用于电压调节器的瞬态响应技术

摘要

本申请涉及用于电压调节器的瞬态响应技术。揭示一种电路。所述电路包含：电力供应节点；及系统，其经配置而以经调节电压从所述电力供应节点接收电流且产生指示所述电流的预计改变的一或多个控制信号。所述电路还包含电压调节器，所述电压调节器经配置以将所述电流提供到所述电力供应节点且用所述经调节电压来驱动所述电力供应节点，其中所述经调节电压的值是至少部分地基于所述一或多个控制信号。

权利要求

1.一种电路，其包括：

电力供应节点；

系统，其经配置而以经调节电压从所述电力供应节点接收负载电流，且产生指示所述负载电流的预计改变的一或多个控制信号；及电压调节器，其经配置以将所述负载电流提供到所述电力供应节点，且致使所述电力供应节点的电压成为所述经调节电压，其中所述电压调节器经配置以响应于所述一或多个控制信号而改变所述电力供应节点的电压的值，其中所述电力供应节点的所述电压的所述值在所述负载电流的实际改变之前被改变，所述负载电流的实际改变对应于所述负载电流的所述预计改变，其中所述电压调节器包括：控制电路，其经配置以基于所述电力供应节点的所述电压和参考电压来产生输入信号，以及切换调节器，其经配置以基于所述输入信号来控制所述电力供应节点的所述电压。

2.根据权利要求1所述的电路，其中所述一或多个控制信号指示所述预计改变是否包括所述负载电流的增大或减小。

3.根据权利要求1所述的电路，其中所述控制电路经配置以额外地基于所述一或多个控制信号来产生所述输入信号。

4.根据权利要求1所述的电路，其中所述负载电流的所述预计改变具有预期量变曲线，且其中所述电压调节器经配置以改变所述电力供应节点的所述电压的所述值，以匹配所述预期量变曲线。

5.根据权利要求1所述的电路，其中所述电压调节器经配置以在一定时间周期内改变所述电力供应节点的所述电压的所述值。

6.根据权利要求1所述的电路，其中时间周期是基于所述一或多个控制信号而确定。

7.根据权利要求1所述的电路，其中所述电压调节器经配置以在第一操作模式和第二操作模式操作，且其中所述电压调节器经配置以改变所述电力供应节点的所述电压的所述值，作为所述电压调节器从所述第一操作模式改变到所述第二操作模式的结果。

8.一种电路，其包括：

电力供应节点；

系统，其经配置而以经调节电压从所述电力供应节点接收负载电流，且产生指示所述负载电流的预计改变的一或多个控制信号；及电压调节器，其经配置以将所述负载电流提供到所述电力供应节点，且致使所述电力供应节点的电压成为所述经调节电压，其中所述电压调节器经配置以响应于所述一或多个控制信号而改变所述电力供应节点的电压的值，其中所述电力供应节点的所述电压的所述值在所述负载电流的实际改变之前被改变，所述负载电流的实际改变对应于所述负载电流的所述预计改变，其中所述电压调节器包括：控制电路，其经配置以基于所述电力供应节点的所述电压和参考电压来产生输入信号，以及R2D调节器，其经配置以基于所述输入信号来控制所述电力供应节点的所述电压。

9.一种操作电路的方法，所述方法包括：

利用电力供应节点，以经调节电压将电流提供到系统；

利用所述系统，接收所述电流；

利用所述系统，产生指示所述电流的预计改变的一或多个控制信号；

利用电压调节器，将所述电流提供到所述电力供应节点；

利用所述电压调节器，致使所述电力供应节点的电压成为所述经调节电压；

利用所述电压调节器，响应于所述一或多个控制信号而改变所述电力供应节点的电压的值，其中所述电力供应节点的所述电压的所述值在所述电流的实际改变之前被改变，所述电流的实际改变对应于所述电流的所述预计改变，利用所述电压调节器的控制电路，以基于所述电力供应节点的所述电压和参考电压来产生输入信号；以及利用所述电压调节器的切换调节器，以基于所述输入信号来控制所述电力供应节点的所述电压。

10.根据权利要求9所述的方法，其中所述一或多个控制信号指示所述预计改变是否包括所述电流的增大或减小。

11.根据权利要求10所述的方法，进一步包括：利用所述控制电路以额外地基于所述一或多个控制信号来产生所述输入信号。

12.根据权利要求9所述的方法，其中所述电流的所述预计改变具有预期量变曲线，且其中所述电力供应节点的所述电压的所述值被改变以匹配所述预期量变曲线。

13.根据权利要求9所述的方法，其中所述电力供应节点的所述电压的所述值在一定时间周期内被改变。

14.根据权利要求9所述的方法，其中时间周期是基于所述一或多个控制信号而确定。

15.根据权利要求9所述的方法，其中所述电压调节器经配置以在第一操作模式和第二操作模式操作，且其中所述方法进一步包括：利用所述电压调节器，以通过将所述电压调节器的操作模式从所述第一操作模式改变到所述第二操作模式，而改变所述电力供应节点的所述电压的所述值。

16.一种操作电路的方法，所述方法包括：

利用电力供应节点，以经调节电压将电流提供到系统；

利用所述系统，接收所述电流；

利用所述系统，产生指示所述电流的预计改变的一或多个控制信号；

利用电压调节器，将所述电流提供到所述电力供应节点；

利用所述电压调节器，致使所述电力供应节点的电压成为所述经调节电压；

利用所述电压调节器，响应于所述一或多个控制信号而改变所述电力供应节点的电压的值，其中所述电力供应节点的所述电压的所述值在所述电流的实际改变之前被改变，所述电流的实际改变对应于所述电流的所述预计改变，利用所述电压调节器的控制电路，以基于所述电力供应节点的所述电压和参考电压来产生输入信号；以及利用所述电压调节器的R2D调节器，以基于所述输入信号来控制所述电力供应节点的所述电压。

说明书

用于电压调节器的瞬态响应技术

[0001] 分案申请的相关信息

[0002] 本案是分案申请。该分案的母案是申请日为2019年3月14日、申请号为201910191890.1、发明名称为“用于电压调节器的瞬态响应技术”的发明专利申请。

[0003] 相关申请案交叉参考

[0004] 此申请案主张2018年6月29日提出申请的标题为“用于电压调节器的瞬态响应技术(TRANSIENT RESPONSE TECHNIQUES FOR VOLTAGE REGULATORS)”的美国专利申请案第16/024,404号的权益，所述美国专利申请案的揭示内容以引用的方式并入本文中。

技术领域

[0005] 本申请案一般来说涉及电压调节器，且更特定来说涉及用于改进电压调节器的瞬态响应的技术。

背景技术

[0006] 电压调节器频繁地用于将电力提供到电子系统，例如移动电话、显示器及其它电子系统。每一电子系统具有规范要求，所述规范要求界定与预期电力供应电压的可容许电压差的有限范围。由于电压调节器的输出阻抗及有限带宽，因此瞬态负载形成可违反最大及最小电力供应电压的情况。

发明内容

[0007] 一个发明方面是一种电路。所述电路包含：电力供应节点；及系统，其经配置而以经调节电压从所述电力供应节点接收电流且产生指示所述电流的预计改变的一或多个控制信号。所述电路还包含电压调节器，所述电压调节器经配置以将所述电流提供到所述电力供应节点且用所述经调节电压来驱动所述电力供应节点，其中所述电压调节器经配置以响应于所述一或多个控制信号而改变所述经调节电压的值。

[0008] 另一发明方面是一种操作电路的方法。所述方法包含：利用电力供应节点，以经调节电压将电流提供到系统。所述方法还包含：利用所述系统，接收所述电流；及产生指示所述电流的预计改变的一或多个控制信号。所述方法还包含：利用电压调节器，将所述电流提供到所述电力供应节点；响应于所述一或多个控制信号而用所述经调节电压来驱动所述电力供应节点。

附图说明

[0009] 图1是将VDD电力供应电压提供到系统的现有技术电压调节器的框图。

[0010] 图2是图解说明电压调节器的实例性瞬态响应的波形图。

[0011] 图3是将VDD电力供应电压提供到系统的电压调节器的框图。

[0012] 图4是升压电路的实施例的示意性图解说明。

[0013] 图5是升压电路的实施例的示意性图解说明。

[0014] 图6包含升压电路的实施例的示意性图解说明。

[0015] 图7包含升压电路的实施例的示意性图解说明。

[0016] 图8包含升压电路的实施例的示意性图解说明。

[0017] 图9包含升压电路的实施例的示意性图解说明。

[0018] 图10是将VDD电力供应电压提供到系统的电压调节器的框图。

[0019] 图11是将VDD电力供应电压提供到系统的多相电压调节器的框图。

[0020] 图12是将VDD电力供应电压提供到系统的R2D电压调节器的框图。

[0021] 图13是图解说明本文中所论述的电压调节器的实例性瞬态响应的波形图。

具体实施方式

[0022] 在本文中连同图式一起图解说明本发明的特定实施例。

[0023] 在本文中陈述各种细节，这是因为所述各种细节与特定实施例有关。然而，还可以与本文中所描述的方式不同的方式来实施本发明。可在不背离本发明的情况下由所属领域的技术人员对所论述实施例做出修改。因此，本发明并不限于本文中所揭示的特定实施例。

[0024] 图1是将VDD电力供应电压提供到系统10的现有技术电压调节器100的框图。电压调节器100包含参考产生器110、放大器120及反馈电路130。

[0025] 参考产生器110可(举例来说)包含数/模转换器(DAC)，且经配置以基于数字输入字DIN而产生参考电压Vref。

[0026] 放大器120接收参考电压Vref及反馈电压Vfb，且基于参考电压Vref与反馈电压Vfb之间的差而产生输出供应电压VDD。

[0027] 反馈电路130基于输出供应电压VDD而产生反馈电压Vfb。

[0028] 系统10基于从VDD电力供应器接收的电力而起作用及操作。由于系统10的操作并非静态的，因此由系统10呈现给参考产生器110的电流负载或阻抗改变。在一些情况中，举例来说当用户向系统10提供指示系统10应从睡眠模式改变到操作模式的指示时，所述改变可为显著的。

[0029] 由于电压调节器110的输出阻抗及有限带宽，因此瞬态负载形成可违反最大及最小电力供应电压VDD限制的情况。旁路电容器20通过在负载瞬态期间将电荷提供到系统10或从电压调节器110接收电荷而限制电力供应电压VDD上的电压漂移(excursion)。

[0030] 图2是图解说明电压调节器110的实例性瞬态响应的波形图。

[0031] 在时间T1处，用户利用系统10执行动作，所述动作致使系统10的阻抗减小。举例来说，移动电话的用户可轻敲触摸显示器、按下按钮。响应于用户输入，移动电话将显示器通电。此导致电流需求的突然增加，或被呈现给电压调节器110的阻抗的降低。

[0032] 响应于经增加电流负载或经降低阻抗，电力供应VDD处的电压降低。响应于经降低电力供应电压VDD，电压调节器110导致对VDD电力供应器的电流增加。

[0033] 最终，电力供应电压VDD稳定到可接受值，然而，电力供应电压VDD的漂移可对系统10造成问题。举例来说，如果所述漂移为足够大的，那么系统10可完全停止起作用。另外，当所述漂移为电压增加时，响应于经增加阻抗，如果所述增加为足够大的，那么系统10可被损坏。

[0034] 漂移的量值及持续时间与阻抗改变的量值及电压调节器110的带宽有关。

[0035] 图3是将VDD电力供应电压提供到系统30的电压调节器300的框图。电压调节器300包含参考产生器310、放大器320、反馈电路330、电容器35及升压电路340。在一些实施例中，电压调节器300、电容器35及系统30集成于单个衬底上。在一些实施例中，电容器35有效地操作以减小VDD电压瞬态的量值，尽管所述VDD电压瞬态的量值由于本文中所论述的抢先电压调节器控制而小至足以被进行积分。在一些实施例中，衬底包括半导体。在替代实施例中，电容器35及系统30中的一或多者位于与电压调节器300的衬底分离的衬底上。

[0036] 参考产生器310可(举例来说)包含数/模转换器(DAC)，且经配置以基于总线BDIN上的数字输入字而产生参考电压Vref。

[0037] 放大器320接收参考电压Vref及反馈电压Vfb，且基于参考电压Vref与反馈电压Vfb之间的差而产生输出供应电压VDD。

[0038] 反馈电路330基于输出供应电压VDD而产生反馈电压Vfb。

[0039] 系统30关于瞬态负载而与图1的系统10类似地起作用及操作。另外，电容器35与图1的电容器20类似地起作用及操作。然而，与图1的系统10相比，电压调节器300具有对瞬态负载条件的经改进响应。

[0040] 系统30经配置以对导致被呈现给VDD电力供应器的阻抗或电流要求的突然改变的各种事件及输入作出响应。所述事件及输入可增加或降低被呈现给VDD电力供应器的阻抗。

[0041] 另外，基于各种事件及输入，系统30经配置以计算或确定阻抗或电流要求的预期改变的各种方面。举例来说，在一些实施例中，系统30经配置以计算以下各项中的一或多者：所述改变是增加还是降低系统30的电流要求、所述改变的量值(举例来说，作为最大电流要求的百分比)、所述改变相对于时间的斜率、在所述改变将要发生时的时间的指示以及系统30将以经改变电流要求进行操作的持续时间的指示。可另外或替代地确定阻抗或电流要求的改变的其它方面。

[0042] 另外或替代地，基于各种事件及输入，系统30可经配置以计算或确定将在VDD电力供应器处的电压中诱导的抢先改变的各种方面，以减轻或限制由系统30的电流负载的预期改变导致的电压VDD的电压漂移。举例来说，在一些实施例中，系统30经配置以计算以下各项中的一或多者：VDD处的电压的抢先改变应为电压增加还是降低、抢先改变的量值、抢先改变相对于时间的斜率、在抢先改变将要发生时的时间的指示以及系统30将在返回到其先前操作状态之前以抢先改变进行操作的持续时间的指示。可另外或替代地确定VDD供应电压的抢先改变的其它方面。在一些实施例中，基于系统30的阻抗或电流要求的改变的所确定或所计算方面而确定或计算VDD处的电压的抢先改变的各种方面。

[0043] 举例来说，如果系统30是用于移动电话且事件是接收到传入呼叫，那么系统30可经配置以响应于接收到传入呼叫而确定传入呼叫将产生的响应的列表。系统30可接着使用一或多个查找表来确定电流负载及/或与列表的响应中的每一者相关联的负载改变方面中的任何其它者。基于来自一或多个查找表的信息，系统30可计算或确定即将发生的电流负载改变的一或多个额外方面。基于来自一或多个查找表的信息，系统30可计算或确定VDD电力供应器处的电压的抢先改变的一或多个额外方面，以便减轻或限制由系统30的电流负载的预期改变导致的电压VDD的电压漂移。

[0044] 另外或替代地，如果系统30是用于移动电话且事件是接收到传入呼叫，那么系统30可经配置以响应于接收到传入呼叫而确定传入呼叫将产生的响应的列表。系统30可接着使用一或多个查找表来确定将要诱导的VDD电力供应器处的电压的抢先改变的一或多个方面，以减轻或限制由系统30的电流负载的预期改变导致的电压VDD的电压漂移。

[0045] 升压电路340经配置以通过致使电压VDD抢先地改变以减轻或限制由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移而对从通信总线CONTROL接收的信息作出响应。

[0046] 在一些实施例中，升压电路340经配置以计算或确定将在VDD电力供应器处的电压中诱导的抢先改变的各种方面，以减轻或限制由系统30的电流负载的预期改变导致的电压VDD的电压漂移，其中基于从来自系统30的通信总线CONTROL接收的阻抗或电流要求的预期改变的方面而计算或确定抢先改变的方面。

[0047] 替代地，升压电路340可经配置以致使电压VDD基于从来自系统30的通信总线CONTROL接收的电压VDD的抢先改变的方面而抢先地改变。

[0048] 举例来说，如果系统30是用于移动电话且事件是作为移动电话在一定时间周期内未接收到输入的结果的显示器的预期关断，那么系统30使用查找表来确定在显示器关断时将被呈现给VDD电力供应器的电流负载的降低的量值，及由所述事件导致的电流负载的改变的任何其它方面。另外或替代地，系统30可确定将要诱导的VDD电力供应器处的电压的抢先改变的一或多个方面，以减轻或限制由系统30的电流负载的预期改变导致的电压VDD的电压漂移。系统30使用通信总线CONTROL来将降低的量值及预期电流负载改变的其它方面或VDD电力供应器处的电压的抢先改变的方面传递到电压调节器300。升压电路340经配置以通过致使电压VDD抢先地改变以减轻或限制由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移而对从通信总线CONTROL接收的信息作出响应，其中基于从通信总线CONTROL接收的信息而确定电压VDD的抢先改变的各种特性。

[0049] 在一些实施例中，升压电路340对抢先VDD电压增加或降低的效应的持续时间是基于在通信总线CONTROL上从系统30接收的信息。举例来说，在一些实施例中，升压电路340对抢先VDD电压增加或降低的效应的持续时间可为约1ns、5ns、10ns、20ns或50ns。在一些实施例中，VDD电压增加或降低的时间量变曲线由升压电路340基于在通信总线CONTROL上从系统30接收的信息而进行控制，(举例来说)以与系统30的电流负载的预计改变的预期量变曲线匹配。

[0050] 如由从升压到电压调节器300中的各种其它节点的多个虚线电连接所指示，存在使升压电路340抢先地改变电压VDD的各种可能机制。因此，存在升压电路340的各种实施例，下文进一步论述所述各种实施例中的一些实施例。

[0051] 图4是可用作图3的电压调节器300中的升压电路340的升压电路400的实施例的示意性图解说明。

[0052] 升压电路400包含各自与多个电容器420中的相应一者连接的多个开关410。如图4中所指示，两组电容器420中的每一者被二进制加权。开关410中的每一者经配置以将连接到其的相应一个电容器420选择性地连接到偏置电压(V bias+或V bias‑)或输出节点OUT。在一些实施例中，开关410经配置以通过任选电阻器430而将连接到其的相应一个电容器选择性地连接到输出节点OUT。开关410中的每一者基于来自通信总线CONTROL的控制信号C1到C6中的一者而将连接到其的相应一个电容器420选择性地连接到偏置电压或输出节点。

[0053] 在操作中，在接收到系统30在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示之前，系统30输出控制信号C1到C6，此致使将电容器中的每一者连接到偏置电压信号V bias+或V bias‑中的一者。因此，将电容器中的一些电容器预充电到偏置电压V bias+，且将电容器中的其它电容器预充电到偏置电压V bias‑。

[0054] 一旦系统30接收到系统30在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统30便基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定控制信号C1到C6的值。系统30基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0055] 响应于所述指示，系统30改变控制信号C1到C6的值以便致使被连接到偏置电压V bias+的电容器中的一或多者连接到输出节点OUT，或致使被连接到偏置电压V bias‑的电容器中的一或多者连接到输出节点OUT，其中致使被连接到偏置电压V bias+的电容器连接到输出节点OUT会致使输出节点OUT处的电压增加，且其中致使被连接到偏置电压V bias‑的电容器连接到输出节点OUT会致使输出节点OUT处的电压降低。

[0056] 在一些实施例中，输出节点OUT连接到电压调节器300中的参考电压Vref节点。在此类实施例中，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统30改变控制信号C1到C6的值以便致使被连接到偏置电压V bias+的电容器中的一或多者连接到输出节点OUT。响应于电容器被连接到输出节点OUT，参考电压Vref节点处的电压增加，且电压调节器300致使VDD电压增加。

[0057] 同样，在其中将输出节点OUT连接到电压调节器300中的参考电压Vref节点的实施例中，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统30改变控制信号C1到C6的值以便致使被连接到偏置电压V bias‑的电容器中的一或多者连接到输出节点OUT。响应于电容器被连接到输出节点OUT，参考电压Vref节点处的电压降低，且电压调节器300致使VDD电压降低。

[0058] 在一些实施例中，输出节点OUT连接到电压调节器300中的反馈电压Vfb节点。在此类实施例中，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统30改变控制信号C1到C6的值以便致使被连接到偏置电压V bias‑的电容器中的一或多者连接到输出节点OUT。响应于电容器被连接到输出节点OUT，反馈电压Vfb节点处的电压降低，且电压调节器300致使VDD电压增加。

[0059] 同样，在其中将输出节点OUT连接到电压调节器300中的反馈电压Vfb节点的实施例中，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统30改变控制信号C1到C6的值以便致使被连接到偏置电压V bias+的电容器中的一或多者连接到输出节点OUT。响应于电容器被连接到输出节点OUT，反馈电压Vfb节点处的电压增加，且电压调节器300致使VDD电压降低。

[0060] 图5是可用作图3的电压调节器300中的升压电路340的升压电路500的实施例的示意性图解说明。升压电路500包含数字加法器/减法器510及控制电路520。

[0061] 基于节点A/S处的控制信号，加法器/减法器510经配置以将节点偏移处的数字信号的数字值加到总线DIN处的数字信号的数字值或从总线DIN处的数字信号的数字值减去节点偏移处的数字信号的数字值，且在输出总线OUT处产生数字输出字。

[0062] 基于通信总线CONTROL上的控制信号，控制电路520经配置以在节点A/S处产生与加法器/减法器510是进行加还是减对应的控制信号。另外，基于通信总线CONTROL上的控制信号，控制电路520经配置以在节点偏移上产生与将被实施的抢先改变的量值对应的数字字。

[0063] 在一些实施例中，输出总线OUT连接到总线BDIN。在此类实施例中，响应于系统30在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统30基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统30基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0064] 举例来说，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统30改变控制信号的值以便致使A/S信号致使加法器/减法器510将节点偏移处的数字信号的数字值加到总线DIN处的数字信号的数字值。响应于总线DIN处的数字字的经增加值，参考电压Vref节点处的电压增加，且电压调节器300致使VDD电压增加。

[0065] 类似地，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统30改变控制信号的值以便致使A/S信号致使加法器/减法器510从总线DIN处的数字信号的数字值减去节点偏移处的数字信号的数字值。响应于总线DIN处的数字字的经降低值，参考电压Vref节点处的电压降低，且电压调节器300致使VDD电压降低。

[0066] 图6包含可用作图3的电压调节器300中的升压电路340的升压电路600的实施例的示意性图解说明。图6还包含可用作图3的反馈电路330的反馈电路650的实施例的示意性图解说明。如所展示，升压电路600在节点Vfb处与反馈电路650连接。

[0067] 反馈电路650及升压电路600在节点Vfb处协作地产生电压。当晶体管M1及晶体管M2两者均为关断时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[R2/(R1+R2)]。当晶体管M1为接通且晶体管M2为关断时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[R2/((R1||R1P)+R2)]。当晶体管M1为关断且晶体管M2为接通时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[(R2)/((R1||R1P)+R2)。当晶体管M1为接通且晶体管M2为接通时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[[(R2||R2P)/((R1||R1P)+(R2||R2P))。如由所属领域的技术人员所理解，A||B＝A*B/(A+B)。

[0068] 在一些实施例中，节点Vfb连接到电压调节器300的节点Vfb。在此类实施例中，响应于系统30在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统30基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统30基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0069] 举例来说，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统30改变控制信号C1及C2的值以致使升压电路600降低节点Vfb处的电压(举例来说，通过致使晶体管M1被接通且致使晶体管M2被关断)。响应于节点Vfb处的经降低电压，参考电压Vref节点处的电压增加，且电压调节器300致使VDD电压增加。

[0070] 类似地，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统30改变控制信号C1及C2的值以致使升压电路600增加节点Vfb处的电压(举例来说，通过致使晶体管M1被关断且致使晶体管M2被接通)。响应于节点Vfb处的经增加电压，参考电压Vref节点处的电压降低，且电压调节器300致使VDD电压降低。

[0071] 图7包含可用作图3的电压调节器300中的升压电路340的升压电路700的实施例的示意性图解说明。图7还包含可用作图3的反馈电路330的反馈电路750的实施例的示意性图解说明。

[0072] 如所展示，反馈电路750包含具有电阻器R1到RN的电阻器梯，且升压电路700在连接电阻器梯中的电阻器的节点中的每一者处与反馈电路650连接。

[0073] 反馈电路650及升压电路600在节点Vfb处协作地产生电压。反馈电路750产生多个电压，每一电压处于连接电阻器梯中的电阻器的节点中的一者处，如由所属领域的技术人员所理解。将晶体管M1到MN中的一者接通，使得节点Vfb处的电压等于电阻器梯的被连接到经接通晶体管的节点的电压。

[0074] 在一些实施例中，节点Vfb连接到电压调节器300的节点Vfb。在此类实施例中，响应于系统30在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统30基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统30基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0075] 举例来说，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统30改变控制信号C1到CN的值以致使升压电路700降低节点Vfb处的电压(举例来说，通过致使晶体管AX关断且致使晶体管MY接通，其中Y大于X)。响应于节点Vfb处的经降低电压，参考电压Vref节点处的电压增加，且电压调节器300致使VDD电压增加。

[0076] 类似地，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统30改变控制信号C1到CN的值以致使升压电路700增加节点Vfb处的电压(举例来说，通过致使晶体管AY关断且致使晶体管MX接通，其中Y大于X)。响应于节点Vfb处的经增加电压，参考电压Vref节点处的电压降低，且电压调节器300致使VDD电压降低。

[0077] 图8包含与反馈电路集成在一起的升压电路600的实施例的示意性图解说明。电路800可用作图3的电压调节器300中的升压电路340及用作图3的反馈电路330。

[0078] 升压电路800在节点Vfb处产生电压。当晶体管M1及晶体管M2两者均为关断时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[(R3+R4)/{(R1+R2)+(R3+R4)}]。当晶体管M1为接通且晶体管M2为关断时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[(R3+R4)/{(R2)+(R3+R4)}]。当晶体管M1为关断且晶体管M2为接通时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[(R3)/{(R1+R2)+(R3)}]。当晶体管M1为接通且晶体管M2为接通时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[(R3)/{(R2)+(R3)}]。

[0079] 在一些实施例中，节点Vfb连接到电压调节器300的节点Vfb。在此类实施例中，响应于系统30在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统30基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统30基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0080] 举例来说，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统30改变控制信号C1及C2的值以致使升压电路800降低节点Vfb处的电压(举例来说，通过致使晶体管M1被关断且致使晶体管M2被接通)。响应于节点Vfb处的经降低电压，参考电压Vref节点处的电压增加，且电压调节器300致使VDD电压增加。

[0081] 类似地，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统30改变控制信号C1及C2的值以致使升压电路800增加节点Vfb处的电压(举例来说，通过致使晶体管M1被接通且致使晶体管M2被关断)。响应于节点Vfb处的经增加电压，参考电压Vref节点处的电压降低，且电压调节器300致使VDD电压降低。

[0082] 图9包含可用作图3的电压调节器300中的升压电路340的升压电路900的实施例的示意性图解说明。图9还包含可用作图3的反馈电路330的反馈电路950的实施例的示意性图解说明。如所展示，升压电路900在节点Vfb处与反馈电路950连接。

[0083] 反馈电路950及升压电路900在节点Vfb处协作地产生电压。当晶体管M1为关断时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[R2/(R1+R2)]。当晶体管M1为接通时，在节点Vfb处产生的电压等于VDD[R2/((R1||C1)+R2)]。因此，当用于电压调节器300中时，反馈电路950选择性地将零添加到电压调节器300的频率响应。当被添加时，所述零增加电压调节器300的带宽。因此，在添加零的情况下，电压调节器300对VDD电力供应器处的电压改变的响应为较快的。
在一些实施例中，晶体管M1的导通时间的持续时间由控制电路330基于在通信总线CONTROL上从系统30接收的信息而进行控制。

[0084] 在一些实施例中，升压电路900包含一或多个额外支路，每一支路具有串联连接的开关及电容器，且每一支路与串联连接的开关M1及电容器C1并联，其中所引入零的频率由控制电路330通过选择性地致使开关中的一或多者传导而进行控制。

[0085] 在一些实施例中，节点Vfb连接到电压调节器300的节点Vfb。在此类实施例中，响应于系统30在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统30基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统30基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0086] 举例来说，如果所述指示与系统30在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加或降低相关联，那么系统30改变控制信号C1的值以致使升压电路900将零添加到电压调节器300的频率响应(举例来说，通过致使晶体管M1被接通)。由于所添加零，因此电压调节器300对VDD电力供应器处的电压改变的响应为较快的，且由系统30的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移为有限的。在一些实施例中，晶体管M1的导通时间的持续时间是基于在通信总线CONTROL上从系统30接收的信息。举例来说，在一些实施例中，晶体管M1的导通时间的持续时间可为约1ns、5ns、10ns、20ns或50ns。

[0087] 图10是将VDD电力供应电压提供到系统40的电压调节器1000的框图。电压调节器1000包含切换调节器1010及控制电路1020。在一些实施例中，电压调节器1000、电容器45及系统40集成于单个衬底上。在一些实施例中，电容器45有效地操作以减小VDD电压瞬态的量值，尽管所述VDD电压瞬态的量值由于本文中所论述的抢先电压调节器控制而小至足以被进行积分。在一些实施例中，衬底包括半导体。在替代实施例中，电容器45及系统40中的一或多者位于与电压调节器1000的衬底分离的衬底上。

[0088] 切换调节器1010可为任何类型的切换调节器。举例来说，切换调节器1010可为或包含步降降压调节器、步升升压调节器及/或逆变器回扫调节器。在一些实施例中，切换调节器为或包含固定“导通时间(on time)”调节器。

[0089] 切换调节器1010经配置以根据控制切换调节器1010中的一或多个开关的导电性状态的输入信号而在VDD电力供应器处产生电压。

[0090] 控制电路1020经配置以感测VDD电力供应器处的电压且感测节点Vref处的参考电压。基于所感测电压，控制电路1020产生用于切换调节器1010的输入信号，所述输入信号致使切换调节器1010的开关的导电性状态改变，使得切换调节器1010在VDD电力供应器处产生电压，如由所属领域的技术人员所理解。

[0091] 系统40关于瞬态负载以及预期及预计瞬态负载而与图3的系统30类似地起作用及操作。

[0092] 控制电路1020经配置以通过改变用于切换调节器1010的输入信号以便致使电压VDD抢先地改变以减轻或限制由系统40的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移而对经由通信总线CONTROL从系统40接收的信息作出响应。在一些实施例中，抢先VDD电压改变的持续时间由控制电路1020基于在通信总线CONTROL上从系统40接收的信息而进行控制。在一些实施例中，VDD电压增加或降低的时间量变曲线由控制电路1020基于在通信总线CONTROL上从系统40接收的信息而进行控制，(举例来说)以与系统40的电流负载的预计改变的预期量变曲线匹配。

[0093] 举例来说，在一些实施例中，切换调节器1010为固定“导通时间”调节器。在此类实施例中，切换调节器1010具有经配置以在一系列循环中的每一者中于固定持续时间周期内将电流供应到输出的高侧电路，及经配置以在所述循环中的每一者中于受控制持续时间周期内从输出汲取电流的低侧电路。响应于经由通信总线CONTROL从系统40接收的信息，控制电路1020可经配置以改变用于切换调节器1010的输入信号以便导致受控制持续时间周期(在其期间，低侧电路在循环中的每一者中汲取电流)的持续时间的改变。

[0094] 在此类实施例中，响应于系统40在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统40基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统40的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统40基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0095] 举例来说，如果所述指示与系统40在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统40改变控制信号的值以致使控制电路1020降低受控制持续时间周期(在其期间，低侧电路在循环中的每一者中汲取电流)的持续时间。响应于受控制持续时间周期(在其期间，低侧电路在循环中的每一者中汲取电流)的经降低持续时间，VDD电压增加。

[0096] 类似地，如果所述指示与系统40在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统40改变控制信号的值以致使控制电路1020增加受控制持续时间周期(在其期间，低侧电路在循环中的每一者中汲取电流)的持续时间。响应于受控制持续时间周期(在其期间，低侧电路在循环中的每一者中汲取电流)的经增加持续时间，VDD电压降低。

[0097] 如由所属领域的技术人员所理解，控制电路1020经配置以根据切换调节器1010的操作及功能性而产生用于切换调节器1010的输入信号，使得来自系统40的指示系统40的电流负载的预计增加的控制信号致使控制电路1020产生用于切换调节器1010的输入信号，所述输入信号致使切换调节器1010增加VDD电力供应器处的电压以减轻或限制由系统40的电流负载的预计改变导致的电压VDD的电压漂移。

[0098] 如由所属领域的技术人员所理解，控制电路1020同样经配置以根据切换调节器1010的操作及功能性而产生用于切换调节器1010的输入信号，使得来自系统40的指示系统
40的电流负载的预计降低的控制信号致使控制电路1020产生用于切换调节器1010的输入信号，所述输入信号致使切换调节器1010降低VDD电力供应器处的电压以减轻或限制由系统40的电流负载的预计改变导致的电压VDD的电压漂移。

[0099] 图11是将VDD电力供应电压提供到系统50的多相电压调节器1100的框图。多相电压调节器1100包含N个相位级1110及控制电路1120。在一些实施例中，电压调节器1100、电容器55及系统50集成于单个衬底上。在一些实施例中，电容器55有效地操作以减小VDD电压瞬态的量值，尽管所述VDD电压瞬态的量值由于本文中所论述的抢先电压调节器控制而小至足以被进行积分。在一些实施例中，衬底包括半导体。在替代实施例中，电容器55及系统50中的一或多者位于与电压调节器1100的衬底分离的衬底上。

[0100] 相位级1110中的每一者经配置以将电力提供到VDD电力供应器，其中电压及电流由输入信号SPx及SNx确定，如由所属领域的技术人员所理解。

[0101] 控制电路1120经配置以感测VDD电力供应器处的电压且感测节点Vref处的参考电压。基于所感测电压，控制电路1120产生用于相位级1110的输入信号，所述输入信号致使相位级1110在VDD电力供应器处产生电压，如由所属领域的技术人员所理解。

[0102] 系统50关于瞬态负载以及预期及预计瞬态负载而与图3的系统30类似地起作用及操作。

[0103] 控制电路1120经配置以通过改变用于相位级1110的输入信号以便致使电压VDD抢先地改变以减轻或限制由系统50的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移而对经由通信总线CONTROL从系统50接收的信息作出响应。在一些实施例中，经改变输入信号在返回到其先前状态之前的持续时间由控制电路1120基于在通信总线CONTROL上从系统50接收的信息而进行控制。在一些实施例中，VDD电压增加或降低的时间量变曲线由控制电路1120基于在通信总线CONTROL上从系统50接收的信息而进行控制，(举例来说)以与系统50的电流负载的预计改变的预期量变曲线匹配。

[0104] 举例来说，响应于系统50在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统50基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统50的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统50基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0105] 举例来说，如果所述指示与系统50在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统50改变控制信号的值以致使控制电路1120改变输入信号SP1‑N及SN1‑N，其中所述改变致使相位级1110迫使VDD电力供应器处的电压增加。经改变输入信号SP1‑N及SN1‑N可增加高时间(在其期间，相位级1110各自致使其相应开关节点Vsw1到VswN处的电压处于或接近输入电压Vin)与低时间(在其期间，相位级1110各自致使其相应开关节点Vsw1到VswN处的电压处于或接近接地电压)的比率。另外或替代地，经改变输入信号SP1‑N及SN1‑N可增加促成将电力供应到VDD电力供应器的相位级1110的数目。

[0106] 类似地，如果所述指示与系统50在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统50改变控制信号的值以致使控制电路1120改变输入信号SP1‑N及SN1‑N，其中所述改变致使相位级1110迫使VDD电力供应器处的电压降低。经改变输入信号SP1‑N及SN1‑N可降低高时间(在其期间，相位级1110各自致使其相应开关节点Vsw1到VswN处的电压处于或接近输入电压Vin)与低时间(在其期间，相位级1110各自致使其相应开关节点Vsw1到VswN处的电压处于或接近接地电压)的比率。另外或替代地，经改变输入信号SP1‑N及SN1‑N可降低促成将电力供应到VDD电力供应器的相位级1110的数目。

[0107] 图12是将VDD电力供应电压提供到系统60的R2D电压调节器1200的框图。R2D电压调节器1200包含开关堆叠1210、充电电容器1230、串联电感器1240及控制电路1220。在一些实施例中，R2D电压调节器1200、电容器65及系统60集成于单个衬底上。在一些实施例中，电容器65有效地操作以减小VDD电压瞬态的量值，尽管所述VDD电压瞬态的量值由于本文中所论述的抢先电压调节器控制而小至足以被进行积分。在一些实施例中，衬底包括半导体。在替代实施例中，电容器65及系统60中的一或多者位于与电压调节器1200的衬底分离的衬底上。

[0108] 如由所属领域的技术人员所理解，开关堆叠1210中的开关的导电性状态由控制器1220控制以便通过在将能量存储于电感器1240中之前重复地致使电流流动穿过所述电感器而将电力递送到系统60，所述能量随后用于对充电电容器1230进行充电及放电。举例来说，以引用的方式并入本文中的美国专利第9,780,656号及第9,780,663号描述可用于将电力递送到系统60的切换序列的特定实施例。可替代地使用其它切换序列。

[0109] 举例来说，在一些实施例中，在对充电电容器1230进行充电及放电之前，跨越电感器1240而驱动电压达一定时间周期以在电感器1240中诱导预通量(pre‑flux)电流。如果增加所述时间周期，那么电感器1240中的预通量电流增加，且VDD电力供应器处的电压增加。同样，如果降低所述时间周期，那么电感器1240中的预通量电流降低，且VDD电力供应器处的电压降低。

[0110] 控制电路1120经配置以感测VDD电力供应器处的电压且感测节点Vref处的参考电压。基于所感测电压，控制电路1120产生用于开关堆叠1210中的开关的输入信号C1到C4。输入信号C1到C4致使开关堆叠1210依序切换以便在VDD电力供应器处产生电压。

[0111] 系统60关于瞬态负载以及预期及预计瞬态负载而与图3的系统30类似地起作用及操作。

[0112] 控制电路1220经配置以通过改变用于开关堆叠1210的输入信号C1到C4以便致使电压VDD抢先地改变以减轻或限制由系统60的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移而对经由通信总线CONTROL从系统60接收的信息作出响应。在一些实施例中，经改变输入信号C1到C4在返回到其先前状态之前的持续时间由控制电路1220基于在通信总线CONTROL上从系统60接收的信息而进行控制。在一些实施例中，VDD电压增加或降低的时间量变曲线由控制电路1220基于在通信总线CONTROL上从系统60接收的信息而进行控制，(举例来说)以与系统60的电流负载的预计改变的预期量变曲线匹配。

[0113] 举例来说，响应于系统60在VDD电力供应器上的电流负载预期改变的指示，系统60基于电压VDD的抢先改变的量值及符号而确定通信总线CONTROL上的控制信号的值以减轻或限制由系统60的电流负载的改变导致的电压VDD的电压漂移。系统60基于所述指示而确定这些值，如本文中别处较详细地论述。

[0114] 举例来说，如果所述指示与系统60在VDD电力供应器上的电流负载的预期增加相关联，那么系统60改变控制信号的值以致使控制电路1220改变输入信号C1到C4的时序，其中所述改变致使开关堆叠1210迫使VDD电力供应器处的电压增加。经改变输入信号C1到C4可增加在其期间开关堆叠1210在电感器1240中产生预通量电流的周期的持续时间。作为电感器1240中的经增加预通量电流的结果，VDD电力供应器处的电压增加。

[0115] 类似地，如果所述指示与系统60在VDD电力供应器上的电流负载的预期降低相关联，那么系统60改变控制信号的值以致使控制电路1220改变输入信号C1到C4的时序，其中所述改变致使开关堆叠1210迫使VDD电力供应器处的电压降低。经改变输入信号C1到C4可降低在其期间开关堆叠1210在电感器1240中产生预通量电流的周期的持续时间。作为电感器1240中的经降低预通量电流的结果，VDD电力供应器处的电压降低。

[0116] 在一些实施例中，经配置以将电力提供到系统的电压调节器可选择性地以电压调节模式或电流调节模式进行操作，其中电压调节模式的带宽比电流调节模式的带宽高。根据本文中所论述的原理，控制器可经配置以致使电压调节器响应于来自系统的信号而切换模式以减轻或限制由系统的电流负载的预期改变导致的电压VDD的电压漂移。

[0117] 在一些实施例中，经配置以将电力提供到系统的电压调节器可根据具有增益及带宽的反馈环路而进行操作。根据本文中所论述的原理，响应于来自系统的信号，控制器可经配置以导致电压调节器的增益及带宽的增加或降低以减轻或限制由系统的电流负载的预期改变导致的电压VDD的电压漂移。举例来说，反馈环路可具有影响增益及带宽的差放大器，且控制器可经配置以改变由差放大器使用的偏置电流来改变增益及带宽，如由所属领域的技术人员所理解。

[0118] 图13是图解说明与电压调节器110的瞬态响应相比的本文中所论述的电压调节器的实例性瞬态响应的波形图。如上文所论述，电压调节器110并不抢先地减轻或限制电压VDD的电压漂移，所述电压漂移是由借此被供电的系统的电流负载的预期改变导致。

[0119] 如上文所论述，本文中所论述的电压调节器的一些实施例在电流负载的改变发生之前抢先地改变VDD电力供应器处的电压。在标记为“具有抢先电压改变”的VDD及I波形中图解说明这些实施例的调节器的瞬态响应的特性。

[0120] 如所展示，在抢先地改变VDD电力供应器处的电压的电压调节器的瞬态响应期间的电压漂移显著小于由不具有抢先改变的电压调节器经历的对应电压漂移。

[0121] 如上文所论述，本文中所论述的电压调节器的一些实施例在电流负载的改变发生之前抢先地改变电压调节器带宽。在标记为“具有抢先带宽改变”的VDD及I波形中图解说明这些实施例的调节器的瞬态响应的特性。

[0122] 如所展示，在抢先地改变电压调节器带宽的电压调节器的瞬态响应期间的电压漂移显著小于由不具有抢先改变的电压调节器经历的对应电压漂移。

[0123] 在一些实施例中，抢先地改变VDD电力供应器处的电压及电压调节器带宽两者。

[0124] 尽管通过如上文所描述的特定实施例的方式揭示本发明，但那些实施例并不打算限制本发明。基于上文所揭示的方法及技术方面，可在不背离本发明的精神及范围的情况下由所属领域的技术人员对所呈现实施例做出变化及改变。