专利名称：在多倍压电源系统中提供电压调节的系统和方法
优先权本申请要求于2004年11月12日提交的美国临时专利申请第60/627,647号的优先权。
背景技术：
本发明一般涉及电压调节器，尤其涉及供采用电压多倍压电平的系统中使用的电压调节器。
在诸如以电池电源运行的数字信号处理系统的某些电子系统中，期望允许电源在正常操作期间提供全功率，而当电路处于空闲状态时提供降低的功率电平。
双电源总是可提供高电压(例如，1.5伏)和低电压(例如，0.9伏)两者，且可按需为系统操作提供这两个电压源之间的切换。然而，这样的方法可能不是高能效的，因为它必须总是提供两种电压电势以及所需电流。
另一方法可涉及在操作期间响应于系统的功率需求而改变电源的输出电压。然而，这一方法在改变发生时可能导致功率浪涌或尖峰。而且，众多电源在输出级包括电容器，改变输出电压时供电容器可能需要时间来相应地改变其电荷，尤其是当从高输出电压改变成低输出电压时。
从而，存在对供多倍压电源系统中使用的更高效且经济的电压调节器的需求。
发明概述本发明提供根据一实施例供在第一输出电压电势和第二输出电压电势上选择性调节电压源时使用的电压调节器系统。该电压调节器系统包括基准单元、滤波器单元和电流源单元。基准单元用于接收表示改变输出基准电压信号的请求的电压基准输入信号。滤波器单元用于在预定的一段时间上提供对输出电压的改变。电流源单元用于将正向或负向电流源之一提供给提供输出基准电压的输出节点。
根据另一实施例，本发明提供包括基准单元、开关单元和电流源单元的电压调节器系统。基准单元用于接收表示改变输出基准电压信号的请求的电压基准输入信号，并用于在多个比较器中的每一个处接收输出基准电压。开关单元用于接收比较器的输出，并用于规定在电压基准输入信号与输出基准电压之间存在显著差异的情况下断开将电压基准输入信号耦合至输出电容器的开关。电流源单元用于将正向或负向电流源之一提供给提供输出基准电压的输出节点。
根据又一实施例，基准单元用于接收表示改变输出基准电压信号的请求的电压基准输入信号，并用于在多个比较器中的每一个处接收输出基准电压。开关单元用于接收所述比较器的输出，并用于规定在电压基准输入信号与输出基准电压之间存在显著差异的情况下断开将电压基准输入信号耦合至输出电容器的开关。电流源单元用于将正向或负向电流源之一提供给输出电容器和响应于基准单元的比较器的输出提供输出基准电压的输出节点。
附图简述可参考附图进一步理解以下描述，附图中
图1示出根据本发明的一个实施例的多倍压电平调节器系统的说明性示意功能图；图2示出用于执行图1的多倍压电平调节功能的电路的说明性示意图；以及图3示出根据本发明的一个实施例的电压调节器系统的输出电压随时间变化的说明性示意图形表示。
附图仅为说明性目的示出。
所示实施例的详细描述图1示出根据本发明的一个实施例的调节器系统10的各元件的功能图。系统10本身对多倍压信号处理系统的开关式调节器提供输入。
系统10经由输入节点12接收基准电压(例如，0.9伏或1.5伏)，其输出被期望提供为电源电压。基准单元14确定输出电压是否需要改变。如果是，则斜坡(ramp)滤波器单元16使电压的改变在一小段时间上(即，经由斜坡)发生，使得改变在一段时间上被展宽以便避免尖峰。存储单元20(诸如电容器)便于向输出节点22提供稳定的输出电源。
图2示出执行以上参考图1讨论的功能的电路。当在信号处理系统的操作期间开关式调节器加电或需要将其输出电压变为ON时，如果基准电压改变太突然，则可能导致较大的瞬态电流。在图2中所示的电路中，在节点30处接收到基准电压，且将其输入到两个比较器32和34中每一个的正向输入。比较器32和34的负向输入经由电压容差单元36和38被耦合至电路的输出。每一比较器的输出被耦合至或非门40(NOR门)的输入，后者驱动开关42。比较器32的输出也被耦合至开关46，比较器34的输出也被耦合至开关50。
当两个电压(Vrefin和Vrefout)处于彼此的容差内(例如，在大约25毫伏内)时，则开关42闭合以便经由电阻44将输入电压连至电容器54，从而在节点56提供输出电源电压。如果基准电压(Vrefin)突然增大，则开关42断开且开关46闭合。这将导致要经由源48在电容器54上积分的电流使输出电压线性增大直到它处于容差电压内。然后开关46将再次断开且开关42将闭合。如果基准电压(Vrefin)突然减小，则开关42将断开而开关50将闭合。这将导致要经由源52在电容器54上积分的负电流使输出电压线性增大直到它处于容差电压内。负向斜坡将在输出基准上出现。
如图3中所示，当如60处所指示电路一开始接通时，输出电压可斜线上升。当所需电压下降时，输出电压如62所指示可斜线下降，然后所需电压增大，输出电压如64处所指示可斜线上升。最后，当电路关断时，输出电压如66处所指示可斜线下降。
本领域中的技术人员可以理解，可对以上公开的实施例进行各种修改和变化，而不背离本发明的精神和范围。
权利要求
1.一种供在第一输出电压电势和第二输出电压电势上选择性地调节电压源使用的电压调节器系统，所述电压调节器系统包括基准装置，用于接收表示改变输出基准电压信号的请求的电压基准输入信号；滤波器装置，用于提供所述输出电压在预定的一段时间上的改变；以及电流源装置，用于将正或负电流源之一提供给在其上提供所述输出基准电压的输出节点。
2.如权利要求1所述的电压调节器系统，其特征在于，所述基准装置包括多个比较器。
3.如权利要求2所述的电压调节器系统，其特征在于，所述基准装置包括多个电压容差单元。
4.如权利要求1所述的电压调节器系统，其特征在于，所述基准装置包括或门。
5.如权利要求4所述的电压调节器系统，其特征在于，所述或门是反相或门。
6.如权利要求1所述的电压调节器系统，其特征在于，所述系统包括输出电容器，且所述电流源装置将所述正或负电流源之一提供给所述输出电容器。
7.一种供在第一输出电压电势和第二输出电压电势上选择性地调节电压源使用的电压调节器系统，所述电压调节器系统包括基准装置，用于接收表示改变输出基准电压信号的请求的电压基准输入信号，并用于在多个比较器中的每一个处接收输出基准电压；开关装置，用于接收所述比较器的输出，并用于规定在所述电压基准输入信号与所述输出基准电压之间存在显著差异的情况下使将所述电压基准输入信号耦合至输出电容器的开关断开；以及电流源装置，用于将正或负电流源之一提供给提供所述输出基准电压的输出节点。
8.如权利要求7所述的电压调节器系统，其特征在于，所述基准装置的所述比较器经由容差单元接收所述输出基准电压。
9.如权利要求1所述的电压调节器系统，其特征在于，所述开关装置包括或门。
10.如权利要求9所述的电压调节器系统，其特征在于，所述或门是反相或门。
11.如权利要求1所述的电压调节器系统，其特征在于，所述电流源装置将所述正或负电流源之一提供给所述输出电容器。
12.一种供在第一输出电压电势和第二输出电压电势上选择性地调节电压源使用的电压调节器系统，所述电压调节器系统包括基准装置，用于接收表示改变输出基准电压信号的请求的电压基准输入信号，并用于在多个比较器中的每一个处接收输出基准电压；开关装置，用于接收所述比较器的输出，并用于规定在所述电压基准输入信号与所述输出基准电压之间存在显著差异的情况下使将所述电压基准输入信号耦合至输出电容器的开关断开；以及电流源装置，用于将正或负电流源之一提供给所述输出电容器和输出节点，所述输出节点响应于所述基准装置的比较器的输出提供所述输出基准电压。
13.如权利要求2所述的电压调节器系统，其特征在于，所述基准装置的所述比较器经由容差单元接收所述输出基准电压。
14.如权利要求1所述的电压调节器系统，其特征在于，所述开关装置包括或门。
15.如权利要求14所述的电压调节器系统，其特征在于，所述或门是反相或门。
16.如权利要求12所述的电压调节器系统，其特征在于，所述电流源装置包括耦合至所述基准装置的第一比较器的正电流源开关。
17.如权利要求12所述的电压调节器系统，其特征在于，所述电流源装置包括耦合至所述基准装置的第二比较器的负电流源开关。
全文摘要
公开了供在第一输出电压电势和第二输出电压电势上选择性调节电压源使用的电压调节器系统。该电压调节器系统包括基准单元、滤波器单元和电流源单元。基准单元用于接收表示改变输出基准电压信号的请求的电压基准输入信号。滤波器单元用于在预定的一段时间上提供输出电压的改变。电流源单元用于将正向或负向电流源之一提供给提供输出基准电压的输出节点。
文档编号G05F1/62GK101057197SQ200580038733
公开日2007年10月17日 申请日期2005年11月8日 优先权日2004年11月12日
发明者P·里尔 申请人:模拟设备股份有限公司