專利名稱：使用具有磁耦合電感器的并聯(lián)電感電路的多相電壓調(diào)節(jié)的制作方法
使用具有磁耦合電感器的并聯(lián)電感電路的多相電壓調(diào)節(jié) 技術(shù)領(lǐng)域本專利申請中描述的實施例一般涉及電壓調(diào)節(jié)。 技術(shù)背景一些集成電路被設(shè)計為使用相對低的供電電壓工作，以有助于降 低功耗。例如，可以使用電壓調(diào)節(jié)器將來自電源的供電電壓信號轉(zhuǎn)換 為用于集成電路的低的已調(diào)節(jié)供電電壓。電壓調(diào)節(jié)器還具有足夠的載 流容量，以提供由集成電路吸收的電流。
通過附圖以示例而非限制的方式舉例說明實施例，附圖中相似的 參考標號表示相似的元素，其中圖1示出了一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器的框圖，該電壓調(diào)節(jié)器具有 并聯(lián)的包含磁耦合電感器的電感電路；圖2示出了一個實施例的使用并聯(lián)的具有磁耦合電感器的電感 電路來調(diào)節(jié)電壓的流程圖；圖3示出了一個實施例的圖1中電壓調(diào)節(jié)器的示例開關(guān)電路系統(tǒng) 和組合電路系統(tǒng)；圖4示出了一個實施例的圖3中電壓調(diào)節(jié)器的示例信號波形的波形圖；圖5示出了另一個實施例的圖1中電壓調(diào)節(jié)器的示例開關(guān)電路系 統(tǒng)和組合電路系統(tǒng)；圖6示出了一個實施例的圖1中電壓調(diào)節(jié)器的示例控制電路系 統(tǒng)；以及圖7示出了一個實施例的示例系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括具有并聯(lián)的包含磁耦合電感器的電感電路的電壓調(diào)節(jié)器。
具體實施方式
下面的詳細描述說明了與使用并聯(lián)的具有磁耦合電感器的電感 電路進行多相電壓調(diào)節(jié)有關(guān)的方法、裝置和系統(tǒng)的示例實施例。為方 便起見，只參考一個實施例描述了諸如結(jié)構(gòu)、功能和/或性質(zhì)的特征， 但是利用任何適當?shù)囊粋€或多個所描述的特征，可以實現(xiàn)各種實施 例。圖1示出了一個實施例的多相電壓調(diào)節(jié)器100，其具有并聯(lián)的包 含磁耦合電感器的電感電路，諸如電感電路131和133。電壓調(diào)節(jié)器 100可以耦合到電源105，以在供電節(jié)點101接收輸入供電電壓Vjn 信號，并在輸出節(jié)點102向表示為負載106的一個或多個電路供應己 調(diào)節(jié)的輸出供電電壓Vout信號。電壓調(diào)節(jié)器100可以耦合到任何適 當?shù)膮⒖脊╇婋妷?，諸如地，以在供電節(jié)點103接收參考供電電壓信 號。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器IOO可以用于直流(DC)電壓調(diào)節(jié)。一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100還可以被耦合以從參考電壓發(fā)生 器108接收參考電壓Vref信號，以基于參考電壓V虹f信號供應已調(diào) 節(jié)輸出供電電壓Vout信號。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以幫助供應基本等于參考電壓VREF信號的己調(diào)節(jié)輸出供電電壓Vout信號。一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100還可以幫助保持輸出節(jié)點102處的 輸出供電電壓Vout信號，盡管負載106的電路從電壓調(diào)節(jié)器100吸 收變化的電流量。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器ioo可以具有并聯(lián)的包含 磁耦合電感器的電感電路，以幫助允許負載106通過電壓調(diào)節(jié)器100 吸收相對更高的電流。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以具有并聯(lián)的 包含磁耦合電感器的電感電路，以幫助降低流過電壓調(diào)節(jié)器100的各 個分開裝置的電流，有助于降低和/或消散來自電壓調(diào)節(jié)器100的熱 量，和/或有助于允許使用具有低載流容量的裝置實現(xiàn)電壓調(diào)節(jié)器 100。電壓調(diào)節(jié)器圖1所示的一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以包括控制電路系統(tǒng) 110、開關(guān)電路系統(tǒng)120和組合電路系統(tǒng)130，并且可以根據(jù)圖2的 流程圖200進行操作。圖2的框202中，控制電路系統(tǒng)110可以生成相位控制信號?？?制電路系統(tǒng)110可以包括用于以任何適當方式生成任何適當相位控 制信號的任何適當電路系統(tǒng)。 一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以至 少部分地實現(xiàn)在一個或多個集成電路上?？刂齐娐废到y(tǒng)110可以生成具有任意適當數(shù)目個相位的任意適當 數(shù)目個控制信號。圖1中的一個實施例的控制電路系統(tǒng)IIO可以生成 與N個相位clvO^中每一個對應的任意適當數(shù)目的一個或多個控制 信號，其中N是大于一的整數(shù)。一個實施例的控制電路系統(tǒng)10可以生成相對于彼此和/或相對 于一個或多個參考信號具有任意適當相位關(guān)系的控制信號。 一個實施 例的控制電路系統(tǒng)110可以生成相對于一個或多個其他控制信號和/ 或相對于一個或多個參考信號具有基本上360/N度相位關(guān)系的控制 信號。在N等于二的例子中， 一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以 生成相對于一個或多個其他控制信號具有基本上180度相位關(guān)系的 一個或多個控制信號?？刂齐娐废到y(tǒng)110可以生成任意適當?shù)南辔豢刂菩盘?，來幫助調(diào) 節(jié)輸出節(jié)點102處的輸出供電電壓Vout信號。 一個實施例的控制電 路系統(tǒng)110可以生成脈沖相位控制信號，控制這種控制信號的脈沖持 續(xù)時間和/或占空比，以幫助調(diào)節(jié)輸出供電電壓VouT信號?？刂齐娐?系統(tǒng)110可以生成具有任意適當形狀之脈沖的這種脈沖相位控制信 號。一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以被耦合來監(jiān)視輸出供電電壓 V③t信號，以幫助控制相位控制信號。 一個實施例的控制電路系統(tǒng) 110可以被耦合來監(jiān)視輸出節(jié)點102處的電壓和域電流，以監(jiān)視輸出 供電電壓Vout信號。 一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以被耦合來 接收輸出供電電壓VouT信號和來自參考電壓發(fā)生器108的參考電壓Vref信號，并且比較對應于輸出供電電壓VoUT信號的電壓和對應于參考電壓VRHF信號的參考電壓，以檢測輸出供電電壓VouT信號中的錯誤?？刂齐娐废到y(tǒng)110然后可以響應于檢測到的錯誤來控制相位控制信號。在圖2的框204，開關(guān)電路系統(tǒng)120可以響應于框202中生成的 相位控制信號，生成脈沖信號。 一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以 被耦合來從控制電路系統(tǒng)UO接收相位控制信號。開關(guān)電路系統(tǒng)120 可以包括響應于相位控制信號以任何適當方式生成任何適當數(shù)目個 任何適當脈沖信號的任何適當電路。一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以被耦合到供電節(jié)點101，以 接收輸入供電電壓VjN信號。 一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以生成具有與輸入供電電壓VjN信號對應的振幅的脈沖信號。開關(guān)電路系統(tǒng)120可以生成具有任何適當脈沖波形的任何適當 脈沖信號，以幫助調(diào)節(jié)輸出節(jié)點102處的輸出供電電壓Vout信號。 一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以生成具有基于來自控制電路系 統(tǒng)10的相位控制信號的脈沖寬度和/或占空比的脈沖信號。一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以包括多個開關(guān)電路，用于生 成相應組的一個或多個脈沖信號。圖1所示的一個實施例的開關(guān)電路 系統(tǒng)120可以包括與控制電路系統(tǒng)110生成的控制信號的N個相位 對應的N個開關(guān)電路，諸如開關(guān)電路121和123。 一個實施例的一個 開關(guān)電路可以被耦合來接收對應于N個相位之一的一個或多個控制 信號，以生成與該相位對應的一組任意適當數(shù)目的一個或多個脈沖信 號。 一個實施例的一個開關(guān)電路可以生成一組基本上具有相同相位的 多個脈沖信號。 一個實施例的一個開關(guān)電路可以生成一組多個脈沖信 號，其數(shù)目等于從該開關(guān)電路接收脈沖信號的組合電路系統(tǒng)130中的 電感電路的數(shù)目。一個實施例的一個開關(guān)電路可以在該開關(guān)電路的各 個輸出線上生成一組多個脈沖信號。一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以包括彼此相同或相似、或彼 此不同或不相似的多個開關(guān)電路。 一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可 以包括所有都彼此相同或相似的多個開關(guān)電路。圖2的框206中，多個具有磁耦合電感器的電感電路可以接收在框204中生成的脈沖信號。 一個電感電路可以接收對應于不同相位的 多個脈沖信號，并且多個電感電路可以接收對應于相同相位的一個脈 沖信號。一個實施例的組合電路系統(tǒng)130的多個電感電路可以被如此 耦合以從開關(guān)電路系統(tǒng)120接收脈沖信號。一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括被耦合以從對應于不 同相位的多個開關(guān)電路接收脈沖信號的電感電路。 一個實施例的組合 電路系統(tǒng)130可以包括被耦合以在耦合到多個開關(guān)電路的各個輸入 線上接收脈沖信號的電感電路。 一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可以 包括被相似地耦合以從對應于不同相位的多個開關(guān)電路接收脈沖信 號的多個電感電路。一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括被耦合來從對應于一 個相位的一個公共開關(guān)電路接收脈沖信號的多個電感電路。 一個實施 例的組合電路系統(tǒng)130可以包括被耦合來從對應于一個相位的一個 公共開關(guān)電路的相應輸出線上接收脈沖信號的多個電感電路。 一個實 施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括被相似地耦合來從多個公共開關(guān) 電路接收脈沖信號的多個電感電路。如圖1所示，作為一個例子，電感電路131可以被耦合以從開關(guān) 電路系統(tǒng)120的N個開關(guān)電路的每一個中接收一個脈沖信號，電感 電路133可以被耦合以從開關(guān)電路系統(tǒng)120的N個開關(guān)電路的每一 個中接收一個脈沖信號。如此，電感電路131可以被耦合以接收對應 于N個不同相位的脈沖信號；電感電路133可以被耦合以接收對應 于N個不同相位的脈沖信號；電感電路131和133都被耦合以接收 對應于N個相位中每一個的脈沖信號。組合電路系統(tǒng)130可以包括任意適當數(shù)目個電感電路來接收脈 沖信號。例如， 一個實施例的電感電路的數(shù)目可以取決于要流過這些 電感電路的電流量。在圖2的框208中，多個電感電路可以組合在框206中接收的脈 沖信號以生成輸出信號。組合電路系統(tǒng)130的多個電感電路可以包括 任意適當?shù)拇篷詈系碾姼衅骱?或任何其他適當?shù)碾娐废到y(tǒng)，并且可 以任何適當?shù)姆绞奖获詈弦园慈魏芜m當?shù)姆绞浇M合接收的脈沖信號，以生成任何適當?shù)妮敵鲂盘枴Ｒ粋€實施例的組合電路系統(tǒng)130的多個電感電路可以組合接收 的脈沖信號以在輸出節(jié)點102處生成輸出脈沖信號。 一個電感電路可 以包括按任意適當方式耦合的任意適當?shù)拇篷詈系碾姼衅?，以幫助組 合接收的脈沖信號，來生成輸出節(jié)點102處的輸出脈沖信號。 一個實 施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括多個具有磁耦合電感器的電感電 路，以幫助提供改進的瞬態(tài)響應，對開關(guān)電路系統(tǒng)120具有較小壓力。 一個實施例的磁耦合的電感器可以使用耦合電感器來實現(xiàn)。一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括彼此相同或相似、或彼 此不同或不相似的多個電感電路。 一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可 以包括所有都彼此相同或相似的多個開關(guān)電路。一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以包括任何適當?shù)囊粋€或多個 能量存儲裝置，其耦合到輸出節(jié)點102，以接收和存儲來自輸出節(jié)點 102處的輸出脈沖信號的能量。隨著這樣的能量存儲裝置從輸出脈沖 信號接收和存儲能量，負載106可以從這樣的能量存儲裝置吸收能 量。 一個實施例的這種能量存儲裝置可以幫助電壓調(diào)節(jié)器100隨著負 載106從電壓調(diào)節(jié)器IOO吸收變化的電流量而保持電壓節(jié)點102處的輸出供電電壓VouT信號。電壓調(diào)節(jié)器100可以包括任意適當?shù)囊粋€或多個能量存儲裝置。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器IOO可以包括耦合在輸出節(jié)點102和供電節(jié) 點103之間的一個或多個電容器，在圖1中共同表示為輸出電容器 109。因為一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以被耦合以監(jiān)視輸出節(jié)點 102處的電壓和/或電流， 一個實施例的控制電路系統(tǒng)IIO、開關(guān)電路 系統(tǒng)120和組合電路系統(tǒng)130可以定義用于監(jiān)視輸出供電電壓V0UT 信號的反饋環(huán)，以幫助在組合電路系統(tǒng)130組合接收的脈沖信號以生 成輸出供電電壓VouT信號時控制相位控制信號?？刂齐娐废到y(tǒng)110可以監(jiān)視輸出供電電壓VouT信號，和/或響應于按照任何適當方案(諸如基本上連續(xù)地，以任何適當?shù)乃俾孰x散地)的這種監(jiān)視，或響應于 任何適當事件，控制相位控制信號。圖3示出了一個實施例的用于實現(xiàn)圖1中電壓調(diào)節(jié)器100的開關(guān) 電路系統(tǒng)120和組合電路系統(tǒng)130的示例電路系統(tǒng)。如圖3所示，一 個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以包括分別與第一和第二相位對應 的開關(guān)電路321和322。 一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括電 感電路331，其從開關(guān)電路321接收對應于第一相位的脈沖信號，從 開關(guān)電路322接收對應于第二相位的脈沖信號。 一個實施例的組合電 路系統(tǒng)130還可以包括電感電路332，其從開關(guān)電路321接收對應于 第一相位的脈沖信號，從開關(guān)電路322接收對應于第二相位的脈沖信號示例開關(guān)電路系統(tǒng)一個實施例的一個開關(guān)電路可以包括多個開關(guān)裝置，以響應于由 控制電路系統(tǒng)110生成的一個或多個相位控制信號來生成對應的脈 沖信號。在一個實施例中，具有多個開關(guān)裝置來實現(xiàn)一個開關(guān)電路可 以幫助允許負載106通過該開關(guān)電路吸收相對較高的電流。在一個實 施例中，具有多個開關(guān)裝置來實現(xiàn)一個開關(guān)電路可以幫助降低流過任 何一個開關(guān)裝置的電流，有助于降低和/或消散來自開關(guān)電路的熱量， 和/或有助于允許使用具有低載流容量的開關(guān)裝置。一個實施例的開關(guān)電路可以包括任何適當?shù)拈_關(guān)裝置。 一個實施 例的開關(guān)電路可以包括上拉晶體管和/或下拉晶體管，以響應于由控 制電路系統(tǒng)110生成的一個或多個相位控制信號來生成對應的脈沖 信號。 一個實施例的這種晶體管可以是場效應晶體管(FET)。一個實施例的一個開關(guān)電路可以包括彼此相同或相似、或彼此不 相同或不相似的開關(guān)裝置。 一個實施例的一個開關(guān)電路可以包括所有 都彼此相同或相似的多個開關(guān)裝置。在圖3所示的例子中， 一個實施例的開關(guān)電路321可以包括開關(guān) 裝置340，開關(guān)裝置340包括上拉晶體管341和下拉晶體管343，上 拉晶體管341可以被耦合以響應于與第一相位對應的第一控制信號 來被激活或不激活，下拉晶體管343可以被耦合以響應于與第一相位 對應的第二控制信號來被激活或不激活。上拉晶體管341可以耦合在供電節(jié)點301和輸出節(jié)點342之間， 以當激活時將輸出節(jié)點342耦合到供電節(jié)點301，當不激活時將輸出 節(jié)點342從供電節(jié)點301斷開耦合。下拉晶體管342可以耦合在輸出 節(jié)點342和供電節(jié)點305之間，以當激活時將輸出節(jié)點342耦合到供 電節(jié)點305，當不激活時將輸出節(jié)點342從供電節(jié)點305斷開耦合。 一個實施例的供電節(jié)點301可以對應于圖1的供電節(jié)點101， 一個實 施例的供電節(jié)點305可以對應于圖1的供電節(jié)點103。在一個實施例中，控制電路系統(tǒng)IIO可以生成對應于第一相位的 第一和第二控制信號，用于按基本上交替的方式激活上拉晶體管341 和下拉晶體管343，以在輸出節(jié)點342生成對應于第一相位的脈沖信弓一個實施例的開關(guān)電路321還可以包括開關(guān)裝置345，開關(guān)裝置 345包括上拉晶體管346和下拉晶體管348,上拉晶體管346也可以 被耦合以響應于與第一相位對應的第一控制信號來被激活或不激活， 下拉晶體管348也可以被耦合以響應于與第一相位對應的第二控制 信號來被激活或不激活。上拉晶體管346可以耦合在供電節(jié)點301和輸出節(jié)點347之間， 以當激活時將輸出節(jié)點347耦合到供電節(jié)點301 ，當不激活時將輸出 節(jié)點347從供電節(jié)點301斷開耦合。下拉晶體管348可以耦合在輸出 節(jié)點347和供電節(jié)點305之間，以當激活時將輸出節(jié)點347耦合到供 電節(jié)點305，當不激活時將輸出節(jié)點347從供電節(jié)點305斷開耦合。 一個實施例的供電節(jié)點301可以對應于圖1的供電節(jié)點101， 一個實 施例的供電節(jié)點305可以對應于圖1的供電節(jié)點103。在一個實施例中，控制電路系統(tǒng)IIO可以生成對應于第一相位的 第一和第二控制信號，用于按基本上交替的方式激活上拉晶體管346 和下拉晶體管348，以在輸出節(jié)點347生成對應于第一相位的另一個 脈沖信號。圖3所示的一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以生成對應于第一 相位的第一和第二控制信號作為基本上互補的信號，用于按基本上交 替的方式激活上拉n溝道場效應晶體管(nFET)和下拉nFET來生成脈沖信號。 一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以按幫助避免同時激活兩個nFET的方式來生成第一和第二控制信號。另一個實施例的控制電 路系統(tǒng)110和/或開關(guān)電路321可以使用用于生成脈沖信號的替換邏 輯電路來實現(xiàn)。一個實施例的開關(guān)電路322還可以包括兩個開關(guān)裝置350和355 ， 以在輸出節(jié)點352和357生成對應于第二相位的兩個脈沖信號。 一個 實施例的開關(guān)裝置350和355可以類似于開關(guān)裝置340和345來實現(xiàn)。在一個實施例中， 一個開關(guān)電路的多個開關(guān)裝置的輸出端可選地 可以彼此耦合在一起。在圖3所示的一個實施例中，可選地可以在輸 出節(jié)點342和347處耦合開關(guān)裝置340和345，可選地可以在輸出節(jié) 點352和357處耦合開關(guān)裝置350和355。雖然所示例子中具有兩個開關(guān)電路321和322，每個開關(guān)電路具 有兩個開關(guān)裝置340、 345和350、 355，但是另一個實施例的開關(guān)電 路系統(tǒng)120可以包括任意數(shù)目個開關(guān)電路，每個開關(guān)電路具有任意適 當數(shù)目個開關(guān)裝置。 一個實施例的開關(guān)電路的數(shù)目可以對應于用于控 制開關(guān)電路生成脈沖信號的相位的數(shù)目。 一個實施例的一個開關(guān)電路 中的開關(guān)裝置的數(shù)目例如可以取決于要流過這些開關(guān)裝置的電流量。 一個實施例的一個開關(guān)電路中的開關(guān)裝置的數(shù)目可以對應于要從該 開關(guān)電路接收脈沖信號的電感電路的數(shù)目。示例組合電路系統(tǒng)一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括多個電感電路，以幫助 允許負載106通過組合電路系統(tǒng)130吸收相對更高的電流。 一個實施 例的組合電路系統(tǒng)130可以包括多個電感電路，以幫助允許負載106 在不增加電壓調(diào)節(jié)器100的相位數(shù)目的情況下吸收相對更高的電流。 一個實施例的組合電路系統(tǒng)i30可以包括多個電感電路，以幫助降低 流過任一個電感電路的電流，有助于降低和/或消散來自組合電路系 統(tǒng)130的熱量，和/或有助于允許使用具有低載流容量的裝置實現(xiàn)組 合電路系統(tǒng)130。一個實施例的一個電感電路可以包括多個電感裝置，以接收對應于不同相位的相應的脈沖信號。 一個實施例的一個電感裝置可以從相 應的開關(guān)電路接收脈沖信號。一個實施例的一個電感電路可以包括任意適當?shù)碾姼醒b置。 一個 實施例的一個電感裝置可以包括一對磁耦合的電感器。電感裝置中的 電感器可以按任何適當?shù)姆绞綄崿F(xiàn)，并且可以具有任何適當?shù)碾姼小?電感裝置中的電感器可以相似或不相似地實現(xiàn)。電感裝置中的電感器 可以具有相同或不同的電感。電感裝置中的電感器可以按任何適當?shù)?方式磁耦合。 一個實施例的電感裝置中的電感器可以是耦合的電感 器。 一個實施例的電感裝置中的電感器可以共享任何適當材料的公共 核芯，諸如鐵氧體材料。一個實施例的一個電感電路可以包括彼此相同或相似、或彼此不 同或不相似的多個電感裝置。 一個實施例的一個電感電路可以包括所 有都彼此相同或相似的多個電感裝置。圖3所示的一個實施例中， 一個實施例的電感電路331可以包括 電感裝置360，該電感裝置360包括磁耦合的電感器361和362。電 感器361可以被耦合以接收來自開關(guān)裝置340的與第一相位對應的脈 沖信號，并且感應出流過電感器362的電流。 一個實施例的電感電路 331還可以包括電感裝置370，該電感裝置370包括磁耦合的電感器 371和372。電感器371可以被耦合以接收來自開關(guān)裝置350的與第 二相位對應的脈沖信號，并且感應出流過電感器372的電流可以按任何適當?shù)姆绞今詈想姼醒b置360和370，以幫助生成輸 出供電電壓V,信號。在圖3所示的一個實施例中，可以將電感器 361與電感器372串聯(lián)耦合，將電感器371與電感器362串聯(lián)耦合。 電感器361的一端366可以被耦合以從開關(guān)裝置340接收脈沖信號， 另一端367可以被耦合到電感器372的一端378。電感器372的另一 端379可以被耦合到輸出節(jié)點102。電感器371的一端376可以被耦 合以從開關(guān)裝置350接收脈沖信號，另一端377可以被耦合到電感器 362的一端368。電感器362的另一端369可以被耦合到輸出節(jié)點102。一個實施例的電感電路332可以包括電感裝置380，該電感裝置 380包括磁耦合的電感器381和382。電感器381可以被耦合以接收來自開關(guān)裝置345的與第一相位對應的脈沖信號，并且感應出流過電 感器382的電流。 一個實施例的電感電路332還可以包括電感裝置 390，該電感裝置390包括磁耦合的電感器391和392。電感器391 可以被耦合以接收來自開關(guān)裝置355的與第二相位對應的脈沖信號， 并且感應出流過電感器392的電流?？梢园慈魏芜m當?shù)姆绞今詈想姼醒b置380和390，以幫助生成輸 出供電電壓VouT信號。在圖3所示的一個實施例中，可以將電感器 381與電感器392串聯(lián)耦合，將電感器391與電感器382串聯(lián)耦合。 電感器381的一端386可以被耦合以從開關(guān)裝置340接收脈沖信號， 另一端387可以被耦合到電感器392的一端398。電感器392的另一 端399可以被耦合到輸出節(jié)點102。電感器391的一端396可以被耦 合以從開關(guān)裝置350接收脈沖信號，另一端397可以被耦合到電感器 382的一端388。電感器382的另一端389可以被耦合到輸出節(jié)點102。在一個實施例中，可選地可以將一個電感電路中的電感裝置耦合 到另一個電感電路中的電感裝置。在圖3所示的實施例中，電感裝置 360、 370、 380、 390可選地可以在輸出節(jié)點102之外的位置彼此耦 合。例如，可以可選地耦合電感器端368、 377、 388和397。例如， 可以可選地耦合電感器端367、 378、 387和398?？梢钥蛇x地耦合電 感器端366和386。在一個實施例中，耦合電感器端366和386可以 有效地耦合開關(guān)裝置340和345的輸出節(jié)點?？梢钥蛇x地耦合電感器 端376和396。在一個實施例中，耦合電感器端376和396可以有效 地耦合開關(guān)裝置350和355的輸出節(jié)點。雖然所示例子中具有兩個電感電路331和332，每個電感電路具 有兩個電感裝置360、 370和380、 390，但是另一個實施例的組合電 路系統(tǒng)130可以包括任意數(shù)目個電感電路，每個電感電路具有任意適 當數(shù)目個電感裝置。 一個實施例的電感電路的數(shù)目例如可以取決于要 流過這些電感電路的電流量。 一個實施例的一個電感電路中的電感裝 置的數(shù)目可以對應于該電感電路要接收的脈沖信號所對應的相位的 數(shù)目。示例波形圖4示出了一個實施例的示例電路系統(tǒng)的示例信號波形的波形 圖400，該示例電路系統(tǒng)實現(xiàn)了圖3所示的幵關(guān)電路系統(tǒng)120和組合 電路系統(tǒng)130。如圖4所示，波形圖400示出了在圖3的電感器端366、 386、 376和396處的示例電壓和電流波形以及在輸出節(jié)點102處的 示例電壓波形。如圖4所示，電感裝置360和380可以在電感器端366、 386從 開關(guān)電路321接收對應于第一相位的脈沖信號，電感裝置370和390 可以在電感器端376、 396從開關(guān)電路322接收對應于第二相位的脈 沖信號。圖4中的示例波形的第一和第二相位可以偏移基本上180度。 可以通過用組合電路系統(tǒng)130在輸出節(jié)點02處生成的組合脈沖信號 來充電輸出電容器109，得到輸出節(jié)點102處的電壓波形。另一個示例開關(guān)和組合電路系統(tǒng)圖5示出了一個實施例的示例電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)實現(xiàn)了圖1 中電壓調(diào)節(jié)器100的開關(guān)電路系統(tǒng)120和組合電路系統(tǒng)130。如圖5所示， 一個實施例的開關(guān)電路系統(tǒng)120可以包括三個開關(guān) 電路521、 522和523，對應于由控制電路系統(tǒng)110生成的三個控制 信號的相位。 一個實施例的開關(guān)電路521可以包括兩個開關(guān)裝置，以 生成對應于第一相位的兩個脈沖信號。 一個實施例的開關(guān)電路522可 以包括兩個開關(guān)裝置，以生成對應于第二相位的兩個脈沖信號。 一個 實施例的開關(guān)電路523可以包括兩個開關(guān)裝置，以生成對應于第三相 位的兩個脈沖信號。一個實施例的組合電路系統(tǒng)130可以包括兩個電感電路531和 532。 一個實施例的電感電路531可以包括三組耦合的電感器，它們 分別被耦合以接收來自開關(guān)電路521的脈沖信號、來自開關(guān)電路522 的脈沖信號以及來自開關(guān)電路523的脈沖信號。 一個實施例的電感電 路532可以包括三組耦合的電感器，它們分別被耦合以接收來自開關(guān) 電路521的脈沖信號、來自開關(guān)電路522的脈沖信號以及來自開關(guān)電 路523的脈沖信號。示例控制電路系統(tǒng)圖6示出了一個實施例的示樹電路系統(tǒng)，該電路系統(tǒng)用于實現(xiàn)圖 1中電壓調(diào)節(jié)器的控制電路系統(tǒng)110。如圖6所示， 一個實施例的控 制電路系統(tǒng)110可以包括相位脈沖信號發(fā)生器612和脈沖寬度調(diào)制器 614。相位脈沖信號發(fā)生器612可以包括以任意適當?shù)姆绞缴扇我?適當?shù)南辔幻}沖信號的任意適當?shù)碾娐废到y(tǒng)。 一個實施例的相位脈沖 信號發(fā)生器612可以從單個時鐘信號中得到多個相位脈沖信號。一個實施例的脈沖寬度調(diào)制器614可以被耦合以從相位脈沖信 號發(fā)生器612接收相位脈沖信號，并接收輸出節(jié)點102處的輸出供電 電壓V。uT信號。 一個實施例的脈沖寬度調(diào)制器614可以包括任意適 當?shù)碾娐废到y(tǒng)，用于基于輸出供電電壓V⑧t信號中檢測到的錯誤來 調(diào)整接收的脈沖信號的寬度或持續(xù)時間，以生成相位控制信號，幫助 調(diào)節(jié)輸出供電電壓Vout信號。 一個實施例的脈沖寬度調(diào)制器614可 以被耦合以從參考電壓發(fā)生器108接收參考電壓Vref信號，并將對應于輸出供電電壓VouT信號的電壓與對應于參考電壓VREF信號的參 考電壓進行比較，以檢測輸出供電電壓V。ut信號中的錯誤。一個實施例的控制電路系統(tǒng)iio可以包括額外電路系統(tǒng)，用于從由脈沖寬度調(diào)制器614生成的一個相位控制信號導出多個相位控制 信號。 一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以包括任意適當?shù)碾娐废?統(tǒng)，用于從由脈沖寬度調(diào)制器614生成的一個相位控制信號生成基本 上互補的信號。如圖6所示，例如， 一個實施例的控制電路系統(tǒng)110 可以包括反相器617，其被耦合以接收第一相位控制信號來生成對應 于第一相位的基本上互補的信號，還包括反相器619，其被耦合以接 收第N相位控制信號來生成對應于第N相位的基本上互補的信號。在開關(guān)電路系統(tǒng)120包括成對的上拉和下拉晶體管來響應于基 本上互補的相位控制信號生成脈沖信號的一個實施例中， 一個實施例 的控制電路系統(tǒng)110可以包括任意適當?shù)碾娐废到y(tǒng)，以幫助避免同時 激活成對的上拉和下拉晶體管的方式生成基本上互補的信號。如圖6所示，例如， 一個實施例的控制電路系統(tǒng)110可以包括緩沖器616， 其被耦合以接收第一相位控制信號，還包括緩沖器618，其被耦合以 接收第N相位控制信號。 一個實施例的緩沖器616和反相器617可 以被設(shè)計為幫助延遲它們的最終信號中的轉(zhuǎn)變，以幫助避免同時激活 成對的上拉和下拉晶體管。 一個實施例的緩沖器618和反相器619可 以被設(shè)計為幫助延遲它們的最終信號中的轉(zhuǎn)變，以幫助避免同時激活 成對的上拉和下拉晶體管。示例應用可以將電壓調(diào)節(jié)器IOO用于任何適當?shù)哪康摹?一個實施例的電壓 調(diào)節(jié)器100可以用作電壓轉(zhuǎn)換器。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以 用作直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可 以轉(zhuǎn)換從電源105輸入的輸入供電電壓Vw信號，以向負載106供應 一個不同的輸出供電電壓Vout信號。一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以用作降壓轉(zhuǎn)換器(buck corwerter)。一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以將具有較高電壓的供電 電壓信號轉(zhuǎn)換為具有較低電壓的供電電壓信號。 一個實施例的負載 106的電路可以被設(shè)計為使用較低供電電壓信號進行操作，以幫助減 少功率消耗。一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以用來向任意適當?shù)南到y(tǒng)中使 用的任意適當?shù)囊粋€或多個集成電路提供已調(diào)節(jié)的輸出供電電壓 Vout信號。 一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以在這些集成電路外部。 可以在裝配這些集成電路的同一個電路板上裝配一個實施例的電壓 調(diào)節(jié)器100。一個實施例的電壓調(diào)節(jié)器100可以用來向一個或多個集成電路 提供已調(diào)節(jié)的輸出供電電壓Vout信號，該一個或多個集成電路形成 例如在任意適當?shù)挠嬎銠C系統(tǒng)和/或控制系統(tǒng)中使用的任意適當?shù)奶?理器的至少一部分。圖7示出了一個實施例的示例系統(tǒng)700，系統(tǒng)700包括電壓調(diào)節(jié) 器IOO，電壓調(diào)節(jié)器100被耦合到電源105，向處理器710供應已調(diào)節(jié)的輸出供電電壓信號。電壓調(diào)節(jié)器100可以用于供應由處理器710 的一個或多個集成電路中的所有或任意適當?shù)囊粋€或多個部分所使 用的已調(diào)節(jié)的輸出供電電壓信號。系統(tǒng)700中使用的一個實施例的電源105可以包括電池。另一個 實施例的電源105可以包括交流-直流(AC-DC)轉(zhuǎn)換器。另一個實 施例的電源105可以包括DC-DC轉(zhuǎn)換器。如圖7所示，系統(tǒng)700還可以包括耦合到處理器710的芯片組 720、耦合到芯片組720的基本輸入/輸出系統(tǒng)(BIOS)存儲器730、 耦合到芯片組720的易失性存儲器740、耦合到芯片組720的非易失 性存儲器和/或存儲裝置750、耦合到芯片組720的一個或多個輸入裝 置760、耦合到芯片組720的顯示器770、以及耦合到芯片組720的 一個或多個通信接口 780。一個實施例的芯片組720可以包括任意適當?shù)慕涌诳刂破鳎蕴?供到處理器710和/或到與芯片組720通信的任意適當?shù)难b置或組件 的任意適當?shù)耐ㄐ沛溄?。一個實施例的芯片組720可以包括固件控制器，以提供到BIOS 存儲器730的接口。 BIOS存儲器730可以用于存儲系統(tǒng)700的任意 適當?shù)南到y(tǒng)和/或視頻BIOS軟件。BIOS存儲器730可以包括任意適 當?shù)姆且资源鎯ζ鳎T如適當?shù)拈W存?？商鎿Q地可以將一個實施例 的BIOS存儲器730包含在芯片組720中。一個實施例的芯片組720可以包括一個或多個存儲器控制器，以 提供到易失性存儲器740的接口 。易失性存儲器740可以用于載入和 存儲例如系統(tǒng)700的數(shù)據(jù)和/或指令。易失性存儲器740可以包括任 何適當?shù)囊资源鎯ζ?，諸如適當?shù)膭討B(tài)隨機訪問存儲器(DRAM)。一個實施例的芯片組720可以包括一個或多個輸入/輸出(I/O) 控制器，以提供到非易失性存儲器和/或存儲裝置750、輸入裝置760 和通信接口 780的接口。非易失性存儲器和/或存儲裝置750可以用 于存儲例如數(shù)據(jù)和/或指令。非易失性存儲器和/或存儲裝置750可以 包括任何適當?shù)闹T如閃存的非易失性存儲器，和/或可以包括任何適 當?shù)闹T如一個或多個硬盤驅(qū)動器(HDD)、 一個或多個壓縮盤(CD)驅(qū)動器、和/或一個或多個數(shù)字多功能盤(DVD)驅(qū)動器的非易失性 存儲裝置。輸入裝置760可以包括任意適當?shù)妮斎胙b置，諸如鍵盤、 鼠標和/或任何其他適當?shù)墓鈽丝刂蒲b置。通信接口 780為系統(tǒng)700 提供了通過一個或多個網(wǎng)絡(luò)和/或與任何其他適當?shù)难b置進行通信的 接口。通信接口 780可以包括任何適當?shù)挠布?或固件。例如，一 個實施例的通信接口 780可以包括網(wǎng)絡(luò)適配器、無線網(wǎng)絡(luò)適配器、電 話調(diào)制解調(diào)器和/或無線調(diào)制解調(diào)器。在無線通信中， 一個實施例的 通信接口 780可以使用一個或多個天線782。一個實施例的芯片組720可以包括圖形控制器，以提供到顯示器 770的接口。顯示器770可以包括任意適當?shù)娘@示器，諸如陰極射線 管(CRT)或液晶顯示器(LCD)。 一個實施例的圖形控制器可以可 替換地在芯片組720的外部。芯片組720的一個或多個控制器雖然被描述為位于芯片組720 上，但是可以將它們集成在處理器710中，以允許處理器710直接與 一個或多個裝置或組件進行通信。例如， 一個實施例的一個或多個存 儲器控制器可以與處理器710集成在一起，允許處理器710直接與易 失性存儲器740通信。在上面的描述中，已經(jīng)描述了示例實施例。在不脫離所附權(quán)利要 求范圍的情況下，可以對這些實施例進行各種修改和變形。因此，上 述說明和附圖應該被認為是示例性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1、一種設(shè)備，包括開關(guān)電路系統(tǒng)，其響應于相位控制信號生成脈沖信號；以及多個具有磁耦合電感器的電感電路，該多個電感電路被耦合以接收和組合來自開關(guān)電路系統(tǒng)的脈沖信號，來生成輸出信號，其中，一個電感電路接收對應于不同相位的脈沖信號；以及其中，多個電感電路接收對應于相同相位的脈沖信號。
2、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中， 一個電感電路包括多個電 感裝置，以接收對應于不同相位的相應脈沖信號，以及其中， 一個電感裝置具有一對磁耦合的電感器。
3、 如權(quán)利要求2所述的設(shè)備，其中，多個電感裝置包括耦合的 電感器。
4、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，包括 控制電路系統(tǒng)，其生成相位控制信號。
5、 如權(quán)利要求4所述的設(shè)備，其中，控制電路系統(tǒng)監(jiān)視輸出信 號，以幫助控制相位控制信號。
6、 如權(quán)利要求1所述的設(shè)備，其中，開關(guān)電路系統(tǒng)包括多個上 拉和下拉晶體管，以生成脈沖信號。
7、 一種設(shè)備，包括第一開關(guān)電路，其響應于與第一相位對應的一個或多個控制信號 生成第一脈沖信號和第二脈沖信號；第二開關(guān)電路，其響應于與第二相位對應的一個或多個控制信號 生成第三脈沖信號和第四脈沖信號；以及組合電路系統(tǒng)，其在輸出節(jié)點生成輸出信號，該組合電路系統(tǒng)包 括耦合到輸出節(jié)點的第一 電感電路和第二電感電路，該第一 電感電路 具有磁耦合的電感器，以接收第一脈沖信號和第三脈沖信號，該第二 電感電路具有磁耦合的電感器，以接收第二脈沖信號和第四脈沖信 號。
8、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，第一電感電路包括接收第 一脈沖信號的第一電感裝置和接收第三脈沖信號的第二電感裝置，其 中，第一電感裝置具有一對磁耦合的電感器，并且其中，第二電感裝 置具有一對磁耦合的電感器。
9、 如權(quán)利要求8所述的設(shè)備，其中，第二電感電路包括接收第 二脈沖信號的第三電感裝置和接收第四脈沖信號的第四電感裝置，其 中，第三電感裝置具有一對磁耦合的電感器，并且其中，第四電感裝 置具有一對磁耦合的電感器。
10、 如權(quán)利要求9所述的設(shè)備，其中，第一、第二、第三和第四 電感裝置是耦合的電感器。
11、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，第一電感電路包括與第二 電感器串聯(lián)耦合的第一電感器并且包括與第四電感器串聯(lián)耦合的第 三電感器，其中，第一和第三電感器是磁耦合的，并且其中，第二和 第四電感器是磁耦合的。
12、 如權(quán)利要求11所述的設(shè)備，其中，第二電感電路包括與第 六電感器串聯(lián)耦合的第五電感器并且包括與第八電感器串聯(lián)耦合的 第七電感器，其中，第五和第七電感器是磁耦合的，并且其中，第六 和第八電感器是磁耦合的。
13、 如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其中，第一和第三電感器、第二和第四電感器、第五和第七電感器、第六和第八電感器都是耦合的 電感器。
14、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，包括控制電路系統(tǒng)，其生成對應 于第一相位的一個或多個控制信號和對應于第二相位的一個或多個 控制信號。
15、 如權(quán)利要求14所述的設(shè)備，其中，控制電路系統(tǒng)監(jiān)視輸出 信號，以幫助控制對應于第一相位的一個或多個控制信號和對應于第 二相位的一個或多個控制信號。
16、 如權(quán)利要求7所述的設(shè)備，其中，第一開關(guān)電路包括生成第 一脈沖信號的第一上拉和下拉晶體管和生成第二脈沖信號的第二上 拉和下拉晶體管。
17、 一種方法，包括 生成相位控制信號；響應于生成的相位控制信號生成脈沖信號；多個具有磁耦合電感器的電感電路接收所生成的脈沖信號，所述 接收包括 一個電感電路接收對應于不同相位的脈沖信號，以及多個 電感電路接收對應于相同相位的脈沖信號；以及多個電感電路組合所接收的脈沖信號，以生成輸出信號。
18、 如權(quán)利要求17所述的方法，其中， 一個電感電路接收對應 于不同相位的脈沖信號包括由多個電感裝置接收對應于不同相位的 相應脈沖信號，以及其中， 一個電感裝置具有一對磁耦合的電感器。
19、 如權(quán)利要求17所述的方法，包括監(jiān)視輸出信號，其中，生 成相位控制信號包括響應于所監(jiān)視的輸出信號控制相位控制信號。
20、 一種系統(tǒng)，包括 電池；電壓調(diào)節(jié)器，其從電池接收輸入供電電壓信號來生成調(diào)節(jié)的輸出 供電電壓信號，該電壓調(diào)節(jié)器包括用于生成相位控制信號的控制電 路系統(tǒng)，用于響應于生成的相位控制信號生成脈沖信號的開關(guān)電路系 統(tǒng)，和具有磁耦合電感器的并聯(lián)電感電路，該電感電路被耦合以接收 和組合來自開關(guān)電路系統(tǒng)的脈沖信號，以生成輸出供電電壓信號，其中， 一個電感電路接收對應于不同相位的脈沖信號，以及其中， 多個電感電路接收對應于相同相位的脈沖信號，以及一個或多個集成電路，其接收所述輸出供電電壓信號。
21、 如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中， 一個電感電路包括多個 電感裝置，以接收對應于不同相位的相應脈沖信號，以及其中， 一個電感裝置具有一對磁耦合的電感器。
22、 如權(quán)利要求21所述的系統(tǒng)，其中，多個電感裝置包括耦合 的電感器。
23、 如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，控制電路系統(tǒng)監(jiān)視輸出 信號，以幫助控制相位控制信號。
24、 如權(quán)利要求20所述的系統(tǒng)，其中，接收所述輸出供電電壓 信號的一個或多個集成電路形成處理器的至少一部分。
25、 如權(quán)利要求24所述的系統(tǒng)，包括一個或多個通信接口和一 個或多個天線。
全文摘要
在一個公開的實施例中，生成相位控制信號，響應于生成的相位控制信號生成脈沖信號。由多個具有磁耦合電感器的電感電路接收生成的脈沖信號。一個電感電路接收對應于不同相位的脈沖信號。多個電感電路接收對應于相同相位的脈沖信號。多個電感電路組合所接收的脈沖信號，以生成輸出信號。還描述和要求保護其他實施例。
文檔編號H02M3/158GK101218736SQ200680024742
公開日2008年7月9日 申請日期2006年7月6日 優(yōu)先權(quán)日2005年7月7日
發(fā)明者J·丁, R·威克沙姆 申請人:英特爾公司