发明名称 提供瞬态抑止之电压调节装置及系统
摘要 本发明系揭露一提供功率以抑制暂态负载需求的装置,及一包含此装置之系统。此装置包含一感测电路,用以侦测是否有一暂态事件发生;与一或多个电晶体,用以供应负载或接收来自负载的电流。该系统还可包含一第二功率调节器,用以因应快暂态功率需求。在此情况下,会有一第一功率调节器用以提供功率至该负载,以因应慢暂态功率需求,而该第二功率调节器仅因应快暂态功率需求。
申请公布号 TW521177 申请公布日期 2003.02.21
申请号 TW090121440 申请日期 2001.08.30
申请人 普马利恩股份有限公司 发明人 奥斯特罗姆 肯尼士;吴 提摩西;德格 柯利弗德
分类号 G05F1/06 主分类号 G05F1/06
代理机构 代理人 蔡玉玲 台北市大安区敦化南路二段二一八号五楼A区
主权项 1.一种微电子功率调节器(power regulator),用以调节传送至微处理器的功率,包含:一第一功率调节器;以及一感测电路,用来感测分配至该微处理器的功率的一变化比率,其中该感测电路系用来传送一信号至该第一功率调节器,该信号可显示分配至该微处理器的功率的该变化比率。2.如申请专利范围第1项所述之微电子功率调节器,其中该感测电路系用来感测分配至该微处理器的一电压变化比率。3.如申请专利范围第1项所述之微电子功率调节器,其中该感测电路系用来感测分配至该微处理器的一电流变化比率。4.如申请专利范围第3项所述之微电子功率调节器,其中该感测电路包含一电导(inductor),而该电流变化比率是利用量测该电导两端的一压降所决定。5.如申请专利范围第1项所述之微电子功率调节器,其中该感测电路包含一放大器,用以传输一信号至该第一功率调节器,该信号与功率的该变化比率成比例。6.如申请专利范围第1项所述之微电子功率调节器,其中该感测电路包含一比较器(comparator),当分配至该微处理器的功率超过一预定变化比率,该感测电路即传输一信号至该第一功率调节器。7.如申请专利范围第1项所述之微电子功率调节器并进一步包含一第二功率调节器,该第二功率调节器以电性连接(electrically coupled)至该感测电路。8.一种微电子功率调节器系统,包含:一电源(power source);一第一功率调节器连接至该电源;一第二功率调节器连接至该电源;以及一感测电路,系连接至该第二功率调节器,该感测电路系用来侦测功率的一变化比率,并因应功率的该变化比率,传送一信号至该第二功率调节器。9.如申请专利范围第8项所述之微电子功率调节器系统,其中该感测电路并进一步因应功率的该变化比率,传送一信号至该第一功率调节器。10.如申请专利范围第8项所述之微电子功率调节器系统,其中该感测电路系用来感测分配至该微处理器的一电压变化比率。11.如申请专利范围第8项所述之微电子功率调节器系统,其中该感测电路系用来感测分配至该微处理器的一电流变化比率。12.如申请专利范围第11项所述之微电子功率调节器系统,其中该感测电路包含一电导,而该电流变化比率是利用量测该电导两端的一压降所决定。13.一种功率调节器,用以因应暂态功率需求,包含:一负暂态响应区域(portion),用来因应产生快暂态负电流的情况,该负暂态响应区域包括一感测电路与一电流源(current source);以及一正暂态响应区域(portion),用来因应产生高速暂态正电流的情况,该正暂态回应区域包括一感测电路与一电流集(current sink)。14.如申请专利范围第13项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该负暂态响应区域并进一步包含一输出电晶体,当功率供应至该负暂态响应区域时,会处于导通的状态(on state)。15.如申请专利范围第14项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该负暂态响应区域并进一步包含一感测电晶体,该感测电晶体连接至一电流源与该输出电晶体,其中该输出电晶体的静态电流低于该输出电晶体供应一暂态功率需求的电流。16.如申请专利范围第15项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该负暂态响应区域并进一步包含一放大器,该放大器以串联的形式连接于该电流源与该感测电晶体之间,其中该输出电晶体所因应的暂态事件(event)比该放大器的工作频宽(operating bandwidth)要快。17.如申请专利范围第15项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该感测电晶体系一双载子装置(bipolar device)。18.如申请专利范围第15项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该感测电晶体系一金氧半导体装置(MOS device)。19.如申请专利范围第14项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该输出电晶体系一双载子装置(bipolar device)。20.如申请专利范围第14项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该输出电晶体系一金氧半导体装置(MOS device)。21.如申请专利范围第13项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该正暂态响应区域并进一步包含一输出电晶体,当功率供应至该正暂态响应区域时,会处于导通的状态(on state)。22.如申请专利范围第13项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该正暂态响应区域并进一步包含一感测电晶体,该感测电晶体连接至一电流源与该输出电晶体,其中该输出电晶体的静态电流低于该输出电晶体供应一暂态功率需求的电流。23.如申请专利范围第22项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该负暂态响应区域并进一步包含一放大器,该放大器以串联的形式连接于该电流源与该感测电晶体之间,其中该输出电晶体所因应的暂态事件(event)比该放大器的工作频宽(operating bandwidth)要快。24.如申请专利范围第22项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该感测电晶体系一双载子装置(bipolar device)。25.如申请专利范围第22项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该感测电晶体系一金氧半导体装置(MOS device)。26.如申请专利范围第21项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该感测电晶体系一双载子装置(bipolar device)。27.如申请专利范围第21项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该感测电晶体系一金氧半导体装置(MOS device)。28.如申请专利范围第21项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该电流源包含一电阻与一电压源。29.如申请专利范围第21项所述用以因应暂态功率需求之功率调节器,其中该电流集包含一电阻与一电压源。30.一功率调节系统,包含如申请专利第13项所述之该功率调节器。31.如申请专利范围第30项所述之功率调节系统并进一步包含一初级稳压器(primary voltage regulator)串联至该功率调节器,其中该初级稳压器系用来提供一负载(load)所需的功率并因应慢暂态事件(slow transient events),而该功率调节器系因应快暂态事件(fast transientevents)。32.如申请专利范围第31项所述之功率调节系统,其中该功率调节器系因应速率大于10MHz的暂态事件,而该初级稳压器系因应速度小于10MHz的暂态事件。33.一种功率调节系统,用以提供功率至一微电子装置与降低暂态功率需求,包含:一第一稳压器,用以提供功率至一负载并因应慢暂态功率需求(slow transient power demand),该第一稳压器包含一第一电压输出、一第二电压输出、与一接地输出(ground output);以及一第二稳压器,该第二稳压器连接至该第一稳压器的该第二电压输出,用以因应快暂态功率需求(fasttransient power demand),该第二稳压器包含一感测放大器、一电流源、以及一电流集(current sink)。34.如申请专利范围第33项所述之功率调节系统,其中该第二电压输出的一电压大于该第一电压输出的一电压。35.如申请专利范围第33项所述之功率调节系统并进一步包含一感测元件,该感测元件系用来感测一电流变化比率,并根据该电流变化比率产生一对应比例之一信号。36.如申请专利范围第33项所述之功率调节系统,其中该感测放大器连接至该第一稳压器。37.如申请专利范围第33项所述之功率调节系统并进一步包含一感测元件,该感测元件系用来感测一电压变化比率,并根据该电压变化比率产生一对应比例之一信号。38.如申请专利范围第33项所述之功率调节系统并进一步包含一复数个充电源(charge source),用来分配功率至一微处理器上之一复数个位置。39.如申请专利范围第33项所述之功率调节系统,其中该第二稳压器并进一步包含一放大器,系连接至该电流源、一感测电晶体,系连接至该放大器的一输出、以及一输出电晶体,系连接至该感测电晶体。40.如申请专利范围第39项所述之功率调节系统,其中该感测电晶体系一双载子装置(bipolar device)。41.如申请专利范围第39项所述之功率调节系统,其中该感测电晶体系一金氧半导体装置(MOS device)。42.如申请专利范围第39项所述之功率调节系统,其中该输出电晶体系一双载子装置(bipolar device)。43.如申请专利范围第39项所述之功率调节系统,其中该输出电晶体系一金氧半导体装置(MOS device)。44.如申请专利范围第33项所述之功率调节系统,其中该第二稳压器系用来因应速率大于10MHz的暂态事件,而该第一稳压器系因应速度小于10MHz的暂态事件。图式简单说明:图1系绘示本发明中一个包含电压感测电路的功率调节系统;图2系绘示本发明中一个包含电流感测电路的功率调节系统;图3系绘示本发明中一个包含电压感测电路与次级稳压器的功率调节系统;图4系绘示本发明中一个包含电流感测电路与次级稳压器的功率调节系统;图5系绘示本发明中另一个包含次级稳压器的功率调节系统;图6系绘示本发明中另一个包含次级稳压器的功率调节系统;图7系绘示本发明中又另外一个包含次级稳压器的功率调节系统;图8系绘示本发明中又另外一个包含次级稳压器的功率调节系统;图9系绘示本发明中的次级稳压器的一部分区域;图10系绘示图9中的示范系统的负载暂态事件与稳压器的波形;图11系绘示本发明的另一功率调节系统的实施例,其中初级稳压器提供第二输出电压给次级稳压器;图12系绘示初级稳压器的负载暂态事件与稳压器波形;图13系绘示本发明的功率调节系统中的负载暂态事件与稳压器波形;图14至20系绘示一个功率调节系统的不同实施例,其中功率调节系统包含多个功率调节器输出,供次级稳压器使用。
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