电压调节器的制造方法
【技术领域】
[0001]实施例可以涉及一种用于电子设备的电压调节器。
【背景技术】
[0002]电子设备(或平台负载)可以由电池和电压调节器供电。电压调节器(VR)损耗可能是总平台功率损耗中的主要贡献者。电压调节器输出电流的驻留(或概率)可以示出何处该功率在大部分时间都损耗。例如，近似50%的时间，电压调节器可以以空闲状况操作。空闲状况可以是无负载状况或低负载状况。电子设备可以在显著部分的电池寿命中处于空闲。对于电压调节器高功率损耗的一个贡献者可能是在直流(DC)-直流(DC)降压型电压调节器中的开关损耗。
【附图说明】
[0003]可以参考以下附图详细描述布置和实施例，其中同样的参考标号指代同样的元件，并且其中:
图1不出电子设备的不例；
图2示出用于电子设备(或平台负载)的功率系统的示例；
图3示出根据示例布置的电压调节器；
图4示出根据示例实施例的电压调节器；以及图5示出根据示例布置的电池系统。
【具体实施方式】
[0004]在以下的详细描述中，同样的参考标号可以用来在不同图的附图中指明相同的、对应的和/或类似的组件。此外，在以下的详细描述中，可以提供示例尺寸/模型/值/范围，虽然实施例不局限于所述。在阐述具体的细节以便描述示例实施例的情况下，对于本领域技术人员应当显而易见的是:可以在没有这些具体细节的情况下实行实施例。
[0005]在以下的描述中，可以将信号描述为断言的。这可以对应于是HIGH (高)信号(或Do也可以将信号描述为解除断言(deasserted)的。这可以对应于是LOW (低)信号(或
0)o
[0006]电子设备(下文中也称为平台负载)可以从电压调节器(VR)接收直流(DC)电压。可以在电子设备或平台负载的外部提供电压调节器。可以从电池和/或电池组提供DC电压。
[0007]图1示出电子设备的示例。也可以提供其它配置。电子设备(或平台负载)可以是许多电池供电的设备中的任意一个，诸如但不限于移动电话、智能电话、个人数字助理、媒体播放器和/或膝上型或笔记本电脑。可替代地，电子设备可以是通常在固定位置处使用的AC供电的设备，诸如台式计算机、电视、数字视频盘(DVD)或其它类型的媒体播放器、环绕声和/或其它媒体接收器，仅举几例。
[0008]如图1中所示，电子设备可以包括处理器1、芯片集2、图形接口 3、无线通信单元4、显示器5、存储器6和多个功能电路，所述多个功能电路包括通用串行总线(USB)接口 7、扬声器和麦克风电路8以及闪速存储器卡9。还可以提供媒体播放器。在其它实施例中，可以包括电路和功能的不同组合或布置。
[0009]图2示出用于电子设备(或平台负载)的功率系统的示例。也可以提供其它配置。图2的特征也可以被认为是装置、系统和/或电子设备。
[0010]图2示出电池10可以向电压调节器(VR)20提供直流(DC)电压(或电压输入)。电压调节器20可以将接收的电压输入调整成电压输出，电压输出然后可以被提供给平台负载30 (或电子设备)。功率系统可以包括电压调节器20和电池10。电压调节器20可以向平台负载30提供DC电压，平台负载30是电子设备。
[0011]布置可以使用(一个或多个)电容器或(一个或多个)超级电容器，以在轻负载状况期间存储和/或供给功率。实施例可以将存储在输出电容器中的能量回收到电池、电池组和/或在电池轨(rail)上的电流吸收器(sink)。
[0012]图3示出根据示例布置的电压调节器。也可以提供其它布置和配置。图3中所示的电压调节器可以对应于图2中所示的电压调节器20。图3的特征也可以被认为是装置、系统和/或电子设备的部分。
[0013]更具体地，图3示出电压调节器100，电压调节器100包括电压控制器120、降压变换器150和超级电容器设备170 (或电容器设备)。电压调节器100可以耦合到电池110，电池110可以对应于图2的电池10。电池110可以向电压调节器100提供DC电压(ViX
[0014]电压调节器100也可以被称为电压调节器模块(VRM)。
[0015]电压调节器100 (并且更具体地，电压控制器120)可以包括脉宽调制(PWM)控制设备122、晶体管驱动器电路126 (或场效应晶体管(FET)驱动器)、电压感测设备132和电流感测设备136。虽然未示出，但电压调节器100还可以包括电容器控制设备(或超级电容器设备)和/或空闲控制设备。
[0016]降压变换器150可以包括第一开关晶体管Q1、第二开关晶体管Q2、电感器156和电容器Cb。电感器156和电容器Cb可以形成降压变换器150的滤波器。第一开关晶体管Q1和第二开关晶体管Q2中的每一个可以是场效应晶体管(FET)。如图3中所示，第一开关晶体管Q1和第二开关晶体管Q 2在电池110和接地之间串联耦合。
[0017]第一开关晶体管Q1和第二开关晶体管Q 2之间的中间节点153耦合到电感器156的第一端。电感器156的第二端可以被认为是输出节点160，输出节点160可以向平台负载(或电子设备)提供输出电压V。。
[0018]如图3中所示，降压变换器150的电容器Cb可以耦合在输出节点160和接地之间。电容器Cb的第一端可以耦合(经由阻抗Zb)到电感器156的第二端(即输出节点160)。电容器Cb的第二端可以耦合到接地。
[0019]降压变换器150可以向电压控制器120提供反馈信号，使得电压控制器120可以控制降压变换器150。例如，第一反馈信号Iigl可以是跨电感器156的第一端(或节点153)和电感器156的第二端(或节点160)的电压。第一反馈信号Iigl可以是到电压控制器120的电流感测设备136的输入。电流感测设备136可以接收指示降压变换器150中电流的反馈信号。
[0020]基于输出节点160 (在电感器156和电容器Cb之间)和接地处的电压，降压变换器150可以还提供第二反馈信号V.。可以将第二反馈信号Vs_输入到电压控制器120的电压感测设备132。电压感测设备132可以接收指示输出电压的反馈信号。也可以从平台负载接收第二反馈信号。
[0021]电压感测设备132可以接收指示输出电压V。的第二反馈信号电流感测设备136可以接收指示降压变换器150中电流(即通过电感器156的电流)的第一反馈信号I感测。
[0022]第二反馈信号Vi^1和第一反馈信号可以有助于将电压调节器100的输出电压V。稳定在期望的容差内。第一反馈信号1.,也可以有助于保护电压调节器100免受过电流状况。
[0023]电压感测设备132可以向PWM控制设备122提供输出信号，并且电流感测设备136可以向PWM控制设备122提供输出信号。PWM控制设备122可以从电压感测设备132和电流感测设备136接收信号。
[0024]晶体管驱动器电路126可以提供驱动信号以控制降压变换器150的第一开关晶体管Q1和第二开关晶体管Q 2。更具体地，晶体管驱动器电路126可以将脉宽调制信号(或驱动信号)施加到降压变换器150的第一和第二开关晶体管Q1' Q2。信号(或驱动信号)的宽度可以控制第一和第二开关晶体管定时。可以基于反馈信号而调整(或提供)驱动信号。
[0025]超级电容器设备170可以包括通过寄生元件Zs连接的电容器C so元件Zs可以表示互连和电容器Cs的寄生电阻和电感。图3示出裸片上去耦(一个或多个)电容器Cs#。此夕卜，元件Zmb、Zpkg和Z _可以分别表示母板、封装和裸片的寄生阻抗。
[0026]可以将第一输入信号VR_EN提供给电压控制器120。第一输入信号VR_EN可以表示平台负载的开启或关断。当平台负载上电时，第一输入信号VR_EN可以为HIGH (高)，并且当平台负载未上电时，第一输入信号VR_EN可以为LOW (低)。
[0027]图3示出降压变换器150可以从电池110接收DC电压V-图3示出从电池110到降压变换器150的电流1-降压变换器150可以在节点160处提供输出电压V。。输出电压V。可以被提供给平台负载。电压控制器120可以从降压变换器150接收反馈信号。基于(一个或多个)反馈信号，电压控制器120可以向第一和第二开关晶体管Qp 02提供驱动信号。
[0028]第