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TWI598720B - 調節器電路及其操作方法 - Google Patents

調節器電路及其操作方法 Download PDF

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TWI598720B
TWI598720B TW105102316A TW105102316A TWI598720B TW I598720 B TWI598720 B TW I598720B TW 105102316 A TW105102316 A TW 105102316A TW 105102316 A TW105102316 A TW 105102316A TW I598720 B TWI598720 B TW I598720B
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TW
Taiwan
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regulator
signal
control
circuit
driver
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TW105102316A
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English (en)
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TW201643587A (en
Inventor
艾倫 羅許
艾瑞克 索南
羅素 金德
Original Assignee
台灣積體電路製造股份有限公司
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    • G05F1/10—Regulating voltage or current 
    • G05F1/46—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC
    • G05F1/56—Regulating voltage or current  wherein the variable actually regulated by the final control device is DC using semiconductor devices in series with the load as final control devices
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Description

調節器電路及其操作方法
本發明係關於一種調節器電路(Regulator Circuit)，特別係關於一種調節器電路及其操作方法。
隨著半導體積體電路(Integrated Circuit，IC)工業歷經快速發展，積體電路之材料和設計方式之技術進步已造就積體電路之多個世代，其中每一世代皆較其前一世代具備更微縮且更複雜之電路結構。在積體電路之發展過程中，功能密度(Functional Density)(亦即，每一單位晶片面積上之互連裝置(Interconnected Device)之數目)大致都會增加，而幾何尺寸(Geometry Size)(亦即，可用製程產生之最小元件或最小走線)卻一路縮小。積體電路可應用於各種電子裝置，其中電子裝置所接收之一外部電位通常異於電子裝置中用於操作積體電路之電位。舉例而言，在一些應用中，行動裝置由電池處接收3.6V之電源電位，但行動裝置之積體電路卻操作於1.8V至0.9V之電位範圍。此外，在一些應用當中，積體電路接收一電源供應電位，但卻將其內之邏輯電路(Logic Circuit)操作於較低之電位位準，以達成較快之操作速度和較低之功率消耗。在這些情況下，可用一直流轉直流調節器(Direct-Current to Direct-Current Regulator，DC-to-DC Regulator)來將一直流電位位準轉換為其他電位位準。
在較佳實施例中，本發明提供一種調節器電路，包括：一調節器輸出節點；至少N+1個調節器控制電路，其中N為大於1之一正整數；以及N個驅動器，其中該N個驅動器之每一者包括：一多工器，具有一輸入埠和一輸出埠，其中該多工器之該輸入埠係耦接至該至少N+1個調節器控制電路之複數個輸出節點；一驅動級，耦接至該調節器輸出節點；以及一前驅動級，用於根據該多工器之該輸出埠之一信號來控制該驅動級。
在一些實施例中，該調節器電路更包括：一工作控制器，耦接至該N個驅動器之該等多工器和該至少N+1個調節器控制電路，其中該工作控制器係用於：以一旋轉形式設定該N個驅動器之該等多工器，使得該N個驅動器之一第p個驅動器係根據複數個控制信號進行操作，其中該等控制信號係對應於來自該至少N+1個調節器控制電路之N個不同相位之一第p個相位，而p為範圍由1至N之一正整數；以及以一旋轉形式設定該至少N+1個調節器控制電路之每一者，以產生對應於該N個不同相位之一控制信號。
在一些實施例中，該至少N+1個調節器控制電路之一者包括：一斜坡函數產生器，用於產生一斜坡信號，其中該斜坡信號為一三角波信號或一鋸齒波信號；以及一比較器，用於藉由比較該斜坡信號與一誤差信號，來產生該至少N+1個調節器控制電路之一者之該控制信號，其中該誤差信號係根據該調節器輸出節點之一電位位準而產生。
在一些實施例中，該調節器電路更包括：一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號；其中該至少N+1個調節器控制電路係用於接收該誤差信號。
在一些實施例中，該N個驅動器之每一者更包括：一電感元件，介於該驅動級之一輸出節點和該調節器輸出節點之間。
在一些實施例中，該N個驅動器之一者之該驅動級包括：一上驅動器，耦接於該驅動級之一輸出節點和一第一電源供應節點之間，其中該第一電源供應節點係用於提供一供應電位位準；以及一下驅動器，耦接於該驅動級之該輸出節點和一第二電源供應節點之間，其中該第二電源供應節點係用於提供一接地電位位準，而該接地電位位準係低於該供應電位位準。
在一些實施例中，該調節器電路，更包括：一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號，其中該參考電位位準係介於該供應電位位準和該接地電位位準之間。
在一些實施例中，該N個驅動器係根據一第一共同電路圖來進行製造生產；以及該至少N+1個調節器控制電路係根據一第二共同電路圖來進行製造生產。
在較佳實施例中，本發明提供一種調節器電路，包括：一調節器輸出節點；至少N+1個調節器控制電路，其中該至少N+1個調節器控制電路之N個調節器控制電路係用於分 別產生N個控制信號，該N個控制信號係對應於N個不同相位，而N為大於1之一正整數；N個驅動器，其中該N個驅動器之一第p個驅動器係根據該N個控制信號之一控制信號來輸出一第p個電流至該調節器輸出節點，該控制信號係對應於該N個不同相位之一第p個相位，而p為範圍由1至N之一正整數；以及一工作控制器，耦接至該N個驅動器和該至少N+1個調節器控制電路，其中該工作控制器係用於：設定該第p個驅動器，以根據該N個控制信號之該控制信號輸出該第p個電流，其中該控制信號係對應於該第p個相位；設定該至少N+1個調節器控制電路之另一調節器控制電路，以產生對應於該第p個相位之另一控制信號；以及設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號輸出該第p個電流，其中該另一控制信號係來自該至少N+1個調節器控制電路之該另一調節器控制電路，而該另一控制信號係用於取代對應於該第p個相位之該N個控制信號之該控制信號。
在一些實施例中，該調節器電路更包括：一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號；其中該至少N+1個調節器控制電路係用於接收該誤差信號。
在一些實施例中，該至少N+1個調節器控制電路之一者包括：一斜坡函數產生器，用於產生一斜坡信號，其中該斜坡信號為一三角波信號或一鋸齒波信號，而該三角波信號或該鋸齒波信號具有由該工作控制器所設定之該N個不同相位之一者；以及一比較器，用於藉由比較該斜坡信號與一誤差信號，來產生一控制信號，其中該誤差信號係根據該調節器輸出節點 之一電位位準而產生。
在一些實施例中，該N個驅動器之該第p個驅動器包括：一驅動級，用於產生該第p個電流；一前驅動級，用於根據一控制信號來控制該驅動級，其中該控制信號係對應於該N個不同相位之該第p個相位；以及一多工器，用於將該至少N+1個調節器控制電路之一者耦接至該前驅動級，其中被耦接之該至少N+1個調節器控制電路之一者係用於產生對應於該N個不同相位之該第p個相位之該控制信號。
在一些實施例中，該N個驅動器之該第p個驅動器更包括：一電感元件，介於該驅動級之一輸出節點和該調節器輸出節點之間。
在一些實施例中，該N個驅動器之該第p個驅動器之該驅動級包括：一上驅動器，耦接於該驅動級之一輸出節點和一第一電源供應節點之間，其中該第一電源供應節點係用於提供一供應電位位準；以及一下驅動器，耦接於該驅動級之該輸出節點和一第二電源供應節點之間，其中該第二電源供應節點係用於提供一接地電位位準，而該接地電位位準係低於該供應電位位準。
在一些實施例中，該調節器電路，更包括：一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號，其中該參考電位位準係介於該供應電位位準和該接地電位位準之間。
在一些實施例中，該N個驅動器係根據一第一共同電路圖來進行製造生產；以及該至少N+1個調節器控制電路係 根據一第二共同電路圖來進行製造生產。
在較佳實施例中，本發明提供一種調節器電路之操作方法，包括下列步驟：設定N個驅動器，以根據對應之N個控制信號進行操作，其中該N個控制信號係來自至少N+1個調節器控制電路之N個調節器控制電路，該N個驅動器之一第p個驅動器係根據該N個控制信號之一者進行操作，該N個控制信號之一者係對應於N個不同相位之一第p個相位，N為大於1之一正整數，而p為範圍由1至N之一正整數；設定該至少N+1個調節器控制電路之另一調節器控制電路，使得該另一調節器控制電路產生另一控制信號，而該另一控制信號係對應於該N個不同相位之該第p個相位；以及作為一觸發事件之回應，設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號進行操作，其中該另一控制信號係對應於來自該另一調節器控制電路之該第p個相位。
在一些實施例中，該操作方法更包括：若p小於N，則將p更新為p+1，而若p等於N，則將p更新為1；以及以更新之p來操作該N個驅動器、設定該另一調節器控制電路，以及設定該第p個驅動器。
在一些實施例中，設定該另一調節器控制電路之步驟包括：以一旋轉形式，逐一設定該至少N+1個調節器控制電路之每一者，以產生對應於該N個不同相位之一控制信號。
在一些實施例中，設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號進行操作之步驟包括：以一旋轉形式，逐一設定該N個驅動器之複數個多工器，使得該N個驅動器之該第p個驅 動器根據複數個控制信號進行操作，其中該等控制信號係對應於來自該至少N+1個調節器控制電路之該N個不同相位之該第p個相位。
100‧‧‧調節器電路
102‧‧‧第一電源供應節點
104‧‧‧第二電源供應節點
106‧‧‧調節器輸出節點
130‧‧‧工作控制器
140‧‧‧誤差放大器
142‧‧‧誤差放大器之非反相輸入端
144‧‧‧誤差放大器之反相輸入端
146‧‧‧誤差放大器之輸出端
150‧‧‧電容元件
152‧‧‧電容器
154‧‧‧電阻器
160‧‧‧負載
110[1]、110[2]、110[3]、…、110[N]、110[x]‧‧‧驅動器
110[p]‧‧‧第p個驅動器
120[1]、120[2]、120[3]、120[4]、…、120[N+1]、120[x]、‧‧‧調節器控制電路
120[q]‧‧‧第q個調節器控制電路
212‧‧‧多工器
212a‧‧‧多工器之輸入埠
212b‧‧‧多工器之輸出埠
214‧‧‧前驅動級
216‧‧‧驅動級
216a‧‧‧驅動級之上驅動器
216b‧‧‧驅動級之下驅動器
216c‧‧‧驅動級之輸出節點
218‧‧‧電感元件
222‧‧‧調節器控制電路之輸出節點
224‧‧‧斜坡函數產生器
226‧‧‧比較器
310[1]、310[2]、310[3]、310[4]、310[5]、320[1]、320[2]、320[3]、320[4]、330、410[1]、410[2]、410[3]、410[4]、、420[1]、420[2]、420[3]、420[4]‧‧‧波形
500‧‧‧調節器電路之操作方法
510、520、530、540、550‧‧‧步驟
CTRL[1]、CTRL[2]、CTRL[3]、CTRL[4]、…、CTRL[N+1]、CTRL[(N+1)：1]‧‧‧控制信號
CTRL[q]‧‧‧第q個控制信號
CLK‧‧‧時脈信號
DU、DL‧‧‧控制信號
I[1]、I[2]、I[3]、…、I[N]‧‧‧電流
I[p]‧‧‧第p個電流
PH[1]、PH[2]、PH[3]、PH[4]、…、PH[N+1]‧‧‧相位控制信號
PH[q]‧‧‧第q個相位控制信號
SEL[1]、SEL[2]、SEL[3]、…、SEL[N]‧‧‧選擇信號
SEL[p]‧‧‧第p個選擇信號
T1、T2、…、T11、T1’、T2’、…、T11’、T402、T404‧‧‧時間點
VDD、VSS‧‧‧電位
VE‧‧‧誤差信號
VFB‧‧‧回授電位
VOUT‧‧‧調節直流電位
VREF‧‧‧參考電位
VRAMP‧‧‧斜坡信號
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路之功能方塊圖；第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路之一部份電路圖；第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路之不同節點處之邏輯值和波形之時序圖；第4A圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路之不同驅動器所產生之各個電流之波形示意圖；第4B圖係顯示另一調節器電路之不同驅動器所產生之各個電流之波形示意圖；以及第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路之操作方法之流程圖。
以下說明書提供許多不同實施例或示例，以實施本發明之不同特色。以下元件及配置之特定示例係用於簡化說明書，它們應當僅視為舉例而非本發明之限制。例如，以下說明書若指出一第一特徵係設置於一第二特徵之上，則包括了第一特徵和第二特徵係直接接觸之情況，亦包括了有一附加特徵係形成於第一特徵和第二特徵之間，使得第一特徵和第二特徵 未直接接觸之情況。另外，本說明書可能重複使用標號或(且)字符於多個示例當中。這些重複係出於簡化和明確之目的，而非意指所討論之實施例或(且)組態之間有任何關聯性。
在一些實施例中，一調節器電路(Regulator Circuit)包括N個驅動器(Driver)和N+1個調節器控制電路(Regulator Control Circuit)，其中N個驅動器係對應於N個不同相位(Phase)，N+1個調節器控制電路係用於產生N個控制信號，而N個控制信號係對應於N個不同相位。藉由旋轉(Rotate)N個驅動器和N+1個調節器控制電路之組合，控制信號中之相位誤差(Phase Error)可用時間平均之方式(Time-Averaged Manner)均勻地分配給N個驅動器，其中相位誤差係由N+1個調整器控制電路之製程變異或不匹配(Mismatch)所導致。因此，N個驅動器將平均地分攤負載量，並具有平衡(Balanced)之輸出電流。
第1圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路100之功能方塊圖。調節器電路100包括一第一電源供應節點102、一第二電源供應節點104、一調節器輸出節點106、N個驅動器110[1]、110[2]、110[3]、…、110[N]、至少N+1個調節器控制電路120[1]、120[2]、120[3]、120[4]、…、120[N+1]，以及一工作控制器130。N個驅動器110[1]、110[2]、110[3]、…、110[N]係耦接至調節器輸出節點106，並係由一電源域(Power Domain)來進行供電，其中電源域係由第一電源供應節點102和第二電源供應節點104所界定。至少N+1個調節器控制電路120[1]、120[2]、120[3]、120[4]、…、120[N+1]係耦接至N個驅動器110[N：1]。工作控制器130係耦接至N個驅動器110[N：1] 和至少N+1個調節器控制電路120[(N+1)：1]。調節器電路100更包括一誤差放大器(Error Amplifier)140和一電容元件150，其中誤差放大器140係介於調節器輸出節點106和至少N+1個調節器控制電路120[(N+1)：1]之間，而電容元件150係介於調節器輸出節點106和第二電源供應節點104之間。一負載160係耦接至調節器輸出節點106。負載160並非為調節器電路100之一部份。
第一電源供應節點102係用於提供一電位VDD。第二電源供應節點104係用於提供一電位VSS。在一些實施例中，電位VSS係設定為調節器電路100之一接地電位之位準，而電位VDD係設定為一供應電位之位準。在一些實施例中，接地電位之位準係低於供應電位之位準。在一些實施例中，若接地電位之位準定義為0V，則供應電位之位準係介於1.2V至2.5V之間。
調節器電路100係於調節器輸出節點106處產生一調節直流電位(Regulated DC Voltage)VOUT，以驅動負載160。在一些實施例中，調節直流電位VOUT之位準係介於供應電位之位準和接地電位之位準之間。在一些實施例中，若接地電位之位準定義為0V，則調節直流電位VOUT之位準係介於供應電位之位準之30%至70%之間。
驅動器110[N：1]係用於輸出對應電流I[1]、I[2]、I[3]、…、I[N]至調節器輸出節點106，然後再至負載160。驅動器110[N：1]之每一者係由調節器控制電路120[(N+1)：1]處接收N+1個控制信號CTRL[1]、CTRL[2]、CTRL[3]、CTRL[4]、…、CTRL[N+1]，並由工作控制器130處接收選擇信號SEL[1]、 SEL[2]、SEL[3]、…、SEL[N]之對應一組。調節器控制電路120[1]至120[N+1]係用於產生對應之控制信號CTRL[(N+1)：1]。
調節器控制電路120[(N+1)：1]係由誤差放大器140處接收一誤差信號VE，並接收一時脈信號CLK和N+1組相位控制信號PH[1]、PH[2]、PH[3]、PH[4]、…、PH[N+1]。調節器控制電路120[(N+1)：1]之每一者係根據時脈信號CLK、誤差信號VE，以及相位信號PH[(N+1)：1]之對應一組，來產生控制信號CTRL[(N+1)：1]之對應一者。工作控制器130接收時脈信號CLK，並係用於以一旋轉形式(Rotational Manner)設定調節器控制電路120[(N+1)：1]之每一者，以產生控制信號CTRL[(N+1)：1]之對應一者，其中控制信號CTRL[(N+1)：1]係對應於N個不同相位。在一些實施例中，N個相位係根據時脈信號CLK之一頻率和一相位來進行界定。另外，在調節器電路100之任何操作期間中，調節器控制電路120[(N+1)：1]之其中N者係用於產生各種各式之N個控制信號，其中N個控制信號係對應於N個不同相位。
工作控制器130更用於以旋轉形式設定驅動器110[N：1]，使得第p個驅動器110[p]係根據控制信號來進行操作，其中控制信號係對應於來自調節器控制電路120[(N+1)：1]之N個不同相位之第p個相位，指標數字「p」係代表一正整數，其範圍係由1至N。因此，在調節器電路100之任何操作期間中，第p個驅動器110[p]係根據N個控制信號其中之一控制信號來提供第p個電流I[p]給調節器輸出節點106，其中所用之控制信號係對應於第p個相位，例如：來自調節器控制電路120[N：1] 之控制信號CTRL[N：1]之第p個控制信號CTRL[p]。
另外，工作控制器130係用於設定另一調節器控制電路，例如：調節器控制電路120[N+1]，以產生另一控制信號CTRL[N+1]，其中控制信號CTRL[N+1]係對應於N個不同相位之第p個相位。工作控制器130更根據另一控制信號CTRL[N+1]來設定第p個驅動器110[p]以產生第p個電流I[p]，其中控制信號CTRL[N+1]係用於代替控制信號CTRL[p]，而控制信號CTRL[p]係對應於第p個相位且正係由第p個驅動器110[p]所使用。在一些實施例中，適用於N個不同相位之調節器控制電路120[(N+1)：1]之組合之旋轉過程可包括：在時脈信號CLK之每一時脈週期期間，以閒置(Idle)之一調節器控制電路來取代工作中(Working)之調節器控制電路之一者。
誤差放大器140具有一非反相輸入端(Non-inverted Input)142、一反相輸入端(Inverted Input)144，以及一輸出端146，其中誤差放大器140之非反相輸入端142係用於接收一參考電位VREF，而誤差放大器140之反相輸入端144係用於接收一回授電位(Feedback Voltage)VFB。誤差放大器140係根據回授電位VFB之位準和參考電位VREF之位準，來於輸出端146處產生一誤差電位VE。在一些實施例中，回授電位VFB之位準係等於調節器輸出節點106處之調節直流電位VOUT之位準。在一些實施例中，調節器電路100更包括一分壓器(Voltage Divider)(未顯示)，用於將調節直流電位VOUT之位準以一既定比率轉換為回授電位VFB之位準。在一些實施例中，參考電位VREF之位準係介於供應電位之位準和接地電位之位準之間。
電容元件150係作為一低通濾波器(Low-pass Filter)，以穩定調節直流電位VOUT之位準。電容元件150之電特性係由一等效串聯電容(如一電容器152所示)和一等效串聯電阻(如一電阻器154所示)所表示。
關於驅動器110[N：1]、調節器控制電路120[(N+1)：1]，以及工作控制器130之細節將於第2、3圖之實施例中作詳細解釋。
第2圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路100之一部份電路圖，其中一驅動器110[p]和一調節器控制電路120[q]之細節將被進一步詳述。指標數字「q」為一正整數，其範圍係由1至N+1。除了驅動器110[p]以外之其餘驅動器110[N：1]係以一方塊110[x]來表示，而除了調節器控制電路120[p]以外之其餘調節器控制電路120[(N+1)：1]係以另一方塊120[x]來表示。第2圖之其餘元件皆與第1圖中具有相同標號者相同或相似，故其細部說明在此不再贅述。
驅動器110[p]包括一多工器(Multiplexer)212、一前驅動級(Pre-driver Stage)214、一驅動級(Driver Stage)216，以及一電感元件218，其中多工器212係耦接至調節器控制電路120[p]、120[x](亦即，調節器控制電路120[(N+1)：1])，前驅動級214係耦接至多工器212，驅動級216係耦接於前驅動級214和調節器輸出節點106之間，而電感元件218係耦接於驅動級216和調節器輸出節點106之間。驅動器110[p]係用於輸出電流I[p]至調節器輸出節點106。
多工器212具有一輸入埠212a和一輸出埠212b。多 工器212之輸入埠212a係耦接至調節器控制電路120[(N+1)：1]之複數個輸出節點222，並用於接收複數個控制信號CTRL[(N+1)：1]。根據來自工作控制器130之選擇信號SEL[p]，多工器212係將控制信號CTRL[(N+1)：1]中對應於N個不同相位之第p個相位之一者耦合至多工器212之輸出埠212b，例如：可將來自調節器控制電路120[q]之控制信號CTRL[q]耦合至多工器212之輸出埠212b。因此，驅動器110[p]係由工作控制器130所設定，並根據多工器212之輸出埠212b之控制信號來進行操作。
前驅動級214係用於產生二控制信號DU、DL，以根據多工器212之輸出埠212b之一信號來控制驅動級216。驅動級216包括一上驅動器216a、一下驅動器216b，以及一輸出節點216c，其中輸出節點216c係介於上驅動器216a和下驅動器216b之間。上驅動器216a為一P型電晶體(P-type Transistor)，其係耦接於驅動級216之輸出節點216c和第一電源供應節點102之間。下驅動器216b為一N型電晶體(N-type Transistor)，其係耦接於驅動級216之輸出節點216c和第二電源供應節點104之間。在一些實施例中，控制信號DU、DN係用於導通上驅動216a或下驅動器216b二者擇一，以根據多工器212之輸出埠212b之控制信號來注入電流至調節器輸出節點106處，或是由調節器輸出節點106處抽取電流。
再者，電感元件218係介於驅動級216之輸出節點216c和調節器輸出節點106之間。電感元件218和電容元件150係共同作為一低通濾波器，以穩定前述之調節直流電位 VOUT。
在一些實施例中，驅動器110[x]之每一者皆與驅動器110[p]具有相同組態。在一些實施例中，驅動器110[x]和驅動器110[p](亦即，驅動器110[N：1])係根據一共同電路圖進行製造生產。
調節器控制電路120[q]包括一輸出節點222、一斜坡函數產生器(Ramp Generator)224，以及一比較器(Comparator)226，其中比較器226係耦接於調節器控制電路120[q]之輸出節點222和斜坡函數產生器224之間。斜坡函數產生器224係由工作控制器130處接收時脈信號CLK和一組相位控制信號PH[q]，並用於產生一斜坡信號VRAMP。斜坡信號VRAMP為一三角波信號或一鋸齒波信號，其具有由工作控制器130根據相位控制信號PH[q]所指派之N個不同相位之一者。比較器226係藉由比較斜坡信號VRAMP和誤差信號VE來產生一控制信號CTRL[q]，其中誤差信號係根據調節器輸出節點106之電位位準和參考電位VREF之電位位準而產生。因此，控制信號CTRL[q]為一脈衝寬度調變(Pulse Width Modulation，PWM)信號，其對應於工作控制器130所指派之斜坡信號VRAMP之一相位。
在一些實施例中，調節器控制電路120[x]之每一者皆與調節器控制電路120[q]具有相同組態。在一些實施例中，調節器控制電路120[x]和調節器控制電路120[q](亦即，驅動器120[(N+1)：1])係根據一共同電路圖進行製造生產。
第3圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器 電路之不同節點處之邏輯值和波形之時序圖，舉例而言，調節器電路100之N值可設定為4。波形310[1]至310[5]可分別代表調節器控制電路120[1]至120[5]之斜坡信號VRAMP之波形。在一些實施例中，調節器控制電路120[1]至120[5]之斜坡信號VRAMP為鋸齒波信號。等效十進位值320[1]至320[4]代表選擇信號SEL[4：1]之各種組合之值。波形330代表時脈信號CLK之波形。工作控制器130係用於在時脈信號CLK之每一時脈週期期間活化(Activate)閒置之一調節器控制電路，以取代工作中之一調節器控制電路。
舉例而言，在時間點T0，調節器控制電路120[1]產生一斜坡信號310[1]，其中斜坡信號310[1]之相位係定義為一0度相位；調節器控制電路120[2]產生一斜坡信號310[2]，其中斜坡信號310[2]具有一90度相位；調節器控制電路120[3]產生一斜坡信號310[3]，其中斜坡信號310[3]具有一180度相位；調節器控制電路120[4]係設定為閒置(Idle)；而調節器控制電路120[5]產生一斜坡信號310[5]，其中斜坡信號310[5]具有一270度相位。此外，選擇信號SEL[1]之值係設定為「1」(320[1])，以將控制信號CTRL[1]由調節器控制電路120[1]耦合至驅動器110[1]之前驅動級214；選擇信號SEL[2]之值係設定為「2」(320[2])，以將控制信號CTRL[2]由調節器控制電路120[2]耦合至驅動器110[2]之前驅動級214；選擇信號SEL[3]之值係設定為「3」(320[3])，以將控制信號CTRL[3]由調節器控制電路120[3]耦合至驅動器110[3]之前驅動級214；而選擇信號SEL[4]之值係設定為「5」(320[4])，以將控制信號CTRL[5]由調節器控制電 路120[5]耦合至驅動器110[4]之前驅動級214。
另外，在起始於時間點T0之時脈週期中，調節器控制電路120[5]即將被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[4]即將取代調節器控制電路120[5]並產生具有270度相位之斜坡信號310[4]。在時間點T0’，當斜波信號310[5]出現一下降邊緣(Falling Edge)時，工作控制器130將選擇信號SEL[4]之值320[4]由「5」改為「4」。因此，驅動器110[4]之多工器212將控制信號CTRL[5]作解耦合，並改耦合控制信號CTRL[4]至驅動器110[4]之前驅動級214。其餘值320[1]、320[2]、320[3]皆維持不變。
在起始於時間點T1之時脈週期中，調節器控制電路120[1]即將被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[5]即將取代調節器控制電路120[1]並產生具有0度相位之斜坡信號310[5]。由於斜坡信號310[1]在時間點T1出現一下降邊緣，故工作控制器130於時間點T1將選擇信號SEL[1]之值320[1]由「1」改為「5」。因此，驅動器110[1]之多工器212將控制信號CTRL[1]作解耦合，並改耦合控制信號CTRL[5]至驅動器110[1]之前驅動級214。其餘值320[2]、320[3]、320[4]皆維持不變。
在起始於時間點T2之時脈週期中，調節器控制電路120[2]即將被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[1]即將取代調節器控制電路120[2]並產生具有90度相位之斜坡信號310[1]。在時間點T2’，當斜波信號310[2]出現一下降邊緣時，工作控制器130將選擇信號SEL[2]之值320[2]由「2」改為「1」。因此，驅動器110[2]之多工器212將控制信號CTRL[2]作解耦合， 並改耦合控制信號CTRL[1]至驅動器110[2]之前驅動級214。其餘值320[1]、320[3]、320[4]皆維持不變。
在起始於時間點T3之時脈週期中，調節器控制電路120[3]即將被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[2]即將取代調節器控制電路120[3]並產生具有180度相位之斜坡信號310[2]。在時間點T3’，當斜波信號310[3]出現一下降邊緣時，工作控制器130將選擇信號SEL[3]之值320[3]由「3」改為「2」。因此，驅動器110[3]之多工器212將控制信號CTRL[3]作解耦合，並改耦合控制信號CTRL[2]至驅動器110[3]之前驅動級214。其餘值320[1]、320[2]、320[4]皆維持不變。
在起始於時間點T4之時脈週期中，調節器控制電路120[4]即將被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[3]即將取代調節器控制電路120[4]並產生具有270度相位之斜坡信號310[3]。在時間點T4’，當斜波信號310[4]出現一下降邊緣時，工作控制器130將選擇信號SEL[4]之值320[4]由「4」改為「3」。因此，驅動器110[4]之多工器212將控制信號CTRL[4]作解耦合，並改耦合控制信號CTRL[3]至驅動器110[4]之前驅動級214。其餘值320[1]、320[2]、320[3]皆維持不變。
然後，在時間點T5，調節器控制電路120[5]被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[4]取代調節器控制電路120[5]並產生具有0度相位之斜坡信號310[4]。在時間點T6之後之時間點T6’，調節器控制電路120[1]被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[5]取代調節器控制電路120[1]並產生具有90度相位之斜坡信號310[5]。在時間點T7之後之時間點T7’， 調節器控制電路120[2]被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[1]取代調節器控制電路120[2]並產生具有180度相位之斜坡信號310[1]。在時間點T8之後之時間點T8’，調節器控制電路120[3]被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[2]取代調節器控制電路120[3]並產生具有270度相位之斜坡信號310[2]。
然後，在時間點T9，調節器控制電路120[4]被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[3]取代調節器控制電路120[4]並產生具有0度相位之斜坡信號310[3]。在時間點T10之後之時間點T10’，調節器控制電路120[5]被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[4]取代調節器控制電路120[5]並產生具有90度相位之斜坡信號310[4]。在時間點T11之後之時間點T11’，調節器控制電路120[1]被設定為閒置，而閒置中之調節器控制電路120[5]取代調節器控制電路120[1]並產生具有180度相位之斜坡信號310[5]。
因此，調節器控制電路120[5：1]之每一者係用於一旋轉形式產生控制信號CTRL[5：1]之對應一者，其中控制信號CTRL[5：1]係對應至四種不同相位，例如：0度相位、90度相位、180度相位，以及270度相位。此外，驅動器110[4：1]之多工器212，例如：第p個驅動器之多工器212，係根據控制信號以一旋轉形式來進行操作，其中前述控制信號係對應於來自調節器控制電路120[5：1]之四個不同相位之第p個相位。如第3圖之實施例所述，調節器控制電路120[5：1]和驅動器110[4：1]之每一組合將於每20個時脈週期就會發生一次重複。因此，由調節器控 制電路120[5：1]之製程變異或不匹配所引起之控制信號CTRL[5：1]中之相位誤差將平均地分配至驅動器110[4：1]。
如第3圖之實施例所述，當對應之一斜坡信號VRAMP出現一下降邊緣時，選擇信號SEL[4：1]之值即被設定且發生變化。因此，當控制信號CTRL[5：1]之脈衝寬度調變波形出現下降邊緣或上升邊緣時，調節器控制電路120[5：1]即進行切換。在一些實施例中，若斜坡信號VRAMP為三角波信號，則選擇信號SEL[4：1]之值將會發生變化之時間點係落在當對應之一斜坡信號VRAMP出現一峰值時，例如：一最高峰值或一最低峰值。因此，當控制信號CTRL[5：1]之脈衝寬度調變波形出現一已知邏輯值時，調節器控制電路120[5：1]即進行切換。
第4A圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路之不同驅動器110[N：1]所產生之各個電流I[N：1]之波形示意圖。舉例而言，調節器電路100之N值可設定為4。波形410[1]代表電流I[1]之波形，波形410[2]代表電流I[2]之波形，波形410[3]代表電流I[3]之波形，而波形410[4]代表電流I[4]之波形。在調節器電路100已啟動且操作於穩態(例如：時間點T402)之後，由於調節器控制電路120[5：1]之控制信號CTRL[5：1]中之相位誤差(Phase Error)已以時間平均之方式(Time-average Manner)均勻地分配至驅動器110[4：1]，故驅動器110[4：1]之每一者之輸出電流將具有相同之方均根(Root Mean Square，RMS)值。
第4B圖係顯示另一調節器電路之不同驅動器所產 生之各個電流之波形示意圖，其中調節器電路具有異於本發明之組態。詳細而言，第4B圖之調節器電路並未以旋轉方式使用調節器控制電路來對抗對應於不同相位之驅動器。波形420[1]代表對應於電流I[1]之一電流之波形，波形420[2]代表對應於電流I[2]之一電流之波形，波形420[3]代表對應於電流I[3]之一電流之波形，而波形420[4]代表對應於電流I[4]之一電流之波形。在第4B圖之調節器電路已啟動且操作於穩態(例如：時間點T404)之後，由於調節器控制電路之控制信號中之相位誤差仍停留在對應之驅動器，未能均勻地分配至不同驅動器，故各個驅動器之輸出電流將具有不同之方均根值，此係因控制信號中之相位誤差所導致。在第4B圖中，對應於波形420[1]、420[2]之電流實際上是在消耗能量，而非提供能量給負載。是以，對應於波形420[3]、420[4]之電流不僅要提供電流給負載，還要補償對應於波形420[1]、420[2]之電流之驅動器所虛耗之能量。
第5圖係顯示根據本發明一實施例所述之調節器電路之操作方法500之流程圖。在一些實施例中，調節器電路之操作方法500係與第1圖之調節器電路100相關聯。必須理解的是，第5圖之操作方法500之每一步驟之前、之期間，或(且)之後尚可外加其他步驟，而其他流程僅於此作簡短敘述。
本流程開始於步驟510，其中N個驅動器110[N：1]係根據對應之N個控制信號進行操作，例如：來自N個調節器控制電路之控制信號CTRL[N：1]。又例如，N個調節器控制電路可為至少N+1個調節器控制電路120[(N+1)：1]之N個調節器 控制電路120[N：1]。N個驅動器之第p個驅動器110[p]係根據N個控制信號之一者來進行操作，其中N個控制信號之一者係對應於N個不同相位之第p個相位。
然後，流程進展至步驟520。至少N+1個調節器控制電路之另一調節器控制電路，例如：調節器控制電路120[N+1]，產生另一控制信號，其對應於N個不同相位之第p個相位。
在一些實施例中，步驟520包括：逐一設定至少N+1個調節器控制電路120[(N+1)：1]之每一者，以產生一控制信號對應於N個不同相位，此過程係以一旋轉形式，一個接一個進行設定。
然後，流程進展至步驟530。判斷工作旋轉之一觸發事件發生。在一些實施例中，工作旋轉之觸發事件係在時脈信號CLK之每一時脈週期期間，當對應之一斜坡信號VRAMP出現一下降邊緣時。在一些實施例中，工作旋轉之觸發事件係在時脈信號CLK之每一時脈週期期間，當對應之一斜坡信號VRAMP出現一峰值時，例如一最高峰值或一最低峰值。
若觸發事件有發生，流程進展至步驟540；否則，流程將回到步驟510。
在步驟540，第p個驅動器110[p]係根據另一控制信號進行操作，其中另一控制信號係對應於來自另一調節器控制電路120[N+1]之第p個相位。
在一些實施例中，步驟540包括：逐一設定N個驅動器110[N：1]之多工器212，使得N個驅動器之第p個驅動器 110[p]根據控制信號進行操作，其中前述控制信號係對應於來自至少N+1個調節器控制電路120[(N+1)：1]之N個不同相位之第p個相位，此過程係以一旋轉形式，一個接一個進行設定。
根據一實施例，其提供一種調節器電路，包括：一調節器輸出節點；至少N+1個調節器控制電路，其中N為大於1之一正整數；以及N個驅動器，其中該N個驅動器之每一者包括：一多工器，具有一輸入埠和一輸出埠，其中該多工器之該輸入埠係耦接至該至少N+1個調節器控制電路之複數個輸出節點；一驅動級，耦接至該調節器輸出節點；以及一前驅動級，用於根據該多工器之該輸出埠之一信號來控制該驅動級。
根據另一實施例，其提供一種調節器電路，包括：一調節器輸出節點；至少N+1個調節器控制電路，其中該至少N+1個調節器控制電路之N個調節器控制電路係用於分別產生N個控制信號，該N個控制信號係對應於N個不同相位，而N為大於1之一正整數；N個驅動器，其中該N個驅動器之一第p個驅動器係根據該N個控制信號之一控制信號來輸出一第p個電流至該調節器輸出節點，該控制信號係對應於該N個不同相位之一第p個相位，而p為範圍由1至N之一正整數；以及一工作控制器，耦接至該N個驅動器和該至少N+1個調節器控制電路，其中該工作控制器係用於：設定該第p個驅動器，以根據該N個控制信號之該控制信號輸出該第p個電流，其中該控制信號係對應於該第p個相位；設定該至少N+1個調節器控制電路之另一調節器控制電路，以產生對應於該第p個相位之另一控制信號；以及設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號輸出該 第p個電流，其中該另一控制信號係來自該至少N+1個調節器控制電路之該另一調節器控制電路，而該另一控制信號係用於取代對應於該第p個相位之該N個控制信號之該控制信號。
根據另一實施例，其提供一種調節器電路之操作方法，包括下列步驟：設定N個驅動器，以根據對應之N個控制信號進行操作，其中該N個控制信號係來自至少N+1個調節器控制電路之N個調節器控制電路，該N個驅動器之一第p個驅動器係根據該N個控制信號之一者進行操作，該N個控制信號之一者係對應於N個不同相位之一第p個相位，N為大於1之一正整數，而p為範圍由1至N之一正整數；設定該至少N+1個調節器控制電路之另一調節器控制電路，使得該另一調節器控制電路產生另一控制信號，而該另一控制信號係對應於該N個不同相位之該第p個相位；以及作為一觸發事件之回應，設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號進行操作，其中該另一控制信號係對應於來自該另一調節器控制電路之該第p個相位。
前述內容舉列幾個實施例之特徵，使得熟知本技術領域者可理解本發明之面向。本技術領域人士應可據此使用本說明書作為基礎，根據本發明實施例設計或修正其他流程或結構，來達成與本發明相同之目的和優點。本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何熟習此項技藝者，在不脫離本發明之精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明之保護範圍當視後附之申請專利範圍所界定者為準。
500‧‧‧調節器電路之操作方法
510、520、530、540、550‧‧‧步驟

Claims (10)

  1. 一種調節器電路，包括：一調節器輸出節點；至少N+1個調節器控制電路，其中N為大於1之一正整數，該至少N+1個調節器控制電路之每一者包括用以產生具有一相位之一斜坡信號之一斜坡函數產生器；以及N個驅動器，其中該N個驅動器之每一者包括：一多工器，具有一輸入埠和一輸出埠，並且由一工作控制器接收一對應的選擇信號，其中該多工器之該輸入埠係耦接至該至少N+1個調節器控制電路之複數個輸出節點；一驅動級，耦接至該調節器輸出節點；以及一前驅動級，用於根據該多工器之該輸出埠之一信號來控制該驅動級，其中由該N個驅動器之該等多工器所接收到之該等對應的選擇信號是彼此不同的；其中，該調節器電路用以改變介於該至少N+1個調節器控制電路中之一第一調節器控制電路之一第一斜坡信號之該相位以及該至少N+1個調節器控制電路中之一第二調節器控制電路之一第二斜坡信號之該相位之間的一相位差。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之調節器電路，更包括：該工作控制器，耦接至該N個驅動器之該等多工器和該至少N+1個調節器控制電路，其中該工作控制器係用於：以一旋轉形式設定該N個驅動器之該等多工器，使得該N個驅動器之一第p個驅動器係根據複數個控制信號進行操作，其中該等控制信號係對應於來自該至少N+1個調節器控制 電路之N個不同相位之一第p個相位，而p為範圍由1至N之一正整數；以及以一旋轉形式設定該至少N+1個調節器控制電路之每一者，以產生對應於該N個不同相位之一控制信號；其中該至少N+1個調節器控制電路之一者包括：該斜坡函數產生器，用於產生該斜坡信號，其中該斜坡信號為一三角波信號或一鋸齒波信號；以及一比較器，用於藉由比較該斜坡信號與一誤差信號，來產生該至少N+1個調節器控制電路之一者之該控制信號，其中該誤差信號係根據該調節器輸出節點之一電位位準而產生；其中該調節器電路更包括：一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號；其中該至少N+1個調節器控制電路係用於接收該誤差信號；其中該N個驅動器之每一者更包括：一電感元件，介於該驅動級之一輸出節點和該調節器輸出節點之間。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之調節器電路，其中該N個驅動器之一者之該驅動級包括：一上驅動器，耦接於該驅動級之一輸出節點和一第一電源供應節點之間，其中該第一電源供應節點係用於提供一供應電位位準；以及 一下驅動器，耦接於該驅動級之該輸出節點和一第二電源供應節點之間，其中該第二電源供應節點係用於提供一接地電位位準，而該接地電位位準係低於該供應電位位準；其中該調節器電路更包括：一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號，其中該參考電位位準係介於該供應電位位準和該接地電位位準之間。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之調節器電路，其中：該N個驅動器係根據一第一共同電路圖來進行製造生產；以及該至少N+1個調節器控制電路係根據一第二共同電路圖來進行製造生產。
  5. 一種調節器電路，包括：一調節器輸出節點；至少N+1個調節器控制電路，其中該至少N+1個調節器控制電路之N個調節器控制電路係用於分別產生N個控制信號，該N個控制信號係對應於N個不同相位，而N為大於1之一正整數；N個驅動器，其中該N個驅動器之一第p個驅動器係根據該N個控制信號之一控制信號來輸出一第p個電流至該調節器輸出節點，該控制信號係對應於該N個不同相位之一第p個相位，而p為範圍由1至N之一正整數，且該控制訊號係透過該至少N+1個調節器控制電路之一調節器控制電路產生；以及 一工作控制器，耦接至該N個驅動器和該至少N+1個調節器控制電路，其中該工作控制器係用於：設定該第p個驅動器，以根據該N個控制信號之該控制信號輸出該第p個電流，其中該控制信號係對應於該第p個相位；設定該至少N+1個調節器控制電路之另一調節器控制電路，以產生對應於該第p個相位之另一控制信號；設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號輸出該第p個電流，其中該另一控制信號係來自該至少N+1個調節器控制電路之該另一調節器控制電路，而該另一控制信號係用於取代對應於該第p個相位之該N個控制信號之該控制信號；以及於該另一調節器控制電路產生該另一控制信號之同時，將該至少N+1個調節器控制電路之該調節器控制電路設定為一閒置狀態。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之調節器電路，更包括：一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號；其中該至少N+1個調節器控制電路係用於接收該誤差信號；其中該至少N+1個調節器控制電路之一者包括：一斜坡函數產生器，用於產生一斜坡信號，其中該斜坡信號為一三角波信號或一鋸齒波信號，而該三角波信號或該鋸齒波信號具有由該工作控制器所設定之該N個不同相位 之一者；以及一比較器，用於藉由比較該斜坡信號與一誤差信號，來產生一控制信號，其中該誤差信號係根據該調節器輸出節點之一電位位準而產生。
  7. 如申請專利範圍第5項所述之調節器電路，其中該N個驅動器之該第p個驅動器包括：一驅動級，用於產生該第p個電流；一前驅動級，用於根據一控制信號來控制該驅動級，其中該控制信號係對應於該N個不同相位之該第p個相位；以及一多工器，用於將該至少N+1個調節器控制電路之一者耦接至該前驅動級，其中被耦接之該至少N+1個調節器控制電路之一者係用於產生對應於該N個不同相位之該第p個相位之該控制信號；其中該N個驅動器之該第p個驅動器更包括：一電感元件，介於該驅動級之一輸出節點和該調節器輸出節點之間；其中該N個驅動器之該第p個驅動器之該驅動級包括：一上驅動器，耦接於該驅動級之一輸出節點和一第一電源供應節點之間，其中該第一電源供應節點係用於提供一供應電位位準；以及一下驅動器，耦接於該驅動級之該輸出節點和一第二電源供應節點之間，其中該第二電源供應節點係用於提供一接地電位位準，而該接地電位位準係低於該供應電位位準；其中該調節器電路更包括： 一誤差放大器，用於根據該調節器輸出節點之一電位位準和一參考電位位準來產生一誤差信號，其中該參考電位位準係介於該供應電位位準和該接地電位位準之間；其中：該N個驅動器係根據一第一共同電路圖來進行製造生產；以及該至少N+1個調節器控制電路係根據一第二共同電路圖來進行製造生產。
  8. 一種調節器電路之操作方法，包括下列步驟：設定N個驅動器，以根據對應之N個控制信號與來自一工作控制器之N個選擇信號進行操作，其中該N個控制信號係來自至少N+1個調節器控制電路之N個調節器控制電路，該N個驅動器之一第p個驅動器係根據該N個控制信號之一控制訊號與該N個選擇信號之一者進行操作，該N個控制信號之一控制訊號係對應於N個不同相位之一第p個相位，N為大於1之一正整數，來自該工作控制器之N個選擇信號是彼此不同的，而p為範圍由1至N之一正整數，且該N個控制訊號之一控制訊號係透過該至少N+1個調節器控制電路之一調節器控制電路產生；設定該至少N+1個調節器控制電路之另一調節器控制電路，使得該另一調節器控制電路產生另一控制信號，而該另一控制信號係對應於該N個不同相位之該第p個相位；以及作為一觸發事件之回應，設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號進行操作，其中該另一控制信號係對應於來自 該另一調節器控制電路之該第p個相位，以及於該另一調節器控制電路產生該另一控制信號之同時，將該至少N+1個調節器控制電路之該調節器控制電路設定為一閒置狀態。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之操作方法，更包括：若p小於N，則將p更新為p+1，而若p等於N，則將p更新為1；以及以更新之p來操作該N個驅動器、設定該另一調節器控制電路，以及設定該第p個驅動器。
  10. 如申請專利範圍第8項所述之操作方法，其中設定該另一調節器控制電路之步驟包括：以一旋轉形式，逐一設定該至少N+1個調節器控制電路之每一者，以產生對應於該N個不同相位之一控制信號；其中設定該第p個驅動器，以根據該另一控制信號進行操作之步驟包括：以一旋轉形式，逐一設定該N個驅動器之複數個多工器，使得該N個驅動器之該第p個驅動器根據複數個控制信號進行操作，其中該等控制信號係對應於來自該至少N+1個調節器控制電路之該N個不同相位之該第p個相位。
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Families Citing this family (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9659603B2 (en) 2015-08-05 2017-05-23 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Power management circuit for an electronic device
US9553087B1 (en) 2015-11-02 2017-01-24 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company Ltd. Semiconductor device
US10636560B2 (en) 2016-03-11 2020-04-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Induction based current sensing
US10637351B2 (en) 2016-07-25 2020-04-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Regulated voltage systems and methods using intrinsically varied process characteristics
US10163899B2 (en) 2016-11-30 2018-12-25 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. Temperature compensation circuits

Family Cites Families (26)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6371672B1 (en) * 1998-11-06 2002-04-16 Gunther International, Ltd. Imager featuring service station assembly with interface board and cartridge assembly with customized rasterizer and pen driver boards
IT1311256B1 (it) * 1999-10-26 2002-03-04 Lgl Electronics Spa Dispositivo e metodo di movimentazione e controllo del braccioavvolgitrama negli apparecchi alimentatori di trama per telai di
US6215290B1 (en) 1999-11-15 2001-04-10 Semtech Corporation Multi-phase and multi-module power supplies with balanced current between phases and modules
US6246222B1 (en) 2000-08-30 2001-06-12 National Semiconductor Corporation Switching DC-to-DC converter and conversion method with rotation of control signal channels relative to paralleled power channels
US6459602B1 (en) 2000-10-26 2002-10-01 O2 Micro International Limited DC-to-DC converter with improved transient response
US6806689B2 (en) 2002-03-22 2004-10-19 International Rectifier Corporation Multi-phase buck converter
US6670794B1 (en) 2002-07-12 2003-12-30 Richtek Technology Corp. Multi-phase DC-to-DC buck converter with multi-phase current balance and adjustable load regulation
US7265522B2 (en) 2003-09-04 2007-09-04 Marvell World Trade Ltd. Dynamic multiphase operation
US7023188B1 (en) * 2004-09-10 2006-04-04 Semiconductor Components Industries, L.L.C. Method of forming a multi-phase power supply controller
US7622827B2 (en) 2007-02-16 2009-11-24 System General Corporation Switching controller for parallel power supply
US7633183B2 (en) 2007-02-16 2009-12-15 System General Corporation Switching controller for power sharing of parallel power supplies
US8378654B2 (en) 2009-04-01 2013-02-19 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Voltage regulator with high accuracy and high power supply rejection ratio
US8598854B2 (en) 2009-10-20 2013-12-03 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. LDO regulators for integrated applications
US8610412B2 (en) 2010-04-16 2013-12-17 O2Micro Inc. Controllers, systems and methods for implementing multi-phase control
US8710810B1 (en) * 2010-06-23 2014-04-29 Volterra Semiconductor Corporation Systems and methods for DC-to-DC converter control
US8450990B2 (en) 2010-08-16 2013-05-28 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Dynamic control loop for switching regulators
US8957647B2 (en) 2010-11-19 2015-02-17 Taiwan Semiconductor Manufacturing Co., Ltd. System and method for voltage regulation using feedback to active circuit element
US9958895B2 (en) 2011-01-11 2018-05-01 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bandgap reference apparatus and methods
CN102999236B (zh) * 2011-09-09 2017-04-05 三星电子株式会社 触摸屏传感器集成电路、其操作方法以及系统
US8816670B2 (en) 2011-09-30 2014-08-26 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Electronic circuit having band-gap reference circuit and start-up circuit, and method of starting-up band-gap reference circuit
US8629706B2 (en) 2011-10-13 2014-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Power switch and operation method thereof
US9612606B2 (en) 2012-05-15 2017-04-04 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Bandgap reference circuit
US20130320944A1 (en) 2012-06-04 2013-12-05 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Voltage regulator, amplification circuit, and compensation circuit
US9069370B2 (en) 2012-06-29 2015-06-30 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Digital low drop-out regulator
US8629694B1 (en) 2012-10-10 2014-01-14 Taiwan Semiconductor Manufacturing Company, Ltd. Method and apparatus of voltage scaling techniques
US9065470B2 (en) * 2012-12-19 2015-06-23 Intel Corporation Low power analog to digital converter

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