電子裝置、開關(guān)調(diào)節(jié)器和電力管理器的制造方法
【專利說明】電子裝置、開關(guān)調(diào)節(jié)器和電力管理器
[0001]要求于2014年10月17日在韓國知識產(chǎn)權(quán)局提交的第10-2014-0140484號韓國專利申請的優(yōu)先權(quán)，該韓國專利申請的全部內(nèi)容通過引用包含于此。
技術(shù)領(lǐng)域
[0002]本發(fā)明構(gòu)思的至少一個示例實施例涉及一種半導(dǎo)體裝置，更具體地講，涉及一種用于供應(yīng)負(fù)載電流信息的電力管理集成電路和/或具有該電力管理集成電路的電子裝置。
【背景技術(shù)】
[0003]電力電路是用于驅(qū)動各種電子裝置的電路。現(xiàn)今，隨著移動裝置的使用增加，對高效率的DC-DC轉(zhuǎn)換器需求增加。期望使用其中電阻器組件的影響降至最低以使電阻器兩端的電壓降造成的功耗降低的DC-DC轉(zhuǎn)換器。這樣做的一種方式是采用開關(guān)轉(zhuǎn)換器，這種開關(guān)轉(zhuǎn)換器使用在最小化功耗的同時容易得到目標(biāo)電壓電平的電感器。
[0004]開關(guān)轉(zhuǎn)換器包括用于將高直流(DC)電壓轉(zhuǎn)換成較低DC電壓的降壓轉(zhuǎn)換器和用于將DC電壓升壓的升壓轉(zhuǎn)換器。使用電感器的開關(guān)轉(zhuǎn)換器具有比使用電阻器的DC-DC轉(zhuǎn)換器低的功耗，因此，該開關(guān)轉(zhuǎn)換器可具有高能效。另外，DC-DC轉(zhuǎn)換器可包括由線性調(diào)節(jié)器構(gòu)成的低壓降(LDO)調(diào)節(jié)器。
[0005]近來的電力管理集成電路(PMIC)集成了上述調(diào)節(jié)器以向負(fù)載裝置供電。然而，移動裝置中的PMIC應(yīng)該向負(fù)載裝置提供實時電力信息，以降低功耗并且改進負(fù)載裝置的性會K。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明構(gòu)思的至少一個示例實施例涉及一種能夠?qū)崟r向負(fù)載裝置供應(yīng)所需電流大小的電力裝置。
[0007]本發(fā)明構(gòu)思的示例實施例不限于本公開，基于下面的描述，對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，其它示例實施例可變得清楚。
[0008]根據(jù)至少一個示例實施例，一種電子裝置包括電力管理集成電路(PMIC)，PMIC包括多個調(diào)節(jié)器。所述多個調(diào)節(jié)器中的每個調(diào)節(jié)器具有被構(gòu)造成測量相應(yīng)負(fù)載電流的電流計。所述電子裝置包括負(fù)載裝置，負(fù)載裝置被構(gòu)造成從PMIC接收實時負(fù)載電流信息并且基于實時負(fù)載電流信息執(zhí)行性能提高操作。
[0009]根據(jù)至少一個示例實施例，PMIC被構(gòu)造成響應(yīng)于來自負(fù)載裝置的請求而測量從所述多個調(diào)節(jié)器中的至少一個調(diào)節(jié)器輸出的負(fù)載電流并且供應(yīng)測量的負(fù)載電流作為負(fù)載電流?目息O
[0010]根據(jù)至少一個示例實施例，所述多個調(diào)節(jié)器中的每個調(diào)節(jié)器包括開關(guān)調(diào)節(jié)器，開關(guān)調(diào)節(jié)器被構(gòu)造成對輸入電壓進行開關(guān)并且將開關(guān)的輸入電壓供應(yīng)到負(fù)載裝置。電流計被構(gòu)造成計算與開關(guān)的輸入電壓對應(yīng)的開關(guān)電流的平均值并且將平均值作為負(fù)載電流供應(yīng)。
[0011]根據(jù)至少一個示例實施例，所述多個調(diào)節(jié)器中的每個包括升壓轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器。電流計被構(gòu)造成檢測在升壓轉(zhuǎn)換器或降壓轉(zhuǎn)換器的電感器和輸出端子之間進行開關(guān)的晶體管的漏極-源極電壓，并且輸出檢測的漏極-源極電壓作為負(fù)載電流。
[0012]根據(jù)至少一個示例實施例，所述多個調(diào)節(jié)器中的每個調(diào)節(jié)器包括降壓轉(zhuǎn)換器。電流計被構(gòu)造成檢測降壓轉(zhuǎn)換器的電感器電流并且輸出檢測的電感器電流作為負(fù)載電流。
[0013]根據(jù)至少一個示例實施例，PMIC還包括選擇器，選擇器被構(gòu)造成根據(jù)來自負(fù)載裝置的選擇信息，選擇所述多個調(diào)節(jié)器中的至少一個調(diào)節(jié)器的負(fù)載電流。PMIC包括模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器，模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造成將所選擇的負(fù)載電流轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。PMIC包括控制邏輯，控制邏輯被構(gòu)造成根據(jù)選擇信息控制選擇器并且存儲數(shù)字信號作為負(fù)載電流信息。
[0014]根據(jù)至少一個示例實施例，控制邏輯包括被構(gòu)造成存儲負(fù)載電流信息的多個寄存器。
[0015]根據(jù)至少一個示例實施例，PMIC包括中斷產(chǎn)生器，中斷產(chǎn)生器被構(gòu)造成如果完成對負(fù)載裝置請求的負(fù)載電流信息的檢測，則將準(zhǔn)備信號供應(yīng)到負(fù)載裝置。
[0016]根據(jù)至少一個示例實施例，PMIC包括接口，接口被構(gòu)造成從負(fù)載裝置接收請求信息并且將負(fù)載電流信息供應(yīng)到負(fù)載裝置。
[0017]根據(jù)至少一個示例實施例，性能提高操作包括熱節(jié)流操作、電力控制操作、或動態(tài)電壓頻率調(diào)整(DVFS)操作中的至少一個。
[0018]根據(jù)至少一個示例實施例，一種方法包括:通過負(fù)載裝置向PMIC請求負(fù)載電流信息。所述方法包括通過PMIC檢測向負(fù)載裝置供電的調(diào)節(jié)器的輸出電流。所述方法包括將檢測到的輸出電流作為負(fù)載電流信息供應(yīng)到負(fù)載裝置。所述方法包括通過負(fù)載裝置使用負(fù)載電流?目息執(zhí)彳丁性能提尚操作。
[0019]根據(jù)至少一個示例實施例，檢測的步驟包括通過PMIC的電流計測量調(diào)節(jié)器的輸出電流。
[0020]根據(jù)至少一個示例實施例，電流計被構(gòu)造成對調(diào)節(jié)器的變化的輸出電流求平均并且將求平均的輸出電流作為輸出電流而供應(yīng)。
[0021]根據(jù)至少一個示例實施例，請求負(fù)載電流信息的步驟包括將選擇信息和配置信息供應(yīng)到PMIC，選擇信息用于選擇所述多個調(diào)節(jié)器中的至少一個調(diào)節(jié)器并且配置信息用于檢測電流。
[0022]根據(jù)至少一個示例實施例，供應(yīng)檢測到的輸出電流的步驟包括:將檢測到的輸出電流轉(zhuǎn)換成作為數(shù)字信號的負(fù)載電流信息，將負(fù)載電流信息存儲至包括在PMIC中的寄存器，并且將存儲在寄存器中的負(fù)載電流信息傳遞至負(fù)載裝置。
[0023]根據(jù)至少一個示例實施例，所述方法包括:在請求負(fù)載電流信息之前檢測負(fù)載裝置的驅(qū)動溫度是否超過參考值。
[0024]根據(jù)至少一個示例實施例，如果驅(qū)動溫度超過參考值，則執(zhí)行對負(fù)載信息的請求。
[0025]根據(jù)至少一個示例實施例，性能提高操作包括熱節(jié)流操作、電力控制操作、或動態(tài)電壓頻率調(diào)整(DVFS)操作中的至少一個。
[0026]根據(jù)至少一個示例實施例，一種開關(guān)調(diào)節(jié)器包括:電感器，被構(gòu)造成具有用于接收DC輸入電壓的第一端子；第一晶體管，被構(gòu)造成在電感器的第二端子和地電壓端子之間進行開關(guān)；第二晶體管，被構(gòu)造成在電感器的第二端子和所述開關(guān)調(diào)節(jié)器的輸出端子之間進行開關(guān)；電流計，被構(gòu)造成感測第二晶體管的漏極-源極節(jié)點的差分電壓并且將感測到的差分電壓作為負(fù)載電流信息供應(yīng)。
[0027]根據(jù)至少一個示例實施例，第一晶體管和第二晶體管被互補地驅(qū)動。
[0028]根據(jù)至少一個示例實施例，電流計包括:輸入選擇器，被構(gòu)造成如果第二晶體管導(dǎo)通，則接收差分電壓；電壓-電流轉(zhuǎn)換器，被構(gòu)造成將輸入選擇器接收到的差分電壓轉(zhuǎn)變電流信號；低通濾波器(LPF)，被構(gòu)造成將電流信號轉(zhuǎn)變成具有恒定大小的信號并且將具有恒定大小的信號作為負(fù)載電流信息供應(yīng)。
[0029]根據(jù)至少一個示例實施例，輸入選擇器包括:第一開關(guān)，被構(gòu)造成如果第二晶體管導(dǎo)通，則將第二晶體管的漏極-源極節(jié)點的電壓發(fā)送到電壓-電流轉(zhuǎn)換器的輸入端子；第二開關(guān)，被構(gòu)造成如果第二晶體管截止，則將第二晶體管的漏極和源極節(jié)點短路。
[0030]根據(jù)至少一個示例實施例，所述開關(guān)調(diào)節(jié)器包括開關(guān)組件，開關(guān)組件被構(gòu)造成將DC輸入電壓切換至電感器的第一端子。
[0031]根據(jù)至少一個示例實施例，一種開關(guān)調(diào)節(jié)器包括:電感器；第一晶體管，被構(gòu)造成通過對電感器的端子進行開關(guān)來發(fā)送DC輸入電壓；第二晶體管，連接在電感器的所述端子和地電壓端子之間；電流計，被構(gòu)造成將負(fù)載電流供應(yīng)到電感器的所述端子，負(fù)載電流具有DC電流大小。
[0032]根據(jù)至少一個示例實施例，電流計包括:電流傳感器，被構(gòu)造成檢測流向電感器的端子的負(fù)載電流；偽電流產(chǎn)生器，被構(gòu)造成檢測檢測到的電流的峰值并且產(chǎn)生方波形式的偽電流；求平均電路，被構(gòu)造成計算偽電流的平均值并且將計算出的平均值作為具有DC電流大小的負(fù)載電流供應(yīng)。
[0033]根據(jù)至少一個示例實施例，偽電流產(chǎn)生器被構(gòu)造成基于峰值和第一晶體管和第二晶體管中的至少一個的驅(qū)動信號，產(chǎn)生偽電流。
[0034]根據(jù)至少一個示例實施例，電流計包括限流器，限流器被構(gòu)造成將負(fù)載電流的峰值作為固定值供應(yīng)并且使用固定的峰值計算負(fù)載電流。
[0035]根據(jù)至少一個示例實施例，一種電力管理器包括接口，接口被構(gòu)造成接收對負(fù)載電流信息的請求，請求包括與負(fù)載裝置關(guān)聯(lián)的選擇信息。所述電力管理器包括控制邏輯，控制邏輯被構(gòu)造成基于選擇信息，產(chǎn)生選擇信號。所述電力管理器包括選擇器，選擇器被構(gòu)造成基于選擇信號，選擇多個調(diào)節(jié)器中的至少一個。所述多個調(diào)節(jié)器被構(gòu)造成產(chǎn)生相應(yīng)輸出信號。所述選擇器被構(gòu)造成輸出所選擇的所述至少一個調(diào)節(jié)器的輸出信號。
[0036]根據(jù)至少一個示例實施例，所述的電力管理器包括模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器，模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換器被構(gòu)造成將輸出信號轉(zhuǎn)換成數(shù)字信號。
[0037]根據(jù)至少一個示例實施例，控制邏輯被構(gòu)造成存儲數(shù)字信號。
[0038]根據(jù)至少一個示例實施例，所述電力管理器包括中斷發(fā)生器，中斷發(fā)生器被構(gòu)造成輸出中斷信號，使得負(fù)載裝置準(zhǔn)備接收負(fù)載電流信息。
[0039]根據(jù)至少一個示例實施例，接口被構(gòu)造成基于中斷信號將存儲的數(shù)字信號作為負(fù)載電流信息發(fā)送。
[0040]本發(fā)明構(gòu)思可實時向負(fù)載裝置提供負(fù)載裝置請求的負(fù)載電流的大小信息。因此，可實現(xiàn)能夠支持各種功率、溫度和在負(fù)載裝置中執(zhí)行的服務(wù)質(zhì)量保持操作的移動裝置。
【附圖說明】
[0041]根據(jù)參照附圖進行下面的描述，以上和其它目的和特征將變得清楚，其中，在各個附圖中，除非另有說明，否則相似的參考標(biāo)號始終表示相似的部件，在附圖中:
[0042]圖1是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的至少一個示例實施例的移動裝置的框圖；
[0043]圖2是示出圖1中示出的PMIC 100的示例結(jié)構(gòu)的框圖；
[0044]圖3是簡要示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的至少一個示例實施例的PMIC 100的操作的流程圖；
[0045]圖4是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的至少一個示例實施例的包括電流計的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖；
[0046]圖5是具體示出包括圖4中示出的電流計的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖；
[0047]圖6是簡要示出圖5中示出的電流計的操作的波形圖；
[0048]圖7是示出圖4中示出的包括電流計的開關(guān)調(diào)節(jié)器的另一個示例的電路圖；
[0049]圖8是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)思的至少一個示例實施例的開關(guān)調(diào)節(jié)器的電路圖；
[0050]圖9是示出圖8中示出的開關(guān)調(diào)節(jié)器的示例實施例的示圖；
[0051]圖10是簡要示出圖9中示出的電流計115e的操作的波形圖；
[0052]圖11是示出根據(jù)本發(fā)明構(gòu)