电压调节器、方法与芯片的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明实施例是有关于一种电压调节器，特别是有关于具有节电设计的电压调节器。
【背景技术】
[0002]图1图解传统的一种电压调节器100的节电设计。如图所示，电压调节器100安装于一电路板102上，接收一电源供应器104所供应的一第一电压Vin，并将该第一电压Vin转换为一第二电压Vout，作为电路板102上所安装的模块(如芯片、或电路)106_1...106_4的电力来源。传统技术在电压调节器100之后设置一节电开关108，由控制信号110控制，以于电路板有节电需求时，断开第二电压Vout对模块106_1...106_4的供电，以达成节电。
[0003]然而，图1的电压调节器100本身在模块106_1...106_4节电时事实上还是持续供电，消耗相当大的能量。
【发明内容】
[0004]本说明书揭露一种电压调节器，于其中功率晶体管的控制端作通路、断路控制，以改善节电效能。
[0005]根据本发明一种实施方式所实施的一电压调节器包括一功率晶体管、一节电开关以及一节电开关控制电路。该功率晶体管用于驱动一第一电压至一第二电压的转换并具有一控制端。该节电开关耦接该功率晶体管的该控制端，在该节电开关控制电路控制下导通或断路。该节电开关于导通时将该功率晶体管的控制信号接入该功率晶体管的该控制端，并于不导通时使该功率晶体管的控制信号自该功率晶体管的该控制端断开。
[0006]在一种实施方式中，该节电开关控制电路于该第二电压所供电的模块被切换为待机时切换该节电开关至不导通。所述电压调节器可更具一电压评价逻辑电路，根据该第一电压以及该第二电压输出一电源状况指标标示该第二电压可靠与否。该节电开关控制电路可更接收该电源状况指标，在该电源状况指标标示该第二电压可靠时，应允该第二电压供电的模块自待机唤醒。
[0007]本发明还有一种实施方式为电压调节方法，是于一电压调节器提供一节电开关，耦接该电压调节器中一功率晶体管的一控制端。该功率晶体管根据该控制端的状况驱动一第一电压至一第二电压的转换。该节电开关于导通时将该功率晶体管的控制信号接入该功率晶体管的该控制端，并于不导通时使该功率晶体管的控制信号自该功率晶体管的该控制端断开。所述方法于该第二电压所供电的模块被切换为待机时，切换该节电开关至不导通。
[0008]根据本发明一种实施方式所实施的一芯片包括一功率晶体管、一节电开关、一节电开关控制电路、一第一接脚、一第二接脚、一第三接脚以及一第四接脚。该功率晶体管用于驱动一第一电压至一第二电压的转换并具有一控制端。该节电开关耦接该功率晶体管的该控制端，在该节电开关控制电路控制下导通或断路。该节电开关于导通时将该功率晶体管的控制信号接入该功率晶体管的该控制端，并于不导通时使该功率晶体管的控制信号自该功率晶体管的该控制端断开。第一接脚耦接该第一电压。第二接脚则输出该第二电压。第三接脚则耦接一地端电位。第四接脚则接收一反馈电压。该芯片所接收的反馈电压用来调节功率晶体管的控制信号。
[0009]下文特举实施例，并配合所附图示，详细说明本
【发明内容】
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【附图说明】
[0010]图1图解传统的一种电压调节器100的节电设计；
[0011]图2根据本发明一种实施方式图解一电压调节器200 ；
[0012]图3根据本发明一种实施方式图解一电压调节器300，其中基于线性稳压器(LD0Regulator)的设计实现电压调节基础结构(对应图2方块202)；
[0013]图4A、4B与4C用于讨论节电开关控制电路204，是有关于主机板上芯片组(chipset)的供电；
[0014]图5A、5B与5C用于讨论该电压评价逻辑电路206 ；
[0015]图6Α...6?图解电压调节器300除了以一芯片完整实现，还可如何变形；
[0016]图7根据本发明一种实施方式图解一电压调节器700，其中基于脉冲控制稳压器(Switching voltage Regulator)的设计实现电压调节基础结构(对应图2方块202)。
[0017]符号说明:
[0018]100?电压调节器；
[0019]102?电路板；
[0020]104?电源供应器；
[0021]106_1…1064?芯片或电路；
[0022]108?节电开关；
[0023]110?节电开关108的控制信号；
[0024]200?电压调节器；
[0025]202?电压调节基础结构；
[0026]204?节电开关控制电路；
[0027]206?电压评价逻辑电路；
[0028]300?电压调节器；
[0029]302?带隙电压产生器；
[0030]304?比较器；
[0031]306?内部下拉阻抗；
[0032]308?计时器；
[0033]310?CS_PS产生逻辑电路；
[0034]312、314 ?比较器；
[0035]316?计时器；
[0036]318?PWRGD产生逻辑电路；
[0037]700?电压调节器；
[0038]702?脉冲信号控制电路；
[0039]704?驱动器；
[0040]CS_PS?节电开关PS的控制信号；
[0041 ]CS_PT?功率晶体管PT的控制信号；
[0042]EuP_EN?节电致能信号；
[0043]GND?地端电位；
[0044]PS?节电开关；
[0045]PT?功率晶体管；
[0046]PT_con?功率晶体管PT的控制端；
[0047]PffRGD?电源状况指标；
[0048]R?阻抗元件；
[0049]Resume_In、Resume_0ut?唤醒输入信号、唤醒输出信号；
[0050]S402…S414、S502…S508 ?步骤；
[0051]SCL、SDA?对应计时器316、308的计时器控制信号；
[0052]SMBus?系统管理汇流排；
[0053]VCl?第一电压Vin的低标Vin_LT电压；
[0054]VC2?第二电压Vout的低标VoutLT电压；
[0055]Vfb?反馈电压；
[0056]ViruVout?第一电压、第二电压；
[0057]Vin_LT、Vout_LT?第一电压的低标、第二电压的低标；
[0058]Vref?参考电压。
【具体实施方式】
[0059]以下叙述列举本发明的多种实施例。以下叙述介绍本发明的基本概念，且并非意图限制本
【发明内容】
。实际发明范围应依照权利要求来界定。
[0060]图2根据本发明一种实施方式图解一电压调节器200,其中将一第一电压Vin转换为第二电压Vout的电压调节基础结构202可基于线性形式(如LDO Regulator)或脉冲控制形式(Switching voltage Regulator)或其他形式实现。电压调节基础结构202是采用一功率晶体管(power transistor)PT驱动第一电压Vin至一第二电压Vout的转换。本案所揭露的电压调节器200在功率晶体管PT的控制端PTcon耦接一节电开关PS，并包含一节电开关控制电路204以控制信号CS_PS控制该节电开关PS。该节电开关PS于导通时将该功率晶体管PT的控制信号CS_PT接入该功率晶体管PT的该控制端PTcon，并于不导通时使该功率晶体管PT的控制信号CS_PT自该功率晶体管PT的该控制端PTcon断开。
[0061]在图2所示实施方式中，该节电开关控制电路204包括根据一节电致能信号EuP_EN运作。该节电致能信号EuP_EN于该第二电压Vout所供电的模块被切换为待机时(如，进入计算机系统所定义的S5状态)切换为致能状态。根据该节电致能信号EuP_EN被致能，该节电开关控制电路204于该第二电压Vout所供电的模块被切换为待机时切换该节电开关PS至不导通。
[0062]此外，图2所述的电压调节器200还具一电压评价逻辑电路206，根据该第一电压Vin以及该第二电压Vout输出一电源状况指标PWRGD标示该第二电压Vout可靠与否。该节电开关控制电路204还可耦接一唤醒输入信号Resume_In并接收该电源状况指标PWR⑶。在该唤醒输入信号Resume_In致动后，若该电源状况指标PWRGD标示该第二电压Vout可靠，该节电开关控制电路204以一唤醒输出信号Resume_Out将该第二电压Vout供电的模块自待机唤醒。
[0063]图3是根据本发明一种实施方式图解一电压调节器300，其中基于线性稳压器(LDO Regulator)的设计实现电压调节基础结构(对应图2方块202)。如图所示，一参考电压Vref基于一带隙(bandgap)电压产生器302而产生,与第二电压Vout的反馈电压Vfb一并交