一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法,在現(xiàn)有的數(shù)字電源中加入狀態(tài)檢測(cè)電路,狀態(tài)檢測(cè)電路檢測(cè)數(shù)字電源的工藝角以及該數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息,根據(jù)工藝角以及溫度信息生成校調(diào)信息,將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息,根據(jù)數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號(hào)的占空比,根據(jù)調(diào)整后的脈沖信號(hào)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證數(shù)字電源輸出電壓控制在額定電壓范圍內(nèi),避免了被供電電路由于數(shù)字電源輸出電壓不精確,從而其功能受到影響,產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。
【專利說明】一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及集成電路【技術(shù)領(lǐng)域】,更具體地說,涉及一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著半導(dǎo)體工藝技術(shù)的進(jìn)步,人們希望半導(dǎo)體芯片的功耗越來越小,而處理速度越來越快,這就要求芯片的供電電壓越來越小,從而對(duì)電壓控制器的精確性提出了越來越高的要求。為了應(yīng)對(duì)不斷提高的精度要求,芯片設(shè)計(jì)者提出了數(shù)字電源控制電路的概念,相比傳統(tǒng)的模擬電壓控制器,數(shù)字電源控制電路具有以下優(yōu)勢(shì):1、更容易實(shí)現(xiàn)復(fù)雜、精確的控制算法;2、具有更好的靈活性和可編程性;3、具有更強(qiáng)的抗干擾能力。
[0003]但是在集成電路生產(chǎn)過程中,由于受到工藝偏差等影響,同樣的電路設(shè)計(jì)也會(huì)在性能等方面存在些許差異,例如,靠近晶圓內(nèi)部的芯片的性能指標(biāo)和靠近晶圓邊緣的性能指標(biāo)是有區(qū)別的。對(duì)于數(shù)字電源來說,這種偏差以及其所在環(huán)境溫度變化會(huì)影響供輸出電壓的精確性,如果偏差以及溫度變化過大,還會(huì)進(jìn)一步影響到被供電電路的功能,產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]有鑒于此,本發(fā)明提供一種數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法,在數(shù)字電源中加入狀態(tài)檢測(cè)電路,使電源電壓輸出更加精確、穩(wěn)定。
[0005]為實(shí)現(xiàn)上述目的,本發(fā)明提供如下技術(shù)方案:
[0006]一種數(shù)字電源,包括感應(yīng)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字電源主電路,該數(shù)字電源還包括:狀態(tài)檢測(cè)電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)器,其中:
[0007]所述狀態(tài)檢測(cè)電路用于檢測(cè)所述數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息,并根據(jù)所述工藝角及所述溫度信息生成校調(diào)信息,將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息;
[0008]所述脈寬調(diào)制器用于根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈沖信號(hào)的占空比;
[0009]所述驅(qū)動(dòng)器用于根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號(hào)調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)器的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
[0010]優(yōu)選的,所述狀態(tài)檢測(cè)電路包括:第一電流源、第二電流源、第一 PMOS管、第一NMOS管、電壓-電流轉(zhuǎn)換器、電流比較器、鎖存器組、校調(diào)信息譯碼器,其中:
[0011]所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等;
[0012]所述第一電流源與所述第一 PMOS管的源極相連,所述第一 PMOS管的柵極與漏極連接接地端,所述第一 PMOS管源極的電壓作為第一電壓;
[0013]所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述第一 PMOS管的源極相連,用于將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第一電流;
[0014]所述第二電流源與所述第一 NMOS管的漏極相連,所述第一 NMOS管的源極連接接地端,所述第一 NMOS管漏極和柵極相連,所述第一 NMOS管的漏極電流作為第二電流;[0015]所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端相連,所述電流比較器的第二輸入端與所述第一 NMOS管的柵極相連,用于將所述第一電流進(jìn)行比例鏡像,得到η個(gè)與所述第一電流成比例的第一鏡像電流,以及將所述第二電流進(jìn)行比例鏡像,得到的η個(gè)與所述第二電流成比例的第二鏡像電流,并將η個(gè)所述第一鏡像電流與η個(gè)所述第二鏡像電流中對(duì)應(yīng)的第二鏡像電流進(jìn)行比較,得到η個(gè)比較結(jié)果輸出至所述電流比較器的η個(gè)輸出端得到校調(diào)信息;
[0016]所述鎖存器組的η個(gè)輸入端與所述電流比較器的η個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)相連,用于將所述校調(diào)信息進(jìn)行鎖存;
[0017]所述校調(diào)信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連,用于將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
[0018]優(yōu)選的,所述數(shù)字校調(diào)信息為并行二進(jìn)制信號(hào)。
[0019]優(yōu)選的,所述第一 PMOS管和所述第一 NMOS管具有相同的寬長(zhǎng)比。
[0020]優(yōu)選的,所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器包括:第二 PMOS管、第二 NMOS管,其中:
[0021]所述第二 NMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端,所述第二 NMOS管的源極連接接地端,所述第二 NMOS管的漏極與所述第二 PMOS管的柵極相連;
[0022]所述第二 PMOS管的源極連接電源,所述第二 PMOS管的柵極與所述第二 PMOS管的漏極相連,且所述第二 PMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端。
[0023]優(yōu)選的,所述電流比較器包括:η個(gè)PMOS管、η個(gè)NMOS管,η為大于2的整數(shù),其中:
[0024]所述η個(gè)PMOS管的源極均連接電源,所述η個(gè)PMOS管的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端,用于將接收到的所述第一電流進(jìn)行比例鏡像,得到η個(gè)與所述第一電流成比例的第一鏡像電流;
[0025]所述η個(gè)NMOS管的源極均連接接地端,所述η個(gè)NMOS管的柵極相連作為所述電流比較器的第二輸入端,用于將所述第一 NMOS管中的第二電流進(jìn)行比例鏡像,得到的η個(gè)與所述第二電流成比例的第二鏡像電流;
[0026]所述η個(gè)PMOS管的漏極分別與所述η個(gè)NMOS管中對(duì)應(yīng)的NMOS管的漏極相連作為所述電流比較器的η個(gè)輸出端。
[0027]優(yōu)選的,所述數(shù)字電源主電路的拓?fù)漕愋桶?降壓拓?fù)?、升壓拓?fù)洹⒔祲?升壓拓?fù)?、降壓或升壓拓?fù)?、SEPIC拓?fù)浠蚍醇な酵負(fù)洹?br>
[0028]一種數(shù)字電源輸出電壓控制方法,應(yīng)用于數(shù)字電源,該數(shù)字電源包括狀態(tài)檢測(cè)電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字電源主電路、感應(yīng)器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器,該方法包括步驟:
[0029]狀態(tài)檢測(cè)電路檢測(cè)數(shù)字電源的工藝角以及所述數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息,根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息;
[0030]根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整所述脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號(hào)的占空比;
[0031]根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號(hào)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
[0032]優(yōu)選的,所述根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息包括:
[0033]根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成校調(diào)信息,將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信
肩、O[0034]與現(xiàn)有技術(shù)相比,本發(fā)明所提供的技術(shù)方案具有以下優(yōu)點(diǎn):
[0035]本發(fā)明所提供的數(shù)字電源及其輸出電壓控制方法,在數(shù)字電源中加入狀態(tài)檢測(cè)電路,狀態(tài)檢測(cè)電路檢測(cè)數(shù)字電源的工藝角以及該數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息,根據(jù)工藝角以及溫度信息生成校調(diào)信息,將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息,根據(jù)數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號(hào)的占空比,根據(jù)調(diào)整后的脈沖信號(hào)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證數(shù)字電源輸出電壓控制在額定電壓范圍內(nèi),避免了被供電電路由于數(shù)字電源輸出電壓不精確,從而其功能受到影響,產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0036]為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對(duì)實(shí)施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例,對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
[0037]圖1為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)字電源結(jié)構(gòu)圖;
[0038]圖2為本發(fā)明實(shí)施例狀態(tài)檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)圖;
[0039]圖3為本發(fā)明實(shí)施例數(shù)字電源主電路結(jié)構(gòu)圖;
[0040]圖4為本發(fā)明實(shí)施例中數(shù)字電源輸出電壓控制方法流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0041]為了使本【技術(shù)領(lǐng)域】的人員更好地理解本申請(qǐng)中的技術(shù)方案,下面將結(jié)合本申請(qǐng)實(shí)施例中的附圖,對(duì)本申請(qǐng)實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述,顯然,所描述的實(shí)施例僅僅是本申請(qǐng)一部分實(shí)施例,而不是全部的實(shí)施例?;诒旧暾?qǐng)中的實(shí)施例,本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例,都應(yīng)當(dāng)屬于本申請(qǐng)保護(hù)的范圍。
[0042]正如【背景技術(shù)】所述,數(shù)字電源輸出電壓可能會(huì)與額定值產(chǎn)生偏差。發(fā)明人研究發(fā)現(xiàn),造成這種缺陷的原因之一為數(shù)字電源內(nèi)部電路存在性能偏差。由于數(shù)字電源受到工藝角以及其所在環(huán)境溫度的影響,導(dǎo)致數(shù)字電源內(nèi)部電路性能偏差,使得數(shù)字電源輸出電壓不精確。
[0043]本實(shí)施例提供了一種數(shù)字電源,包括感應(yīng)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字電源主電路,狀態(tài)檢測(cè)電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)器,如圖1所示,其中:
[0044]狀態(tài)檢測(cè)電路101用于檢測(cè)所述數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息,并根據(jù)所述工藝角及所述溫度信息生成校調(diào)信息,將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
[0045]其中,工藝角和溫度信息與校調(diào)信息之間為預(yù)設(shè)的對(duì)應(yīng)關(guān)系。校調(diào)信息與工藝角、溫度對(duì)應(yīng)關(guān)系的建立,是通過設(shè)計(jì)合理的PMOS管Pl-Pn和NMOS管Nl-Nn的寬長(zhǎng)比,使得在不同的工藝角和環(huán)境溫度下的校調(diào)信息不同。
[0046]脈寬調(diào)制器102用于根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈沖信號(hào)的占空比。
[0047]具體的,脈寬調(diào)制器包括算法處理器和脈沖信號(hào)模塊兩部分,所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整算法處理器的算法,脈沖信號(hào)模塊根據(jù)所述算法處理器調(diào)整后的算法調(diào)整生成的脈沖信號(hào)的占空比。[0048]驅(qū)動(dòng)器103用于根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號(hào)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器103的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證數(shù)字電源主電路104輸出電壓在額定電壓范圍。
[0049]當(dāng)溫度升高時(shí),狀態(tài)檢測(cè)電路101檢測(cè)到溫度變化信息,根據(jù)溫度變化信息生成校調(diào)信息,將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息,脈寬調(diào)制器102中的算法處理器接收狀態(tài)檢測(cè)電路101輸出的數(shù)字校調(diào)信息對(duì)算法進(jìn)行調(diào)整,調(diào)整后的算法提高脈寬調(diào)制器102的脈沖信號(hào)的占空比,來抵消驅(qū)動(dòng)器103在高溫時(shí)由于驅(qū)動(dòng)能力下降而帶來的功率管關(guān)斷時(shí)間變長(zhǎng)的問題,提高數(shù)字電源主電路104的效率,保證數(shù)字電源主電路104輸出電壓控制在額定電壓范圍。
[0050]本實(shí)施例公開了一種狀態(tài)檢測(cè)電路,電路結(jié)構(gòu)如圖2所示,主要包括:第一電流源201、第二電流源202、第一 PMOS管Pt、第一 NMOS管Nt、電壓-電流轉(zhuǎn)換器203、電流比較器204、鎖存器組205、校調(diào)信息譯碼器206。
[0051]其中:
[0052]第一電流源201和第二電流源202的電流值It相等。
[0053]第一電流源201與第一 PMOS管Pt的源極相連,第一 PMOS管Pt的柵極與漏極連接接地端,第一 PMOS管Pt源極的電壓作為第一電壓Vgspt。
[0054]第二電流源202與第一 NMOS管Nt的漏極相連,第一 NMOS管Nt的源極連接接地端,第一 NMOS管Nt漏極和柵極相連,第一 NMOS管Nt漏極的電流作為第二電流InO。
[0055]其中,第一 PMOS管Pt和第一 NMOS管Nt可以具有相同的寬長(zhǎng)比。
[0056]電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸入端與第一 PMOS管Pt的源極相連,用于將第一電壓Vgspt轉(zhuǎn)換為第一電流IpO。
[0057]具體的,電壓-電流轉(zhuǎn)換器203包括:第二 PMOS管PO、第二 NMOS管NO,其中:
[0058]第二 NMOS管NO的柵極是電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸入端,第二 NMOS管NO的源極連接接地端,第二 NMOS管NO的漏極與所述第二 PMOS管PO的柵極相連;
[0059]第二 PMOS管PO的源極連接電源,第二 PMOS管PO的柵極與第二 PMOS管PO的漏極相連,且第二 PMOS管PO的柵極是電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸出端。
[0060]電流比較器204的第一輸入端與電壓-電流轉(zhuǎn)換器203的輸出端相連,電流比較器204的第二輸入端與第一 NMOS管Nt的柵極相連,用于將第一電流IpO進(jìn)行比例鏡像,得到η個(gè)與所述第一電流IpO成比例的第一鏡像電流Ipl-1pn,以及將第二電流InO進(jìn)行比例鏡像,得到的η個(gè)與第二電流成比例的第二鏡像電流Inl-1nn,并將η個(gè)第一鏡像電流Ipl-1pn與η個(gè)第二鏡像電流Inl-1nn中對(duì)應(yīng)的第二鏡像電流Inl-1nn進(jìn)行比較,得到η個(gè)比較結(jié)果輸出至所述電流比較器204的η個(gè)輸出端得到校調(diào)信息Cl-Cn。
[0061]具體的,電流比較器204包括:n個(gè)PMOS管Pl_Pn、n個(gè)NMOS管Ν1_Νη,η為大于2的整數(shù),η越大,校調(diào)的精度越高。
[0062]η個(gè)PMOS管Pl-Pn的源極均連接電源,Pl-Pn的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端,用于將接收到的所述第一電流IpO進(jìn)行比例鏡像,得到η個(gè)與所述第一電流IpO成比例的鏡像電流Ipl-1pn,即Ipl=Kl*IpO, Ιρ2=Κ2*ΙρΟ...Ιρη=Κη*ΙρΟ,其中比例系數(shù)Kl由Pl和PO的寬長(zhǎng)比共同決定,同理Κ2由Ρ2和PO的寬長(zhǎng)比共同決定,Kn由Pn和PO的寬長(zhǎng)比共同決定
[0063]η個(gè)NMOS管Nl-Nn的源極均連接接地端,η個(gè)NMOS管Nl-Nn的柵極相連作為所述電流比較器204的第二輸入端,用于將第一 NMOS管Nt中的第二電流InO進(jìn)行比例鏡像,得到的η個(gè)與所述第二電流InO成比例的第二鏡像電流Inl-1nn ;
[0064]η個(gè)PMOS管Pl-Pn的漏極分別與η個(gè)NMOS管Nl-Nn中對(duì)應(yīng)的NMOS管Nl-Nn的漏極相連作為電流比較器204的η個(gè)輸出端。
[0065]鎖存器組205的η個(gè)輸入端與電流比較器204的η個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)相連,用于將校調(diào)信息Cl-Cn鎖存。
[0066]校調(diào)信息譯碼器206輸入端與鎖存器組205的輸出端相連,用于將校調(diào)信息Cl-Cn編譯為數(shù)字校調(diào)信息bl-bn,該數(shù)字校調(diào)信息bl-bn為并行二進(jìn)制信號(hào)。
[0067]上述狀態(tài)檢測(cè)電路的工作原理為:
[0068]當(dāng)數(shù)字電源通電時(shí),第一電流源201與第二電流源202輸出電流值均為It,由第一PMOS管Pt得到第一電壓Vgspt,該第一電壓Vgspt通過PMOS管PO和NMOS管NO轉(zhuǎn)換為第一電流IpO,IpO經(jīng)過η個(gè)PMOS管Pl-Pn進(jìn)行比例鏡像,得到η個(gè)與第一電流IpO成比例的第一鏡像電流Ipl-1pn ;
[0069]第一 NMOS管Nt漏極的第二電流InO,InO經(jīng)過η個(gè)NMOS管Nl-Nn進(jìn)行比例鏡像得到與第二電流InO成比例的第二鏡像電流Inl-1nn ;
[0070]η個(gè)PMOS管Pl-Pn中的電流Ipl-1pn分別與η個(gè)NMOS管Nl-Nn中的電流Inl-1nn對(duì)應(yīng)比較,得到η個(gè)比較結(jié)果,即Ipl與Inl比較得到的比較結(jié)果Cl,并從第一輸出端(Pl和NI的漏極)輸出;Ιρ2與Ιη2比較,得到的比較結(jié)果C2從第二輸出端(Ρ2和Ν2的漏極)輸出;依次類推,Ipn與Inn比較,得到比較結(jié)果Cn,從第η個(gè)輸出端(Pn和Nn的漏極)輸出。
[0071]將電流比較器產(chǎn)生的比較結(jié)果Cl-Cn輸入到鎖存器組205中鎖存,即得到η位的校調(diào)信息,其中,η為大于2的整數(shù),η越大,校調(diào)的精度越高,校調(diào)信息譯碼器206將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息bl-bn,其中,校調(diào)信息Cl-Cn若低于0.1倍的電源電平則為邏輯數(shù)字“0”,若高于0.9倍的電源電平則為邏輯數(shù)字“ I ”。
[0072]例如:假設(shè)狀態(tài)檢測(cè)電路中η的值為4。
[0073]Α、工藝角為正常的數(shù)字電源所在環(huán)境溫度初始為常溫(25攝氏度),此時(shí),狀態(tài)檢測(cè)電路中Ipl〈Inl、Ip2〈In2、Ip3>In3、Ip4>In4,則C1、C2、C3、C4輸出為低電平、低電平、高電平、高電平,數(shù)字校調(diào)信息即為0011。當(dāng)所述數(shù)字電源所在環(huán)境溫度升高時(shí)(假設(shè)溫度為125攝氏度),第一 PMOS管Pt與第一 NMOS管Nt性能均變化,且變化幅度不同,假設(shè)Pt與Nt 性能變化后,狀態(tài)檢測(cè)電路中 IpKInU Ip2〈In2、Ip3〈In3、Ip4〈In4,則 C1、C2、C3、C4 輸出全為“低電平”,該數(shù)字校調(diào)信息即為0000,也就是說,數(shù)字校調(diào)信息從0011變?yōu)?000,數(shù)模轉(zhuǎn)換器轉(zhuǎn)化后的模擬電壓Vot變小。
[0074]B、環(huán)境溫度為常溫時(shí)(25攝氏度),取第一數(shù)字電源與第二數(shù)字電源,其中,第一數(shù)字電源的工藝角為PMOS normal,NMOS normal,此時(shí),第一數(shù)字電源中第一狀態(tài)檢測(cè)電路內(nèi)Ipl〈Inl、Ip2〈In2、Ip3>In3、Ip4>In4,則 C1、C2、C3、C4 輸出為低電平、低電平、高電平、高電平,第一數(shù)字校調(diào)信息即為0011 ;第二數(shù)字電源的工藝角為PMOS normal, NMOS slow,由于工藝角NMOS工藝角為slow,Nt的閾值電壓較高,此時(shí),第二數(shù)字電源中第二狀態(tài)檢測(cè)電路內(nèi)IpKInU Ip2〈In2、Ip3〈In3、Ip4〈In4,則Cl、C2、C3、C4輸出全為低電平,數(shù)字校調(diào)信息即為0000。[0075]本實(shí)施例公開一種數(shù)字電源主電路,包括二極管、電感器和電容器,如圖3所示,其中:
[0076]電感器301的輸入端與二極管302的截止端相連作為數(shù)字電源主電路的輸入端與驅(qū)動(dòng)器的輸出端相連,電感器301的輸出端與電容器303的一端相連作為數(shù)字電源主電路的輸出端與感應(yīng)器的輸入端相連。
[0077]二極管302的導(dǎo)通端與電容器304的另一端相連后接接地端。
[0078]本實(shí)施例中所提供的數(shù)字電源主電路的電源拓?fù)漕愋蜑榻祲盒?,將?qū)動(dòng)器輸入的電壓波形進(jìn)行調(diào)整后輸出,最終輸出電壓值小于輸入電壓。
[0079]上述實(shí)施例所述的數(shù)字電源主電路只是本發(fā)明中其中一個(gè)實(shí)例而已,本發(fā)明數(shù)字電源主電路并不僅限于電源拓?fù)漕愋蜑榻祲盒?本發(fā)明數(shù)字電源主電路的電源拓?fù)漕愋桶?升壓拓?fù)洹⒔祲?升壓拓?fù)?、降壓或升壓拓?fù)洹EPIC拓?fù)?single ended primaryinductor converter)或反激式拓?fù)涞取?br>
[0080]相應(yīng)于上述的數(shù)字電源,本發(fā)明還提供了一種數(shù)字電源輸出電壓控制方法,應(yīng)用于數(shù)字電源,該數(shù)字電源包括狀態(tài)檢測(cè)電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字電源主電路、感應(yīng)器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器,該方法包括步驟,如圖3所示:
[0081]401、狀態(tài)檢測(cè)電路檢測(cè)數(shù)字電源的工藝角以及所述數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息,根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息。
[0082]需要說明的是,該檢測(cè)是循環(huán)的。首先是檢測(cè)數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息,根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息;而后由于工藝角是確定的,所以后續(xù)主要檢測(cè)該數(shù)字電源所在環(huán)境溫度信息,該檢測(cè)過程為循環(huán)過程。
[0083]其中,步驟401中根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息包括:根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成校調(diào)信息,將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
[0084]402、根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整所述脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號(hào)的占空比。
[0085]需要說明的是,首先將數(shù)字校調(diào)信息傳送到脈寬調(diào)制器中的算法處理器,算法處理器根據(jù)數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整其算法,然后脈寬調(diào)制器中的脈沖信號(hào)模塊根據(jù)調(diào)整后的算法調(diào)整脈沖信號(hào)的占空比。
[0086]403、根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號(hào)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
[0087]采用上述方法控制數(shù)字電源輸出電壓,保證了數(shù)字電源輸出電壓控制在額定電壓范圍內(nèi),避免了被供電電路由于數(shù)字電源輸出電壓不精確,從而其功能受到影響,產(chǎn)生不可預(yù)料的后果。
[0088]對(duì)所公開的實(shí)施例的上述說明,使本領(lǐng)域?qū)I(yè)技術(shù)人員能夠?qū)崿F(xiàn)或使用本發(fā)明。對(duì)這些實(shí)施例的多種修改對(duì)本領(lǐng)域的專業(yè)技術(shù)人員來說將是顯而易見的,本文中所定義的一般原理可以在不脫離本發(fā)明的精神或范圍的情況下,在其它實(shí)施例中實(shí)現(xiàn)。因此,本發(fā)明將不會(huì)被限制于本文所示的這些實(shí)施例,而是要符合與本文所公開的原理和新穎特點(diǎn)相一致的最寬的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種數(shù)字電源,包括感應(yīng)器、模數(shù)轉(zhuǎn)換器以及數(shù)字電源主電路,其特征在于,該數(shù)字電源還包括:狀態(tài)檢測(cè)電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)器,其中: 所述狀態(tài)檢測(cè)電路用于檢測(cè)所述數(shù)字電源的工藝角以及其所在環(huán)境的溫度信息,并根據(jù)所述工藝角及所述溫度信息生成校調(diào)信息,將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息; 所述脈寬調(diào)制器用于根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整脈沖信號(hào)的占空比; 所述驅(qū)動(dòng)器用于根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號(hào)調(diào)整所述驅(qū)動(dòng)器的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字電源,其特征在于,所述狀態(tài)檢測(cè)電路包括:第一電流源、第二電流源、第一 PMOS管、第一 NMOS管、電壓-電流轉(zhuǎn)換器、電流比較器、鎖存器組、校調(diào)信息譯碼器,其中: 所述第一電流源和所述第二電流源的電流值相等; 所述第一電流源與所述第一 PMOS管的源極相連,所述第一 PMOS管的柵極與漏極連接接地端,所述第一 PMOS管源極的電壓作為第一電壓; 所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端與所述第一 PMOS管的源極相連,用于將所述第一電壓轉(zhuǎn)換為第一電流; 所述第二電流源與所述第一 NMOS管的漏極相連,所述第一 NMOS管的源極連接接地端,所述第一 NMOS管漏極和柵極相連,所述第一匪OS管的漏極電流作為第二電流; 所述電流比較器的第一輸入端與所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端相連,所述電流比較器的第二輸入端與所述第一 NMOS管的柵極相連,用于將所述第一電流進(jìn)行比例鏡像,得到n個(gè)與所述第一電流成比例的第一鏡像電流,以及將所述第二電流進(jìn)行比例鏡像,得到的n個(gè)與所述第二電流成比例的第二鏡像電流,并將n個(gè)所述第一鏡像電流與n個(gè)所述第二鏡像電流中對(duì)應(yīng)的第二鏡像電流進(jìn)行比較,得到n個(gè)比較結(jié)果輸出至所述電流比較器的n個(gè)輸出端得到校調(diào)信息; 所述鎖存器組的n個(gè)輸入端與所述電流比較器的n個(gè)輸出端對(duì)應(yīng)相連,用于將所述校調(diào)信息進(jìn)行鎖存; 所述校調(diào)信息譯碼器輸入端與所述鎖存器組的輸出端相連,用于將所述校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
3.根據(jù)權(quán)利要求1、2所述的數(shù)字電源,其特征在于,所述數(shù)字校調(diào)信息為并行二進(jìn)制信號(hào)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字電源,其特征在于,所述第一PMOS管和所述第一 NMOS管具有相同的寬長(zhǎng)比。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字電源,其特征在于,所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器包括:第二PMOS管、第二 NMOS管,其中: 所述第二 NMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端,所述第二 NMOS管的源極連接接地端,所述第二 NMOS管的漏極與所述第二 PMOS管的柵極相連; 所述第二 PMOS管的源極連接電源,所述第二 PMOS管的柵極與所述第二 PMOS管的漏極相連,且所述第二 PMOS管的柵極是所述電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸出端。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的數(shù)字電源,其特征在于,所述電流比較器包括:n個(gè)PMOS管、n個(gè)NMOS管,n為大于2的整數(shù),其中:所述η個(gè)PMOS管的源極均連接電源,所述η個(gè)PMOS管的柵極相連作為電流比較器的第一輸入端,用于將接收到的所述第一電流進(jìn)行比例鏡像,得到η個(gè)與所述第一電流成比例的第一鏡像電流; 所述η個(gè)NMOS管的源極均連接接地端,所述η個(gè)NMOS管的柵極相連作為所述電流比較器的第二輸入端,用于將所述第一 NMOS管中的第二電流進(jìn)行比例鏡像,得到的η個(gè)與所述第二電流成比例的第二鏡像電流; 所述η個(gè)PMOS管的漏極分別與所述η個(gè)NMOS管中對(duì)應(yīng)的NMOS管的漏極相連作為所述電流比較器的η個(gè)輸出端。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的數(shù)字電源,其特征在于,所述數(shù)字電源主電路的拓?fù)漕愋桶?降壓拓?fù)?、升壓拓?fù)洹⒔祲?升壓拓?fù)?、降壓或升壓拓?fù)?、SEPIC拓?fù)浠蚍醇な酵負(fù)洹?br>
8.一種數(shù)字電源輸出電壓控制方法,應(yīng)用于數(shù)字電源,其特征在于,該數(shù)字電源包括狀態(tài)檢測(cè)電路、脈寬調(diào)制器、驅(qū)動(dòng)器、數(shù)字電源主電路、感應(yīng)器以及模數(shù)轉(zhuǎn)換器,該方法包括步驟: 狀態(tài)檢測(cè)電路檢測(cè)數(shù)字電源的工藝角以及所述數(shù)字電源所在環(huán)境的溫度信息,根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息; 根據(jù)所述數(shù)字校調(diào)信息調(diào)整所述脈寬調(diào)制器的輸出脈沖信號(hào)的占空比; 根據(jù)所述調(diào)整占空比后的脈沖信號(hào)調(diào)整驅(qū)動(dòng)器的功率管關(guān)斷時(shí)間,保證所述數(shù)字電源主電路輸出電壓在額定電壓范圍。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的數(shù)字電源輸出電壓控制方法,其特征在于,所述根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成數(shù)字校調(diào)信息包括:` 根據(jù)所述工藝角以及所述溫度信息生成校調(diào)信息,將校調(diào)信息編譯為數(shù)字校調(diào)信息。
【文檔編號(hào)】H02M3/157GK103633843SQ201310629372
【公開日】2014年3月12日 申請(qǐng)日期:2013年11月28日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月28日
【發(fā)明者】龍爽, 陳嵐, 陳巍巍, 楊詩(shī)洋, 彭斐 申請(qǐng)人:中國(guó)科學(xué)院微電子研究所