一種穩(wěn)壓器和數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本申請(qǐng)公開了一種穩(wěn)壓器和數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)。所述穩(wěn)壓器包括校正控制器、接口電路和穩(wěn)壓器核；所述數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)包括具有存儲(chǔ)器和處理器的電腦和經(jīng)由耦接至電腦的外部輸入輸出總線接收內(nèi)部校正設(shè)置來校正內(nèi)部電路的穩(wěn)壓器。所述穩(wěn)壓器和數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)通過簡單操作即可滿足特定的用戶需求。
【專利說明】一種穩(wěn)壓器和數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種電源管理，更具體地說，本實(shí)用新型涉及一種穩(wěn)壓器和數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]電子設(shè)備的電源管理，如電腦、移動(dòng)電話、數(shù)碼音樂播放器等，通常采用穩(wěn)壓器來提供穩(wěn)定的供電電壓。直流變換器為電子設(shè)備中應(yīng)用廣泛的一種穩(wěn)壓器。通常，直流變換器由供應(yīng)商通過集成電路的形式供應(yīng)。為了降低設(shè)計(jì)和制造成本，減小投放市場(chǎng)的時(shí)間，直流變換器被設(shè)計(jì)成可以運(yùn)行在不同條件下，以適應(yīng)不同的客戶需求。因此，對(duì)應(yīng)每個(gè)客戶或者每個(gè)應(yīng)用，需要手動(dòng)校正直流變換器來滿足特定的用戶需求，如調(diào)整輸出電壓和開關(guān)頻率。該手動(dòng)校正過程繁瑣，并且需要電源管理領(lǐng)域有經(jīng)驗(yàn)的電氣工程師來操作。因此，通用性不強(qiáng)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]因此本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述技術(shù)問題，提出一種改進(jìn)的穩(wěn)壓器和數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)。
[0004]根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型提出了一種穩(wěn)壓器，包括:校正控制器，經(jīng)由外部輸入輸出總線接收內(nèi)部校正設(shè)置，并根據(jù)所述內(nèi)部校正設(shè)置輸出數(shù)字校正位串；接口電路，接收所述數(shù)字校正位串，并根據(jù)所述數(shù)字校正位串設(shè)置一套穩(wěn)壓器；穩(wěn)壓器核，將輸入電壓轉(zhuǎn)化為調(diào)整過的輸出電壓。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述接口電路包括開關(guān)元件，所述開關(guān)元件選定或者取消選定穩(wěn)壓器核的部件。
[0006]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述外部輸入輸出總線為串行總線；校正控制器執(zhí)行串行轉(zhuǎn)并行的轉(zhuǎn)換。
[0007]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述接口電路包括根據(jù)數(shù)字校正位串的比特被閉合或斷開的開關(guān)元件。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述校正控制器接收來自電腦的內(nèi)部校正設(shè)置，所述電腦提供圖形接口給用戶，所述圖形接口顯示穩(wěn)壓器的虛擬表示。
[0009]根據(jù)上述目的，本實(shí)用新型還提出了一種用于數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)，包括:電腦，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述處理器執(zhí)行存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)可讀程序編碼，所述電腦顯示穩(wěn)壓器的虛擬表示，接收用戶對(duì)穩(wěn)壓器的需求，自動(dòng)決定內(nèi)部校正設(shè)置以滿足用戶需求，并根據(jù)內(nèi)部校正設(shè)置仿真穩(wěn)壓器的運(yùn)行；穩(wěn)壓器，經(jīng)由耦接至電腦的外部輸入輸出總線接收內(nèi)部校正設(shè)置，并根據(jù)內(nèi)部校正設(shè)置校正內(nèi)部電路。
[0010]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，進(jìn)一步包括:校正板，接收內(nèi)部校正設(shè)置，并經(jīng)由外部輸入輸出總線將所述內(nèi)部校正設(shè)置傳送至穩(wěn)壓器的校正控制器。
[0011]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述電腦進(jìn)一步包括耦接至穩(wěn)壓器的輸入輸出總線接□。
[0012]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述電腦包括接收用戶需求的圖形用戶接口。
[0013]根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述圖形用戶接口提供虛擬裝置，所述虛擬裝置顯示穩(wěn)壓器的虛擬表示。
[0014]根據(jù)本實(shí)用新型各方面的上述穩(wěn)壓器和數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)，通過簡單操作即可滿足特定的用戶需求。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0015]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電腦100 ；
[0016]圖2示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的用于數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)運(yùn)行；
[0017]圖3為根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的數(shù)字校正穩(wěn)壓器114的示意圖；
[0018]圖4示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的直流變換器252形式的穩(wěn)壓器核；
[0019]圖5示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的校正控制器250的電路模塊圖；
[0020]圖6示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的數(shù)字可設(shè)定的參考電壓產(chǎn)生器202的電路圖；
[0021]圖7示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的回路控制模塊201的電路圖；
[0022]圖8示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的斜波產(chǎn)生器203的電路圖；
[0023]圖9示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的時(shí)鐘產(chǎn)生器206的電路圖；
[0024]圖10示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的保護(hù)電路207的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025]下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路、材料或方法。
[0026]在整個(gè)說明書中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱元件“耦接到”或“連接到”另一元件時(shí)，它可以是直接耦接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接耦接到”或“直接連接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。[0027]圖1為根據(jù)本實(shí)用新型一實(shí)施例的電腦100。該電腦100可能被一用戶(如電氣工程師)采用，來數(shù)字校正穩(wěn)壓器，以滿足特定的用戶需求。電腦100的部件可能多于或少于圖1所示的部件數(shù)量。
[0028]在圖1所示實(shí)施例中，電腦100包括處理器101和一根或多根總線103，所述總線103耦接多個(gè)部件。電腦100可能包括一個(gè)或多個(gè)用戶輸入設(shè)備102 (如鍵盤、鼠標(biāo))、一個(gè)或多個(gè)數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備106 (如硬盤驅(qū)動(dòng)、光盤、閃存盤)，顯示器104 (如液晶顯示器、純平顯示器、陰極射線管)，電腦網(wǎng)絡(luò)接口 105 (如網(wǎng)絡(luò)適配器、調(diào)制解調(diào)器)，主存儲(chǔ)器108 (如隨機(jī)存取存儲(chǔ)器)。其中電腦網(wǎng)絡(luò)接口 105可能耦接至電腦網(wǎng)絡(luò)109。
[0029]在圖1所示實(shí)施例中，電腦100包括輸入輸出總線接口 112。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入輸出總線接口 112可能包括通用串行總線(USB)接口。一數(shù)字校正穩(wěn)壓器(DCVR) 114通過輸入輸出總線接口 112耦接至電腦100。在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)壓器114被安裝在電路板115 (如電源管理板、夾具、調(diào)整板)上，并將USB通信轉(zhuǎn)化為穩(wěn)壓器114支持的I2C通信。
[0030]電腦100可能是由軟件模塊編程的特定機(jī)器。在圖1所示實(shí)施例中，電腦100包括虛擬裝置117、知識(shí)庫118和仿真引擎119。前述軟件模塊包括處理器101執(zhí)行的永久存儲(chǔ)于主存儲(chǔ)器108的計(jì)算機(jī)可讀程序編碼。電腦100通過執(zhí)行軟件模塊實(shí)現(xiàn)其功能。軟件模塊可從數(shù)據(jù)存儲(chǔ)設(shè)備106加載至主存儲(chǔ)器108。在一個(gè)實(shí)施例中，計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)媒介包括當(dāng)電腦執(zhí)行相關(guān)操作以實(shí)現(xiàn)相應(yīng)軟件模塊功能的指令。
[0031]虛擬裝置117包括提供圖形用戶接口用以數(shù)字校正穩(wěn)壓器114的計(jì)算機(jī)可讀程序編碼。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字校正包括校正穩(wěn)壓器114的穩(wěn)壓器核，來設(shè)定穩(wěn)壓器的電學(xué)參數(shù)(如電阻、電容、參考電壓、閾值電壓)。該電學(xué)參數(shù)的選擇無需改變穩(wěn)壓器的電路拓?fù)?。在一個(gè)實(shí)施例中，電學(xué)參數(shù)的選擇改變了穩(wěn)壓器的運(yùn)行特性，以最優(yōu)化穩(wěn)壓器的運(yùn)行，從而滿足特定的需求，如輸出電壓、開關(guān)頻率及其他一些可修改的特性(如穩(wěn)壓器中手動(dòng)選擇的電學(xué)參數(shù)和手動(dòng)安裝的額外部件)。在其他實(shí)施例中，取決于應(yīng)用場(chǎng)合，前述數(shù)字校正也可能改變穩(wěn)壓器的拓?fù)洹?br> [0032]虛擬裝置117提供虛擬表示測(cè)試和測(cè)量儀(如電氣工程師用于校正穩(wěn)壓器的儀表、示波器、供電電源等)的圖形元素。虛擬裝置117提供穩(wěn)壓器正在被校正的虛擬表示，并顯示校正的數(shù)據(jù)，如波特圖。虛擬裝置117可通過現(xiàn)有的編程方法實(shí)現(xiàn)，如面向?qū)ο缶幊碳夹g(shù)。虛擬裝置117可接受用戶對(duì)于穩(wěn)壓器的校正需求，如輸出電壓、開關(guān)頻率、保護(hù)閾值及其他用戶需求。所述需求可通過用戶選擇部件、電學(xué)參數(shù)、輸出電壓、開關(guān)頻率和虛擬裝置117的其他參數(shù)來輸入。
[0033]仿真引擎119包括仿真穩(wěn)壓器運(yùn)行的計(jì)算機(jī)可讀程序編碼，所述穩(wěn)壓器被虛擬表示為虛擬裝置117。仿真引擎119通過接收來自虛擬裝置117的用戶需求，并根據(jù)用戶需求決定穩(wěn)壓器的結(jié)果行為來仿真穩(wěn)壓器的運(yùn)行。仿真引擎119可通過方程式、列表數(shù)據(jù)及其他應(yīng)用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則來決定穩(wěn)壓器的結(jié)果行為和特性。
[0034]穩(wěn)壓器的應(yīng)用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則可結(jié)合進(jìn)知識(shí)庫118。在一個(gè)實(shí)施例中，知識(shí)庫118為專家系統(tǒng)。知識(shí)庫反映了穩(wěn)壓器的專家們的知識(shí)水平，包括穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)者、供應(yīng)商的現(xiàn)場(chǎng)應(yīng)用工程師的知識(shí)。應(yīng)用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則表明特殊部件的效應(yīng)，如電學(xué)參數(shù)、開關(guān)頻率、輸出電壓、啟動(dòng)時(shí)間、保護(hù)閾值及穩(wěn)壓器運(yùn)行的其他參數(shù)。仿真引擎119可查閱知識(shí)庫118來決定具有特定選擇的穩(wěn)壓器的結(jié)果行為。知識(shí)庫118也可產(chǎn)生或檢索用于數(shù)字校正穩(wěn)壓器的內(nèi)部校正設(shè)置來滿足特定的用戶需求。內(nèi)部校正設(shè)置可以以校正位串的形式來調(diào)整穩(wěn)壓器114的電路。
[0035]在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)壓器114的輸出電壓可通過選擇合適的參考電壓值來改變。供應(yīng)商，即穩(wěn)壓器的制造者提供參考電壓值與輸出電壓的關(guān)系式。該關(guān)系式可結(jié)合進(jìn)知識(shí)庫118。用戶將其期望的輸出電壓輸入虛擬裝置117。仿真引擎119接收該期望的輸出電壓，查閱知識(shí)庫118來決定相應(yīng)的參考電壓值，并仿真在該參考電壓值校正下的穩(wěn)壓器114的運(yùn)行。穩(wěn)壓器114可被逐一數(shù)字校正來得到所設(shè)置的參考電壓值，其通過接收并響應(yīng)內(nèi)部校正設(shè)置，如數(shù)字校正位串來調(diào)整穩(wěn)壓器114的參考電壓產(chǎn)生電路來輸出所設(shè)定的參考電壓值。
[0036]知識(shí)庫118可周期性地更新來吸收錯(cuò)誤修正、添加新特征、添加額外的穩(wěn)壓器等。在一個(gè)實(shí)施例中，電腦100通過網(wǎng)絡(luò)從遠(yuǎn)程服務(wù)器接收前述更新。
[0037]圖2示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的用于數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)運(yùn)行。在圖2所示實(shí)施例中，電腦100正在運(yùn)行虛擬裝置117，所述虛擬裝置117顯示圖形用戶接口(見箭頭170)。在圖2所示實(shí)施例中，虛擬裝置117顯示供電電源151、穩(wěn)壓器152、不波器153、輸出電感155、輸出電容156和虛擬負(fù)載157的虛擬表不。穩(wěn)壓器152是數(shù)字校正穩(wěn)壓器114的虛擬表示。相應(yīng)地，在此實(shí)施例中，知識(shí)庫118包括穩(wěn)壓器114的應(yīng)用設(shè)計(jì)準(zhǔn)則。穩(wěn)壓器114可以以集成電路的形式提供。
[0038]虛擬裝置117的虛擬部件可通過用戶在屏幕上手動(dòng)操作，如使用鼠標(biāo)進(jìn)行操作。用戶可通過選擇穩(wěn)壓器114的不同參數(shù)值將其需求輸入。仿真引擎119接收到用戶需求(見箭頭171)，通過查閱知識(shí)庫118來決定穩(wěn)壓器114的預(yù)期運(yùn)行來滿足用戶需求(見箭頭172和173)，并在虛擬裝置117中反映穩(wěn)壓器114的預(yù)期運(yùn)行(見箭頭174)。
[0039]仿真引擎119接收來自知識(shí)庫118的內(nèi)部校正設(shè)置。該內(nèi)部校正設(shè)置反映虛擬裝置117中穩(wěn)壓器114在用戶所指定的運(yùn)行下所做的部件選擇和其他調(diào)整。所述內(nèi)部校正設(shè)置可以是數(shù)字校正位串的形式，該數(shù)字校正位串在呈現(xiàn)至穩(wěn)壓器114時(shí)根據(jù)用戶需求來校正穩(wěn)壓器114。
[0040]在一個(gè)實(shí)施例中，用戶將虛擬示波器153耦接至輸出電壓Vout，即耦接至虛擬負(fù)載157,來看在選定的輸出電感155和輸出電容156下仿真引擎119仿真的輸出電壓波形。虛擬裝置117可提供結(jié)果圖形數(shù)據(jù)154，如波特圖。
[0041]當(dāng)用戶對(duì)仿真運(yùn)行滿意后可開始對(duì)穩(wěn)壓器114進(jìn)行數(shù)字校正。用戶可將穩(wěn)壓器114安裝在校正板160或其他電路板或夾具內(nèi)。在一個(gè)實(shí)施例中，虛擬裝置117將用戶在虛擬裝置117上選定的用于數(shù)字校正穩(wěn)壓器114的內(nèi)部校正設(shè)置進(jìn)行存儲(chǔ)。例如，虛擬裝置117接收來自仿真引擎119的內(nèi)部校正設(shè)置，所述仿真引擎119的內(nèi)部校正設(shè)置來自知識(shí)庫118。當(dāng)用戶開始數(shù)字校正時(shí)，即通過點(diǎn)擊虛擬裝置117的圖標(biāo)，虛擬裝置117將該內(nèi)部校正設(shè)置下載至穩(wěn)壓器114。在圖2所示實(shí)施例中，所述內(nèi)部校正設(shè)置通過通用串行總線175從電腦100傳送至穩(wěn)壓器114。校正板160將通用串行總線175的信號(hào)轉(zhuǎn)化為I2C總線176的兼容信號(hào)至穩(wěn)壓器114。穩(wěn)壓器114根據(jù)該內(nèi)部校正設(shè)置執(zhí)行校正。內(nèi)部校正設(shè)置包括用以選定/取消選定穩(wěn)壓器114的部件來選擇電學(xué)參數(shù)(如電阻、電容)以使穩(wěn)壓器運(yùn)行于用戶在虛擬裝置117內(nèi)指定模式的數(shù)字校正位串。數(shù)字校正位串也可設(shè)定參考電壓、閾值電壓、可編程時(shí)鐘頻率等。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)字校正位串配置為穩(wěn)壓器114的數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC),以輸出參考電壓Vr，從而將輸出電壓Vout調(diào)整至用戶在虛擬裝置117上設(shè)定的指定值。
[0042]在圖2所示實(shí)施例中，經(jīng)過數(shù)字校正后穩(wěn)壓器114被安裝在電源管理板180上(見箭頭177)。在其他實(shí)施例中，穩(wěn)壓器114也可在被安裝在電源管理板180上的同時(shí)被數(shù)字校正。
[0043]在圖2所示實(shí)施例中，電源管理板180包括處理器181和一系列數(shù)字校正穩(wěn)壓器114 (即114-1、114-2、……、114_n)。在一個(gè)實(shí)施例中，處理器181包括微處理器或微控制器。為敘述簡明，對(duì)于理解本實(shí)用新型不是必須的電源管理板的其他部件未示出。在圖2所示實(shí)施例中，電源管理板180包括I2C總線形式182的輸入輸出總線。穩(wěn)壓器114經(jīng)由總線182與處理器181進(jìn)行通訊。在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)壓器114將內(nèi)部情況(如輸出電壓、結(jié)溫、輸出電流等)傳送至處理器181以進(jìn)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)壓器114包括將輸出電壓轉(zhuǎn)化為數(shù)字形式傳送至處理器181的模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)。電源管理板180隨后被安裝在終端產(chǎn)品185上，如消費(fèi)電子設(shè)備(見箭頭178)。終端產(chǎn)品185可以是移動(dòng)電話、便攜式媒體播放器、平板電腦、電腦或者其他電子設(shè)備。
[0044]參看圖3，為根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的數(shù)字校正穩(wěn)壓器114的示意圖。所述穩(wěn)壓器114可被封裝為一集成電路。在圖3所示實(shí)施例中，穩(wěn)壓器114包括校正控制器250、一系列接口電路251和包括直流變換器252的穩(wěn)壓器核。直流變換器252包括將輸入電壓Vin轉(zhuǎn)化為經(jīng)過調(diào)整的的輸出電壓Vout的降壓變換器。在其他實(shí)施例中，直流變換器252被其他穩(wěn)壓器如升壓變換器代替。
[0045]校正控制器250包括經(jīng)由外部輸入輸出總線254接收內(nèi)部校正設(shè)置并根據(jù)內(nèi)部校正設(shè)置輸出數(shù)字校正位串的電路。數(shù)字校正位串經(jīng)由接口電路251應(yīng)用于直流變換器252。校正控制器250接收穩(wěn)壓器114的內(nèi)部運(yùn)行情況，并將該內(nèi)部運(yùn)行情況提供至外部電路，如電源管理板180的處理器181，用以執(zhí)行遠(yuǎn)程監(jiān)控。
[0046]接口電路251包括一個(gè)或多個(gè)電路,用以提供鉤子(hooks)來校正穩(wěn)壓器114。所述對(duì)穩(wěn)壓器114的校正根據(jù)從校正控制器250接收到的數(shù)字校正位串進(jìn)行校正。接口電路251根據(jù)數(shù)字校正位串設(shè)置一套穩(wěn)壓器。在一個(gè)實(shí)施例中，接口電路251將數(shù)字校正位串轉(zhuǎn)化為穩(wěn)壓器114的電學(xué)參數(shù)。在一個(gè)實(shí)施例中，接口電路251包括數(shù)字控制的開關(guān)元件來選定/取消選定電路部件來改變電學(xué)參數(shù)，如選定電容和電阻來調(diào)整穩(wěn)壓器114的增益、極點(diǎn)、零點(diǎn)和其他參數(shù)。開關(guān)元件包括可閉合可斷開的晶體管。當(dāng)開關(guān)元件跨接于一部件兩端時(shí)，該開關(guān)元件的閉合將相應(yīng)部件短路，而斷開則將相應(yīng)部件耦接至電路；當(dāng)開關(guān)元件與一部件串聯(lián)時(shí)，該開關(guān)元件的斷開將相應(yīng)部件移除出電路，而閉合則將相應(yīng)部件耦接至電路。接口電路251包括可編程部件和將數(shù)字校正位串轉(zhuǎn)化為電學(xué)參數(shù)的部件。例如，接口電路251包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器，可編程時(shí)鐘等等。
[0047]圖4示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的直流變換器252形式的穩(wěn)壓器核。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)意識(shí)到，直流變換器252僅僅作為闡述的目的呈現(xiàn)，而非限制性的。
[0048]在圖4所示實(shí)施例中，直流變換器252接收輸入電壓Vin，并通過控制晶體管Ml和M2的開關(guān)狀態(tài)產(chǎn)生調(diào)整過的降壓輸出電壓Vout。直流變換器252的反饋控制回路包括輸出電壓米樣電路。在一個(gè)實(shí)施例中，所述輸出電壓米樣電路為包括電阻Rl和R2的電阻分壓器。所述電阻分壓器提供表征輸出電壓Vout的輸出電壓采樣值至回路控制模塊201。在一個(gè)實(shí)施例中，所述回路控制模塊201包括跨導(dǎo)放大器208和具有電阻R3和電容Cl的回路濾波器?？鐚?dǎo)放大器208比較輸出電壓采樣值和參考電壓Vr。電阻R3和電容Cl對(duì)跨導(dǎo)放大器208的輸出進(jìn)行比例積分微分(PID)作用。同時(shí)，跨導(dǎo)放大器208的輸出與斜波產(chǎn)生器203產(chǎn)生的斜波參考信號(hào)相加后被輸送至脈沖寬度調(diào)節(jié)(PWM)模塊209。所述PWM模塊209包括PWM放大器204和增益模塊210。增益模塊210具有Ri的阻抗，該增益模塊210放大輸出電流1的采樣值，并將其轉(zhuǎn)化為電壓值后輸送至PWM模塊209。PWM模塊209比較該電壓值和跨導(dǎo)放大器208的輸出與斜波參考信號(hào)的相加值，以控制晶體管Ml的斷開和晶體管M2的閉合。時(shí)鐘產(chǎn)生器206產(chǎn)生周期性閉合晶體管Ml、斷開晶體管M2的時(shí)鐘信號(hào)，并控制穩(wěn)壓器114的開關(guān)頻率。所述時(shí)鐘信號(hào)和PWM放大器204的輸出信號(hào)被輸送至觸發(fā)器205，以驅(qū)動(dòng)晶體管Ml和M2。
[0049]在圖4所不實(shí)施例中，輸出電壓Vout通過改變輸送至跨導(dǎo)放大器208的參考電壓Vr得到校正來滿足用戶需求。參考電壓Vr可由數(shù)字可設(shè)定的參考電壓產(chǎn)生器202產(chǎn)生。參考電壓產(chǎn)生器202接收來自校正控制器250的數(shù)字校正位串(DCB) 211，并根據(jù)數(shù)字校正位串211來設(shè)定參考電壓Vr，以產(chǎn)生用戶在虛擬裝置117上指定的輸出電壓Vout。
[0050]回路控制模塊201接收來自校正控制器250的數(shù)字校正位串212，并根據(jù)數(shù)字校正位串調(diào)整電阻R3的等效電阻值、電容Cl的等效電容值、跨導(dǎo)放大器208的增益和回路控制模塊201的其他可設(shè)定的電學(xué)參數(shù)，以根據(jù)用戶在虛擬裝置117上輸入的需求設(shè)定極點(diǎn)、零點(diǎn)和其他參數(shù)。
[0051]斜波產(chǎn)生器203接收來自校正控制器250的數(shù)字校正位串213，并根據(jù)數(shù)字校正位串213來調(diào)整斜波參考信號(hào)的斜率和其他參數(shù)以滿足用戶在虛擬裝置117上輸入的需求。
[0052]時(shí)鐘產(chǎn)生器206接收來自校正控制器250的數(shù)字校正位串214，并根據(jù)數(shù)字校正位串214來改變時(shí)鐘信號(hào)的頻率和其他參數(shù)以設(shè)定穩(wěn)壓器114的頻率，從而滿足用戶在虛擬裝置117上輸入的需求。
[0053]在一個(gè)實(shí)施例中，穩(wěn)壓器114進(jìn)一步包括保護(hù)電路207，如欠壓鎖存(UVLO)電路、過壓保護(hù)電路、過流保護(hù)電路和其他穩(wěn)壓器中常用的保護(hù)電路。保護(hù)電路207通過接收輸出電壓采樣值、輸入電壓采樣值、輸出電流采樣值和其他監(jiān)測(cè)信號(hào)來執(zhí)行保護(hù)功能。用以觸發(fā)保護(hù)電路的閾值(如THl、TH2、TH3等)可通過來自校正控制器250的數(shù)字校正位串402設(shè)定，所述數(shù)字校正位串402根據(jù)在虛擬裝置117輸入的用戶需求得到。
[0054]圖5示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的校正控制器250的電路模塊圖。在圖5所示實(shí)施例中，校正控制器250包括執(zhí)行串行轉(zhuǎn)并行的輸入輸出總線接口 253。在一個(gè)實(shí)施例中，輸入輸出總線接口 253與外部輸入輸出總線254通訊。所述外部輸入輸出總線254包括I2C總線。校正控制器250通過與外部輸入輸出總線254進(jìn)行通訊以接收來自電腦100的內(nèi)部校正設(shè)置。校正控制器250同時(shí)通過與外部輸入輸出總線254進(jìn)行通訊以將遠(yuǎn)程監(jiān)測(cè)信號(hào)傳送至電源管理板180的處理器181。為敘述簡明，校正控制器250的對(duì)于理解本實(shí)用新型不是必須的其他部件，如時(shí)鐘、接口邏輯、內(nèi)部緩沖器等均未示出。校正控制器250的部件可與內(nèi)部總線287進(jìn)行通訊。
[0055]在一個(gè)實(shí)施例中，校正控制器250包括狀態(tài)機(jī)280形式的控制器。狀態(tài)機(jī)280可使用門極列陣、觸發(fā)器、可編程邏輯和其他邏輯器件實(shí)現(xiàn)。狀態(tài)機(jī)280也可使用微控制器、微處理器、數(shù)字信號(hào)處理器和其他處理器實(shí)現(xiàn)，這取決于成本上的考慮。
[0056]狀態(tài)機(jī)280被配置成經(jīng)由輸入輸出總線接口 253接收內(nèi)部校正設(shè)置，并根據(jù)內(nèi)部校正設(shè)置經(jīng)由一系列預(yù)定狀態(tài)輸出相應(yīng)的數(shù)字校正位串。在一個(gè)實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)280經(jīng)由內(nèi)部總線287將相應(yīng)數(shù)字校正位串傳送至一個(gè)或多個(gè)數(shù)字輸出端口 285。一個(gè)數(shù)字輸出端口 285可耦接至一個(gè)或多個(gè)接口電路251的部件。在一個(gè)實(shí)施例中，狀態(tài)機(jī)280無需大的計(jì)算能力，因?yàn)榇蟛糠譀Q定哪個(gè)數(shù)字校正位串被選定(被設(shè)為邏輯高)/取消選定(被設(shè)為邏輯低)的過程已被電腦100中的虛擬裝置117、知識(shí)庫118和仿真引擎119執(zhí)行。狀態(tài)機(jī)280只需循環(huán)通過預(yù)定狀態(tài)來按照所接收的內(nèi)部校正設(shè)置來選定/取消選定數(shù)字校正位串O
[0057]校正控制器250被配置成提供遠(yuǎn)程監(jiān)控功能。在圖5所示實(shí)施例中，校正控制器250經(jīng)由多路轉(zhuǎn)換器286接收穩(wěn)壓器116的采樣電壓、電流、溫度和其他監(jiān)測(cè)情況。被選定的采樣信號(hào)經(jīng)由多路轉(zhuǎn)換器286被輸送至模數(shù)轉(zhuǎn)換器283，以將所述采樣信號(hào)轉(zhuǎn)化為適合傳送至外部處理器(如電源管理板180的處理器181)的數(shù)字形式。例如，狀態(tài)機(jī)280接收來自處理器181的請(qǐng)求提供采樣信號(hào)(如輸出電壓Vout、輸出電流1或者結(jié)溫Tj)的當(dāng)前值。響應(yīng)于所述請(qǐng)求，狀態(tài)機(jī)280循環(huán)通過預(yù)定狀態(tài)來選定特定來自多路轉(zhuǎn)換器286輸入端的采樣信號(hào)，以檢索模 數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC) 283輸出的對(duì)應(yīng)于所述采樣信號(hào)的數(shù)字值，并經(jīng)由輸入輸出總線接口 253將所述采樣信號(hào)的數(shù)字值傳送至處理器181。狀態(tài)機(jī)280使用非易失存儲(chǔ)器提供的內(nèi)存存儲(chǔ)空間和寄存器儲(chǔ)庫作為臨時(shí)工作空間和通用存儲(chǔ)器。
[0058]在一個(gè)實(shí)施例中，校正控制器250還包括位圖數(shù)據(jù)記載存儲(chǔ)器281和寄存器282。
[0059]圖6示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的數(shù)字可設(shè)定的參考電壓產(chǎn)生器202的電路圖。在圖6所示實(shí)施例中，所述參考電壓產(chǎn)生器202包括數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC)291，所述數(shù)模轉(zhuǎn)換器291具有能隙參考電壓VBG。數(shù)模轉(zhuǎn)換器291接收來自校正控制器250的數(shù)字校正位串211 (即211-1、211-2、……、211_n)，并將數(shù)字校正位串211轉(zhuǎn)化為模擬形式。在圖6所示實(shí)施例中，該模擬形式為參考電壓Vr。因此，參考電壓Vr可通過數(shù)字校正位串211的適當(dāng)改變來調(diào)整。被輸送至跨導(dǎo)放大器208的參考電壓Vr通過與輸出電壓的采樣值的比較來控制輸出電壓Vout (參見圖4)。因此，數(shù)字校正位串211具有產(chǎn)生用戶指定的特定輸出電壓的比特模式。
[0060]圖7示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的回路控制模塊201的電路圖。在圖7所示實(shí)施例中，來自校正控制器250的數(shù)字校正位串212 (即212-1、212-2等)被輸送至所述回路控制模塊201，以控制開關(guān)元件304-310。開關(guān)元件包括晶體管或基于控制輸入(如數(shù)字校正位串)可閉合可斷開的其他器件。為便于闡述，在接下來的實(shí)施例中，邏輯高表示數(shù)字校正位串將開關(guān)元件閉合，邏輯低表示數(shù)字校正位串將開關(guān)元件斷開。
[0061]在圖7所示實(shí)施例中，部分?jǐn)?shù)字校正位串212被采用，以通過控制跨導(dǎo)放大器208的尾電流來調(diào)整跨導(dǎo)放大器208的增益。具體來說，在圖7所示實(shí)施例中，數(shù)字校正位串
212-1,212-2和212-3分別控制開關(guān)元件304、305和306的閉合與斷開?？鐚?dǎo)放大器208的尾電流及其增益，可通過添加或移除電流源301、302和303至尾電流來調(diào)整。例如，將數(shù)字校正位串212-1設(shè)置為邏輯高將開關(guān)元件304閉合，從而將電流源301添加進(jìn)跨導(dǎo)放大器208的尾電流。類似地，將數(shù)字校正位串212-1設(shè)置為邏輯低則將開關(guān)元件304斷開，從而將電流源301從跨導(dǎo)放大器208的尾電流中移除。[0062]開關(guān)元件也可用來將某一部件添加進(jìn)或者移除出某個(gè)電路，以改變相應(yīng)電路的等效部件值。例如，電阻R6和R8、電容C3和C4可添加進(jìn)或移除出回路控制模塊201來改變控制回路的極點(diǎn)與零點(diǎn)。具體來說，數(shù)字校正位串212-4被設(shè)為邏輯高時(shí)，開關(guān)元件307被閉合，電阻R6被移除。數(shù)字校正位串212-4被設(shè)為邏輯低時(shí)，開關(guān)元件307被斷開，電阻R6被添加進(jìn)電路，并與電阻R5串聯(lián)連接。類似地，數(shù)字校正位串212-7被設(shè)為邏輯高或者邏輯低時(shí)，電容C4被添加進(jìn)或者移除出電路。因此，呈現(xiàn)至回路控制模塊201的特定比特模式的數(shù)字校正位串可以調(diào)整跨導(dǎo)放大器208的增益和控制回路的極點(diǎn)與零點(diǎn)，以滿足特定需求。因此，仿真引擎119查閱知識(shí)庫118后，產(chǎn)生特定比特模式的數(shù)字校正位串212，該數(shù)字校正位串被輸送至校正控制器250后經(jīng)由接口電路(如圖7所示的開關(guān)元件304-310)輸出至回路控制模塊201，以滿足特定用戶需求。
[0063]圖8示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的斜波產(chǎn)生器203的電路圖。在圖8所示實(shí)施例中，所述斜波產(chǎn)生器203接收來自校正控制器250的數(shù)字校正位串213(即
213-1,213-2等等)。數(shù)字校正位串213的比特模式將開關(guān)元件324-328閉合或者斷開，以調(diào)整放大器329輸出的斜波參考信號(hào)的斜率。具體地，開關(guān)元件324-326分別由數(shù)字校正位串213-1、213-2和213-3控制，以將電流源321、322和323添加進(jìn)或者移除出電路。開關(guān)元件327和328分別由數(shù)字校正位串213-4和213-5控制，以將電容C6和C7添加進(jìn)或者移除出電路。放大器329將結(jié)果信號(hào)與能隙電壓VBG進(jìn)行比較，以產(chǎn)生斜波參考信號(hào)。因此，呈現(xiàn)至斜波產(chǎn)生 器203的特定比特模式的數(shù)字校正位串可以調(diào)整斜波參考信號(hào)的斜率，以滿足特定需求。
[0064]圖9示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的時(shí)鐘產(chǎn)生器206的電路圖。在圖9所示實(shí)施例中，所述時(shí)鐘產(chǎn)生器206為可編程的時(shí)鐘產(chǎn)生器，其接收來自校正控制器250的數(shù)字校正位串214 (即214-1、214-2、……、214_n)。時(shí)鐘產(chǎn)生器206輸出時(shí)鐘信號(hào)，其頻率由數(shù)字校正位串214決定。因此，時(shí)鐘信號(hào)，也即穩(wěn)壓器114的開關(guān)頻率，可以通過提供特定比特模式的數(shù)字校正位串至?xí)r鐘產(chǎn)生器206，以滿足特定需求。
[0065]圖10示意性地示出了根據(jù)本實(shí)用新型又一實(shí)施例的保護(hù)電路207的電路圖。在圖10所示實(shí)施例中，所述保護(hù)電路207包括比較器404，用以比較采樣信號(hào)與閾值。數(shù)模轉(zhuǎn)換器(DAC) 401接收來自校正控制器250的具有特定比特模式的數(shù)字校正位串402 (即402-1,402-2,……、402-n)，并輸出相應(yīng)的閾值。在一個(gè)實(shí)施例中，數(shù)模轉(zhuǎn)換器401的輸出信號(hào)在被輸送至比較器404之前可通過前置處理模塊403進(jìn)行前置處理(如轉(zhuǎn)化為電壓或者電流)?；诓蓸拥男盘?hào)，比較器404可為電壓比較器或者電流比較器。例如，假定保護(hù)電路207為過壓保護(hù)電路，采樣信號(hào)為輸出電壓的采樣值，則比較器404為電壓比較器。前置處理模塊403可以為增益模塊或者分壓模塊，以處理數(shù)模轉(zhuǎn)換器401的輸出。在一個(gè)實(shí)施例中，前置處理模塊403可省略。
[0066]在另一個(gè)實(shí)施例中，假定保護(hù)電路207為過流保護(hù)電路，采樣信號(hào)為輸出電流，則比較器404為電流比較器。前置處理模塊403包括電壓至電流轉(zhuǎn)換器，以將數(shù)模轉(zhuǎn)換器401的輸出轉(zhuǎn)化為電流形式?？蛇x地，比較器404接收的采樣信號(hào)也可以是表征輸出電流的電壓信號(hào)(如在輸出電流回路上某采樣電阻兩端的壓降)。在這種情況下，比較器404將所述采樣信號(hào)與一閾值電壓進(jìn)行比較。所述閾值電壓由數(shù)模轉(zhuǎn)換器401根據(jù)數(shù)字校正位串的比特模式設(shè)定。[0067]雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語。由于本實(shí)用新型能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離實(shí)用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種穩(wěn)壓器,其特征在于,包括: 校正控制器，經(jīng)由外部輸入輸出總線接收內(nèi)部校正設(shè)置，并根據(jù)所述內(nèi)部校正設(shè)置輸出數(shù)字校正位串； 接口電路，接收所述數(shù)字校正位串，并根據(jù)所述數(shù)字校正位串設(shè)置一套穩(wěn)壓器； 穩(wěn)壓器核，將輸入電壓轉(zhuǎn)化為調(diào)整過的輸出電壓。
2.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓器，其特征在于，其中所述接口電路包括開關(guān)元件，所述開關(guān)元件選定或者取消選定穩(wěn)壓器核的部件。
3.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓器，其特征在于，其中 所述外部輸入輸出總線為串行總線； 校正控制器執(zhí)行串行轉(zhuǎn)并行的轉(zhuǎn)換。
4.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓器，其特征在于，其中所述接口電路包括根據(jù)數(shù)字校正位串的比特被閉合或斷開的開關(guān)元件。
5.如權(quán)利要求1所述的穩(wěn)壓器，其特征在于，其中所述校正控制器接收來自電腦的內(nèi)部校正設(shè)置，所述電腦提供圖形接口給用戶，所述圖形接口顯示穩(wěn)壓器的虛擬表示。
6.用于數(shù)字校正穩(wěn)壓器的系統(tǒng)，其特征在于，包括: 電腦，包括存儲(chǔ)器和處理器，所述處理器執(zhí)行存儲(chǔ)器中的計(jì)算機(jī)可讀程序編碼，所述電腦顯示穩(wěn)壓器的虛擬表示，接收用戶對(duì)穩(wěn)壓器的需求，自動(dòng)決定內(nèi)部校正設(shè)置以滿足用戶需求，并根據(jù)內(nèi)部校正設(shè)置仿真穩(wěn)壓器的運(yùn)行； 穩(wěn)壓器，經(jīng)由耦接至電腦的外部輸入輸出總線接收內(nèi)部校正設(shè)置，并根據(jù)內(nèi)部校正設(shè)置校正內(nèi)部電路。
7.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，進(jìn)一步包括: 校正板，接收內(nèi)部校正設(shè)置，并經(jīng)由外部輸入輸出總線將所述內(nèi)部校正設(shè)置傳送至穩(wěn)壓器的校正控制器。
8.如權(quán)利要求6所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述電腦進(jìn)一步包括耦接至穩(wěn)壓器的輸入輸出總線接口。
9.如權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述電腦包括接收用戶需求的圖形用戶接口。
10.如權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，其中所述圖形用戶接口提供虛擬裝置，所述虛擬裝置顯示穩(wěn)壓器的虛擬表示。
【文檔編號(hào)】G05F1/46GK203490573SQ201320620597
【公開日】2014年3月19日 申請(qǐng)日期:2013年10月9日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月11日
【發(fā)明者】楊先慶, 邢正人 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司