本發(fā)明大體上涉及電子器件，且更特定來說，涉及電壓調(diào)節(jié)器。

背景技術(shù)：
DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種將直流(DC)源從一個(gè)電壓電平轉(zhuǎn)換為另一電壓電平的電子電路。DC-DC轉(zhuǎn)換器在例如手機(jī)和膝上型計(jì)算機(jī)等便攜式電子裝置中較為重要。此類電子裝置常常含有若干子電路，每一子電路具有不同于靠電池或外部供應(yīng)器供應(yīng)的電壓電平要求的其自身的電壓電平要求(有時(shí)高于或低于供應(yīng)電壓)。另外，電池電壓隨著其存儲(chǔ)的電力耗盡而下降。切換DC-DC轉(zhuǎn)換器提供一種從部分降低的電池電壓增加電壓的方法，從而節(jié)省了空間，而不是使用多個(gè)電池來實(shí)現(xiàn)同一目的。大多數(shù)DC-DC轉(zhuǎn)換器還調(diào)節(jié)輸出電壓。一些例外包含：高效率LED電源，其為一種DC-DC轉(zhuǎn)換器，其調(diào)節(jié)穿過LED的電流；以及簡(jiǎn)單的電荷泵，其將輸入電壓倍增或增至三倍。線性調(diào)節(jié)器僅可在來自輸入的較低電壓下進(jìn)行輸出。當(dāng)電壓降較大且電流較高時(shí)，它們非常低效，因?yàn)樗鼈兒纳⒌扔谳敵鲭娏髋c電壓降的乘積的熱量；因此，它們通常不用于大電壓降高電流應(yīng)用。低效率浪費(fèi)了電力并且需要較高額定且因此更昂貴且更大的組件。由高功率供應(yīng)器耗散的熱量是自身問題，且必須將其從電路移除以防止不可接受的溫度升高。如果電流較低，那么線性調(diào)節(jié)器是實(shí)用的，所耗散的電力較小，但其可仍然是所消耗的總電力的較大部分。它們常常用作較高電流的簡(jiǎn)單調(diào)節(jié)的電力供應(yīng)器的一部分：變壓器產(chǎn)生電壓，所述電壓在被整流時(shí)比偏置線性調(diào)節(jié)器所需的電壓高一點(diǎn)。線性調(diào)節(jié)器降低過高電壓，從而減小人為產(chǎn)生的波紋電流，并且提供獨(dú)立于來自變壓器/橋式整流器的未經(jīng)調(diào)節(jié)輸入電壓和負(fù)載電流的正常波動(dòng)的恒定輸出電壓。如果使用良好的散熱器，那么線性調(diào)節(jié)器是廉價(jià)的，并且比切換調(diào)節(jié)器簡(jiǎn)單得多。作為電力供應(yīng)器的一部分，它們需要變壓器，變壓器在給定電力電平下比切換模式電力供應(yīng)器所需的變壓器大。線性調(diào)節(jié)器可提供極低噪聲輸出電壓，且非常適合于向噪聲敏感的低功率模擬和射頻電路供電。普遍的設(shè)計(jì)方法是使用LDO、低壓降調(diào)節(jié)器，其向低功率電路提供局部的“負(fù)載點(diǎn)”DC供應(yīng)。電子切換模式DC-DC轉(zhuǎn)換器通過臨時(shí)存儲(chǔ)輸入能量且隨后以不同電壓將所述能量釋放到輸出而一個(gè)DC電壓電平轉(zhuǎn)換為另一電壓電平。所述存儲(chǔ)可在磁場(chǎng)存儲(chǔ)組件(電感器、變壓器)或電場(chǎng)存儲(chǔ)組件(電容器)中。此轉(zhuǎn)換方法比線性電壓調(diào)節(jié)(其將不想要的電力耗散為熱量)的電力效率高(常常75％到98％)。此效率對(duì)于增加靠電池操作的裝置的運(yùn)行時(shí)間是有益的。所述效率歸因于功率FET的使用而得到增加，功率FET能夠以高頻率比功率雙極晶體管更高效地切換，功率雙極晶體管招致更多的切換損耗且需要更復(fù)雜的驅(qū)動(dòng)電路。DC-DC轉(zhuǎn)換器中的另一重要革新是使用同步整流，從而用具有低“接通電阻”的功率FET取代飛輪二極管，進(jìn)而減少切換損耗。切換轉(zhuǎn)換器的缺陷包含復(fù)雜性、電子噪聲(EMI/RFI)，且有一定程度的成本，但這隨著芯片設(shè)計(jì)中的進(jìn)步而有所減小。在可能需要線性和切換調(diào)節(jié)兩者時(shí)，存在先前解決方案在提供電力調(diào)節(jié)方面迄今未解決的需要。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的實(shí)例性實(shí)施例提供可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)。簡(jiǎn)要描述，在架構(gòu)方面，系統(tǒng)的一個(gè)實(shí)例性實(shí)施例尤其可如下實(shí)施：DC-DC轉(zhuǎn)換器包括：比較器/誤差放大器；邏輯模塊；高側(cè)驅(qū)動(dòng)器；以及低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，所述邏輯模塊經(jīng)配置以在切換模式中在所述高側(cè)驅(qū)動(dòng)器與所述低側(cè)驅(qū)動(dòng)器之間切換，且經(jīng)配置以在線性模式中僅驅(qū)動(dòng)所述高側(cè)驅(qū)動(dòng)器或所述低側(cè)驅(qū)動(dòng)器。本發(fā)明的實(shí)施例還可被視為提供可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的方法。在此方面，此方法的一個(gè)實(shí)施例尤其可通過以下步驟來寬泛地概括：針對(duì)DC-DC轉(zhuǎn)換器在切換模式與線性模式之間進(jìn)行選擇，所述DC-DC轉(zhuǎn)換器包括高側(cè)驅(qū)動(dòng)器和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，切換模式進(jìn)一步包括交替地切換所述高側(cè)驅(qū)動(dòng)器和所述低側(cè)驅(qū)動(dòng)器，線性模式進(jìn)一步包括僅驅(qū)動(dòng)所述高側(cè)驅(qū)動(dòng)器。附圖說明圖1A是切換轉(zhuǎn)換器的電路圖。圖1B是線性轉(zhuǎn)換器的電路圖。圖2是模式確定電路的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖。圖3A是處于切換模式中的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖。圖3B是處于線性模式中的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖。圖4是具有外部配置指令的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖。圖5是具有阻抗/導(dǎo)納值確定的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖。圖6是圖3A的誤差放大器的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖。圖7是可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的方法的實(shí)例性實(shí)施例的流程圖。具體實(shí)施方式下文將參考附圖更全面地描述本發(fā)明的實(shí)施例，在附圖中，若干圖中的相同的數(shù)字表示相同的元件，且在附圖中，展示了實(shí)例性實(shí)施例。然而，權(quán)利要求書的實(shí)施例可以不同的形式來體現(xiàn)，且不應(yīng)將權(quán)利要求書解釋為限于本文所陳述的實(shí)施例。本文中所陳述的實(shí)例是非限制性實(shí)例，且僅為其它可能的實(shí)例當(dāng)中的若干實(shí)例。在許多應(yīng)用中需要電壓調(diào)節(jié)器。兩種最普遍類型的電壓調(diào)節(jié)器是線性調(diào)節(jié)器和切換調(diào)節(jié)器。如圖1A中所提供，切換調(diào)節(jié)器100在其輸出處需要電感器和電容器來過濾切換的輸出電壓。切換調(diào)節(jié)器100提供比線性調(diào)節(jié)器高得多的電力效率。切換調(diào)節(jié)器可在輸入及輸出電壓范圍上有高達(dá)90％的效率。具有1.8V的Vin和1V的Vout的切換轉(zhuǎn)換器可實(shí)現(xiàn)85％到95％的效率，其導(dǎo)致僅15％的電力被轉(zhuǎn)換為熱量。因此，使用切換調(diào)節(jié)器100節(jié)省了系統(tǒng)的總電力。然而，在切換調(diào)節(jié)器100情況下，使用額外的無源裝置，例如電感器和電容器。取決于負(fù)載需求的電力，所述電感器往往非常大。如圖1B中所提供，線性調(diào)節(jié)器150僅在輸出上需要電容器。線性調(diào)節(jié)器用于需要低成本的應(yīng)用中，且其可能需要或者可能不需要外部電容器。所述輸出電容器取決于負(fù)載瞬時(shí)曲線。當(dāng)負(fù)載改變時(shí)，如果調(diào)節(jié)器無法立即響應(yīng)于負(fù)載改變，那么在調(diào)節(jié)器的輸出處使用某一存儲(chǔ)元件(電容器)來供應(yīng)電荷，直到調(diào)節(jié)器可趕上需求為止。歸因于極低的面積以及不需要外部電容器或者需要一個(gè)外部電容器，線性調(diào)節(jié)器150通常是成本極低的設(shè)計(jì)。然而，線性調(diào)節(jié)器150可提供較低的電力效率，其為Vout除以Vin的比率。因此，舉例來說，如果Vout是1V且Vin是1.8V，那么電力效率是60％，從而導(dǎo)致剩余的40％的電力被轉(zhuǎn)換為熱量。在一些應(yīng)用中，對(duì)半導(dǎo)體裸片的這種加熱可能是不合意的。在一些應(yīng)用中，舉例來說，終端設(shè)備制造商可具有電力供應(yīng)節(jié)點(diǎn)，所述電力供應(yīng)節(jié)點(diǎn)可被配置成切換調(diào)節(jié)器或線性調(diào)節(jié)器，其取決于客戶的要求。本文中所揭示的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法取決于客戶的要求而將同一轉(zhuǎn)換器修改成操作為線性調(diào)節(jié)器或切換調(diào)節(jié)器。在一實(shí)例性實(shí)施例中，同一裝置可操作為DC-DC切換調(diào)節(jié)器或操作為線性調(diào)節(jié)器。然而，在先前的解決方案中，可已向軟件通知應(yīng)用需要線性調(diào)節(jié)器還是切換調(diào)節(jié)器。如果向軟件通知需要線性調(diào)節(jié)器，那么其配置用于線性調(diào)節(jié)器的硬件；且如果向軟件通知需要切換調(diào)節(jié)器，那么其配置用于切換調(diào)節(jié)器的硬件。然而，此配置方法的缺點(diǎn)是，針對(duì)兩個(gè)不同客戶使用兩個(gè)不同軟件算法。如果切換調(diào)節(jié)器是給芯片上電的主調(diào)節(jié)器，那么軟件必須在硬件之前上電，且此解決方案無法應(yīng)用。本文中所揭示的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法在于任一模式中啟動(dòng)調(diào)節(jié)器之前加以區(qū)別，以識(shí)別如何根據(jù)客戶應(yīng)用來對(duì)其進(jìn)行配置。如果應(yīng)用是針對(duì)線性調(diào)節(jié)器，那么在輸出上將不存在電感器；將僅存在電容器。作出所述確定以在僅電容器與電感器和電容器之間進(jìn)行檢測(cè)。隨后基于所述確定，選擇模式。隨后將硬件轉(zhuǎn)換為DC-DC轉(zhuǎn)換器操作或線性調(diào)節(jié)器操作。圖2提供用于確定將輸出配置為切換調(diào)節(jié)器還是線性調(diào)節(jié)器的實(shí)例性實(shí)施例的電路可200。電路200包含環(huán)形振蕩器210、驅(qū)動(dòng)器220、開關(guān)230、取樣電容器240、取樣比較器250和鎖存器260。為了檢測(cè)/區(qū)別輸出上的電感器/電容器以及僅電容器，例如在50MHZ相對(duì)高的頻率下操作的環(huán)形振蕩器210可用于用驅(qū)動(dòng)器220驅(qū)動(dòng)輸出負(fù)載。開關(guān)230用于對(duì)驅(qū)動(dòng)器220的輸出進(jìn)行取樣。開關(guān)230可以與環(huán)形振蕩器210相同的頻率切換。隨著開關(guān)230切換，在樣本電容器240上取樣輸出電壓。用樣本比較器250在預(yù)定時(shí)間將所述所取樣的電壓與參考電壓進(jìn)行比較，且用鎖存器260鎖存所述所取樣的電壓。當(dāng)樣本電容器240上的電壓被僅電容器濾波器濾波時(shí)，所述電壓將展現(xiàn)出在所述電壓被電感器/電容器濾波器濾波時(shí)將具有的特性不同的特性。如果電感器/電容器濾波器存在，那么其將導(dǎo)致樣本電容器240上的電壓升高，且穩(wěn)定到驅(qū)動(dòng)器220的供應(yīng)電壓。如果濾波器是僅電容器，且以較高頻率切換Vout，那么電容器充當(dāng)?shù)礁哳l信號(hào)的短路，且Vout將歸因于高頻下的低阻抗電容器而耦合到接地。在實(shí)例性實(shí)施例中，在預(yù)定義時(shí)間之后將所累加的經(jīng)取樣電壓與參考電壓進(jìn)行比較，且作出決策。如果經(jīng)取樣電壓較高，那么轉(zhuǎn)換器將被配置為切換調(diào)節(jié)器。如果經(jīng)取樣電壓較低，那么轉(zhuǎn)換器將被配置為切換調(diào)節(jié)器。比較器250的輸出被鎖存且客戶平臺(tái)的配置得到確定。隨后可將硬件配置為DC-DC切換轉(zhuǎn)換器或線性調(diào)節(jié)器。在實(shí)例性應(yīng)用中，來自電話制造商的請(qǐng)求歸因于電力效率問題而指定集成式DC-DC轉(zhuǎn)換器。還針對(duì)具有價(jià)格敏感性問題的另一客戶來制造同一電話?？墒褂么藛我谎b置，其取決于在成本較重要時(shí)偏好于線性調(diào)節(jié)器還是在效率較重要時(shí)偏好于切換調(diào)節(jié)器的客戶要求。圖3A提供被揭示為經(jīng)配置以用于切換調(diào)節(jié)器的所揭示的系統(tǒng)和方法的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖300。電路圖300包含調(diào)節(jié)器裝置310，調(diào)節(jié)器裝置310包含比較器/誤差放大器315、邏輯塊320、P驅(qū)動(dòng)器325、N驅(qū)動(dòng)器330、PMOS晶體管340和NMOS晶體管345。用電感器350和電容器360對(duì)切換調(diào)節(jié)器的輸出進(jìn)行濾波以驅(qū)動(dòng)負(fù)載370。調(diào)節(jié)器裝置310被配置為具有由P驅(qū)動(dòng)器325驅(qū)動(dòng)的PMOS晶體管340和由N驅(qū)動(dòng)器330驅(qū)動(dòng)的NMOS晶體管345的切換調(diào)節(jié)器。驅(qū)動(dòng)P驅(qū)動(dòng)器325或N驅(qū)動(dòng)器330的信號(hào)來自邏輯塊320，邏輯塊320的輸入來自比較器315。比較器315將輸出電壓與參考電壓進(jìn)行比較，且其在驅(qū)動(dòng)PMOS晶體管340與NMOS晶體管345之間進(jìn)行雙態(tài)切換。如果輸出降到參考以下，那么PMOS晶體管340接通。如果輸出高于參考，那么NMOS晶體管345接通。圖3B提供經(jīng)配置以用于線性調(diào)節(jié)器的所揭示的系統(tǒng)和方法的實(shí)例性實(shí)施例的電路301。在電路301中包含調(diào)節(jié)器裝置311，調(diào)節(jié)器裝置311包含比較器/誤差放大器316和PMOS晶體管341。在將調(diào)節(jié)器裝置311轉(zhuǎn)換為線性調(diào)節(jié)器的過程中，NMOS側(cè)斷開且邏輯塊和驅(qū)動(dòng)器被繞過。PMOS開關(guān)341用于線性調(diào)節(jié)器，且比較器/誤差放大器316用作誤差放大器。如果比較器/誤差放大器316正用作比較器或用作誤差放大器，因此補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)在線性調(diào)節(jié)器模式中被切換，那么補(bǔ)償略有不同。圖4提供使用外部配置構(gòu)件的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)和方法的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖400。可自動(dòng)配置的裝置410包含上電邏輯420、輸出濾波器檢測(cè)模塊430、多路復(fù)用器440和調(diào)節(jié)器450。外部裝置/主機(jī)460可用于配置調(diào)節(jié)器。取決于調(diào)節(jié)器450的所要配置，在實(shí)例性實(shí)施例中，外部裝置/主機(jī)460可將所述信息加載到多路復(fù)用器440中。如果外部裝置/主機(jī)460將把晶體管450配置為L(zhǎng)DO或切換調(diào)節(jié)器，那么通過多路復(fù)用器440繞過輸出濾波器檢測(cè)模塊430。如果外部裝置/主機(jī)460不將信息供應(yīng)給多路復(fù)用器440，那么所述輸出濾波器被檢測(cè)為電感器/電容器或僅電容器。隨后通過多路復(fù)用器440來處理所述信息，且配置調(diào)節(jié)器450。圖5提供具有阻抗/導(dǎo)納值確定的可自動(dòng)配置的切換/線性調(diào)節(jié)的系統(tǒng)500的實(shí)例性實(shí)施例。裝置510包含調(diào)節(jié)器控制回路520、阻抗監(jiān)視器模塊530、測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器540和多路復(fù)用器550?？赏ㄟ^阻抗監(jiān)視器模塊530來確定輸出濾波器560的輸入阻抗或?qū)Ъ{的量值。阻抗監(jiān)視器模塊530可將狀態(tài)位發(fā)送到外部裝置/主機(jī)570以用于補(bǔ)充目的，且發(fā)送到調(diào)節(jié)器控制回路520以配置所述控制回路，其取決于輸出濾波器560的類型以及輸出濾波器560的值。圖5中的輸出可由調(diào)節(jié)器控制回路520或由測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器540控制。在測(cè)試階段中，繞過常規(guī)操作且通過多路復(fù)用器550將測(cè)試信號(hào)從測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器540發(fā)送到輸出。可由測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器540在內(nèi)部產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)，或可替代地在外部產(chǎn)生測(cè)試信號(hào)。當(dāng)測(cè)試信號(hào)被傳送到裝置510的輸出時(shí)，輸出的特性將確定存在哪種類型的濾波器：在輸出上是電感器/電容器還是僅電容器。用阻抗監(jiān)視器模塊530來監(jiān)視輸出的阻抗，阻抗監(jiān)視器模塊530檢測(cè)輸出節(jié)點(diǎn)處的阻抗或?qū)Ъ{的值?；谒鰴z測(cè)，配置狀態(tài)位?？捎伤鲅b置或調(diào)節(jié)器控制回路520在內(nèi)部使用所述狀態(tài)位。還可將所述狀態(tài)位呈現(xiàn)為到外部裝置或主機(jī)的輸出，其可用于其它目的。由測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器540輸出的非限制性實(shí)例信號(hào)包含正方形波、階躍輸入、正弦波以及階躍電流?？赏ㄟ^確定阻抗/導(dǎo)納值來確定電感器/電容器的值，且基于所述確定，調(diào)節(jié)器控制回路520可經(jīng)配置以使得調(diào)節(jié)器的回路動(dòng)態(tài)得到優(yōu)化。為了確定輸入阻抗，使用比較器來確定經(jīng)取樣值是高于還是低于參考。如果經(jīng)取樣值高于參考，那么設(shè)定第一位；如果其低于參考，那么設(shè)定第二位，以檢測(cè)連接到輸出的電感器/電容器或僅電容器的多個(gè)范圍。舉例來說，參考值可隨電阻器階梯和開關(guān)而變化。另外，上升時(shí)間將基于輸出濾波器560中的組件的值而變化。經(jīng)取樣電壓達(dá)到輸出電平所花費(fèi)的時(shí)間將基于輸出上的輸出濾波器560中的組件而不同。在實(shí)例性實(shí)施例中，通過多路復(fù)用器550將來自測(cè)試信號(hào)產(chǎn)生器540的固定測(cè)試信號(hào)施加到輸出，且在固定時(shí)間之后對(duì)所述輸出進(jìn)行取樣。所述經(jīng)取樣信號(hào)將基于輸出阻抗而具有不同的上升時(shí)間。因此，特定時(shí)間之后的樣本值將給出輸出濾波器560的阻抗的指示。圖6提供具有待切入的額外補(bǔ)償?shù)谋容^器/誤差放大器的實(shí)例性實(shí)施例的電路圖615。在切換調(diào)節(jié)器模式中，其將作為比較器而操作，且在線性調(diào)節(jié)器模式中，其將作為誤差放大器而操作。典型的比較器包含晶體管617、605、610、620、625、650和630。不需要補(bǔ)償。典型的誤差放大器包含晶體管617、605、610、620、625、640和650。額外的補(bǔ)償包含電阻器655、電容器660和電阻器670。在此模式中，晶體管630被電阻器670和晶體管640取代。圖7提供可自動(dòng)配置的切換線性調(diào)節(jié)的方法的實(shí)例性實(shí)施例的流程圖700。在方框710中，作出關(guān)于電感器是否存在于電壓調(diào)節(jié)器的輸出上的確定。如果存在電感器，那么在方框730中，調(diào)節(jié)器經(jīng)配置以在切換模式中操作。如果不存在電感器，那么在方框720中，調(diào)節(jié)器在線性模式中操作。雖然已詳細(xì)描述本發(fā)明，但應(yīng)理解，在不脫離如所附權(quán)利要求書所界定的本發(fā)明的精神和范圍的情況下，可對(duì)本發(fā)明作出各種改變、替代和更改。