▶ チップワン テクノロジー（ベイジン）カンパニー，リミティドの特許一覧
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2023-06-21
(54)【発明の名称】電圧調整装置、チップ、電源及び電子機器
(51)【国際特許分類】
H02M 3/155 20060101AFI20230614BHJP
【ＦＩ】
H02M3/155 K
【審査請求】有
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2022569590
(86)(22)【出願日】2021-04-29
(85)【翻訳文提出日】2022-11-14
(86)【国際出願番号】 CN2021091044
(87)【国際公開番号】W WO2021238571
(87)【国際公開日】2021-12-02
(31)【優先権主張番号】202010477007.8
(32)【優先日】2020-05-29
(33)【優先権主張国・地域又は機関】CN
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】522445114
【氏名又は名称】チップワン テクノロジー（ベイジン）カンパニー，リミティド
(74)【代理人】
【識別番号】100099759
【弁理士】
【氏名又は名称】青木 篤
(74)【代理人】
【識別番号】100123582
【弁理士】
【氏名又は名称】三橋 真二
(74)【代理人】
【識別番号】100092624
【弁理士】
【氏名又は名称】鶴田 準一
(74)【代理人】
【識別番号】100114018
【弁理士】
【氏名又は名称】南山 知広
(74)【代理人】
【識別番号】100153729
【弁理士】
【氏名又は名称】森本 有一
(72)【発明者】
【氏名】チン ニン
【テーマコード（参考）】
5H730
【Ｆターム（参考）】
5H730AA04
5H730AS04
5H730BB14
5H730DD04
5H730EE57
5H730EE59
5H730FD01
5H730FD11
5H730FD31
5H730FG05
5H730FV05
(57)【要約】
本開示は、電圧調整装置、チップ、電源及び電子機器に関する。電圧調整装置は、入力電圧を受けるための電圧入力モジュール（１０）と、電圧入力モジュール（１０）に電気的に接続され、入力電圧及び入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュール（２０）と、電流決定モジュール（２０）に電気的に接続され、調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュール（３０）と、電圧入力モジュール（１０）、電流決定モジュール（２０）及び制御モジュール（３０）に電気的に接続され、制御信号及び入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュール（４０）と、を含む。電圧調整装置によれば、安定した目標電圧を出力することができ、入力電圧の変化に迅速に応答することができ、信頼的で安定的である特徴がある。
【選択図】図１
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力電圧を受けるための電圧入力モジュールと、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュールと、
前記電流決定モジュールに電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュールと、
前記電圧入力モジュール、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュールと、を含むことを特徴とする電圧調整装置。
【請求項2】
前記調整電流は、第１の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第１の調整電流を決定するための第１の決定手段を含み、前記第１の決定手段は、第１のオペアンプと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第１の抵抗とを含み、
前記第１のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第１のオペアンプのマイナス入力端は、前記第１のトランジスタのソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端は、前記第１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタのドレインは、前記第２のトランジスタのソース、前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのドレイン及び前記第３のトランジスタのドレインは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタのソースは、前記第４のトランジスタのソース、前記第４のトランジスタのゲート及び前記第５のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのソース及び前記第５のトランジスタのソースは、接地され、
前記第５のトランジスタのドレインは、前記第１の調整電流を出力するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
【請求項3】
前記調整電流は、第２の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第２の調整電流を決定するための第２の決定手段を含み、前記第２の決定手段は、電流検出サブ手段と、乗算サブ手段と、電流決定サブ手段とを含み、前記電流検出サブ手段は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記乗算サブ手段は、前記電圧出力モジュール及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧と前記検出電圧を乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段は、前記乗算サブ手段に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流を決定するために用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧調整装置。
【請求項4】
前記電流検出サブ手段は、第６のトランジスタと、第７のトランジスタと、第２のオペアンプと、第２の抵抗と、第１のコンデンサとを含み、前記第６のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第６のトランジスタのドレインは、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記第６のトランジスタのソースは、前記第２のオペアンプのプラス入力端及び前記第７のトランジスタのドレインに電気的に接続され、
前記第２のオペアンプのマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第２のオペアンプの出力端は、前記第７のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第７のトランジスタのソースは、前記第２の抵抗の第１端及び前記第１のコンデンサの第１端に電気的に接続され、
前記第２の抵抗の第２端及び前記第１のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第２の抵抗の第１端は、前記検出電圧を出力するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
【請求項5】
前記電圧出力モジュールは、第８のトランジスタと、第９のトランジスタと、第１０のトランジスタと、第１１のトランジスタと、第３のオペアンプと、第３の抵抗と、第４の抵抗と、第２のコンデンサとを含み、前記第８のトランジスタのゲートは、前記第６のトランジスタのゲート、前記第１０のトランジスタのゲート及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、
前記第８のトランジスタのドレインは、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン、前記第１０のトランジスタのドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第８のトランジスタのソースは、前記第３のオペアンプのマイナス入力端、前記第２のオペアンプのマイナス入力端、前記第３の抵抗の第１端及び前記第２のコンデンサの第１端に電気的に接続され、前記第３の抵抗の第２端は、前記制御モジュール及び前記第４の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第４の抵抗の第２端は、接地され、前記第２のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第９のトランジスタのゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第９のトランジスタのソースは、接地され、
前記第３のオペアンプのプラス入力端は、前記第１０のトランジスタのソース及び前記第１１のトランジスタのドレインに電気的に接続され、前記第３のオペアンプの出力端は、前記第１１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第１１のトランジスタのソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第３の抵抗の第１端は、前記目標電圧を出力するために用いられることを特徴とする請求項４に記載の電圧調整装置。
【請求項6】
前記電圧入力モジュールは、入力コンデンサと、入力インダクタとを含み、前記入力コンデンサの第１端は、前記入力インダクタの第１端に電気的に接続され、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記入力コンデンサの第２端は、接地され、
前記入力インダクタの第２端は、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第８のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン及び前記第１０のトランジスタのドレインに電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載の電圧調整装置。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか一項に記載の電圧調整装置を含むことを特徴とするチップ。
【請求項8】
請求項７に記載のチップを含むことを特徴とする電源。
【請求項9】
請求項８に記載の電源を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項10】
前記電子機器は、ディスプレイ、スマートフォン又は携帯機器を含むことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、集積回路の分野に関し、特に電圧調整装置、チップ、電源及び電子機器に関する。
【背景技術】
【0002】
ＡＭＯＬＥＤ（Ａｃｔｉｖｅ－ｍａｔｒｉｘ ｏｒｇａｎｉｃ ｌｉｇｈｔ－ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｄｉｏｄｅ、アクティブマトリクス有機発光ダイオード）の電源駆動管理チップでは、以下のようなＴＤＭＡ（Ｔｉｍｅ ｄｉｖｉｓｉｏｎ ｍｕｌｔｉｐｌｅ ａｃｃｅｓｓ、時分割多重アクセス）テスト要求がある。すなわち、入力電源は、一定の時間ごとに干渉を受け、上又は下へ１０μＳ以内で５００ｍＶジャンプし、且つ５００ｍＶのジャンプは少なくとも５００μＳの間継続する。このような干渉が発生すると、ＤＣ－ＤＣのＢｏｏｓｔアーキテクチャに対する出力には必ずｏｖｅｒｓｈｏｏｔ（オーバーシュート）やｕｎｄｅｒｓｈｏｏｔ（アンダーシュート）が生じ、このような外乱は、２００ｍＡ以内の負荷の場合には２０ｍＶ未満であり、１Ａ以内の負荷の場合には６０ｍＶ未満であることが求められる。
【0003】
しかしながら、関連技術では、入力電源に外乱が発生した場合に、その変化に迅速に追従できず、しばしば出力電圧にオーバーシュートやアンダーシュートなどの外乱が生じてしまい、出力電圧が不安定になる。
【発明の概要】
【0004】
これに鑑みて、本開示は、
入力電圧を受けるための電圧入力モジュールと、
前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュールと、
前記電流決定モジュールに電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュールと、
前記電圧入力モジュール、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュールと、を含む電圧調整装置を提供する。
入力電圧を受けるための電圧入力モジュールと、
前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュールと、
前記電流決定モジュールに電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュールと、
前記電圧入力モジュール、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュールと、を含む電圧調整装置を提供する。
【0005】
可能な一実施形態では、前記調整電流は、第１の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第１の調整電流を決定するための第１の決定手段を含み、
前記第１の決定手段は、第１のオペアンプと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第１の抵抗とを含み、
前記第１のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第１のオペアンプのマイナス入力端は、前記第１のトランジスタのソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端は、前記第１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタのドレインは、前記第２のトランジスタのソース、前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのドレイン及び前記第３のトランジスタのドレインは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタのソースは、前記第４のトランジスタのソース、前記第４のトランジスタのゲート及び前記第５のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのソース及び前記第５のトランジスタのソースは、接地され、
前記第５のトランジスタのドレインは、前記第１の調整電流を出力するために用いられる。
前記第１の決定手段は、第１のオペアンプと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第１の抵抗とを含み、
前記第１のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第１のオペアンプのマイナス入力端は、前記第１のトランジスタのソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端は、前記第１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタのドレインは、前記第２のトランジスタのソース、前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのドレイン及び前記第３のトランジスタのドレインは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタのソースは、前記第４のトランジスタのソース、前記第４のトランジスタのゲート及び前記第５のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのソース及び前記第５のトランジスタのソースは、接地され、
前記第５のトランジスタのドレインは、前記第１の調整電流を出力するために用いられる。
【0006】
可能な一実施形態では、前記調整電流は、第２の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第２の調整電流を決定するための第２の決定手段を含み、前記第２の決定手段は、電流検出サブ手段と、乗算サブ手段と、電流決定サブ手段とを含み、
前記電流検出サブ手段は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記乗算サブ手段は、前記電圧出力モジュール及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧と前記検出電圧を乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段は、前記乗算サブ手段に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流を決定するために用いられる。
前記電流検出サブ手段は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記乗算サブ手段は、前記電圧出力モジュール及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧と前記検出電圧を乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段は、前記乗算サブ手段に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流を決定するために用いられる。
【0007】
可能な一実施形態では、前記電流検出サブ手段は、第６のトランジスタと、第７のトランジスタと、第２のオペアンプと、第２の抵抗と、第１のコンデンサとを含み、
前記第６のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第６のトランジスタのドレインは、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記第６のトランジスタのソースは、前記第２のオペアンプのプラス入力端及び前記第７のトランジスタのドレインに電気的に接続され、
前記第２のオペアンプのマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第２のオペアンプの出力端は、前記第７のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第７のトランジスタのソースは、前記第２の抵抗の第１端及び前記第１のコンデンサの第１端に電気的に接続され、
前記第２の抵抗の第２端及び前記第１のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第２の抵抗の第１端は、前記検出電圧を出力するために用いられる。
前記第６のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第６のトランジスタのドレインは、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記第６のトランジスタのソースは、前記第２のオペアンプのプラス入力端及び前記第７のトランジスタのドレインに電気的に接続され、
前記第２のオペアンプのマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第２のオペアンプの出力端は、前記第７のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第７のトランジスタのソースは、前記第２の抵抗の第１端及び前記第１のコンデンサの第１端に電気的に接続され、
前記第２の抵抗の第２端及び前記第１のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第２の抵抗の第１端は、前記検出電圧を出力するために用いられる。
【0008】
可能な一実施形態では、前記電圧出力モジュールは、第８のトランジスタと、第９のトランジスタと、第１０のトランジスタと、第１１のトランジスタと、第３のオペアンプと、第３の抵抗と、第４の抵抗と、第２のコンデンサとを含み、
前記第８のトランジスタのゲートは、前記第６のトランジスタのゲート、前記第１０のトランジスタのゲート及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、
前記第８のトランジスタのドレインは、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン、前記第１０のトランジスタのドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第８のトランジスタのソースは、前記第３のオペアンプのマイナス入力端、前記第２のオペアンプのマイナス入力端、前記第３の抵抗の第１端及び前記第２のコンデンサの第１端に電気的に接続され、前記第３の抵抗の第２端は、前記制御モジュール及び前記第４の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第４の抵抗の第２端は、接地され、前記第２のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第９のトランジスタのゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第９のトランジスタのソースは、接地され、
前記第３のオペアンプのプラス入力端は、前記第１０のトランジスタのソース及び前記第１１のトランジスタのドレインに電気的に接続され、前記第３のオペアンプの出力端は、前記第１１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第１１のトランジスタのソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第３の抵抗の第１端は、前記目標電圧を出力するために用いられる。
前記第８のトランジスタのゲートは、前記第６のトランジスタのゲート、前記第１０のトランジスタのゲート及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、
前記第８のトランジスタのドレインは、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン、前記第１０のトランジスタのドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第８のトランジスタのソースは、前記第３のオペアンプのマイナス入力端、前記第２のオペアンプのマイナス入力端、前記第３の抵抗の第１端及び前記第２のコンデンサの第１端に電気的に接続され、前記第３の抵抗の第２端は、前記制御モジュール及び前記第４の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第４の抵抗の第２端は、接地され、前記第２のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第９のトランジスタのゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第９のトランジスタのソースは、接地され、
前記第３のオペアンプのプラス入力端は、前記第１０のトランジスタのソース及び前記第１１のトランジスタのドレインに電気的に接続され、前記第３のオペアンプの出力端は、前記第１１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第１１のトランジスタのソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第３の抵抗の第１端は、前記目標電圧を出力するために用いられる。
【0009】
可能な一実施形態では、前記電圧入力モジュールは、入力コンデンサと、入力インダクタとを含み、
前記入力コンデンサの第１端は、前記入力インダクタの第１端に電気的に接続され、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記入力コンデンサの第２端は、接地され、
前記入力インダクタの第２端は、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第８のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン及び前記第１０のトランジスタのドレインに電気的に接続される。
前記入力コンデンサの第１端は、前記入力インダクタの第１端に電気的に接続され、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記入力コンデンサの第２端は、接地され、
前記入力インダクタの第２端は、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第８のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン及び前記第１０のトランジスタのドレインに電気的に接続される。
【0010】
本開示の一態様によれば、前記電圧調整装置を含むチップを提供する。
【0011】
本開示の一態様によれば、前記チップを含む電源を提供する。
【0012】
本開示の一態様によれば、前記電源を含む前記電子機器を提供する。
【0013】
可能な一実施形態では、前記電子機器は、ディスプレイ、スマートフォンまたは携帯機器を含む。
【0014】
以上の装置により、本開示の実施例では、電流決定モジュールにより前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定し、入力電圧が変化すれば、電流決定モジュールは、迅速に応答して調整電流を制御モジュールに出力して、制御信号を発生させることができ、電圧出力モジュールは、制御信号に基づいて安定した目標電圧を出力することができ、過剰なオーバーシュートやアンダーシュート現象が発生することはない。本開示による電圧調整装置によれば、安定した目標電圧を出力することができ、入力電圧の変化に迅速に応答することができ、信頼的で安定的である特徴がある。
【0015】
以下、例示的な実施例について図面を参照しつつ詳細に説明することによって、本開示の他の特徴及び態様は、明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【0016】
明細書に含まれ、明細書の一部となる図面は、明細書と共に、本出願の例示的な実施例、特徴及び態様を示すものであって、本開示の原理を説明するものである。
【図1】本開示の一実施形態による電圧調整装置の模式図を示す。
【図2】本開示の一実施形態による電圧調整装置の模式図を示す。
【図3】本開示の一実施形態による第１の決定手段の模式図を示す。
【図4】関連技術によるＤＣ－ＤＣアーキテクチャにおける電圧変化の模式図を示す。
【図5】本開示の一実施形態による電圧調整装置における電圧変化の模式図を示す。
【図6】第２の決定手段を採用していない場合の電圧調整装置における電圧変化の模式図を示す。
【図7】第２の決定手段を採用する場合の電圧調整装置における電圧変化の模式図を示す。
【発明を実施するための形態】
【0017】
以下に、本開示による様々な例示的な実施例、特徴及び態様について図面を参照しつつ詳細に説明する。図面において、同じ符号は、機能が同じまたは類似する要素を示す。図面には実施例の様々な態様が示されているが、特に明記されていない限り、図面は、必ずしも原寸に比例しているとは限らない。
【0018】
ここでの用語「例示的」とは、「例、実施例として用いられることまたは説明的なもの」を意味する。ここで「例示的」に説明されるいかなる実施例は、必ずしも他の実施例より好ましいまたは優れたものであると解釈されるとは限らない。
【0019】
また、本開示をより良く説明するために、以下の具体的な実施形態において、多くの具体的な細部が示されている。当業者であれば、何らかの具体的な細部がなくても、本開示は同様に実施できることを理解すべきである。いくつかの実例において、本開示の主旨を強調するために、当業者によく知られている方法、手段、要素、および回路については、詳細に説明されていない。
【0020】
【0021】
図１に示すように、前記電圧調整装置は、
入力電圧を受けるための電圧入力モジュール１０と、
前記電圧入力モジュール１０に電気的に接続され、前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュール２０と、
前記電流決定モジュール２０に電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュール３０と、
前記電圧入力モジュール１０、前記電流決定モジュール２０及び前記制御モジュール３０に電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュール４０と、を含む。
入力電圧を受けるための電圧入力モジュール１０と、
前記電圧入力モジュール１０に電気的に接続され、前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュール２０と、
前記電流決定モジュール２０に電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュール３０と、
前記電圧入力モジュール１０、前記電流決定モジュール２０及び前記制御モジュール３０に電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュール４０と、を含む。
【0022】
以上の装置により、本開示の実施例では、電流決定モジュールにより前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定し、入力電圧が変化すれば、電流決定モジュールは、迅速に応答して調整電流を制御モジュールに出力して、制御信号を発生させることができ、電圧出力モジュールは、制御信号に基づいて安定した目標電圧を出力することができ、過剰なオーバーシュートやアンダーシュート現象が発生することはない。本開示による電圧調整装置によれば、安定した目標電圧を出力することができ、入力電圧の変化に迅速に応答することができ、信頼的で安定的である特徴がある。
【0023】
本開示による電圧調整装置は、ＤＣ－ＤＣ変換回路(直流－直流変換回路)を含んでもよく、入力された直流電圧に基づいて、安定的で確実な目標電圧を出力することができる。
【0024】
【0025】
可能な一実施形態では、図２に示すように、前記調整電流は、第１の調整電流Iｓｉｎｋ１を含んでもよく、前記電流決定モジュール２０は、前記第１の調整電流を決定するための第１の決定手段２１０を含んでもよい。
【0026】
【0027】
可能な一実施形態では、図３に示すように、前記第１の決定手段は、第１のオペアンプＯＰ１と、第１のトランジスタＱ１と、第２のトランジスタＱ２と、第３のトランジスタＱ３と、第４のトランジスタＱ４と、第５のトランジスタＱ５と、第１の抵抗Ｒ１とを含み、
前記第１のオペアンプＯＰ１のプラス入力端は、前記入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられ、前記第１のオペアンプＯＰ１のマイナス入力端は、前記第１のトランジスタＱ１のソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプＯＰ１の出力端は、前記第１のトランジスタＱ１のゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗Ｒ１の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタＱ１のドレインは、前記第２のトランジスタＱ２のソース、前記第２のトランジスタＱ２のゲート及び前記第３のトランジスタＱ３のゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタＱ２のドレイン及び前記第３のトランジスタＱ３のドレインは、電源電圧Ｖｄｄを受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタＱ３のソースは、前記第４のトランジスタＱ４のソース、前記第４のトランジスタＱ４のゲート及び前記第５のトランジスタＱ５のゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタＱ４のソース及び前記第５のトランジスタＱ５のソースは、接地され、
前記第５のトランジスタＱ５のドレインは、前記第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１を出力するために用いられる。
前記第１のオペアンプＯＰ１のプラス入力端は、前記入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられ、前記第１のオペアンプＯＰ１のマイナス入力端は、前記第１のトランジスタＱ１のソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプＯＰ１の出力端は、前記第１のトランジスタＱ１のゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗Ｒ１の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタＱ１のドレインは、前記第２のトランジスタＱ２のソース、前記第２のトランジスタＱ２のゲート及び前記第３のトランジスタＱ３のゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタＱ２のドレイン及び前記第３のトランジスタＱ３のドレインは、電源電圧Ｖｄｄを受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタＱ３のソースは、前記第４のトランジスタＱ４のソース、前記第４のトランジスタＱ４のゲート及び前記第５のトランジスタＱ５のゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタＱ４のソース及び前記第５のトランジスタＱ５のソースは、接地され、
前記第５のトランジスタＱ５のドレインは、前記第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１を出力するために用いられる。
【0028】
以上の装置により、本開示の実施例では、第１の決定手段により入力電圧の変化に応答して第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１を決定して、入力電圧の変化を補償し、制御信号を発生させることによって、出力電圧を安定化することができ、入力電圧の変化時に、出力電圧の変動性を低減することができる。
【0029】
一例では、Ｖｉｎが△Ｖｉｎ分変化した時、Ｖｉｎが第１の決定手段に入力されると、第１の決定手段により第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１の変化を△Ｉｓｉｎｋ１＝ｇｍ１＊△Ｖｉｎと決定するようにしてもよい。ただし、ｇｍ１は予め設定された調整パラメータを示し、Ｖｉｎは入力電圧を示し、「＊」は乗算処理を示す。
【0030】
このように、第１の調整電流が制御モジュールに入力されると、制御モジュールは、第１の調整電流を用いて入力電圧の変化を補償し、制御信号を発生することによって、出力電圧の大きさを適応的に調整することができるので、出力電圧の変動は小さくなる。
【0031】
なお、本開示の実施例では、ｇｍ１の具体的な大きさについて限定せず、当業者は、必要に応じてシミュレーションによって決めることができる。
【0032】
引き続き図２を参照すると、可能な一実施形態では、図２に示すように、前記調整電流は、第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を含んでもよく、前記電流決定モジュール２は、前記第２の調整電流を決定するための第２の決定手段を含んでもよく、前記第２の決定手段は、電流検出サブ手段２２０と、乗算サブ手段２３０と、電流決定サブ手段２４０とを含んでもよい。
【0033】
ここで、前記電流検出サブ手段２２０は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧Ｖｃｔｒｌを得るために用いられ、
前記乗算サブ手段２３０は、前記電圧出力モジュール及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧Ｖｉｎと前記検出電圧Ｖｃｔｒｌを乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段２４０は、前記乗算サブ手段２３０に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を決定するために用いられる。
前記乗算サブ手段２３０は、前記電圧出力モジュール及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧Ｖｉｎと前記検出電圧Ｖｃｔｒｌを乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段２４０は、前記乗算サブ手段２３０に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を決定するために用いられる。
【0034】
以上の装置により、本開示の実施例では、入力電圧の変化に応答して制御信号を制御することによって、出力電圧を安定化することができるとともに、電流検出サブ手段により負荷電流を検出して得られる検出電圧及び入力電圧に合わせて制御信号を制御することによって、様々な負荷の下で、電圧の安定した出力を実現することができる。
【0035】
可能な一実施形態では、図２に示すように、前記電流検出サブ手段２２０は、第６のトランジスタＱ６と、第７のトランジスタＱ７と、第２のオペアンプＯＰ２と、第２の抵抗Ｒ２と、第１のコンデンサＣ１とを含んでもよい。
【0036】
ここで、前記第６のトランジスタＱ６のゲートは、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第６のトランジスタＱ６のドレインは、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記第６のトランジスタＱ６のソースは、前記第２のオペアンプＯＰ２のプラス入力端及び前記第７のトランジスタＱ７のドレインに電気的に接続され、
前記第２のオペアンプＯＰ２のマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第２のオペアンプＯＰ２の出力端は、前記第７のトランジスタＱ７のゲートに電気的に接続され、前記第７のトランジスタＱ７のソースは、前記第２の抵抗Ｒ２の第１端及び前記第１のコンデンサＣ１の第１端に電気的に接続され、
前記第２の抵抗Ｒ２の第２端及び前記第１のコンデンサＣ１の第２端は、接地され、
前記第２の抵抗Ｒ２の第１端は、前記検出電圧Ｖｃｔｒｌを出力するために用いられる。
前記第２のオペアンプＯＰ２のマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第２のオペアンプＯＰ２の出力端は、前記第７のトランジスタＱ７のゲートに電気的に接続され、前記第７のトランジスタＱ７のソースは、前記第２の抵抗Ｒ２の第１端及び前記第１のコンデンサＣ１の第１端に電気的に接続され、
前記第２の抵抗Ｒ２の第２端及び前記第１のコンデンサＣ１の第２端は、接地され、
前記第２の抵抗Ｒ２の第１端は、前記検出電圧Ｖｃｔｒｌを出力するために用いられる。
【0037】
以上の装置により、本開示の実施例では、電流検出サブ手段により負荷電流の検出を実現することができ、検出された負荷電流に基づいて検出電圧を決定し、検出電圧に基づいて第２の調整電流を決定することによって、負荷端の変化を補償し、様々な負荷の状況に基づく制御信号の制御を実現することができる。
【0038】
一例において、検出において、電流検出サブ手段は、第８のトランジスタの電流を（１－Ｄ）Ｔ＊ＩＬにて平均化することによって、検出電圧Ｖｔｒｃｌ＝（１－Ｄ）Ｔ＊ＩＬ＊Ｒを得るようにしてもよい。ただし、Ｄはデューティ比を示し、Ｔはクロックサイクルを示し、ＩＬは入力インダクタＬのインダクタンスを示し、Ｒは第２の抵抗Ｒ２の抵抗値を示す。
【0039】
電流検出サブ手段は、負荷電流の数値を検出電圧Ｖｃｔｒｌ＝α＊Ｉｄに変換するようにしてもよい。ただし、αは予め設定されたパラメータを示し、Ｉｄは負荷電流を示す。
【0040】
一例では、乗算サブ手段は、アナログ乗算器（Ａｎａｌｏｇ Ｍｕｌｔｉｐｌｉｅｒ）を含んでもよい。本開示の実施例では、乗算器の実現形態について限定せず、当業者は、必要に応じて専用のハードウェア回路により実現してもよく、従来のアナログ乗算器により実現してもよい。
【0041】
乗算サブ手段が出力する中間電圧は、Ｖｍｕｌ＝β＊Ｖｃｔｒｌ＊Ｖｉｎ＝α＊β＊Ｉｄ＊Ｖｉｎである。ただし、βは、予め設定された乗算パラメータを示す。
【0042】
一例では、電流決定サブ手段２４０は、第２の調整電流Iｓｉｎｋ２＝ｇｍ２＊Ｖｍｕｌ＝ｇｍ２＊α＊β＊Ｉｄ＊Ｖｉｎを出力する。ただし、ｇｍ２は、電流決定サブ手段の予め設定されたパラメータである。
【0043】
一例では、電流決定モジュール２０が出力する調整電流の変化は、△Ｉｓｉｎｋ＝△Ｉｓｉｎｋ１＋△Ｉｓｉｎｋ２＝ｇｍ１＊△Ｖｉｎ＋ｇｍ２＊α＊β＊Ｉｄ＊Ｖｉｎ＝（ｇｍ１＋ｇｍ２＊α＊β＊Ｉｄ）＊Ｖｉｎとして表すようにしてもよい。
【0044】
ここで、電流決定サブ手段２４０の実現形態については、第１の決定手段２１０の実現形態を参照すればよく、ここではこれ以上説明しない。
【0045】
以上の装置により、本開示の実施例では、入力電圧に対する迅速な応答を実現することができ、且つ様々な負荷に対して補償を行うことができるので、この装置は様々な負荷に適応することができ、環境適合性を向上させた。
【0046】
可能な一実施形態では、図２に示すように、前記電圧出力モジュール４０は、第８のトランジスタＱ８と、第９のトランジスタＱ９と、第１０のトランジスタＱ１０と、第１１のトランジスタＱ１１と、第３のオペアンプＯＰ３と、第３の抵抗Ｒ３と、第４の抵抗Ｒ４と、第２のコンデンサＣ２とを含んでもよい。
【0047】
ここで、前記第８のトランジスタＱ８のゲートは、前記第６のトランジスタＱ６のゲート、前記第１０のトランジスタＱ１０のゲート及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、
前記第８のトランジスタＱ８のドレインは、前記第９のトランジスタＱ９のドレイン、前記第６のトランジスタＱ６のドレイン、前記第１０のトランジスタＱ１０のドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第８のトランジスタＱ８のソースは、前記第３のオペアンプＯＰ３のマイナス入力端、前記第２のオペアンプＯＰ２のマイナス入力端、前記第３の抵抗Ｒ３の第１端及び前記第２のコンデンサＣ２の第１端に電気的に接続され、前記第３の抵抗Ｒ３の第２端は、前記制御モジュール及び前記第４の抵抗Ｒ４の第１端に電気的に接続され、前記第４の抵抗Ｒ４の第２端は、接地され、前記第２のコンデンサＣ２の第２端は、接地され、
前記第９のトランジスタＱ９のゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第９のトランジスタＱ９のソースは、接地され、
前記第３のオペアンプＯＰ３のプラス入力端は、前記第１０のトランジスタＱ１０のソース及び前記第１１のトランジスタＱ１１のドレインに電気的に接続され、前記第３のオペアンプＯＰ３の出力端は、前記第１１のトランジスタＱ１１のゲートに電気的に接続され、
前記第１１のトランジスタＱ１１のソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第３の抵抗Ｒ３の第１端は、前記目標電圧を出力するために用いられる。
前記第８のトランジスタＱ８のドレインは、前記第９のトランジスタＱ９のドレイン、前記第６のトランジスタＱ６のドレイン、前記第１０のトランジスタＱ１０のドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第８のトランジスタＱ８のソースは、前記第３のオペアンプＯＰ３のマイナス入力端、前記第２のオペアンプＯＰ２のマイナス入力端、前記第３の抵抗Ｒ３の第１端及び前記第２のコンデンサＣ２の第１端に電気的に接続され、前記第３の抵抗Ｒ３の第２端は、前記制御モジュール及び前記第４の抵抗Ｒ４の第１端に電気的に接続され、前記第４の抵抗Ｒ４の第２端は、接地され、前記第２のコンデンサＣ２の第２端は、接地され、
前記第９のトランジスタＱ９のゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第９のトランジスタＱ９のソースは、接地され、
前記第３のオペアンプＯＰ３のプラス入力端は、前記第１０のトランジスタＱ１０のソース及び前記第１１のトランジスタＱ１１のドレインに電気的に接続され、前記第３のオペアンプＯＰ３の出力端は、前記第１１のトランジスタＱ１１のゲートに電気的に接続され、
前記第１１のトランジスタＱ１１のソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第３の抵抗Ｒ３の第１端は、前記目標電圧を出力するために用いられる。
【0048】
以上の装置により、本開示の実施例の電圧出力モジュールは、安定した目標電圧を出力するように、制御信号及び電圧入力モジュールからの入力電圧に基づいて電圧出力を実現することができる。
【0049】
可能な一実施形態では、以下の式によって目標電圧を得るようにしてもよい。
ただし、Ｄは、制御信号のデューティ比を示してもよい。
【数1】
【0050】
このため、本開示は、制御信号のデューティ比を調整することによって、入力電圧の変化に迅速に応答し、必要な目標出力電圧を出力することができる。
【0051】
以下、電圧入力モジュール１０の可能な実施形態について説明する。以下の説明は、例示的なものであり、本開示を制限するものではないことは理解すべきである。
【0052】
可能な一実施形態では、図２に示すように、前記電圧入力モジュール１０は、入力コンデンサＣｉｎと、入力インダクタＬとを含んでもよい。
【0053】
ここで、前記入力コンデンサＣｉｎの第１端は、前記入力インダクタＬの第１端に電気的に接続され、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記入力コンデンサＣｉｎの第２端は、接地され、
前記入力インダクタＬの第２端は、前記第９のトランジスタＱ９のドレイン、前記第８のトランジスタＱ８のドレイン、前記第６のトランジスタＱ６のドレイン、前記第１０のトランジスタＱ１０のドレインに電気的に接続される。
前記入力インダクタＬの第２端は、前記第９のトランジスタＱ９のドレイン、前記第８のトランジスタＱ８のドレイン、前記第６のトランジスタＱ６のドレイン、前記第１０のトランジスタＱ１０のドレインに電気的に接続される。
【0054】
なお、本開示は、入力コンデンサを例として説明したが、本開示は、これに限らないことは理解すべきである。他の実施形態では、入力コンデンサは、複数のコンデンサからなる入力コンデンサネットワークに置き換えられてもよく、入力コンデンサネットワークは、複数のコンデンサを含んでもよく、本開示では、その接続関係及び数について限定しない。
【0055】
可能な一実施形態では、入力インダクタＬは、複数のインダクタンスとして設けられるか、または複数のインダクタンに置き換えられてもよい。複数のインダクタンスの接続方式は、直列接続、並列接続またはそれらの組み合わせであってもよい。本開示では、入力インダクタＬに含まれるインダクタンスの数や接続関係について限定しない。
【0056】
以下、制御モジュール３０の可能な実現形態について説明する。以下の説明は、例示的なものであり、本開示を制限するものではないことは理解すべきである。
【0057】
可能な一実施形態では、図２に示すように、前記制御モジュール３０は、エラーアンプｇｍと、基準抵抗Ｒｅａと、基準コンデンサＣｅａと、コンパレータＣＭＰと、発振器（Ｏｓｃｉｌｌａｔｏｒ）と、フリップフロップと、パルス幅変調ＰＷＭコントローラ(ＰＷＭ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｄｒｉｖｅｒ、ＰＷＭコントローラ）と、電流源Ｉｒａｍｐと、リセットスイッチＶｒｅｓｅｔと、コンデンサＣｒａｍｐと、サンプリング抵抗Ｒｒａｍｐとを含んでもよい。
【0058】
ここで、前記エラーアンプｇｍのプラス端は、前記第３の抵抗と第４の抵抗との間に電気的に接続され、前記電圧出力モジュール４０の帰還電圧信号Ｖｆｂを入力するために用いられ、前記エラーアンプｇｍのマイナス端は、基準電圧Ｖｒｅｆを入力するために用いられ、前記エラーアンプｇｍの出力端は、前記基準抵抗Ｒｅａの第１端及び前記コンパレータＣＭＰのマイナス端に電気的に接続され、
前記基準抵抗Ｒｅａの第２端は、前記基準コンデンサＣｅａの第１端に電気的に接続され、前記基準コンデンサＣｅａの第２端は、接地され、
前記コンパレータＣＭＰのプラス端は、電流源Ｉｒａｍｐ、コンデンサＣｒａｍｐの第１端及びリセットスイッチの第１端に電気的に接続され、比較電圧Ｖｒａｍｐを入力するために用いられ、前記コンパレータＣＭＰの出力端は、前記フリップフロップの第１端Ｒに電気的に接続され、
電流決定モジュールの出力端は、リセットスイッチの第２端、コンデンサＣｒａｍｐの第２端及びサンプリング抵抗Ｒｒａｍｐの第１端に電気的に接続され、第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１及び／又は第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を出力し、サンプリング抵抗Ｒｒａｍｐの第２端は、接地され、
前記フリップフロップの第２端Ｓは、前記発振器の出力端に電気的に接続され、前記発振器の出力したクロック信号ＣＬＫを受けるために用いられ、前記フリップフロップの出力端Ｑは、前記ＰＷＭコントローラの入力端に電気的に接続され、
前記ＰＷＭコントローラの第１の出力端は、第９のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記ＰＷＭコントローラの第２の出力端は、前記第８のトランジスタのゲート、第１０のトランジスタのゲート及び第６のトランジスタのゲートに電気的に接続される。
前記基準抵抗Ｒｅａの第２端は、前記基準コンデンサＣｅａの第１端に電気的に接続され、前記基準コンデンサＣｅａの第２端は、接地され、
前記コンパレータＣＭＰのプラス端は、電流源Ｉｒａｍｐ、コンデンサＣｒａｍｐの第１端及びリセットスイッチの第１端に電気的に接続され、比較電圧Ｖｒａｍｐを入力するために用いられ、前記コンパレータＣＭＰの出力端は、前記フリップフロップの第１端Ｒに電気的に接続され、
電流決定モジュールの出力端は、リセットスイッチの第２端、コンデンサＣｒａｍｐの第２端及びサンプリング抵抗Ｒｒａｍｐの第１端に電気的に接続され、第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１及び／又は第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を出力し、サンプリング抵抗Ｒｒａｍｐの第２端は、接地され、
前記フリップフロップの第２端Ｓは、前記発振器の出力端に電気的に接続され、前記発振器の出力したクロック信号ＣＬＫを受けるために用いられ、前記フリップフロップの出力端Ｑは、前記ＰＷＭコントローラの入力端に電気的に接続され、
前記ＰＷＭコントローラの第１の出力端は、第９のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記ＰＷＭコントローラの第２の出力端は、前記第８のトランジスタのゲート、第１０のトランジスタのゲート及び第６のトランジスタのゲートに電気的に接続される。
【0059】
可能な一実施形態では、前記フリップフロップは、
第１端Ｒの入力がハイレベル（１）になると、出力端Ｑの出力が１になり、
第２端Ｓの入力がハイレベルになると、出力端Ｑの出力が０になるように構成される。
第１端Ｒの入力がハイレベル（１）になると、出力端Ｑの出力が１になり、
第２端Ｓの入力がハイレベルになると、出力端Ｑの出力が０になるように構成される。
【0060】
可能な一実施形態では、前記ＰＷＭコントローラは、
入力端の入力が１になると、出力が１になり、
入力端の入力が０になると、出力が０になるように構成される。
入力端の入力が１になると、出力が１になり、
入力端の入力が０になると、出力が０になるように構成される。
【0061】
本開示の実施例では、電流決定モジュールは、第１の決定手段及び／又は第２の決定手段を含んでもよい。
【0062】
電流決定モジュールが第１の決定手段を含む形態において、可能な一実施形態では、入力電圧が大きくなった場合、例えばＶｉｎが△Ｖｉｎ分変化した時、Ｖｉｎが第１の決定手段に入力されると、第１の決定手段により第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１の変化を△Ｉｓｉｎｋ１＝ｇｍ１＊△Ｖｉｎと決定するようにしてもよい。このように、Ｖｒａｍｐの初期レベルは、ｇｍ１＊△Ｖｉｎ＊Ｒｒａｍｐ分変化し、この変化によって、Ｖｅａの出力ができるだけ変化しないように確保する。Ｖｒｅｆが不変である場合、Ｖｆｂの変化量が小さい、即ち△Ｖｏｕｔの変化が小さいことを意味し、これにより、出力電圧の変動を低減する。このようにして、電圧出力モジュール４０は、安定した目標電圧を出力することができる。
【0063】
【0064】
【0065】
図４に示すように、関連技術では、入力電圧Ｖｉｎが変化すると、出力電圧Ｖｏｕｔの変化がエラーアンプｇｍに作用してＶｅａに影響を与える。Ｖｅａの変化が大きいほど、ループによる新しいデューティ比Ｄの調整が遅くなるため、入力電圧の上又は下へのジャンプに伴い出力電圧が非常に大きくなり、この場合、出力電圧Ｖｏｕｔのピークピーク値は１３０ｍＶに達しうる。
【0066】
図５に示すように、本開示の実施例における第１の決定手段によって第１の調整電流を決定して、制御モジュールを制御することによって、出力電圧の変動を大幅に低減することができ、出力電圧のピークピーク値は僅か３０ｍＶになる。
【0067】
この案によれば、入力電圧の変化に良く応答することができ、出力電圧の変化のピークピーク値Ｖｐｐは１３０ｍＶから３０ｍＶに下がることが分かる。
【0068】
負荷の変化に適応するために、本開示の実施例の電流決定モジュールは、第２の決定手段をさらに含んでもよい。第１の決定手段が決定した第１の調整電流と第２の決定手段が決定した第２の調整電流は、共に制御モジュールに作用することができる。これにより、制御モジュールは、入力電圧の変化に迅速に応答することができるとともに、様々な負荷の状況に適応することができる。
【0069】
【0070】
【0071】
図６に示すように、第１の決定手段においてｇｍ１を決定する時に、予め負荷の大きさを設定する必要があるため、バランスポイントは重負荷と軽負荷との間で選択されるが、負荷が軽すぎたり重すぎたりすると、補償が不十分またはオーバーフローすることが多い。このため、図６において第２の決定手段による負荷電流の検出を採用しない場合、電圧調整装置は、負荷の変化に適応することができず、負荷(図６における負荷電流Ｉｄ)が変化した場合に、出力電圧の変化△Ｖｏｕｔのピークピーク値は大きく変動する。
【0072】
図７に示すように、入力電圧の変化に迅速に応答して第１の調整電流を決定するように第１の決定手段を設けるとともに、負荷電流を検出して補償を行うように第２の決定手段を設けることによって、電圧調整装置は、入力電圧の変化に迅速に応答することができるだけでなく、様々な負荷に対して補償を行うことができ、様々な負荷の下で、出力電圧Ｖｏｕｔの変動区間のピークピーク値Ｖｐｐは２０ｍＶ以下になる。これにより、装置の環境適合性を向上させ、ＴＤＭＡテストにおける電源のｆａｓｔｌｉｎｅ励起に対する挙動がＳＰＥＣのニーズを満たし、様々な応用環境でのＡＭＯＬＥＤのＴＤＭＡのテスト要件を満たすようになる。
【0073】
本開示では、制御モジュール３０の各デバイスの選択や基準電圧の選択について限定せず、当業者は、必要に応じて決めることができることは理解すべきである。
【0074】
以上、本開示の各実施例を記述したが、上記説明は例示的なものに過ぎず、網羅的なものではなく、かつ披露された各実施例に限定されるものでもない。当業者にとって、説明された各実施例の範囲および精神から逸脱することなく、様々な修正および変更が自明である。本明細書に選ばれた用語は、各実施例の原理、実際の応用または既存技術に対する改善を好適に解釈するか、または他の当業者に本明細書に披露された各実施例を理解させるためのものである。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【手続補正書】
【提出日】2022-11-14
【手続補正1】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００５
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0005】
可能な一実施形態では、前記調整電流は、第１の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第１の調整電流を決定するための第１の決定手段を含み、
前記第１の決定手段は、第１のオペアンプと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第１の抵抗とを含み、
前記第１のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第１のオペアンプのマイナス入力端は、前記第１のトランジスタのソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端は、前記第１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタのドレインは、前記第２のトランジスタのドレイン、前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース及び前記第３のトランジスタのソースは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタのドレインは、前記第４のトランジスタのドレイン、前記第４のトランジスタのゲート及び前記第５のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのソース及び前記第５のトランジスタのソースは、接地され、
前記第５のトランジスタのドレインは、前記第１の調整電流を出力するために用いられる。
前記第１の決定手段は、第１のオペアンプと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第１の抵抗とを含み、
前記第１のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第１のオペアンプのマイナス入力端は、前記第１のトランジスタのソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端は、前記第１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタのドレインは、前記第２のトランジスタのドレイン、前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース及び前記第３のトランジスタのソースは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタのドレインは、前記第４のトランジスタのドレイン、前記第４のトランジスタのゲート及び前記第５のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのソース及び前記第５のトランジスタのソースは、接地され、
前記第５のトランジスタのドレインは、前記第１の調整電流を出力するために用いられる。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0006】
可能な一実施形態では、前記調整電流は、第２の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第２の調整電流を決定するための第２の決定手段を含み、前記第２の決定手段は、電流検出サブ手段と、乗算サブ手段と、電流決定サブ手段とを含み、
前記電流検出サブ手段は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記乗算サブ手段は、前記電流検出サブ手段及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧と前記検出電圧を乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段は、前記乗算サブ手段に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流を決定するために用いられる。
前記電流検出サブ手段は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記乗算サブ手段は、前記電流検出サブ手段及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧と前記検出電圧を乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段は、前記乗算サブ手段に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流を決定するために用いられる。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0027】
可能な一実施形態では、図３に示すように、前記第１の決定手段は、第１のオペアンプＯＰ１と、第１のトランジスタＱ１と、第２のトランジスタＱ２と、第３のトランジスタＱ３と、第４のトランジスタＱ４と、第５のトランジスタＱ５と、第１の抵抗Ｒ１とを含み、
前記第１のオペアンプＯＰ１のプラス入力端は、前記入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられ、前記第１のオペアンプＯＰ１のマイナス入力端は、前記第１のトランジスタＱ１のソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプＯＰ１の出力端は、前記第１のトランジスタＱ１のゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗Ｒ１の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタＱ１のドレインは、前記第２のトランジスタＱ２のドレイン、前記第２のトランジスタＱ２のゲート及び前記第３のトランジスタＱ３のゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタＱ２のソース及び前記第３のトランジスタＱ３のソースは、電源電圧Ｖｄｄを受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタＱ３のドレインは、前記第４のトランジスタＱ４のドレイン、前記第４のトランジスタＱ４のゲート及び前記第５のトランジスタＱ５のゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタＱ４のソース及び前記第５のトランジスタＱ５のソースは、接地され、
前記第５のトランジスタＱ５のドレインは、前記第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１を出力するために用いられる。
前記第１のオペアンプＯＰ１のプラス入力端は、前記入力電圧Ｖｉｎを受けるために用いられ、前記第１のオペアンプＯＰ１のマイナス入力端は、前記第１のトランジスタＱ１のソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプＯＰ１の出力端は、前記第１のトランジスタＱ１のゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗Ｒ１の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタＱ１のドレインは、前記第２のトランジスタＱ２のドレイン、前記第２のトランジスタＱ２のゲート及び前記第３のトランジスタＱ３のゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタＱ２のソース及び前記第３のトランジスタＱ３のソースは、電源電圧Ｖｄｄを受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタＱ３のドレインは、前記第４のトランジスタＱ４のドレイン、前記第４のトランジスタＱ４のゲート及び前記第５のトランジスタＱ５のゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタＱ４のソース及び前記第５のトランジスタＱ５のソースは、接地され、
前記第５のトランジスタＱ５のドレインは、前記第１の調整電流Ｉｓｉｎｋ１を出力するために用いられる。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0032】
引き続き図２を参照すると、可能な一実施形態では、図２に示すように、前記調整電流は、第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を含んでもよく、前記電流決定モジュール２０は、前記第２の調整電流を決定するための第２の決定手段を含んでもよく、前記第２の決定手段は、電流検出サブ手段２２０と、乗算サブ手段２３０と、電流決定サブ手段２４０とを含んでもよい。
【手続補正5】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００３３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0033】
ここで、前記電流検出サブ手段２２０は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧Ｖｃｔｒｌを得るために用いられ、
前記乗算サブ手段２３０は、前記電流検出サブ手段及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧Ｖｉｎと前記検出電圧Ｖｃｔｒｌを乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段２４０は、前記乗算サブ手段２３０に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を決定するために用いられる。
前記乗算サブ手段２３０は、前記電流検出サブ手段及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧Ｖｉｎと前記検出電圧Ｖｃｔｒｌを乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段２４０は、前記乗算サブ手段２３０に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流Ｉｓｉｎｋ２を決定するために用いられる。
【手続補正6】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００４３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0043】
一例では、電流決定モジュール２０が出力する調整電流の変化は、△Ｉｓｉｎｋ＝△Ｉｓｉｎｋ１＋△Ｉｓｉｎｋ２＝ｇｍ１＊△Ｖｉｎ＋ｇｍ２＊α＊β＊Ｉｄ＊△Ｖｉｎ＝（ｇｍ１＋ｇｍ２＊α＊β＊Ｉｄ）＊△Ｖｉｎとして表すようにしてもよい。
【手続補正7】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
入力電圧を受けるための電圧入力モジュールと、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧及び前記入力電圧と直前のタイミングの入力電圧との変化量に基づいて調整電流を決定するための電流決定モジュールと、
前記電流決定モジュールに電気的に接続され、前記調整電流に基づいて制御信号を出力するための制御モジュールと、
前記電圧入力モジュール、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号及び前記入力電圧に基づいて目標電圧を出力するための電圧出力モジュールと、を含むことを特徴とする電圧調整装置。
【請求項2】
前記調整電流は、第１の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第１の調整電流を決定するための第１の決定手段を含み、前記第１の決定手段は、第１のオペアンプと、第１のトランジスタと、第２のトランジスタと、第３のトランジスタと、第４のトランジスタと、第５のトランジスタと、第１の抵抗とを含み、
前記第１のオペアンプのプラス入力端は、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記第１のオペアンプのマイナス入力端は、前記第１のトランジスタのソース及び前記第１の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第１のオペアンプの出力端は、前記第１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第１の抵抗の第２端は、接地され、
前記第１のトランジスタのドレインは、前記第２のトランジスタのドレイン、前記第２のトランジスタのゲート及び前記第３のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第２のトランジスタのソース及び前記第３のトランジスタのソースは、電源電圧を受けるために用いられ、
前記第３のトランジスタのドレインは、前記第４のトランジスタのドレイン、前記第４のトランジスタのゲート及び前記第５のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第４のトランジスタのソース及び前記第５のトランジスタのソースは、接地され、
前記第５のトランジスタのドレインは、前記第１の調整電流を出力するために用いられることを特徴とする請求項１に記載の電圧調整装置。
【請求項3】
前記調整電流は、第２の調整電流を含み、前記電流決定モジュールは、前記第２の調整電流を決定するための第２の決定手段を含み、前記第２の決定手段は、電流検出サブ手段と、乗算サブ手段と、電流決定サブ手段とを含み、前記電流検出サブ手段は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、負荷電流を検出し、前記負荷電流に基づいて検出電圧を得るために用いられ、
前記乗算サブ手段は、前記電流検出サブ手段及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記入力電圧と前記検出電圧を乗算して中間電圧を得るために用いられ、
前記電流決定サブ手段は、前記乗算サブ手段に電気的に接続され、前記中間電圧に基づいて前記第２の調整電流を決定するために用いられることを特徴とする請求項１又は２に記載の電圧調整装置。
【請求項4】
前記電流検出サブ手段は、第６のトランジスタと、第７のトランジスタと、第２のオペアンプと、第２の抵抗と、第１のコンデンサとを含み、前記第６のトランジスタのゲートは、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第６のトランジスタのドレインは、前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、前記第６のトランジスタのソースは、前記第２のオペアンプのプラス入力端及び前記第７のトランジスタのドレインに電気的に接続され、
前記第２のオペアンプのマイナス入力端は、前記電圧出力モジュールに電気的に接続され、前記第２のオペアンプの出力端は、前記第７のトランジスタのゲートに電気的に接続され、前記第７のトランジスタのソースは、前記第２の抵抗の第１端及び前記第１のコンデンサの第１端に電気的に接続され、
前記第２の抵抗の第２端及び前記第１のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第２の抵抗の第１端は、前記検出電圧を出力するために用いられることを特徴とする請求項３に記載の電圧調整装置。
【請求項5】
前記電圧出力モジュールは、第８のトランジスタと、第９のトランジスタと、第１０のトランジスタと、第１１のトランジスタと、第３のオペアンプと、第３の抵抗と、第４の抵抗と、第２のコンデンサとを含み、前記第８のトランジスタのゲートは、前記第６のトランジスタのゲート、前記第１０のトランジスタのゲート及び前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、
前記第８のトランジスタのドレインは、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン、前記第１０のトランジスタのドレイン及び前記電圧入力モジュールに電気的に接続され、
前記第８のトランジスタのソースは、前記第３のオペアンプのマイナス入力端、前記第２のオペアンプのマイナス入力端、前記第３の抵抗の第１端及び前記第２のコンデンサの第１端に電気的に接続され、前記第３の抵抗の第２端は、前記制御モジュール及び前記第４の抵抗の第１端に電気的に接続され、前記第４の抵抗の第２端は、接地され、前記第２のコンデンサの第２端は、接地され、
前記第９のトランジスタのゲートは、前記制御モジュールに電気的に接続され、前記制御信号を受けるために用いられ、前記第９のトランジスタのソースは、接地され、
前記第３のオペアンプのプラス入力端は、前記第１０のトランジスタのソース及び前記第１１のトランジスタのドレインに電気的に接続され、前記第３のオペアンプの出力端は、前記第１１のトランジスタのゲートに電気的に接続され、
前記第１１のトランジスタのソースは、前記電流決定モジュール及び前記制御モジュールに電気的に接続され、
前記第３の抵抗の第１端は、前記目標電圧を出力するために用いられることを特徴とする請求項４に記載の電圧調整装置。
【請求項6】
前記電圧入力モジュールは、入力コンデンサと、入力インダクタとを含み、前記入力コンデンサの第１端は、前記入力インダクタの第１端に電気的に接続され、前記入力電圧を受けるために用いられ、前記入力コンデンサの第２端は、接地され、
前記入力インダクタの第２端は、前記第９のトランジスタのドレイン、前記第８のトランジスタのドレイン、前記第６のトランジスタのドレイン及び前記第１０のトランジスタのドレインに電気的に接続されることを特徴とする請求項５に記載の電圧調整装置。
【請求項7】
請求項１～６のいずれか一項に記載の電圧調整装置を含むことを特徴とするチップ。
【請求項8】
請求項７に記載のチップを含むことを特徴とする電源。
【請求項9】
請求項８に記載の電源を含むことを特徴とする電子機器。
【請求項10】
前記電子機器は、ディスプレイ、スマートフォン又は携帯機器を含むことを特徴とする請求項９に記載の電子機器。
【国際調査報告】