本公開大體上涉及低壓降(ldo)調(diào)節(jié)器，并且更具體地涉及一種具有精細(xì)回路預(yù)設(shè)以減少輸出電壓過沖或欠沖的混合ldo調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)：

1、包括粗略數(shù)字回路和精細(xì)模擬回路的常規(guī)混合低壓降(ldo)調(diào)節(jié)器可以用于為芯片上系統(tǒng)(soc)配置中的數(shù)字負(fù)載供電。與當(dāng)前技術(shù)發(fā)展水平的模擬ldo調(diào)節(jié)器相比，混合ldo調(diào)節(jié)器可以通過消耗更少的資源(例如更少的面積和電流消耗)來更快地響應(yīng)快速負(fù)載瞬態(tài)。在解耦電容有限的系統(tǒng)中，在輸出負(fù)載瞬態(tài)期間，僅接通快速粗略數(shù)字回路，而關(guān)斷慢速精細(xì)回路，這可以提高負(fù)載瞬態(tài)性能。當(dāng)數(shù)字粗略回路進(jìn)入限制循環(huán)振蕩模式時，精細(xì)回路接通以提高調(diào)節(jié)器輸出電壓的精度。通過這種精細(xì)回路和粗略回路的組合，混合ldo調(diào)節(jié)器可以利用數(shù)字(粗略)回路和模擬(精細(xì))回路兩者。然而，在瞬態(tài)之后簡單地接通精細(xì)回路可能導(dǎo)致大的輸出電壓欠沖或過沖電壓，這最終會降低ldo調(diào)節(jié)器輸出的動態(tài)精度，對于具有小負(fù)載電容或沒有負(fù)載電容的配置尤為如此。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、根據(jù)一種實施方式，一種低壓降調(diào)節(jié)器包括：

2、粗略分辨率調(diào)節(jié)器，其包括：

3、粗略輸出驅(qū)動器，其耦合到產(chǎn)生輸出電壓的輸出節(jié)點，其中所述粗略輸出驅(qū)動器被配置成由數(shù)字控制值控制；和

4、數(shù)字控制器，其被配置成響應(yīng)于輸出瞬態(tài)來調(diào)整所述數(shù)字控制值，從而以粗略分辨率調(diào)節(jié)所述輸出電壓，其中所述數(shù)字控制器被配置成通過以相應(yīng)的占空比切換所述數(shù)字控制值來進(jìn)入限制循環(huán)振蕩模式；以及

5、精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器，其包括：

6、精細(xì)輸出驅(qū)動器，其接收模擬控制值并且耦合到所述輸出節(jié)點；

7、模擬控制器，其被配置成調(diào)整所述模擬控制值，從而以精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)所述輸出電壓；和

8、預(yù)設(shè)控制器，其被配置成當(dāng)所述數(shù)字控制值響應(yīng)于輸出瞬態(tài)而改變時停用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器，被配置成在所述限制循環(huán)振蕩模式期間計算所述數(shù)字控制值的所述占空比，并且被配置成基于計算的占空比來預(yù)設(shè)所述精細(xì)輸出電流驅(qū)動器并重新啟用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器。

9、示例地，所述粗略分辨率調(diào)節(jié)器包括：

10、所述粗略輸出驅(qū)動器，其包括：

11、多個粗略電流裝置，其各自具有耦合在源極電壓與所述輸出節(jié)點之間的電流端，并且各自具有控制輸入；以及

12、柵極驅(qū)動器，其耦合到所述多個粗略電流裝置中的每一個的所述控制輸入，其中所述柵極驅(qū)動器被配置成基于所述數(shù)字控制值來接通某一數(shù)目的所述多個粗略電流裝置；且

13、其中所述數(shù)字控制器被配置成基于所述輸出電壓的檢測到的電平來調(diào)整所述數(shù)字控制值。

14、示例地，所述數(shù)字控制器被配置成通過在所述輸出電壓的所述檢測到的電平尚未達(dá)到參考電平時以所述占空比切換所述數(shù)字控制值的僅一個位來進(jìn)入所述限制循環(huán)振蕩模式，并且被配置成在所述檢測到的電平已經(jīng)達(dá)到所述參考電平時停止切換所述數(shù)字控制值。

15、示例地，所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器包括：

16、所述精細(xì)輸出驅(qū)動器，其包括第一精細(xì)電流裝置，所述第一精細(xì)電流裝置具有耦合在所述源極電壓與所述輸出節(jié)點之間的電流端并且具有控制輸入；

17、所述模擬控制器，其包括誤差放大器，所述誤差放大器具有接收指示所述輸出電壓的反饋電壓的輸入并且具有向所述第一精細(xì)電流裝置的所述控制輸入提供所述模擬控制值的輸出；以及

18、預(yù)設(shè)電路系統(tǒng)，其包括：

19、所述精細(xì)輸出驅(qū)動器，其另外包括多個第二精細(xì)電流裝置，所述多個第二精細(xì)電流裝置各自具有耦合在所述源極電壓與所述輸出節(jié)點之間的電流端并且各自具有控制輸入；以及

20、所述預(yù)設(shè)控制器，其具有接收所述數(shù)字控制值的輸入，并且具有耦合到所述多個第二精細(xì)電流裝置中的每一個的所述控制輸入的輸出。

21、示例地，所述預(yù)設(shè)控制器被配置成當(dāng)所述數(shù)字控制值響應(yīng)于輸出瞬態(tài)而改變時停用所述誤差放大器并關(guān)斷所述多個第二精細(xì)電流裝置，在所述限制循環(huán)模式期間基于所述數(shù)字控制值的所述計算的占空比來接通某一數(shù)目的所述多個第二精細(xì)電流裝置以預(yù)設(shè)所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器，然后重新啟用所述誤差放大器。

22、示例地，所述預(yù)設(shè)控制器配置有裕度，在所述裕度中，確定基于所述計算的占空比接通的所述多個第二精細(xì)電流裝置的所述數(shù)目以避免超過所述輸出電壓的參考電平。

23、示例地，所述預(yù)設(shè)控制器包括：

24、改變檢測器，其能夠響應(yīng)于所述數(shù)字控制值的改變而提供負(fù)載改變指示；

25、限制循環(huán)振蕩模式檢測器，其能夠監(jiān)測所述數(shù)字控制值以檢測所述限制循環(huán)振蕩模式，并且能夠提供指示所述限制循環(huán)振蕩模式的限制循環(huán)振蕩模式信號；以及

26、占空比計算器，其能夠響應(yīng)于所述限制循環(huán)振蕩模式信號來計算所述數(shù)字控制值的所述占空比，并且能夠提供指示所述占空比的占空比值；

27、其中所述預(yù)設(shè)控制器被配置成：響應(yīng)于所述負(fù)載改變指示停用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器的剩余部分，包括關(guān)斷所述多個第二精細(xì)電流裝置以及停用所述誤差放大器；通過基于所述占空比值接通某一數(shù)目的所述多個精細(xì)電流裝置來設(shè)定預(yù)設(shè)電平；以及重新啟用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器的包括所述誤差放大器的所述剩余部分。

28、示例地，所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器包括：

29、所述精細(xì)輸出驅(qū)動器，其包括精細(xì)電流裝置，所述精細(xì)電流裝置具有耦合在所述源極電壓與所述輸出節(jié)點之間的電流端并且具有控制輸入；

30、所述模擬控制器，其包括誤差放大器，所述誤差放大器具有接收指示所述輸出電壓的反饋電壓的輸入并且具有向所述精細(xì)電流裝置的所述控制輸入提供所述模擬控制值的輸出；以及

31、所述預(yù)設(shè)控制器，其具有接收所述數(shù)字控制值的輸入，并且具有耦合到所述精細(xì)電流裝置中的所述控制輸入的輸出。

32、示例地，所述預(yù)設(shè)控制器被配置成當(dāng)所述數(shù)字控制值響應(yīng)于輸出瞬態(tài)而改變時停用所述誤差放大器，以基于所述數(shù)字控制值的所述計算的占空比將所述模擬控制值驅(qū)動到預(yù)設(shè)電平，然后重新啟用所述誤差放大器。

33、示例地，所述預(yù)設(shè)控制器包括：

34、改變檢測器，其能夠響應(yīng)于所述數(shù)字控制值的改變而提供負(fù)載改變指示；

35、限制循環(huán)振蕩模式檢測器，其能夠監(jiān)測所述數(shù)字控制值以檢測所述限制循環(huán)振蕩模式，并且能夠提供指示所述限制循環(huán)振蕩模式的限制循環(huán)振蕩模式信號；

36、占空比計算器，其能夠響應(yīng)于所述限制循環(huán)振蕩模式信號來計算所述數(shù)字控制值的所述占空比，并且能夠提供指示所述占空比的占空比值；且

37、其中所述預(yù)設(shè)控制器被配置成響應(yīng)于所述負(fù)載改變指示停用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器的包括所述誤差放大器的剩余部分，基于所述數(shù)字控制值的所述占空比將所述模擬控制值驅(qū)動到預(yù)設(shè)電平，以及釋放所述模擬控制值并重新啟用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器的包括所述誤差放大器的剩余部分。

38、根據(jù)一種實施方式，一種操作包括粗略分辨率調(diào)節(jié)器和精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器的低壓降調(diào)節(jié)器的方法包括：

39、響應(yīng)于輸出瞬態(tài)調(diào)整數(shù)字控制值，以控制粗略輸出驅(qū)動器來以粗略分辨率調(diào)節(jié)輸出節(jié)點上的輸出電壓；

40、在檢測到所述數(shù)字控制值被調(diào)整后，停用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器；

41、檢測所述數(shù)字控制值何時指示限制循環(huán)振蕩模式，在所述限制循環(huán)振蕩模式中，所述數(shù)字控制值以相應(yīng)的占空比切換；

42、在所述限制循環(huán)振蕩模式期間計算所述數(shù)字控制值的所述占空比；

43、基于計算的占空比預(yù)設(shè)所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器；以及

44、在預(yù)設(shè)所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器之后重新啟用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器，以驅(qū)動至少一個精細(xì)輸出驅(qū)動器來以精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)所述輸出電壓。

45、示例地，所述方法另外包括：

46、將所述輸出電壓的檢測到的電平與參考電平進(jìn)行比較；

47、所述調(diào)整包括在所述輸出電壓的所述檢測到的電平尚未達(dá)到所述參考電平時，通過以所述占空比切換所述數(shù)字控制值的僅一個位來進(jìn)入所述限制循環(huán)振蕩模式；以及

48、當(dāng)所述檢測到的電平已經(jīng)達(dá)到所述參考電平時，停止切換所述數(shù)字控制值。

49、示例地，所述停用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器包括：

50、停用誤差放大器，所述誤差放大器驅(qū)動耦合到所述輸出節(jié)點的第一精細(xì)電流裝置；以及

51、關(guān)斷耦合到所述輸出節(jié)點的多個第二精細(xì)電流裝置，所述多個第二精細(xì)電流裝置用于預(yù)設(shè)所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器。

52、示例地，所述預(yù)設(shè)所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器包括在所述限制循環(huán)模式期間基于所述數(shù)字控制值的所述計算的占空比來接通某一數(shù)目的所述多個第二精細(xì)電流裝置。

53、示例地，所述方法另外包括確定所述多個第二精細(xì)電流裝置的所述數(shù)目，以用于以足夠的裕度預(yù)設(shè)所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器，以避免過沖所述輸出電壓的參考電平。

54、示例地，所述停用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器包括停用誤差放大器，所述誤差放大器提供模擬控制電壓以驅(qū)動耦合到所述輸出節(jié)點的精細(xì)電流裝置。

55、示例地，所述預(yù)設(shè)所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器包括基于所述數(shù)字控制值的所述計算的占空比將所述模擬控制電壓預(yù)設(shè)到預(yù)設(shè)電平。

56、示例地，所述重新啟用所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器包括重新啟用所述誤差放大器以調(diào)整所述模擬控制電壓，從而以精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)所述輸出電壓。

57、根據(jù)一種實施方式，一種低壓降調(diào)節(jié)器包括：

58、粗略分辨率調(diào)節(jié)器，其被配置成響應(yīng)于輸出瞬態(tài)來調(diào)整數(shù)字控制值，以控制粗略輸出驅(qū)動器來以粗略分辨率調(diào)節(jié)輸出節(jié)點上的輸出電壓，其中所述粗略分辨率調(diào)節(jié)器被配置成當(dāng)所述數(shù)字控制值以相應(yīng)的占空比切換時進(jìn)入限制循環(huán)振蕩模式；以及

59、精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器，其被配置成當(dāng)所述數(shù)字控制值響應(yīng)于輸出轉(zhuǎn)變而改變時被停用，被配置成基于所述數(shù)字控制值的所述占空比被預(yù)設(shè)，并且被配置成在被預(yù)設(shè)之后被重新啟用以驅(qū)動至少一個精細(xì)輸出驅(qū)動器來以精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)所述輸出電壓。

60、示例地，所述精細(xì)分辨率調(diào)節(jié)器被配置成預(yù)設(shè)到盡可能接近于所述輸出電壓的參考電平而不會過沖所述參考電平的電平。