(^為互連406i產生的信號。當低側開關晶體管麗1和麗2關斷時，Vcnl和Vcn2可以是 相等的。
[0066] 在一個實施例中，當每個PMOS^li和電流傳感器的電橋器件導通時，它 們對電流進行感測。例如，當高側開關晶體管MP1和MP2導通時，PM0S電流傳感器40L感 測電流，并且當低側開關晶體管麗1和麗2導通時，NM0S電流傳感器402i感測電流。
[0067] 在一個實施例中，當其電橋器件關斷時,Vxbr節點接近相對的供電軌，并且電流傳 感器進入定義的非感測狀態，用來避免發送錯誤的信號以及可能的柵極過電壓應力。在一 個實施例中，電流傳感器利用電橋柵極和共源共柵節點，來在開關周期的每個半周期上、在 感測與非感測狀態之間動態轉換。在一個實施例中，對于導通電橋，Vxbr通常靠近供電軌。 根據一個實施例，在NMOS實例（即，具有MN2和MN1的低側開關）中，Vxbr頻繁地變得低 于 Vss。
[0068] 在一個實施例中，電流傳感器40、和4012利用共柵極電流模式（gm)放大器來允 許在這些極端電壓處精確感測電橋輸出節點。在一個實施例中，放大器是差分的使得輸出 電流信號能夠在不易受到噪聲干擾的情況下長距離傳送。
[0069] 圖6示出了根據一個實施例的差分浮動電流源600。應當指出，與其它任意附圖的 元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖6的那些元件能夠以類似所述的任意方式運行或 執行功能，但并不限于此。
[0070] 在一個實施例中，差分浮動電流源600用于為傳動系電流傳感器（例如，仙^和 402J提供偏置電流。在一個實施例中，電流傳感器和偏置電路可以分隔開一長距離，例如， 5000 μ m。在一個實施例中，差分電流源600不受供電壓降（即，Vccin和/或地的壓降）的 影響，因為其參考其自身。
[0071] 在一個實施例中，差分浮動電流源600包括用于為電流傳感器4011和402 1的放大 級的電流源分別提供VbiasN和VbiasP(即，差分偏置）的差分偏置網絡。對于每一個p型 和η型電流傳感器，麗csN和麗csP均用于浮動電流源。
[0072] 在一個實施例中，差分偏置網絡包括單位增益放大器601，該單位增益放大器接 收Vccin/2作為輸入并且產生Vccin/2的副本作為Vc/2。在一個實施例中，差分偏置網絡 包括P型器件MPbl、MPb2、MPb3和MPb4,以及η型器件MNbl、MNb2、MNb3和MNb4。在一個 實施例中，MNb3和MNb4構成了由V，ibias(由圖7的實施例產生）偏置的電流源。在一 個實施例中，來自單位增益放大器601的Vc/2用于偏置MPb3和MNbl的源極端子。在一 個實施例中，由MNb3抽取的電流設置電壓降Vc/2-VbiasP。在一個實施例中，由MNb4抽 取的電流流經MPb4、MNb2和MPb2。在一個實施例中，MPb2將該電流鏡像至MPbl。在一 個實施例中，流經MPbl的電流設置電壓VbiasN-Vc/2。在該實施例中，這些電壓降的總和 (Vc/2_VbiasP) + (VbiasN-Vc/2)等于 VbiasN-VbiasP = V，bias。
[0073] 在一個實施例中，連接成二極管的η型和p型器件MNbl和MPb3的柵極節點布線 至位于各種不同的傳動系相（即，電橋10U中的P型和η型電流傳感器（例如，仙^和 402J中的副本電路。在該實施例中，電壓降問題由于柵極連接零載流而得以消除并且因此 在長連接線上不存在IR降。
[0074] 圖7是根據本公開內容的一個實施例的用于差分浮動電流源600的偏置電路700。 應當指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖7的那些元件能夠 以類似于所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0075] 在一個實施例中，偏置電路700包括放大器701和702,可調電流源703和704,和 電阻器R1和R2。在一個實施例中，偏置電路700接收參考電壓（例如，來自帶隙電路）并 且產生Vbp和Vbn，這兩者中的任一個能夠用于提供圖6中的V，ibias。在一個實施例中， 可調電流源701是耦接至電源和電阻器R1的p型器件。在一個實施例中，電阻器R1耦接 至地和器件703。在該實施例中，放大器701 (例如，運算放大器）調節器件703的強度使 得VI實質上等于Vref。在一個實施例中，可調電流源702是耦接至地和電阻器R2的η型 器件。在一個實施例中，電阻器R2耦接至電源和器件704。在該實施例中，放大器702(例 如，運算放大器）調節器件704的強度使得V2實質上等于Vref。
[0076] 在一個實施例中，如果'I'是流經器件703和電阻器R1的電流，那么I = Vref/ R1。在一個實施例中，如參考圖16-18所討論的，該電流'I'還用于調整（trim)或補償比 較器1(^的偏移。例如，Voffset = m. I. Rmix，其中'm'是來自數模變換器（DAC) 1701的 電流換算比例（current scaling)。在Voffset方程帶入'I'示出了 Voffset取決于電阻 器Rmix和R1的比值，并且因此電阻器的處理偏差的影響實質上得以消除。
[0077] 在一個實施例中，偏置電路700產生電流使得該電流與管芯上電阻器的電阻的乘 積基本上是常量，即處理靈敏度實質上得以降低。在該實施例中，電流傳感器（例如，40、 和402D最終的輸出信號會取決于R1和R2的電阻，然而Rmix電阻器兩端的偏移電壓并不 取決于R1和R2的電阻，即ierr*Rmix實質上具有零處理相關性。
[0078] 圖8A-B分別是根據本公開內容的一個實施例的低阻抗接收器結構800和820,用 于從電流傳感器（例如，接收差分電流。應當指出，與其它任意附圖的元件具 有相同的附圖標記（或名稱）的圖8A-B的那些元件能夠以類似于所述的任意方式運行或 執行功能，但并不限于此。
[0079] 在一個實施例中，低阻抗接收器結構800包括接收器802和連接成二極管的η型 器件MNd。在一個實施例中，接收器802從ρ型電流傳感器（例如，401^經其低阻抗輸入接 收電流。為避免使實施例變得難以理解，未示出P型電流傳感器40^的差分輸出。在一個 實施例中，電流從P型電流傳感器40^流經長的互連405i，該互連405i被建模為耦接p型 電流傳感器40^和低阻抗接收器802的電容器和電阻器的PI網絡803。
[0080] 在一個實施例中，低阻抗接收器802包括放大器801和p型器件MPin。在一個實 施例中，低阻抗接收器802的輸入VinP耦接至MPin和放大器801的輸入。在一個實施例 中，放大器801還接收參考電壓V KEF并調節MPin的強度，來使VinP實質上等于VKEF。在一 個實施例中，經過MPin的電流流經連接成二極管的麗d，并且產生與該電流成比例的電壓 Vgn。
[0081] 在一個實施例中，低阻抗接收器結構820包括接收器822和連接成二極管的p型 器件MPd。在一個實施例中，接收器822經其低阻抗輸入接收來自η型電流傳感器（例如， 402J的電流。為避免使實施例變得難以理解，未示出η型電流傳感器402i的差分輸出。在 一個實施例中，來自η型電流傳感器402i的電流流經長的互連406i，該互連406i被建模為 耦接η型電流傳感器402i和低阻抗接收器822的電容器和電阻器的PI網絡823。
[0082] 在一個實施例中，低阻抗接收器822包括放大器821和η型器件麗in。在一個實 施例中，低阻抗接收器822的輸入VinN耦接至MNin和放大器821的輸入。在一個實施例 中，放大器821還接收參考電壓V KEF并且調節MNin的強度以使VinN實質上等于VKEF。在一 個實施例中，經過麗in的電流流經連接成二極管的MPd，并且產生與該電流成比例的電壓 Vgp。
[0083] 在該實施例中，低阻抗輸入用于接收傳動系電流傳感器差分電流模式信號。使用 低阻抗輸入是因為從傳動系（例如，電橋ΙΟΙ:)至接收器802 (和822)的長的布線（例如， 5000μπι)會導致帶寬非常差，除非布線端部的電壓擺動保持在最小值。在一個實施例中， 低阻抗輸入VinP (和VinN)通過在長的布線405i ( S卩，803)與連接成二極管的器件麗d (和 MPd)之間插入增益提高的導通晶體管MPin(和麗in)來產生，該連接成二極管的器件 麗d (和MPd)被鏡像至下一級。
[0084] 在一個實施例中，導通晶體管MPin的輸入阻抗，額定1/gm，被以因數1+AV提高，其 中八 ￥是放大器801的增益。在一個實施例中，放大器801 (和821)是具有大約30dB增益 的單級差分對。在該實施例中，放大器801(和821)僅具有單級以便消除不穩定性的可能。 在其它實施例中，可以使用用于放大器801 (和821)的其它設計和級數。
[0085] 圖9是根據本公開內容的一個實施例的具有接收器電路（例如，403J和p型電流 傳感器（例如，401J的電路900。應當指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記 (或名稱）的圖9的那些元件能夠以類似于所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于 此。
[0086] 在一個實施例中，具有接收器電路（例如，403J的電路900被耦接至電流傳感器 (例如，401J。在一個實施例中，電路900包括兩條支路，用來耦接至電流傳感器901 (例如， 401J的差分輸出。第一支路包括MNrl和連接成二極管的MPrl，并且第二支路包括MPr2和 MNr2。在一個實施例中，電流傳感器901的第一輸出電流被接收器802經由互連HOSi接 收，并且經由連接成二極管的麗dl (與圖8A的麗d相同）被轉換為電壓Vgnl。在該實施例 中，MPrl和MPr2構成電流鏡像，并且在它們的柵極端子被Vr偏置。
[0087] 在一個實施例中，流經麗dl的電流經η型器件MNrl和連接成二極管的MPrl被鏡 像至第二支路（具有MPr2和MNr2)。在一個實施例中，電流傳感器的第二輸出電流由接收 器802經由互連1 4(^接收，并且經由連接成二極管的麗d2(與圖8A的麗d相同）被轉 換至電壓Vgn2。在該實施例中，來自傳感器901的差分電流被轉換至單端電流iPhasel (與 電橋lOli相關聯）。
[0088] 在一個實施例中，經濾波的、未調壓的電源用于為電流傳感器接收器900供電。針 對較高電壓的該應用基于由傳動系（例如，ΙΟΙ:)與接收器900(例如，403^之間的長的布 線（例如，405^上的NM0S電流信號產生的電壓降。該電壓降將凈空高度（headroom)降低 至可以將至少1. 2V的供電用于穩定的操作的點。
[0089] 在一個實施例中，電流傳感器接收器不能由Vccin軌直接供電，因為大的高頻噪 聲會干擾電流傳感器的差分至單端輸出級。在一個實施例中，RC低通濾波器被施加在NM0S 功率晶體管的柵極，該NM0S功率晶體管的漏極被連接至Vccin并且其源極為電流傳感器 接收器電路供電。在一個實施例中，RC低通濾波器在不需要額外的線性調壓器的情況下從 Vccin中濾除高頻噪聲。在一個實施例中，新電源Vccsrcvr (被提供至MPrl和MPr2的源極 端子）未在DC處調節，并且其值是Vccin-Vt，η。
[0090] 在一個實施例中，一對通路器件（即，PM0S電流傳感器901中的MPcl和MPc2,和 MPc3,和MPc4)由重寫信號控制，允許電流傳感器901在沒有PM0S共源共柵接通的情況下 運行。在該實施例中，電流傳感器的輸出由第一階誤差信號（復合偏移）構成，其用于將電 流傳感器校準至'零'。例如，當電橋lOli的功率FET關斷時，與功率FET相關聯的電流傳 感器不會測量電流，即電流傳感器的輸入被短接在一起。在該實例中，相電流傳感器的輸出 僅是誤差電流（例如，由于處理偏差）。根據一個實施例，該誤差（或偏移）電流在PWM調 整校準過程中被消除。在一個實施例中，接收器電路AOSi (即，在取出（take out)901之后 900的剩余物），其接收來自電流傳感器901的差分電流信號，并且將其轉換至單端電流信 號iPhasel。在一個實施例中，接收器產生具有任意符號（正的或負的）的該信號iPhasel 的若干副本。在一個實施例中，來自若干相的該信號iPhase的副本能夠被相加用來產生總 和或平均電流傳感器信號以用于整個電壓域或若干域。
[0091] 圖10是根據本公開內容的一個實施例的具有接收器電路（例如，404^和η型電 流傳感器（例如，402^的電路1000。應當指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標 記（或名稱）的圖10的那些元件能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于 此。
[0092] 在一個實施例中，具有接收器電路（例如，404J的電路1000耦接電流傳感器（例 如，402J。在一個實施例中，電路1000包括兩個支路，用來耦接至電流傳感器1001 (例如， 402J的差分輸出。第一支路包括MPrl和連接成二極管的MNrl，并且第二支路包括MNr2和 MPr2。在一個實施例中，電流傳感器1001的第一輸出電流由接收器822經由互連2 4061接 收并且經由連接成二極管的MPdl (與圖8B的MPd相同）轉換為電壓Vgpl。在該實施例中， MNrl和MNr2構成電流鏡像并且在它們的柵極端子處被Vr偏置。
[0093] 在一個實施例中，流經麗dl的電流被經由p型器件MPrl和連接成二極管的MNrl 而鏡像至第二支路（具有MNr2和MPr2)。在一個實施例中，電流傳感器的第二輸出電流由 接收器822經由互連2 406i接收并且經由連接成二極管的MPd2(與圖8B的MPd相同）轉 換為電壓Vgp2。在該實施例中，來自傳感器1001的差分電流被轉換至單端電流iPhase 1 (與 電橋10^相關聯）。在一個實施例中，如參考圖9的實施例描述的那樣，使用經濾波的、未 經調節的電壓源來為電流傳感器接收器1000供電。
[0094] 在一個實施例中，電阻器（未示出）被連接至一個或多個接收器輸出，使得電阻器 的電壓變化與接收器的輸出電流的總和的變化成比例。在該實施例中，電阻器電壓變化可 以與相電流、域電流或VR輸入電流（即，若僅有高側開關電流實際被使用）成比例。在一 個實施例中，該電阻器的阻值是可編程的。在一個實施例中，電阻器能夠由分壓器偏置，典 型地模擬電源的1/2左右，使得在不存在導致非線性的電壓凈空高度問題的情況下電流傳 感器能夠精確地感測零左右的電流。
[0095] 圖11是根據本公開內容的另一個實施例的具有η型和p型電流傳感器的VR的一 部分電路1100。應當指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖11 的那些元件能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0096] 電路1100示出了傳動系電橋1101和具有接收器的接收器模塊1102。圖11 的實施例類似于圖4的實施例。然而，在圖11的實施例中，對于p型和η型電流傳感器（分 別為和1104D來說一組經互連lioSi的差分電流被用于為電流傳感器接收器lioei 提供電流。在該實施例中，沒有或基本上為零的DC電流通過11(^，導致用于感測電流的動 態范圍得以保留。此處，術語"保留"一般指沒有失去凈空高度因為在1105上不存在IR降 (或基本為零）。在該實施例中，在圖4的實施例的基礎上實現了省電因為p型和η型電流 傳感器共享了單個的偏置電流而不是消耗兩個獨立的電流。
[0097] 在該實施例中，取代通過405i和406i獨立發送η型和ρ型傳感器信號（如參考圖 4所討論的），它們在傳動系1101處組合在一起。在該實施例中，布線資源得以節省并且集 成復雜度得以降低。在一個實施例中，取代Vccsrcvr電流傳感器接收器以額定模擬 無噪聲電源運行。
[0098] 當一些相無效時，所有相電流（即，iPhase (1-N))的簡單求和并不能正確代表平 均信號。其可能會導致相平衡回路增益隨有效的相數變化，降低了相電流平衡回路的效率。 此外，其可能會在除某些相外（例如，4、8和16,對于16相VR來說）的任意數量的有效相 處導致不精確的過電流保護（OCP)，而對寬范圍的有效相來說具有穩定的過電流保護會是 期望的。
[0099] 圖11的實施例具有多個技術效果。相較于電流傳感器接收器403i和404i所使用 的面積，電流傳感器接收器1101的面積僅為一半；長的模擬布線的數量僅為一半；不再使 用高電壓模擬電源；在關機期間功率損耗顯著降低；跨相有效范圍的常量增益得以保留； 0CP對于任意數量的有效相都是精確的，等等。
[0100] 圖12是根據本公開內容的另一個實施例的η型和P型電流傳感器的晶體管級結 構1200。應當指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖12的那些 元件能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0101] 在一個實施例中，η型和ρ型傳感器（1103jP 1104J的輸出信號由晶體管MPcscl 和MPcsc2組合，使得每個傳感器作為另一個的有效負載。在一個實施例中，MPcscl和 MPcsc2通過Vccin/2偏置。在一個實施例中，具有合適的偏置，兩個傳感器（1和1104J 中的靜態電流實質上保持相等并且實際的信號電流被發送至接收器lioei。在一個實施例 中，僅有偏移DC電流穿過11(^的長距離流動。這減輕了導線可靠性需求并且降低了與IR 降相關的凈空高度問題。在一個實施例中，每個傳感器可獨立運行。在該實施例中，通過將 另一傳感器的輸入短接在一起而將其變成DC電流源。例如，當電流傳感器當中的一個是有 效時，那么另一無效的電流傳感器相當于電流源并且為有效的電流傳感器提供工作點。
[0102] 圖13是根據本公開內容的一個實施例的電流傳感器接收器電路1300(例如， 1106J。應當指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖13的那些 元件能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0103] 在一個實施例中，電流傳感器接收器電路1300包括低阻抗輸入級，用于通過差分 互連11(^從電流傳感器11(^和1104接收電流Iin+和Iin-。在一個實施例中，左側的 低阻抗級包括P型器件MPpl、MPp2和MPp3,以及η型器件MNnl和MNn2。在一個實施例中， MPpl被pbias偏置，并且MNn2被nbias偏置。在一個實施例中，pbias和nbias能夠由任 意已知的參考發生器產生。例如，pbias和nbias能夠使用圖7的偏置電路700產生。回 頭參考圖13,在一個實施例中，低阻抗級的輸出是Vrx+。
[0104] 在一個實施例中，右側的低阻抗級包括P型器件MPpll、MPp21和MPp31，以及η型 器件MNnll和ΜΝη21。在一個實施例中，MPpll由pbias偏置并且ΜΝη21由nbias偏置。在 一個實施例中，低阻抗級的輸出是Vrx-。
[0105] 在圖11-13的實施例中，更少數量的電流傳感器接收器和緊湊的接收器實現方式 降低了功能模式的功率損耗。在一個實施例中，接收器1300的輸入端電壓被調節為低于電 源電壓的Vgs。這允許將額定電壓模擬電源用于接收器以及消除高電壓電源Vccsrcvr的使 用。這種改變導致了在關機期間泄漏功率的顯著降低。
[0106] 圖14是根據本公開內容的一個實施例的具有遙測技術和過流保護驅動器的VR電 流傳感器的高級別結構1400。應當指出，具有與任意其它附圖的元件相同的附圖標記（或 名稱）的圖14的那些元件能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0107] 在一個實施例中，結構1400包括平均組合器1401、相組合器1402、過電流保護 (OCP)驅動器1403、遙測技術驅動器1404、Rmix(電流混頻器）和電流傳感器接收器11061Ι5 在一個實施例中，平均組合器1401接收所有相（iPhase(l-N))的相電流并產生iavg電 流。在一個實施例中，iavg電流通過電流混頻器Rmix (例如，107)從iPhase電流（例如， iPhasel)中被減掉，以產生ierr電流，該ierr電流用于向用于PWM比較器（例如，108J的 三角波提供DC電壓偏移。
[0108] 在一個實施例中，來自所有相（即，電橋）的所有相電流的平均值由遙測技術驅動 器1404接收，用于其它應用。例如，遙測技術信號可在大體積制造（HVM)期間用于監測性 能參數。在一個實施例中，來自所有相的所有相電流的平均值被0CP驅動器1403接收，用 來產生0CP信號。例如，如果0CP信號指示iavg高于閾值，那么整個處理器和/或系統或 子系統可以被關閉。
[0109] 精確的平均電流信息對于電流平衡、遙測技術和過電流保護是有用的。iavg信號 允許維持常量相信號，并且因此在整個相有效范圍上維持常量平衡回路增益。電流信號由 接收器1 loei有效地采集，轉換為電壓，并且分別發送至平均和相組合器1401和1402。在一 個實施例中，相組合器1402產生單端相電流信號。在一個實施例中，平均組合器1401將所 有的相電流組合在一起，使得失配的電流得以平均，并且產生平均NM0S和PMOS Vgs電壓。
[0110] 圖15是根據本公開內容的一個實施例的用于相電流平均的電路1500。應當指出， 具有與任意其它附圖的元件相同的附圖標記（或名稱）的圖15的那些元件能夠以類似所 述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0111] 在一個實施例中，電路1500包括耦接在一起的相組合器1402和平均組合器1401， 用來提供iPhase和iavg信號。在一個實施例中，相組合器1402包括p型器件MPpcl (連 接成二極管的）、MPpc2和η型器件MNpcl和MNpc2。在一個實施例中，從電流傳感器接收 器11(^接收到Vrx+和Vrx-，并且產生與Vrx+和Vrx-成比例的相應的iPhase。
[0112] 在一個實施例中，平均組合器1401包括？型器件10^〇1、10^〇2、10^〇3，11型器件 MNacl、MNac2 和 MNac3,開關 Sacl、Sac2,和電阻器 Racl 和 Rac2。在一個實施例中，MPac2 和MNac2是連接成二極管的器件。在一個實施例中，開關Sac 1和Sac2是相使能信號，其還 用來組合不同相的相電流。在該實施例中，每個相驅動電流進入連接成二極管的器件MPac2 和MNac2,并且連接成二極管的器件MPac2和MNac2被短接以得到平均電流（iavg)。在一 個實施例中，器件MPac3和MNac3組合電流以形成iavg。在一個實施例中，Mpacl和MNacl 驅動電流用于使相有助于平均信號。在一個實施例中，當MPacl和MNacl通過Sacl和Sac2 耦接至剩余相時，它們有助于平均電流。在一個實施例中，當t MPacl和MNacl解耦時，它 們仍然會驅動電流進入MNac2和MPac2,但所得到的信號不會添加至合計的平均電流。在一 個實施例中，電阻器Racl和Rac2產生低通濾波器，該低通濾波器平滑掉紋波并且使平均電 流信號在開關周期的時間范圍內表現為常量。
[0113] 圖16是根據本公開內容的一個實施例的具有偏移控制的相平衡電路1600a。應當 指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖16的那些元件能夠以類 似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。圖16類似于圖2的實施例，除了對于 偶接至比較器lOSi的輸入來說加上或減去了電壓偏移（Voffset)。
[0114] 造成靜態相電流不平衡的因素之一為PWM比較器108η的固有輸入偏移和電流傳 感器本身的輸出偏移。為了盡可能地減少該偏移，在一個實施例中，被稱為PWM調整的調整 機制在電流傳感器的旁邊被加入到每一相的混頻器電阻器Rmix中。在一個實施例中，PWM 調整（參考圖17所討論的）將電流I,PWMMm注入至混頻器電阻器，其中幅值I,PWMMm = -(I, 。。&用來消除比較器1〇81和電流傳感器偏移電流中的任意偏移。在一個實 施例中，I,μ是電流傳感器本身固有的輸出偏移。在一個實施例中，I,? Mm是被注入用 來消除這個偏移以及比較器lOSi的輸入偏移的電流。在一個實施例中，p型和η型電流傳 感器在PWM調整過程期間短接它們的輸入。
[0115] 圖17是根據本公開內容的一個實施例的用于消除比較器和電流傳感器失配的偏 移的高級別結構1700。應當指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱） 的圖17的那些元件能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0116] 在一個實施例中，結構1700包括PWM電流調整數字至模擬變換器（DAC) 1701 ; 有限狀態機（FSM) 1702, PWM比較器lOSi，電流傳感器和接收器1703,電流平衡混頻器 Rminxl (例如，107^，和用來為比較器1(^提供輸入的電路1704。在一個實施例中，對于每 一相，使用獨立的結構1700。在一個實施例中，結構1700由所有的相共享。在該實施例中， 假定來自比較器lOSg之中的每一個PWM比較器均具有相同的偏置。
[0117] 在一個實施例中，結構1700使用負反饋回路通過連續的校準來最小化可能的偏 移。在一個實施例中，回路包括DAC1701，其經電阻器提供或汲取電流以補償偏移。在一個實 施例中，比較結果經比較器lOSi指令FSM1702控制DAC1701。這構成了將偏移調整至0(或 基本為零）或小于DAC1701的LSB (最低有效位）的值的回路。
[0118] 在一個實施例中，首先PWM調整FSM1702將波合成器106設置為（此處以電路1704 示出）常量DC值并且還將比較器lOSi的正輸入端連接至該DC電源。在一個實施例中，調 整FSM1702經由DAC1701將I, PWMMm設置為其最負的值并且檢查比較器lOSi的輸出。在一 個實施例中，如果比較器lOSi的輸出高，FSM1702通過DAC1701增大I, PWMTHm并且再次檢查 比較器lOSi的輸出。在一個實施例中，FSM1702執行該過程直至比較器lOSi的輸出變低。 在該點上，在調整精度的一個LSB (最低有效位）內消除了偏移，并且FSM1702停止循環并 將I.PWMMm保持在最后的值上。
[0119] 圖18是根據本公開內容的一個實施例的用于消除比較器和電流傳感器失配的偏 移的方法流程圖1800。
[0120] 盡管參考圖18以特定的順序示出了流程圖中的塊，但動作的順序是可以修改的。 因此，示出的實施例能夠以不同的順序執行，并且一些動作/塊可以并行執行。圖18中列 出的部分塊和/或操作依照某些實施例是可選的。呈現的塊的序號是為了清楚性的目的而 并非想要規定必然發生的各種不同塊的操作的順序。此外，來自各種不同流程的操作可以 以各種組合的方式來使用。
[0121] 在一個實施例中，當校準啟動時，比較器lOSi的輸入引腳被初始化為相同的電壓 (Vcc/2)。在一個實施例中，任意可能的偏移被放大并且強制比較器的輸出為Vcc或Vss。 在一個實施例中，FSM1702連續監測比較器輸出的結果并且調整DAC的設置以便減少偏 移。該過程持續到比較器的輸出反轉，其指示校準結束。在一個實施例中，最終的偏移小于 DAC1701 的 1LSB。
[0122] 在塊1801，比較器1(^的輸入由電路1704初始化為相同的電壓（例如，Vcc/2)。 塊1802在PWM102內部指示來自比較器lOSi和電流傳感器1702的可能的偏移。在塊1803， FSM1702比較比較器1(^的輸出和其先前的狀態，其由塊1804指示。在塊1805, FSM1702 測定比較器lOSi的輸出是否已經轉換或維持原樣。在一個實施例中，比較器lOSi的輸出 指引方法流程。例如，假定PWM DAC1701的范圍大于最大可能偏移，那么在最大負調整電流 處，比較器1(^輸出是高的。在該實例中，在最大正調整電流處，比較器1(^輸出是低的。
[0123] 在塊1806,如果FSM1702測定比較器1(^的輸出已經轉換（或從'0'至'1'或從 '1'至'〇'）那么FSM1702保存DAC1701的輸出。在塊1807,如果FSM1702測定比較器1(^ 的輸出維持原樣（即，輸出繼續為'1'或'〇'，相對于先前的狀態無變化），那么在塊1808， FSM1702調節來自DAC1701的輸出電流。在塊1809,經調節的電流被加入至比較器lOSi的 輸入當中的一個（例如，經由Rminxl)，并且該過程繼續至比較器lOSi的輸出改變其狀態。
[0124] 與流程圖1800相關聯的可執行用來實現所公開主題的實施例的程序軟件代碼/ 指令可以以操作系統或特定的應用程序、部件、程序、對象、模塊、例程或指令的其它序列或 指令的序列的組織的一部分的形式實現，其被稱之為"程序軟件代碼/指令"，"操作系統程 序軟件代碼/指令"，"應用程序軟件代碼/指令"，或簡單地"軟件"。
[0125] 與流程圖1800相關聯的程序軟件代碼/指令典型地包括在不同時間存儲在計算 設備內或外圍的不同實體存儲器和存儲設備中的一個或多個指令，所述指令當由計算設備 (如本文所限定的）取/讀并執行時，使計算設備執行功能、函數和執行方法所必需的操作， 以便運行涉及構成所公開主題的功能的各個方面、函數和（多個）方法的操作的元件。
[0126] 處于本公開內容的目的，模塊是軟件、硬件或固件（或其組合）系統，過程或函數， 或其部件，其以由識別模塊執行的方式執行或促進本文所描述的過程、特征和/或功能、函 數和/或操作（具有或不具有人工交互或增進）。模塊可以包括子模塊。模塊的軟件部件 可存儲在實體機器可讀介質中。模塊可以集成到一個或多個服務器中，或被一個或多個服 務器載入并且運行。一個或多個模塊可以被分入引擎或應用中。
[0127] 實體機器可讀介質可以用于存儲程序軟件代碼/指令和數據，其當由計算設備運 行時，使計算設備如在涉及所公開主題的一個或多個附加權利要求中所述的那樣執行（多 個）方法。實體機器可讀介質可以包括在各種不同實際位置中存儲的可執行軟件程序代碼 /指令和數據，包括例如ROM、易失性RAM、非易失性存儲器和/或高速緩存和/或其它實體 存儲器，如在本申請中所引用的。該程序軟件代碼/指令和/或數據的部分可以存儲在這 些存儲設備和存儲器設備當中的任意一種內。此外，程序軟件代碼/指令能夠從其它存儲 設備獲得，包括例如，通過中央服務器或點對點網絡等等，包括互聯網。軟件程序代碼/指 令和數據的不同部分能夠在不同的時間并且在不同的通信會話或相同的通信會話中獲得。
[0128] 軟件程序代碼/指令和數據可以在由計算設備執行相應的軟件程序或應用程序 之前被全部獲得。可替代地，軟件程序代碼/指令和數據的部分能夠被動態獲得，例如，當 需要執行的時候及時獲得。可替代地，例如，可發生獲得軟件程序代碼/指令和數據的這些 方式的某些組合，例如，針對不同的應用程序、部件、程序、對象、模塊、例程或指令的其它序 列或指令序列的組織。因此，不需要數據和指令整體上在特定的時間點處于實體機器可讀 介質上。
[0129] 實體計算機可讀介質的實例包括但不限于可記錄和非可記錄類型的介質譬如易 失性和非易失性存儲器設備、只讀存儲器（ROM)、隨機存取存儲器（RAM)、閃存設備、軟盤和 其它可移動盤、磁盤存儲介質、光學存儲介質（例如，光盤只讀存儲器（CD ROM)、數字多功 能盤（DVD)，等等），等等。這些軟件程序代碼/指令可以臨時存儲在數字實體通信鏈路中 而實現電學的、光學的、聲學的或通過該實體通信鏈路的其它形式的傳遞信號，譬如載波、 紅外信號、數字信號，等等。
[0130] 一般地，實體機器可讀介質包括以機器（即，計算設備）可存取的形式提供 (即，以數字形式（例如數據包）存儲和/或傳輸）信息的實體機制，其可以被包括 在，例如，通信設備、計算設備、網絡設備、個人數字助理、制造工具、移動通信設備（無 論是否能夠從通信網絡（譬如，互聯網）下載和運行應用程序及補充應用程序，例如， IPhone?、黑毒?、Droid?:等等），或包括計算設備的任意其它設備中。在一個實施例 中，基于處理器的系統（例如，在圖26中示出的）是PDA、移動電話、筆記本電腦、平板電腦、 游戲控制臺、機頂盒、嵌入式系統、TV、個人臺式計算機，等等的形式或包括在這些設備內。 可替代地，傳統的通信應用程序和（多個）補充應用程序可以用于所公開主題的一些實施 例中。
[0131] 圖19是根據本公開內容的一個實施例的數字至模擬（DAC)電流變換器1900 (例 如，像1701那樣使用）。應當指出，具有與其它任意附圖的元件相同的附圖標記（或名稱） 的圖19的那些元件能夠以類似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0132] 在一個實施例中，DAC1900包括耦接在一起用來提供輸出電流lout的p型開關網 絡1901和η型開關網絡1902。在一個實施例中，DAC1900包括將η型和/或p型器件耦接 至輸出節點的開關。在一個實施例中，η型器件的柵極端子連接至電源。在一個實施例中， Ρ型器件的柵極端子連接至地。在另一個實施例中，η型和/或ρ型器件的柵極端子被偏置 到其它電壓電平。在一個實施例中，網絡1901的ρ型器件的源極/漏極端子當中的一個耦 接至電源并且其它漏極/源極端子耦接至開關sl-s4當中的一個。在一個實施例中，網絡 1902的η型器件的源極/漏極端子當中的一個耦接至地并且其它漏極/源極端子耦接至開 關sl-s4當中的一個。
[0133] 根據一個實施例，開關網絡1901和1902被設計為由二進制編碼控制，但它們像溫 度計編碼操作那樣進行操作。因此，開關網絡1901和1902使能單調開關并且不需要任何 二進制至溫度計解碼器。例如，開關網絡被設計為由二進制編碼控制，但其像溫度計編碼操 作那樣進行操作，即，相較于傳統的DAC，DAC1900實現了更小的面積和功率損耗。
[0134] 圖19的實施例參考ρ型開關1901來進行說明。相同的說明適用于η型開關1902。 以下的實施例使用4位一個二進制代碼來控制四組開關si、s2、s3和s4。在一個實施例 中，si由LSB (最低有效位）控制并且s4由MSB (最高有效位）控制，并且其中s2和s3由 二進制代碼的LSB+1和LSB+2位控制。
[0135] 例如，當 sl、s2、s3、s4 = {0,0,0,0}時，輸出節點（lout)是三態的；當 sl、s2、s3、 84={0,0,0，1}時，輸出電流1〇111:來自1^(1&(31;當81、82、83、84={1，0,0，1}時，輸出電 流lout來自Mpdacl和MPdac2,即，電流輸出加倍；當si、s2、s3、s4 = {1，1，0,1}時，輸出 電流lout來自Mpdacl、MPdac2、和MPdac3,即進一步單調增加了電流；當si、s2、s3、s4 = {1,1,1,1}時，那么輸出電流lout來自Mpdacl-8。在一個實施例中，Mpdacl-8當中的每一 個均具有相同的尺寸，以根據二進制代碼sl-s4為lout提供增量電流。
[0136] 以下實施例描述了用于補償器103的補償參考電壓的裝置和方法。
[0137] 降壓變換器包括由感測線、補償器、脈寬調制器（PWM)構成的反饋環，向傳動系發 送信號，等等，用來保持輸出電壓Vout接近一組參考電壓Vref。輸出電壓Vout是提供給負 載的電壓。電壓模式控制降壓變換器中的補償器通常是典型的3型補償器，該補償器使用 分立的或精密集成的無源電阻器和電容器部件。常規的補償器的帶寬高達接近1MHz。這樣 一個常規的3型補償器在圖20中示出。常規的3型補償器2000包括放大器，用來經電阻 器-電容器網絡（Rl、R3、C3)接收參考電壓Vref和輸出電壓Vout。放大器的輸出經由另 一個電阻器-電容器網絡（R2、C1和C2)耦接至放大器的輸入端子當中的一個。
[0138] 用于集成調壓器（IVR)的補償器不同于常規的補償器因為其運行在更高的帶寬 上（例如，大于100MHz)，其經受管芯上的更高噪聲水平（通過基板、電源、和周圍/交叉信 號耦接），其極點和零頻率需要在寬范圍內是管芯上可配置的，電阻器和電容器部件具有相 對大的寄生電容和電阻并且橫跨過程角（process corner)發生變化，并且電壓電平限于過 程Vmax，其例如在典型的數字引導過程（digital lead process)中接近或小于IV。
[0139] 一些實施例描述了完全差分設計，其不具有一階靈敏度（或基本上為零）以減去 感測線或參考線上的噪聲或共模噪聲。在一個實施例中，完全差分設計支持高于過程Vmax 的輸出電壓。在一個實施例中，完全差分設計對于各種不同的參數在寬范圍內是可配置 的。在一個實施例中，完全差分設計包括DFT(可測試性設計）特征，用于閉環分類測試 (testing at sort)(其中電感器還沒有連接）并且表征頻率響應。
[0140] 圖21是根據本公開內容的一個實施例的差分3型補償器2100(例如，103)。應當 指出，與其它任意附圖的元件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖21的那些元件能夠以類 似所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0141] 在一個實施例中，差分3型補償器2100包括差分放大器（AMP)，具有阻值Rla、Rlb 的無源電阻器，副本無源電阻器R2和R3,副本無源電容器Cl、C2、和C3,和單一門緩沖器 (unity gate buffer, UGB)。在一個實施例中，UGB是可選擇的。在一個實施例中，Rib = R1/2 并且 Rla = R1。
[0142] 在一個實施例中，用于Vout和Vref的差分輸入（信號和地）通過無源器件接收 并且最終作為差分放大器的輸入。術語"dacgndsense"指的是靠近DAC的地節點（例如， 圖25的NLC102中的DAC)。術語"loadvoltagesense"指的是靠近負載的節點Vout (例如， 靠近圖25的負載106的Vout)。術語"loadgndsense"指的是靠近負載的地節點（例如， 靠近圖25的負載106的地）。術語"dacvidvoltage"指的是參考電壓Vref (例如，如圖25 所示）。
[0143] 在一個實施例中，電阻器網絡包括具有阻值Rla和Rib的無源電阻器，使得Vout =VrefxRla/Rlb。在一個實施例中，（Rla/Rlb) = 2用來支持當Vout大于Vccags時的情 況，其中Vccags是模擬電源。在其它實施例中，可使用Rla/Rlb的其它比例。
[0144] 在一個實施例中，副本無源器件（即，1?2、1?3、(：1、02、和03)如在圖21中所示的那 樣耦接在一起。在一個實施例中，副本無源器件的耦接使得頻率響應（即，Vout/Vfb的）得 以保留。在一個實施例中，副本無源器件的耦接使得消除了電壓_感測/地_感測或參考 _電壓/參考_地節點上的任何共模噪聲。
[0145] 在一個實施例中，副本無源器件的耦接使得經無源寄生耦接到放大器（AMP)正和 負輸入內的任意襯底或電源噪聲近似相同，使得其對Vfb不具有凈效應（或基本上零凈效 應）。在一個實施例中，無源器件被調整用來確保盡管過程變化（例如，系統過程變化），但 任意RC時間常量接近目標值。
[0146] 在一個實施例中，UGB用于降低放大器輸出端上的電容性負載。在該實施例中，單 級放大器設計能夠用于差分放大器來保留相位余量。在一個實施例中，使用具有門限輸出 級的放大器的多實例設計，使得補償器帶寬能夠被配置用來降低功率損耗。
[0147] 圖22是根據本公開內容的一個實施例的差分3型補償器的頻率響應2200。應當 指出，與其它任意附圖具有相同的附圖標記（或名稱）的圖22的那些元件能夠以類似所述 的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0148] 頻率響應2200具有兩個曲線圖。頂部的曲線圖以dB--頻率示出了增益（即， R2/R1)。底部的曲線圖以角度--頻率示出了相角。垂直的虛線示出了在近似一個十進位 (decade)大于ωζ2和近似一個十進位小于ω ρ1的頻率處發生最大相位提升，其中：
[0149] 11 11 R2C, zl i?,C3 尸1 r2c2P2 r3c3
[0150] 圖23是根據本公開內容的一個實施例的具有DFT (可測性設計）特征和結構方案 的差分3型補償器2300。應當指出，具有與其它任意附圖的元件相同的附圖標記（或名稱） 的圖23的那些元件能夠以類似于所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0151] 在一個實施例中，輸入耦接至產生輸出電壓Vpilot = D*Vin/3的引導電橋，其中D 是PWM(脈寬調制）占空比，使得（調壓器的）反饋回路能夠在分類測試期間閉合，以便在 沒有電感器的情況下進行結構化測試。在一個實施例中，一對數字可控電流源耦接在電壓 和地感測輸入處，使得感測線（和/或可選擇的小的串聯電阻器）上的I*R降將電壓的作 用添加到Vout。
[0152] 在一個實施例中，該電壓可以是周期性的波形，例如方波，其頻率和振幅能夠被配 置。Vout對該電壓的響應（閉環響應）能夠用于表征VR開環傳遞函數。在一個實施例中， 使用UGB來產生補償器輸出Vfb的副本用于模擬探測（在Vfb沒有過載的情況下）。
[0153] 圖24是根據本公開內容的一個實施例的引導電橋2400。應當指出，具有與其它任 意附圖的元件相同的附圖標記（或名稱）的圖24的那些元件能夠以類似于所述的任意方 式運行或執行功能，但并不限于此。
[0154] 在一個實施例中，引導電橋2400是傳動系的一個小的復制品，其中采用電阻器 (Ra+Rb)來代替電感器。在一個實施例中，電阻器Ra防止耦接至電阻器Rb的NM0S與PM0S 器件之間的短路。在一個實施例中，電阻器Rc用于通過Rc/(Ra+Rb+Rc)來縮放引導電橋輸 出電壓vpilot，其是可選擇的。在一個實施例中，縮放因數是1/3。在其他實施例中，可以 使用其它縮放因數。在一個實施例中，電容器Cfilter減少了 vpilot上的紋波，其是可選擇 的（因為互連寄生電容可以是充足的）。
[0155] 在一個實施例中，對于給定的PWM占空比的vpilot的平均值是vpilot = VCCin*D*(R(V(Ra+Rb+RC))。其用于當不存在電感器時或當傳動系未啟動時取代實際輸出 電壓（Vccin*D)來進行測試。在一個實施例中，域內所有相的（引導電橋的）輸出并聯耦 接，使得vpilot是所有相的引導電橋輸出的平均值。
[0156] 圖25是根據本公開內容的一個實施例的具有差分3型補償器的調壓器裝置2500 的一部分。應當指出，具有與其它任意附圖的元件相同的附圖標記（或名稱）的圖25的那 些元件能夠以類似于所述的任意方式運行或執行功能，但并不限于此。
[0157] 在一個實施例中，裝置2500包括電橋控制器、（多個）高側開關MPs、（多個） 低側開關MNs (其為10、的一部分）、主電感器L1、負載電容器C1、NLC單元2502、重寫邏輯 2503、比較器1(^、補償器2505、負載2506、Rmix電阻器、和波發生器106。
[0158] 在一個實施例中，電橋控制器lOSi控制何時分別經由柵極控制信號np和nn接通 和/或關斷高側和低側開關（MPs和MNs)。在一個實施例中，采用二極管代替低側開關。在 調壓的正常操作中，電橋控制器lOSi接收比較器lOSi的輸出，用來確定何時接通和/或關 斷高側和低側開關（MPs和麗s)。
[0159] 例如，比較器lOSi比較由波發生器106產生的經調制的波與參考電壓（例如， Vref_s)，以產生開關信號，開關信號指示經調制的波何時高于和低于參考電壓Vref_s。在 正常操作中，重寫邏輯2503表現的類似于緩沖器，并且將比較器lOSi的輸出傳遞給電橋控 制器lOSi。術語"正常操作"一般指由負載2506抽取穩定的電壓和電流，S卩，當輸出電壓沒 有在下降時。正常操作不同于當負載2506突然抽取更多的電流從而引起電壓Vout下降時 電壓下降情形。
[0160] 在一個實施例中，高側開關MPs和低側開關麗s構成調壓器的電橋。在一個實施 例中，采用二極管取代低側開關MNs。在該實施例中，電橋控制器105 1通過接通/關斷高側 開關MPs而有效控制輸出電壓。在一個實施例中，電橋接收輸入電源電壓Vin，并且為負載 2506產生經調節的輸出電壓Vout。在一個實施例中，流經主電感L1并且通過電橋為電容 器C充電/放電的電流的開關保持Vout穩定。
[0161] 在一個實施例中，當在Vout上發生電壓下降時，NLC單元2502檢測到相對于參考 電壓的電壓下降，并且產生觸發信號（也稱NLCFired信號）。在一個實施例中，觸發信號的 確定（assertion)使重寫邏輯2503繞過比較器1(^的輸出并且直接控制電橋控制器105^ 在一個實施例中，重寫邏輯2503耦接至比較器lOSi和電橋控制器lOSi。在一個實施例中， 重寫邏輯2503對比較器lOSi和觸發信號執行或（0R)邏輯功能。在一個實施例中，重寫邏 輯2503是或門。在其它的實施例中，重寫邏輯2503是可操作用以響應于觸發信號的確定 而重寫比較器lOSi的輸出的任意邏輯門。
[0162] 在一個實施例中，當觸發信號被確定（S卩，當NLC單元2502檢測到Vout上的電壓 下降時），高側開關MPs接通，并且低側開關麗s關斷。在一個實施例中，觸發信號是具有 指示電壓下降的持續時間的脈沖寬度的脈沖信號。在一個實施例中，可以通過脈沖調節器 (未示出）來調節觸發信號的脈沖寬度。在所述實施例中，在觸發信號的脈沖寬度持續期 間，接通高側開關MPs并關斷低側開關麗s。在一個實施例中，當未確定觸發信號時，重寫 邏輯2503允許比較器lOSi的輸出繼續對電橋控制器lOSi進行控制。在一個實施例中，NLC 單元2502被交流（AC)耦合到Vout以產生觸發信號。
[0163] 在一個實施例中，由補償器2505接收輸出電壓Vout。在一個實施例中，補償器 2505將參考電壓Vref縮放為用于補償器lOSi的Vref_s。在一個實施例中，如圖所示，補 償器2505包括耦合到無源設備2510的比較器2509。在一個實施例中，無源設備2510接收 輸出電壓Vout。在一個實施例中，補償器2505響應于Vout上的電壓下降來調節Vref_s， 從而當下降結束并且重寫邏輯2503允許比較器lOSi的輸出控制橋控制器lOSi時，Vout盡 可能穩定地達到其正常的電壓電平。
[0164] 在一個實施例中，補償器2505提供反饋以及穩定VR系統所需的傳遞函數，從而使 得Vout在名義上基本等于Vref，同時實現穩態負載和低頻瞬時負載條件。在一個實施例 中，補償器2505的傳遞函數用于以最優方式調整VR回路的傳遞函數。
[0165] 在一個實施例中，波發生器106產生用于比較器108J^三角波。比較器1(^的輸 出是脈沖寬度調制（PWM)信號。在一個實施例中，如采用其它實施例所討論的，Rmix電阻 器用于從IPhase中減去Iavg。在一個實施例中，裝置2505具有用來調整比較器lOSi的偏 移的電路。在一個實施例中，Rmix電阻器用于為多相降壓VR實現相電流平衡。在一個實 施例中，向/從電位計（即，可調電阻器）上的不同抽頭點注入或抽取電流；這改變了在比 較器lOSi處觀察的波發生器106的平均輸出電壓。
[0166] 為免于使圖6的實施例難以理解，示出了一個橋控制器lOSi、一組高側和低側開關 (MPs和MNs)以及一個主電感器L1。然而，可以采用多個橋控制器來操作所述實施例，每個 橋控制器控制其自己的一組橋（即，高側和低側開關），這組橋耦合到其自己的電感器或耦 合到主電感器L1，S卩，多相降壓VR。在所述實施例中，使用多個比較器從而每個比較器驅動 示例橋或"相"。在一個實施例中，重寫邏輯2503接收多個比較器lOSi中的每個比較器的 輸出，所述重寫邏輯2503用于在NLC2502檢測到電壓下降時，重寫所述比較器的輸出。在 所述實施例中，在Vout上存在電壓下降期間，所有橋控制器接通它們各自的高側開關并關 斷它們的低側開關。在該實施例中，波發生器106產生多個波，所述波除了相位偏移之外基 本上是相同的。在一個實施例中，通過Rmix單獨調整每個相。
[0167] 在一個實施例中，在具有多相橋驅動器的裝置2500的低功率模式操作期間，其中 一些相是關斷的以節約功率（即不驅動那些橋），而一些相是接通的以利用低電流需求產 生Vout，當NLC2502檢測到Vout上的電壓下降時，由重寫邏輯2503強制（forcefully)接 通那些（為了節約功率）關斷的橋，以減小電壓下降的影響。在一個實施例中，不是所有之 前關斷的橋都被強制接通，而是已經啟用的相（即，用于產生相的橋）被強制接通。
[0168] 圖26是根據本公開內容的一個實施例的具有參考圖1-25描述的一個或多個電路 和方法的智能設備或計算機系統或SoC(片上系統）1600。應當指出，與其它任意附圖的元 件具有相同的附圖標記（或名稱）的圖26的那些元件能夠以類似所述的任意方式運行或 執行功能，但并不限于此。
[0169] 圖26示出了移動設備的實施例的框圖，其中可以使用平面接口連接器。在一個實 施例中，計算設備1600表示移動計算設備，例如計算平板電腦、移動電話或智能手機、具有 無線功能的電子閱讀器、或其它無線移動設備。可以理解的是，在計算設備1600中，概括地 示出了所述設備的某些部件而不是全部部件。
[0170] 在一個實施例中，計算設備1600包括具有參考圖1-25的實施例所描述的一個或 多個電路和方法的第一處理器1610。計算設備1600的其它塊還可以包括參考圖1-25的實 施例描述的一個或多個電路和方法。本公開內容的各種實施例還可以包括1670內的網絡 接口（例如無線接口），從而可以將系統實施例并入無線設備，例如，移動電話或個人數字 助手。
[0171] 在一個實施例中，處理器1610(以及處理器1690)可以包括一個或多個物理設備， 例如微處理器、應用處理器、微控制器、可編程邏輯器件、或其它處理設備。由處理器1610 執行的處理操作包括執行操作平臺或操作系統，在其上執行應用程序和/或設備功能。所 述處理操作包括與人類用戶或其它設備的1/0(輸入/輸出）相關的操作、與功率管理相關 的操作、和/或與將計算設備1600連接到另一設備相關的操作。所述處理操作還可以包括 與音頻I/O和/或顯示I/O相關的操作。
[0172] 在一個實施例中，計算設備1600包括音頻子系統1620,其表示與向所述計算設備 提供音頻功能相關聯的硬件（例如，音頻硬件和音頻電路）和軟件（例如，驅動程序、編解 碼器）部件。音頻功能可以包括揚聲器和/或耳機輸出，以及麥克風輸入。可以將用于所 述功能的設備集成到計算設備1600中，或連接到所述計算設備1600。在一個實施例中，用 戶通過提供由處理器1610接收和處理的音頻命令來與所述計算設備1600進行交互。
[0173] 顯示子系統1630表示為用戶提供視覺和/或觸覺顯示來與所述計算設備1600進 行交互的硬件（例如，顯示設備）和軟件（例如，驅動程序）部件。顯示子系統1630包括 顯示界面1632,其包括用于為用戶提供顯示的特定的屏幕或硬件設備。在一個實施例中，顯 示界面1632包括獨立于處理器1610的邏輯以執行至少一些與顯示相關的處理。在一個實 施例中，顯示子系統1630包括觸摸屏（或觸摸板）設備，其向用戶提供輸入和輸出兩者。
[0174] I/O控制器1640表示涉及與用戶進行交互的硬件設備和軟件部件。I/O控制器 1640能夠操作用于管理硬件，所述硬件是音頻子系統1620和/或顯示子系統1630的一部 分。此外，I/O控制器1640示出用于連接到計算設備1600的其它設備的連接點，用戶可以 通過所述其它設備與系統進行交互。例如，可以連接到計算設備1600的設備可以包括麥克 風設備、揚聲器或立體聲系統、視頻系統或其它顯示設備、鍵盤或小鍵盤設備、或用于特定 應用的其它I/O設備（例如讀卡器或其它設備）。
[0175] 如上所述，I/O控制器1640可以與音頻子系統1620和/或顯示子系統1630進行 交互。例如，通過麥克風或其它音頻設備的輸入可以為計算設備1600的一個或多個應用或 功能提供輸入或命令。此外，可以提供音頻輸出來替代顯示輸出，或者除了顯示輸出之外提 供音頻輸出。在另一個示例中，如果顯示子系統1630包括觸摸屏，則該顯示設備還用作輸 入設備，其可以至少部分地由I/O控制器1640管理。在所述計算設備1600上還可以存在 附加的按鈕或開關以提供由I/O控制器1640管理的I/O功能。
[0176] 在一個實施例中，I/O控制器1640管理諸如加速計、照相機、光傳感器或其它環境 傳感器、或可以包括在所述計算設備1600中的其它硬件的設備。輸入可以是直接用戶交互 的一部分，以及向系統提供環境輸入以影響其操作（例如，對噪聲進行濾波、針對亮度檢測 來調節顯示、為照相機應用閃光燈，或其它特征）。
[0177] 在一個實施例中，計算設備1600包括電源管理1650,其管理電池用電量、電池的 充電、以及與省電操作相關的特征。存儲器子系統1660包括用于在計算設備1600中存儲信 息的存儲器設備。存儲器可以包括非易失性（如果中斷對存儲器設備的供電，則狀態不改 變）和/或易失性（如果中斷對存儲器設備的供電，則狀態是不確定的）存儲器設備。存 儲器子系統1660可以存儲應用程序數據、用戶數據、音樂、照片、文件、或其它數據，以及與 計算設備1600的應用程序和功能的執行相關的系統數據（無論是長期的還是臨時的）。
[0178] 實施例的元件還被提供為用于存儲計算機可執行指令（例如，實施本文所討論的 任何其它處理的指令）的機器可讀介質（例如，存儲器1660)。所述機器可讀介質（例如， 存儲器1660)可以包括，但不限于閃速存儲器、光盤、CD-R0M、DVD R0M、RAM、EPR0M、EEPR0M、 磁卡或光卡、相變存儲器（PCM)、或適合于存儲電子或計算機可執行指令的其它類型的機器 可讀介質。例如，本公開內容的實施例可以作為計算機程序（例如，BIOS)被下載，其可以 經由通信鏈路（例如，調制解調器或網絡連接）通過數據信號的方式從遠程計算機（例如， 服務器）傳送到請求計算機（例如，客戶機）。
[0179] 連接1670包括使計算設備1600能夠與外部設備進行通信的硬件設備（例如，無 線和/或有線連接器和通信硬件）和軟件組件（例如，驅動程序、協議棧）。所述計算設備 1600可以是單獨的設備，例如其它計算設備、無線接入點或基站、以及外圍設備（例如，耳 機、打印機或其它設備）。
[0180] 連接1670可以包括多種不同類型的連接。概括地說，計算設備1600被例示為采 用蜂窩式連接1672和無線連接1674。蜂窩式連接1672通常指的是由無線運營商提供的蜂 窩網絡連接，例如通過GSM(全球移動通信系統）或其變型或其衍生物、CDMA(碼分多址）或 其變型或其衍生物、TDM(時分復用）或其變型或其衍生物、或其它蜂窩服務標準所提供的 蜂窩網絡連接。無線連接（或無線接口）1674指的是非蜂窩式的無線連接，并且可以包括 個人局域網（例如，藍牙、近場等）、局域網（例如，Wi-Fi)、和/或廣域網（例如，WiMax)、 或其它無線通信。
[0181] 外圍連接1680包括用于進行外圍連接的硬件接口和連接器、以及軟件部件（例 如驅動器、協議棧）。應當理解，計算設備1600既可以是連接到其它計算設備的外圍設備 ("至" 1682)，也可以具有連接于其上的外圍設備（"從" 1684)。出于諸如管理（例如，下 載和/或上載、改變、同步）計算設備1600上的內容等目的，計算設備1600通常具有用于連 接到其它計算設備的"對接（docking)"連接器。另外，對接連接器可以允許計算設備1600 連接到特定外圍設備，所述特定外圍設備允許計算設備1600控制例如到影音或其他系統 的內容輸出。
[0182] 除了外圍對接連接器或其它外圍連接硬件之外，所述計算設備1600可以經由通 用或基于標準的連接器進行外圍連接1680。通用類型可以包括通用串行總線（USB)連接器 (其可以包括任何數量的不同硬件接口）、包括微型顯示端口（MiniDisplayPort，MDP)的顯 示端口、高清晰度多媒體接口（HDMI)、火線（Firewire)、或其它類型。
[0183] 說明書中提及的"實施例"、" 一個實施例"、"一些實施例"或"其它實施例"表示 結合實施例所描述的特定特征、結構或特性，至少包括在一些實施例中，但不必是所有實施 例。"實施例"、"一個實施例"或"一些實施例"的多次出現，不必全部指代相同的實施例。 如果說明書中陳述"可以"、"可能"或"能夠"包括部件、特征、結構或特性，則不是必需包括 所述特定的部件、特征、結構或特性。如果說明書或權利要求提及"一"元件，那并不表示僅 存在一個元件。如果說明書或權利要求提到"一另外的"元件，則不排除存在多于一個的另 外的元件。
[0184] 此外，特定的特征、結構、功能或特性可以以任何適合的方式結合到一個或多個實 施例中。例如，只要與第一實施例和第二實施例相關聯的特定特征、結構、功能或特性不互 相排斥，則這兩個實施例可以結合。
[0185] 盡管本公開內容已結合其特定的實施例進行描述，但是根據前面的描述，所述實 施例的很多替換、修改和變化對本領域普通技術人員來說將是顯而易見的。例如，其它存儲 器結構，例如動態RAM (DRAM)可以使用所討論的實施例。本公開內容的實施例旨在涵蓋落 入所附權利要求的寬泛范圍之內的所有這些替換、修改和變化。
[0186] 此外，為簡化說明和討論，并避免使本公開內容難以理解，在所呈現的附圖中可以 示出或可以不示出到集成電路（1C)芯片或其它部件的公知的電源/接地連接。此外，為避 免使本公開內容難以理解，可以以框圖的形式示出裝置，并且還考慮到這樣的事實，即與所 述框圖裝置的實施相關的細節是高度取決于將要實施本公開內容的平臺的（即，所述細節 應該完全處于本領域技術人員的理解范圍之內）。盡管為描述本公開內容的示例性實施例 而闡述了具體細節（例如，電路），但是對本領域技術人員來說顯而易見的是，可以在沒有 這些具體細節的情況下，或在這些具體細節有變化的情況下實施本公開內容。因此，說明書 應被認為是說明性的而不是限制性的。
[0187] 下面的示例涉及其它實施例。示例中的細節可以用于一個或多個實施例中的任何 地方。還可以針對方法或過程來實施本文所描述的裝置的所有可選的特征。
[0188] 例如，在一個實施例中，一種裝置包括：耦接至電容器和負載的多個電感器；多個 電橋，所述電橋當中的每一個均耦接至來自多個電感器的相應的電感器；以及多個電流傳 感器；所述電流傳感器當中的每一個均耦接至電橋，以感測流經電橋的晶體管的電流。在一 個實施例中，裝置進一步包括利用從多個電流傳感器當中的每一個電流傳感器感測出的電 流產生平均電流的電路。在一個實施例中，裝置進一步包括：用來產生多個波信號的波發生 器；用來產生多個相位寬度調制（PWM)信號的多個比較器；以及多個電阻器，所述電阻器當 中的每一個均耦接至多個比較器當中的比較器，并且耦接至波發生器。
[0189] 在一個實施例中，多個電阻器當中的每一個電阻器用來從平均電流和相應的感測 出的電橋的電流的差異產生誤差電流。在一個實施例中，多個電阻器當中的每一個電阻器 均用來產生直流（DC)電壓以調節來自多個波信號的波信號的DC電平。在一個實施例中， 每一個比較器均用來根據耦接至比較器的電阻器產生的DC電壓調節其產生的PWM信號的 占空比。
[0190] 在一個實施例中，波發生器用來產生多個波信號，該波信號是三角波。在一個實施 例中，該裝置進一步包括用于消除多個比較器當中的每一個比較器的輸入偏移的電路。在 一個實施例中，進一步包括過電流保護電路用來接收平均電流并且根據平均電流產生過電 流保護信號。在一個實施例中，該裝置進一步包括電源控制單元（PCU)用來接收平均電流。
[0191] 在一個實施例中，每一個電流傳感器包括：用于感測流經電橋高側開關的電流的 第一電流傳感器；和用于感測流經電橋低側開關的電流的第二電流傳感器。在一個實施例 中，第一和第二電流傳感器包括共同的柵極放大器。在一個實施例中，第一和第二電流傳感 器當中的每一個均用來產生相應的差分電流輸出。
[0192] 在一個實施例中，裝置進一步包括用來將相應的差分電流輸出轉換為相應的單端 電流輸出的電路。在一個實施例中，第一電流傳感器耦接至第二電流傳感器，以產生組合差 分電流輸出。在一個實施例中，裝置進一步包括用來將組合差分電流輸出轉換為單端電流 輸出的電路。
[0193] 在另一個實例中，在一個實施例中，系統包括：存儲器單元；耦接至存儲器單元的 處理器，該處理器包括：耦接至電容器和負載的多個電感器；多個電橋，多個電橋當中的每 一個均耦接至來自多個電感器中的相應的電感器；以及多個電流傳感器，該電流傳感器當 中的每一個均耦接至電橋，以感測流經電橋晶體管的電流；以及用于使處理器能夠與另一 設備通信的無線接口。
[0194] 在一個實施例中，系統進一步包括顯示單元。在一個實施例中，處理器進一步包 括：使用從多個電流傳感器當中的每一個電流傳感器感測的電流來產生平均電流的電路； 用來產生多個波信號的波發生器；用來產生多個相位寬度調制（PWM)信號的多個比較器； 以及多個電阻器，所述多個電阻器當中的每一個均耦接至多個比較器當中的比較器，并且 耦接至波發生器。在一個實施例中，多個電阻器當中的每一個電阻器都用來從平均電流與 電橋的相應的感測的電流的差異產生誤差電流。
[0195] 在另一個實例中，在一個實施例中，電流數字至模擬變換器（DAC)包括：多個η型 器件，該η型器件的柵極端子耦接至第一控制信號，其中η型器件當中的每一個的源極端子 耦接至地；以及多個開關，用于將部分或全部η型器件的漏極端子彼此耦接，以產生第一電 流輸出。
[0196] 在一個實施例中，電流DAC進一步包括多個ρ型器件，該ρ型器件的柵極端子耦接 至第二控制信號，其中Ρ型器件當中的每一個的源極端子均耦接至電源；以及多個開關，用 于將部分或所有Ρ型器件的漏極端子彼此耦接，用來產生第二電流輸出。在一個實施例中， 電流DAC進一步包括：用于耦接第一和第二電流輸出的輸出節點。
[0197] 在一個實施例中，多個ρ型和η型器件由數字信號控制，以使多個ρ型和η型器件 中的任意一個接通或關斷。在一個實施例中，數字信號是二進制編碼，并且其中輸出節點根 據該二進制編碼產生電流的單調變化。
[0198] 提供了摘要，其將允許讀者確定本技術公開內容的本質和要點。在具有這樣的認 識的情況下提交所述摘要，即不將其用于限制權利要求的范圍或含義。在每個權利要求獨 立地作為單獨的實施例的情況下，由此將下述權利要求并入【具體實施方式】中。
【權利要求】
1. 一種裝置，包括： 耦接至電容器和負載的多個電感器； 多個電橋，每一個所述電橋均從所述多個電感器耦接至相應的電感器；以及 多個電流傳感器，每一個所述電流傳感器均耦接至電橋，以感測流經所述電橋的晶體 管的電流。
2. 如權利要求1所述的裝置，進一步包括使用來自所述多個電流傳感器當中的每一個 電流傳感器的感測出的電流來產生平均電流的電路。
3. 如權利要求2所述的裝置，進一步包括： 波發生器，用來產生多個波信號； 多個比較器，用來產生多個相位寬度調制（PWM)信號；以及 多個電阻器，每個所述電阻器均耦接至所述多個比較器當中的比較器，并且耦接至所 述波發生器。
4. 如權利要求3所述的裝置，其中所述多個電阻器當中的每一個電阻器均用來： 根據所述平均電流與所述電橋的相應的感測出的電流的差異來產生誤差電流，或 產生直流（DC)電壓，以調節來自所述多個波信號當中的波信號的DC電平。
5. 如權利要求4所述的裝置，其中每一個比較器均用來根據由耦接至所述比較器的電 阻器產生的DC電壓來調節其產生的PWM信號的占空比。
6. 如權利要求3所述的裝置，其中所述波發生器用來產生所述多個波信號，所述多個 波號是二角波。
7. 如權利要求3所述的裝置，進一步包括用于消除所述多個比較器當中的每一個比較 器的輸入偏移的電路。
8. 如權利要求2所述的裝置，進一步包括： 過電流保護電路，用來接收所述平均電流并且根據所述平均電流來產生過電流保護信 號；以及 功率控制單元（PCU)，用來接收所述平均電流。
9. 如權利要求1所述的裝置，其中每一個電流傳感器均包括： 第一電流傳感器，用于感測流經所述電橋的高側開關的電流；以及 第二電流傳感器，用于感測流經所述電橋的低側開關的電流。
10. 如權利要求9所述的裝置，其中所述第一電流傳感器和所述第二電流傳感器包括 共柵極放大器，并且其中所述第一電流傳感器和所述第二電流傳感器當中的每一個電流傳 感器均用來產生相應的差分電流輸出。
11. 如權利要求10所述的裝置，進一步包括用來將相應的差分電流輸出轉換為相應的 單端電流輸出的電路。
12. 如權利要求11所述的裝置，其中所述第一電流傳感器耦接至所述第二電流傳感 器，以產生組合的差分電流輸出。
13. 如權利要求11所述的裝置，進一步包括用來將所述組合的差分電流輸出轉換為單 端電流輸出的電路。
14. 一種系統，包括： 存儲器單元； 耦接至所述存儲器單元的處理器；所述處理器是根據權利要求1-13中的任一項所述 的裝置；以及 用于使所述處理器能夠與另一設備進行通信的無線接口。
15. 如權利要求14所述的系統，進一步包括顯示單元。
16. -種電流數字至模擬變換器（DAC)，包括： 多個η型器件，所述多個η型器件的柵極端子耦接至第一控制信號，其中所述η型器件 當中的每一個η型器件的源極端子耦接至地；以及 多個開關，用于將部分或全部所述η型器件的漏極端子彼此耦接，以產生第一電流輸 出。
17. 如權利要求16所述的電流DAC，進一步包括： 多個Ρ型器件，所述多個Ρ型器件的柵極端子耦接至第二控制信號，其中所述Ρ型器件 當中的每一個Ρ型器件的源極端子耦接至電源；以及 多個開關，用于將部分或全部所述Ρ型器件的漏極端子彼此耦接，以產生第二電流輸 出。
18. 如權利要求17所述的電流DAC，進一步包括： 輸出節點，用于耦接所述第一電流輸出和所述第二電流輸出。
19. 如權利要求18所述的電流DAC，其中所述多個ρ型器件和所述多個η型器件由數 字信號控制，以便使所述多個Ρ型器件和所述多個η型器件中的任一個導通或關斷。
20. 如權利要求19所述的電流DAC，其中所述數字信號是二進制編碼，并且其中所述輸 出節點用來根據所述二進制編碼來產生電流的單調變化。
【文檔編號】H02M3/157GK104113212SQ201410267109
【公開日】2014年10月22日 申請日期:2014年3月14日 優先權日:2013年3月15日
【發明者】G·施羅姆, J·K·霍奇森, A·利亞霍夫, C·K·唐, N·拉古拉曼, N·納塔拉詹, F·帕耶, S·薩曼, R·S·文納姆, E·A·伯頓, M·W·羅杰斯, J·P·道格拉斯, D·W·凱斯林, G·L·賈諾普洛斯 申請人:英特爾公司