專利名稱：基于時(shí)間測量來選擇參數(shù)/模式的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明通常涉及電子電路，并且更具體地說，本發(fā)明涉及其中設(shè)置功能參數(shù)和/或操作方式的集成電路。
背景技術(shù)：
集成電路可用于許多目的和應(yīng)用。為了提供增加的靈活性，電路設(shè)計(jì)者有時(shí)把集成電路設(shè)計(jì)成具有各種不同的操作模式和/或具有利用各種不同操作參數(shù)來運(yùn)行的能力。為了在集成電路中設(shè)置不同的功能參數(shù)和/或操作模式，集成電路芯片典型地被設(shè)計(jì)并被制造成在包裝(packaging)中具有附加的一個(gè)或多個(gè)引腳(pin)，附加的電路元件或信號(hào)可耦合到所述引腳，以便設(shè)置或選擇集成電路的期望功能參數(shù)和/或操作模式。在替換方案中，對(duì)于被直接設(shè)計(jì)到集成電路的電路中的每個(gè)特定的功能參數(shù)和操作模式，可利用不同的集成電路來設(shè)計(jì)或制造單獨(dú)的產(chǎn)品部件。


通過舉例的方式詳細(xì)地舉例說明本發(fā)明，并且本發(fā)明不限制在附圖中。
圖1是包含在電源中的集成電路的實(shí)施例的示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)基于時(shí)間測量來設(shè)置參數(shù)/模式。
圖2是包含于電源中的集成電路的實(shí)施例的另一個(gè)示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)基于時(shí)間測量來設(shè)置參數(shù)/模式。
圖3是耦合到多功能電容器的集成電路的實(shí)施例的示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)在初始化期間測量多功能電容器的信號(hào)，以選擇參數(shù)/模式。
圖4是顯示對(duì)于按照本發(fā)明教導(dǎo)的集成電路的實(shí)施例在初始化周期期間的時(shí)間測量的圖表。
圖5是耦合到多功能電容器的集成電路的實(shí)施例的另一個(gè)示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)在初始化期間測量多功能電容器的信號(hào)，以選擇參數(shù)/模式。
圖6是顯示對(duì)于按照本發(fā)明教導(dǎo)的集成電路的實(shí)施例在初始化周期期間的時(shí)間測量的另一個(gè)圖表。
圖7是耦合到多功能電容器的集成電路的實(shí)施例的又一個(gè)示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)在初始化期間測量多功能電容器的信號(hào)，以選擇參數(shù)/模式。
具體實(shí)施例方式
披露了一種集成電路的實(shí)施例，其中利用時(shí)間測量來設(shè)置參數(shù)/模式。在下面的描述中，闡述了許多細(xì)節(jié)，以提供對(duì)本發(fā)明的徹底了解。然而，對(duì)于本領(lǐng)域中的普通技術(shù)人員來說，不必采用特定細(xì)節(jié)來實(shí)踐本發(fā)明，這是顯而易見的。沒有詳細(xì)地描述與實(shí)施有關(guān)的公知方法，以免模糊本發(fā)明。
遍及本說明書中的對(duì)于“一個(gè)實(shí)施例”或“一實(shí)施例”的提及意味著結(jié)合該實(shí)施例所描述的具體特征、結(jié)構(gòu)或特性包括在本發(fā)明的至少一個(gè)實(shí)施例中。因而，在本說明書各處出現(xiàn)的短語“對(duì)于一個(gè)實(shí)施例”或“在一實(shí)施例中”沒有必要全部涉及同一個(gè)實(shí)施例。此外，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，可以在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例中以任何適當(dāng)?shù)姆绞絹斫M合如下所述的和/或附圖中所示的具體特征、結(jié)構(gòu)、特性、組合和/或變形。
如將要討論的，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，可以在初始化周期期間在模式選擇或功能參數(shù)說明設(shè)置周期期間為集成電路的實(shí)施例選擇功能參數(shù)或操作模式。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，節(jié)省了與在芯片包裝上具有附加的專用引腳有關(guān)的成本或者與具有單獨(dú)的產(chǎn)品部件號(hào)用于對(duì)各種不同設(shè)備功能參數(shù)說明或操作模式進(jìn)行尋址有關(guān)的費(fèi)用。例如，通過利用基本上固定的或已知的預(yù)定電流來測量在現(xiàn)有引腳上改變電壓所需的時(shí)間，或者通過測量在固定時(shí)間內(nèi)利用某個(gè)電壓來改變那個(gè)引腳上的電壓所需的電流，利用現(xiàn)有引腳可以選擇設(shè)備功能參數(shù)說明。
因此，通過選擇例如耦合到集成電路的引腳的多功能電容器的電容值，可以利用單個(gè)部件提供從多個(gè)功能參數(shù)和/或操作模式中的選擇，其中在正常操作期間，多功能電容器具有除了設(shè)置功能參數(shù)、操作模式或其他設(shè)備特性之外的正常功能。例如，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，在正常集成電路操作期間所使用的同一VCC引腳去耦電容器或反饋引腳回路(loop)補(bǔ)償電容器也可以被用作初始化期間的參數(shù)/模式選擇電容器。
為了舉例說明，圖1示出了包含于電源中的示例集成電路，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)基于時(shí)間測量來設(shè)置參數(shù)/模式。圖1所舉例說明的電源的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)被稱為回掃調(diào)節(jié)器(flyback regulator)。應(yīng)當(dāng)理解的是，存在許多的轉(zhuǎn)換調(diào)節(jié)器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)與配置，并且圖1所示的回掃拓?fù)鋬H用于舉例說明本發(fā)明實(shí)施例的原理，按照本發(fā)明教導(dǎo)，所述原理同樣可應(yīng)用于其他類型的拓?fù)洹?br> 在圖1中，電源101包括耦合在電源101的輸入107與輸出109之間的能量轉(zhuǎn)移(energy transfer)元件105。所示出的示例性能量轉(zhuǎn)移元件105是具有兩個(gè)線圈的變壓器，包括輸入上的初級(jí)線圈127和輸出上的次級(jí)線圈129。在其他的示例中，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，能量轉(zhuǎn)移元件105可以包括不同數(shù)目的線圈。在舉例說明的示例中，輸入107是未調(diào)節(jié)的寬量程(wide-range)高電壓(HV)直流(DC)輸入，而輸出109是耦合到負(fù)載134的DC輸出。負(fù)載134可以是固定負(fù)載或者可以是具有變化量值的負(fù)載。
如所示出的，集成電路103耦合到初級(jí)線圈127。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，集成電路103是切換調(diào)節(jié)器，其包括耦合在集成電路103的漏極D端和源極S端之間的內(nèi)部開關(guān)。內(nèi)部控制器電路在此示例中也被包含在集成電路103中，以控制開關(guān)的切換。在另一個(gè)示例中，應(yīng)當(dāng)注意，內(nèi)部開關(guān)還可以是外部開關(guān)，其按照本發(fā)明的教導(dǎo)與集成電路103隔開。
在操作中，集成電路103中的開關(guān)被切換，以調(diào)節(jié)通過能量轉(zhuǎn)移元件105從輸入107到輸出109的能量轉(zhuǎn)移。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，圖1的集成電路103中開關(guān)的操作在輸出端上產(chǎn)生整流器二極管117中的脈動(dòng)電流，利用電容器119對(duì)所述脈動(dòng)電流進(jìn)行濾波，以便在DC輸出109上產(chǎn)生基本上恒定的輸出電壓或者在負(fù)載134上產(chǎn)生基本上恒定的輸出電流。在輸出109上包括齊納二極管121和電阻器123的反饋電路用于經(jīng)由光耦合器113向集成電路103提供反饋信號(hào)。光耦合器113在電源101的輸入107與輸出109之間提供某種隔離(絕緣)。如舉例說明的示例中所示的，集成電路103經(jīng)由使能EN端而接收來自輸出109的反饋信號(hào)。按照本發(fā)明的教導(dǎo)，由集成電路103利用經(jīng)由EN端所接收的反饋信號(hào)來調(diào)節(jié)電源101的輸出109。
對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，多功能電容器CMF211還耦合到集成電路103的旁路BP(bypass)端。在舉例說明的示例中，利用多功能電容器CMF111在正常操作期間為集成電路103提供電源去耦功能。例如，集成電路103內(nèi)的內(nèi)部電路接收來自多功能電容器CMF111的功率或偏置電流，以便在調(diào)節(jié)輸出109的同時(shí)在正常操作期間對(duì)該電路進(jìn)行操作。
如將討論的那樣，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，圖1的示例中的多功能電容器CMF111的附加功能在于，由集成電路103將它用于在初始化周期期間選擇集成電路103的參數(shù)/模式。在這個(gè)初始化周期期間可以選擇的功能參數(shù)和/或操作模式的示例包括峰值電流極限電平、操作頻率、最大操作頻率、熱擊穿閾值等等。按照本發(fā)明的教導(dǎo)，在初始化期間選擇了參數(shù)/模式之后，多功能電容器CMF111被用于集成電路103的正常操作期間的其他功能。
圖2是包含于電源中的集成電路的實(shí)施例的另一個(gè)示例示意圖的說明，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)基于時(shí)間測量而設(shè)置參數(shù)/模式。正如所示出的，圖2的電源201與圖1的電源101具有相類似之處。例如，電源201包括耦合在電源201的輸入207與輸出209之間的能量轉(zhuǎn)移元件205。所示的示例性能量轉(zhuǎn)移元件205是具有三個(gè)線圈的變壓器，包括輸入端上的初級(jí)線圈227、輸出端上的次級(jí)線圈229以及偏置線圈231。在舉例說明的示例中，整流器215被耦合來對(duì)來自輸入端107的交變電流(AC)信號(hào)進(jìn)行接收和整流，并生成整流信號(hào)，利用電容器225對(duì)所述整流信號(hào)進(jìn)行濾波，以便向初級(jí)線圈227提供未調(diào)節(jié)的HV DC輸入信號(hào)。輸出端209耦合到負(fù)載234，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，所述負(fù)載可以是固定負(fù)載或者可以是具有變化量值的負(fù)載。
在圖2舉例說明的示例中，集成電路203是切換調(diào)節(jié)器，其包括耦合在集成電路203的漏極D端和源極S端之間的內(nèi)部開關(guān)237。內(nèi)部控制器電路239在此示例中也被包含在集成電路203中，以控制開關(guān)的切換。在另一個(gè)示例中，應(yīng)當(dāng)注意，內(nèi)部開關(guān)237還可以是外部開關(guān)，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，其與集成電路203相隔開。
操作中，集成電路203中的開關(guān)237被切換為調(diào)節(jié)通過能量轉(zhuǎn)移元件205從輸入207到輸出209的能量轉(zhuǎn)移。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，開關(guān)237的操作在輸出端上在整流器二極管217中產(chǎn)生脈動(dòng)電流，利用電容器219對(duì)所述脈動(dòng)電流進(jìn)行濾波，以便在輸出端209上產(chǎn)生基本上恒定的輸出電壓或者在負(fù)載234上產(chǎn)生基本上恒定的輸出電流。在輸出209上包括齊納二極管221和電阻器223的反饋電路用于經(jīng)由光耦合器213向集成電路203提供反饋信號(hào)。從偏置線圈231向光耦合器213提供偏置電流。利用整流器二極管233對(duì)偏置電流進(jìn)行整流，并且利用電容器235對(duì)該偏置電流進(jìn)行濾波。光耦合器213提供電源201的輸入207與輸出209之間的某種隔離。如舉例說明的示例中所示的，集成電路103經(jīng)由控制C端從輸出端209接收反饋信號(hào)。按照本發(fā)明的教導(dǎo)，由集成電路203利用經(jīng)由控制C端接收的反饋信號(hào)來調(diào)節(jié)電源201的輸出209。
對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，多功能電容器CMF211還耦合到集成電路103的控制C端。在舉例說明的示例中，為了多種目的而利用多功能電容器CMF211，包括例如為集成電路203提供集成電路電源去耦功能以及在正常操作期間提供反饋回路補(bǔ)償。例如，集成電路203內(nèi)的內(nèi)部電路經(jīng)由控制C端而接收來自多功能電容器CMF211的功率或偏置電流，以便在調(diào)節(jié)輸出209的同時(shí)在正常操作期間對(duì)該電路進(jìn)行操作。
如將要討論的那樣，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，圖2的示例中的多功能電容器CMF211的又一個(gè)附加功能在于，由集成電路203利用它來在初始化周期期間選擇集成電路203的參數(shù)/模式。在這個(gè)初始化周期期間選擇的功能參數(shù)和/或操作模式的示例包括峰值電流極限電平、操作頻率、最大操作頻率、熱擊穿閾值等等。按照本發(fā)明的教導(dǎo)，在初始化期間選擇了參數(shù)/模式之后，多功能電容器CMF211被用于集成電路203的正常操作期間的其他功能。
圖3是耦合到多功能電容器311的集成電路303的實(shí)施例的示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)在初始化期間測量該電容器的信號(hào)以選擇參數(shù)/模式。如圖3的示例所示，集成電路303包括耦合到控制器電路339的開關(guān)337，其經(jīng)由集成電路303的旁路BP端345而耦合到多功能電容器311。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，控制器電路339可以基本上包括除開關(guān)337和多功能電容器311之外的圖3所示的所有元件。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，集成電路303包括控制器339和開關(guān)337。對(duì)于另一個(gè)實(shí)施例，開關(guān)337不被包含于集成電路303中。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，開關(guān)337是功率金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)。
應(yīng)當(dāng)理解，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，圖3的示例集成電路303可以對(duì)應(yīng)于圖1的集成電路103，并且也與圖2的集成電路203具有許多類似性。因此，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，圖3所示的示例的元件可以與圖1和/或2的元件以適當(dāng)?shù)姆绞竭M(jìn)行組合。尤其，對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，漏極D端341將被耦合到諸如初級(jí)線圈127或227之類的能量轉(zhuǎn)移元件，源極S端343將被耦合到地，使能/欠壓(EN/UV)端347將被耦合，以便從電源的輸出端例如輸出端109接收反饋信號(hào)。多功能電容器311被耦合在旁路BP端345和源極S端343之間。
如圖3所示，集成電路303包括閾值檢測與計(jì)時(shí)電路349，其被耦合以便在集成電路303的初始化周期期間從多功能電容器311中測量信號(hào)。響應(yīng)于集成電路303的初始化周期期間從多功能電容器中所測量的信號(hào)，參數(shù)/模式選擇電路351耦合到該閾值檢測與計(jì)時(shí)電路349，以選擇集成電路303的參數(shù)/模式。在初始化周期完成之后，由集成電路303把多功能電容器311用于附加功能，例如集成電路電源去耦和/或回路補(bǔ)償，如上面在以前的示例中所述的那樣。
為了舉例說明，集成電路303的操作的一個(gè)示例如下。在啟動(dòng)時(shí)或在初始化周期期間，調(diào)節(jié)器359被耦合以生成充電電流ICHARGE361，對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，所述調(diào)節(jié)器包括電流源。充電電流ICHARGE361被耦合，以便在初始化周期期間對(duì)多功能電容器311進(jìn)行充電。當(dāng)在這個(gè)初始化周期期間多功能電容器311被充電時(shí)，電壓VCAP393隨時(shí)間上升。
為了說明，把注意力放到圖3和4上。尤其，圖4顯示了一個(gè)圖表401，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，其說明了在集成電路303的初始化周期期間隨時(shí)間的電壓VCAP393的若干示例。尤其，曲線493A舉例說明了具有第一電容值的多功能電容器311的電壓VCAP393，而曲線493B舉例說明了具有第二電容值的多功能電容器311的電壓VCAP393。如所能夠看到的那樣，對(duì)于給定的電流，例如充電電流ICHARGE361，曲線493A和/或493的上升時(shí)間改變。
對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)在初始化期間電壓VCAP393隨時(shí)間上升時(shí)，閾值檢測與計(jì)時(shí)電路349測量經(jīng)由旁路BP端345從多功能電容器311接收到的信號(hào)。尤其，閾值檢測與計(jì)時(shí)電路349監(jiān)視電壓VCAP393，并且測量在電壓VCAP393達(dá)到第一閾值電壓時(shí)與在電壓VCAP393達(dá)到第二閾電壓時(shí)之間的時(shí)間周期。如在示例性的圖4中可以觀察到的那樣，在曲線493A中電壓VCAP393從第一閾值上升到第二閾值的時(shí)間測量是Δt1。相反，在曲線493B中電壓VCAP393從第一閾值上升到第二閾值的時(shí)間測量是Δt2。正如所示出的，測量的時(shí)間周期Δt2大于測量的時(shí)間周期Δt1。這是因?yàn)榍€493B中多功能電容器311的電容值大于曲線493A中多功能電容器311的電容值。實(shí)際上，按照本發(fā)明的教導(dǎo)所述，通過測量時(shí)間周期，能夠估算多功能電容器311的電容值。因此，按照本發(fā)明的教導(dǎo)所述，通過測量時(shí)間周期，可以由閾值檢測與計(jì)時(shí)電路349來估算與旁路BP端345相耦合的多功能電容器311的特定電容值。在這個(gè)示例中，在正常操作期間，調(diào)節(jié)器339把電壓VCAP393保持在第二閾值上。
返回參考圖3，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，參數(shù)/模式選擇電路351被耦合到閾值檢測與計(jì)時(shí)電路349，并且為集成電路303生成參數(shù)/模式選擇信號(hào)，以響應(yīng)由閾值檢測與計(jì)時(shí)電路349所測量的時(shí)間周期或所估算的電容值。在圖3舉例說明的示例中，響應(yīng)于所測量的時(shí)間周期，參數(shù)/模式選擇電路351為電流極限調(diào)節(jié)信號(hào)ILIM ADJ 353、熱擊穿閾值信號(hào)THERMAL ADJ 355以及頻率調(diào)節(jié)信號(hào)FREQ ADJ 357選擇特定的設(shè)置。ILIM ADJ 353耦合到電流極限狀態(tài)機(jī)363，THERMAL ADJ 355耦合到熱擊穿電路365，以及FREQ ADJ 357耦合到振蕩器367。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，ILIM ADJ 353可以用于設(shè)置通過開關(guān)337的電流的峰值電流極限電平。THERMAL ADJ可以用于為集成電路303設(shè)置熱擊穿閾值溫度。FREQ ADJ可以用于設(shè)置振蕩器367的操作頻率或最大操作頻率。對(duì)于一個(gè)實(shí)施例，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，振蕩器367的操作頻率對(duì)于多功能電容器311的一個(gè)電容值可以是固定的，而振蕩器367的操作頻率對(duì)于多功能電容器311的另一個(gè)電容值可能是抖動(dòng)的。
因此，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，如上所述的示例舉例說明了電路設(shè)計(jì)者如何能夠通過適當(dāng)?shù)貫槎喙δ茈娙萜?11選擇電容值來設(shè)置集成電路303的實(shí)施例的所有上面的功能參數(shù)和/或操作模式中的一個(gè)或多個(gè)?？梢岳靡韵率聦?shí)來說明由此特性所提供的一個(gè)示例性好處在集成電路的系列中，本發(fā)明的實(shí)施例提供了允許電路設(shè)計(jì)者在此系列中選擇例如下一個(gè)最大的或下一個(gè)最小的設(shè)備電流極限的靈活性，而不必改變?cè)O(shè)計(jì)。例如，在通常具有固定電流極限的設(shè)備系列中，現(xiàn)在允許電路設(shè)計(jì)者改變多功能電容器311的電容值并且選擇芯片系列的下一個(gè)最大的或下一個(gè)最小的成員的電流極限。因而，例如，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，通過適當(dāng)?shù)剡x擇多功能電容器311的電容值，可以由電路設(shè)計(jì)者根據(jù)具體應(yīng)用的熱需求來改善或優(yōu)化開關(guān)337的RDS值。
在按照本發(fā)明的教導(dǎo)選擇功能參數(shù)和/或操作模式時(shí)的初始化周期之后，在集成電路303中正常操作繼續(xù)進(jìn)行，以及按照本發(fā)明的教導(dǎo)，多功能電容器311執(zhí)行集成電路303的其他功能。例如，在電壓VCAP393上升到如旁路引腳欠壓比較器371所判定的足夠的電平之后，AND(與)門373被啟用以允許驅(qū)動(dòng)信號(hào)391被輸出到開關(guān)337，以及因此自動(dòng)再啟動(dòng)計(jì)數(shù)器369被重置，以啟動(dòng)集成電路303的正常操作。在正常操作期間，開關(guān)337被切換，以響應(yīng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)391。如果集成電路303中的溫度根據(jù)THERMAL ADJ 355的設(shè)置而變得過度，則熱擊穿電路365將禁用AND門373，這也將禁止驅(qū)動(dòng)信號(hào)391被輸出到開關(guān)337，這禁止開關(guān)337切換。
當(dāng)在正常操作期間開關(guān)337被啟動(dòng)以切換為調(diào)節(jié)電源輸出時(shí)，經(jīng)由使能/欠壓EN/UV端347接收來自電源輸出的反饋，從中生成ENABLE信號(hào)387。正如所示出的，在正常操作期間，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，使用經(jīng)由電流源從多功能電容器311提供的偏置電流，生成ENABLE信號(hào)387。當(dāng)響應(yīng)于從電源輸出接收到的反饋而ENABLE信號(hào)387是有效的時(shí)，允許鎖存器375經(jīng)由AND門381和OR(或)門385而被設(shè)置。因此，允許來自振蕩器367的CLOCK信號(hào)來設(shè)置鎖存器375，從中經(jīng)由AND門373生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)391。鎖存器375被復(fù)位，以響應(yīng)工作循環(huán)最大DCMAX信號(hào)367變低或響應(yīng)通過開關(guān)337的電流超出如由電流極限比較器389經(jīng)由AND門377和OR門383所識(shí)別的峰值電流極限電平。在所舉例說明的示例中，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)391的每個(gè)脈沖的上升沿期間，上升沿消隱電路(leading edge blanking circuit)379被耦合，以便暫時(shí)禁用電流極限信號(hào)。
正如所示出的，響應(yīng)于VILIMIT的值而設(shè)置由電流極限比較器389建立的峰值電流極限電平，所述VILIMIT的值是由電流極限狀態(tài)機(jī)363輸出的，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，所述電流極限狀態(tài)機(jī)363響應(yīng)于ILIM ADJ 353而生成VILIMIT。
圖5是耦合到多功能電容器511的集成電路503的另一個(gè)實(shí)施例的示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)在初始化期間測量該電容器的信號(hào)，以選擇參數(shù)/模式。應(yīng)當(dāng)理解，集成電路503具有許多與如上所述舉例說明的示例性集成電路303相類似之處。因此，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，例如圖1和2舉例說明了可以以適當(dāng)?shù)慕M合來與集成電路503交換地使用集成電路303。
實(shí)際上，類似于集成電路303，多功能電容器511經(jīng)由旁路BP端545而耦合到集成電路503。集成電路503還包括耦合到控制器電路539的開關(guān)537，其中控制器電路經(jīng)由集成電路503的旁路BP端545而耦合到多功能電容器511。集成電路503的控制器電路539還包括調(diào)整器電路559、旁路引腳欠壓比較器571、自動(dòng)再啟動(dòng)計(jì)數(shù)器569、電流極限狀態(tài)機(jī)563、電流極限比較器589、振蕩器567、熱擊穿電路565、上升沿消隱電路579、鎖存器575及其他的相關(guān)電路。在初始化之后的正常操作期間，集成電路503的操作類似于集成電路303的操作。
集成電路503和集成電路303之間的一個(gè)差異在于，當(dāng)電壓VCAP593隨時(shí)間下降時(shí)，耦合閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549，以測量多功能電容器中的信號(hào)。為了舉例說明，把注意力放到圖5和6上。尤其，圖6顯示了一個(gè)圖表601，其舉例說明了按照本發(fā)明的教導(dǎo)在集成電路503的初始化周期期間電壓VCAP593隨時(shí)間變化的若干示例。尤其，曲線693A舉例說明了具有第一電容值的多功能電容器511的電壓VCAP593，而曲線693B舉例說明了具有第二電容值的多功能電容器511的電壓VCAP593。如所能夠觀察到的，對(duì)于給定的電流，曲線693A和/或693B的上升和下降時(shí)間改變。在所舉例說明的示例中，當(dāng)利用充電電流ICHARGE561對(duì)多功能電容器進(jìn)行充電時(shí)，電壓VCAP593上升，而當(dāng)利用電流IDETECT經(jīng)由放電電路對(duì)多功能電容器進(jìn)行放電時(shí)，電壓VCAP593下降，其中放電電路包括開關(guān)597和電流源595。
在初始化期間的操作中，閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549測量經(jīng)由旁路BP端545從多功能電容器511所接收到的信號(hào)。當(dāng)閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549檢測到電壓VCAP593已上升到第二閾值時(shí)，閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549閉合開關(guān)597，以啟動(dòng)電流源595，從而利用電流IDETECT對(duì)多功能電容器511進(jìn)行放電。此時(shí)，電壓VCAP593下降，并且閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549測量電壓VCAP593從第二閾值電壓下降到第一閾值電壓所花費(fèi)的時(shí)間周期。如在示例圖6中可以觀察到的，在曲線693A中電壓VCAP593從第二閾值下降到第一閾值的時(shí)間測量是Δt1。相反，在曲線693B中電壓VCAP593從第二閾值下降到第一閾值的時(shí)間測量是Δt2。正如所示出的，測量的時(shí)間周期Δt2大于測量的時(shí)間周期Δt1。這是因?yàn)榍€693B中多功能電容器511的電容值大于曲線693A中多功能電容器511的電容值。因此，可以按照本發(fā)明教導(dǎo)所述通過測量時(shí)間周期而由閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549估算與旁路BP端545相耦合的多功能電容器511的具體電容值。在這個(gè)示例中，在正常操作期間，調(diào)節(jié)器559把電壓VCAP593保持在第二閾值上。
返回參考圖5，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，參數(shù)/模式選擇電路551耦合到閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549，并且為集成電路503生成參數(shù)/模式選擇信號(hào)，以響應(yīng)由閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549所測量的時(shí)間周期或所估算的電容值。在圖5舉例說明的示例中，響應(yīng)于所測量的時(shí)間周期，參數(shù)/模式選擇電路551為電流極限調(diào)節(jié)信號(hào)ILIM ADJ 553、熱擊穿閾值信號(hào)THERMAL ADJ 555以及頻率調(diào)節(jié)信號(hào)FREQ ADJ 557選擇特定的設(shè)置。按照本發(fā)明的教導(dǎo)，響應(yīng)于測量的時(shí)間值而由參數(shù)/模式選擇電路351所生成的這些參數(shù)/模式選擇信號(hào)的耦合與操作類似于結(jié)合集成電路303所討論的相應(yīng)參數(shù)/模式選擇信號(hào)。應(yīng)當(dāng)理解，在替換實(shí)施例中，電路549的輸入596可代之以直接耦合到旁路欠壓比較器571的輸出594。這樣，比較器571形成閾值檢測與計(jì)時(shí)電路549的一部分。在這個(gè)替換實(shí)施例中，電路549的輸入596不再直接耦合到BP端545。
圖7是耦合到多功能電容器711的集成電路703的實(shí)施例的又一個(gè)示意圖，其中按照本發(fā)明的教導(dǎo)，在初始化期間測量該電容器的信號(hào)，以選擇參數(shù)/模式。集成電路703也與以上討論的集成電路503、303、203以及103具有相類似之處。因此，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，可以在適當(dāng)之處與集成電路503、303、203以及103交換地使用集成電路703或把集成電路703與集成電路503、303、203以及103進(jìn)行元件組合。
在圖7所舉例說明的特定示例中，在初始化期間以及在啟動(dòng)時(shí)，多功能電容器711兩端的電壓VCAP793基本上開始于零伏。在啟動(dòng)時(shí)，多功能電容器711最初利用經(jīng)由旁路端745從調(diào)節(jié)器759接收到的充電電流進(jìn)行充電。只要在旁路端745上的電壓VCAP793超出3.0伏，如比較器710所確定的，則在比較器710的輸出上除去加電復(fù)位信號(hào)，所述比較器710的輸出被耦合以重置圖7所示的所有鎖存器712、718、726以及730，以便能夠按照本發(fā)明的教導(dǎo)執(zhí)行啟動(dòng)序列或初始化。在初始化期間，可基于耦合到旁路端745的多功能電容器711的電容值CMF值來選擇集成電路703的參數(shù)/模式。
繼續(xù)初始化，只要旁路端745上的電壓VCAP793超出5.8伏，如比較器708上所確定的，則所達(dá)到的5.8伏信號(hào)在從鎖存器712輸出時(shí)變高。隨著不放電(Not Discharged)信號(hào)升高，AND門732被啟用而開關(guān)797被閉合，從而啟動(dòng)電流源795而開始經(jīng)由旁路端745對(duì)多功能電容器711進(jìn)行放電。此時(shí)，OR門736禁用5.8伏調(diào)節(jié)器759，并且計(jì)數(shù)器720也開始計(jì)數(shù)。在所舉例說明的示例中，計(jì)數(shù)器720是6位二進(jìn)制計(jì)數(shù)器，并且根據(jù)電壓VCAP793下降到如比較器706所確定的并且根據(jù)鎖存器716的欠壓輸出進(jìn)行設(shè)置的4.8伏所需要花費(fèi)的時(shí)間量來設(shè)置二進(jìn)制輸出Q1-Q6。此時(shí)，二進(jìn)制輸出Q1-Q6的狀態(tài)表示一種時(shí)間測量，從中可以按照本發(fā)明的教導(dǎo)來確定多功能電容器711的估算電容值CMF。鎖存器718要被設(shè)置，并因而在VCAP793下降回到4.8伏之后，不放電(Not Discharged)信號(hào)將變低。
如所舉例說明的示例中所示，二進(jìn)制輸出Q1-Q3被輸入到AND門724，而二進(jìn)制輸出Q4-Q6被輸入到AND門722。按照本發(fā)明的教導(dǎo)，取決于二進(jìn)制輸出Q1-Q6的狀態(tài)，鎖存器726以及730的輸出表示多功能電容器711的估算電容值CMF是否小于0.3uF或大于3uF。如果Q1、Q2和Q3分別達(dá)到值1、1和0，而不放電信號(hào)仍然為高，則將設(shè)置鎖存器726，因而來自鎖存器726的輸出信號(hào)A將是低的，這表明CMF值大于0.3uF。如果Q1、Q2和Q3分別達(dá)到值0、1和0，而不放電信號(hào)仍然為高，則將設(shè)置鎖存器730，因而來自鎖存器730的輸出信號(hào)B將是高的，這表明CMF值大于3uF。
在圖7所舉例說明的特定示例中，鎖存器726和730的相應(yīng)輸出A和B被輸入到集成電路703的Ilim調(diào)節(jié)電路763中。正如所示出的，Ilim調(diào)節(jié)電路763調(diào)節(jié)Iadj電流源702，其用來調(diào)節(jié)電阻器704兩端的電壓降，其用來設(shè)置電流極限比較器789的比較電壓VIlimit，該比較器被耦合，以便按照本發(fā)明的教導(dǎo)，檢測電壓降并由此檢測通過開關(guān)737的電流。在初始化之后并且在集成電路703的正常操作期間，按照本發(fā)明的教導(dǎo)，類似于如上所述的其他示例，多功能電容器711給集成電路提供電源去耦功能。
在上文的詳細(xì)說明中，參考其特定示范性實(shí)施例描述了本發(fā)明的方法和設(shè)備。然而，在不脫離本發(fā)明的較寬精神和范圍下可以作出各種修改和改變，這是顯而易見的。因此，當(dāng)前說明書和附圖被認(rèn)為是說明性的而不是限制性的。
權(quán)利要求
1.一種集成電路，包括閾值檢測與計(jì)時(shí)電路，其被耦合，以便在集成電路的初始化周期期間從多功能電容器中測量信號(hào)，其中多功能電容器被耦合到集成電路的第一端；以及選擇電路，其被耦合到閾值檢測與計(jì)時(shí)電路，以便在集成電路的初始化周期期間響應(yīng)于從多功能電容器中測量的信號(hào)而選擇集成電路的參數(shù)/模式，其中多功能電容器被耦合，以便在集成電路的初始化周期結(jié)束之后為集成電路提供附加功能。
2.權(quán)利要求1的集成電路，其中附加功能包括用于集成電路的電源去耦功能。
3.權(quán)利要求1的集成電路，其中附加功能包括用于集成電路的回路補(bǔ)償功能。
4.權(quán)利要求1的集成電路，其中由集成電路在初始化周期期間設(shè)置的參數(shù)/模式包括耦合在集成電路的第二端與第三端之間的開關(guān)中的峰值電流極限電平。
5.權(quán)利要求4的集成電路，其中該電容器被耦合在第一端和第三端之間。
6.權(quán)利要求1的集成電路，其中由集成電路在初始化周期間設(shè)置的參數(shù)/模式包括集成電路的操作頻率。
7.權(quán)利要求6的集成電路，其中集成電路的操作頻率是集成電路的最大操作頻率。
8.權(quán)利要求1的集成電路，進(jìn)一步包括耦合到第一端的調(diào)節(jié)器電路，該調(diào)節(jié)器電路在初始化時(shí)對(duì)耦合到第一端的多功能電容器進(jìn)行充電。
9.權(quán)利要求8的集成電路，其中調(diào)節(jié)器電路包括電流源，以便利用預(yù)定電流對(duì)多功能電容器進(jìn)行充電。
10.權(quán)利要求8的集成電路，進(jìn)一步包括放電電路，其被耦合來減少在初始化周期期間多功能電容器中的電荷。
11.權(quán)利要求1的集成電路，其中由閾值檢測與計(jì)時(shí)電路所測量的信號(hào)包括在時(shí)間周期內(nèi)從第一電壓改變到第二電壓的電壓。
12.權(quán)利要求11的集成電路，其中第一電壓小于第二電壓。
13.權(quán)利要求11的集成電路，其中第一電壓大于第二電壓。
14.權(quán)利要求1的集成電路，其中集成電路被包含在電源調(diào)節(jié)器中，該電源調(diào)節(jié)器被耦合到具有改變量值的輸出負(fù)載。
15.一種方法，包括在集成電路的初始化周期期間，估算耦合到集成電路的多功能電容器的電容值；選擇集成電路的參數(shù)/模式，以響應(yīng)所估算的電容值；以及在估算電容值之后，操作集成電路，同時(shí)把多功能電容器用于附加功能。
16.權(quán)利要求15的方法，其中估算電容值包括在集成電路的初始化周期期間，對(duì)多功能電容器進(jìn)行充電；以及測量多功能電容器上的電壓從第一值改變到第二值的時(shí)間周期。
17.權(quán)利要求16的方法，其中測量多功能電容器上的電壓從第一值改變到第二值的時(shí)間周期包括利用預(yù)定電流對(duì)多功能電容器進(jìn)行充電，以增加在該時(shí)間周期期間多功能電容器上的電壓。
18.權(quán)利要求16的方法，其中測量多功能電容器上的電壓從第一值改變到第二值的時(shí)間周期包括利用預(yù)定電流對(duì)多功能電容器進(jìn)行放電，以降低在該時(shí)間周期期間多功能電容器上的電壓。
19.權(quán)利要求16的方法，其中選擇集成電路的參數(shù)/模式包括選擇集成電路的參數(shù)/模式，以響應(yīng)所測量的多功能電容器上的電壓從第一值改變到第二值的時(shí)間周期。
20.權(quán)利要求15的方法，其中操作集成電路包括利用該集成電路調(diào)節(jié)從電源的輸入到電源的輸出的能量的轉(zhuǎn)移。
21.一種電源，包括能量轉(zhuǎn)移元件，其耦合在電源的輸入和輸出之間；開關(guān)，其耦合到能量轉(zhuǎn)移元件的輸入；控制器，其耦合到開關(guān)，以控制該開關(guān)的切換，從而調(diào)節(jié)從電源的輸入到電源的輸出的能量的轉(zhuǎn)移；以及多功能電容器，其耦合到控制器，該控制器用于估算在該控制器的初始化周期期間電容器的電容值，該控制器用于響應(yīng)于所估算的電容值而設(shè)置該控制器的參數(shù)/模式，該控制器用于在初始化周期之后將多功能電容器用于控制器的操作期間的另一功能。
22.權(quán)利要求21的電源，其中該控制器包括閾值檢測與計(jì)時(shí)電路，其被耦合，以便從多功能電容器中測量信號(hào)；和選擇電路，其耦合到閾值檢測與計(jì)時(shí)電路，以便響應(yīng)于從多功能電容器中測量的信號(hào)而為控制器選擇參數(shù)/模式。
23.權(quán)利要求22的電源，其中由閾值檢測與計(jì)時(shí)電路所測量的信號(hào)包括多功能電容器兩端的電壓從第一電壓改變到第二電壓的時(shí)間。
24.權(quán)利要求23的電源，其中控制器被耦合來設(shè)置控制器的參數(shù)/模式，以響應(yīng)時(shí)間測量。
25.權(quán)利要求23的電源，其中第一電壓大于第二電壓。
全文摘要
披露了基于時(shí)間測量來選擇電路的功能參數(shù)和/或操作模式的技術(shù)。一個(gè)示例性集成電路包括閾值檢測與計(jì)時(shí)電路，其被耦合，以便在集成電路的初始化周期期間從多功能電容器中測量信號(hào)，所述多功能電容器被耦合到集成電路的第一端。選擇電路被耦合到閾值檢測與計(jì)時(shí)電路，以便響應(yīng)于在集成電路的初始化周期期間從多功能電容器中測量的信號(hào)而選擇集成電路的參數(shù)/模式。多功能電容器被耦合，以便在集成電路的初始化周期完成之后為集成電路提供附加功能。
文檔編號(hào)H02M3/335GK101039071SQ20061014637
公開日2007年9月19日 申請(qǐng)日期2006年8月25日 優(yōu)先權(quán)日2005年8月26日
發(fā)明者D·M·H·馬修斯, A·B·德曾古里安, K·黃, B·巴拉克里施南 申請(qǐng)人:電力集成公司