一種超快速DVS放電電路及控制方法技術(shù)

本發(fā)明專利技術(shù)涉及一種超快速DVS放電電路及控制方法，主要用于解決現(xiàn)有技術(shù)為加快放電時間，逐步調(diào)整放電電流最大值，容易燒壞主控功率MOS管，且分階段逐步調(diào)整限制DVS放電的速度的技術(shù)問題。本發(fā)明專利技術(shù)通過優(yōu)化控制邏輯，在整個放電的過程中均以最大值Imax進行放電。解決了在DVS下管放電模塊在初始放電過程初中，因電感的電流未能達到Imax最大值導致放電時間延長的問題，極大程度上加快了DVS的放電時間，滿足對供電電壓的超快速的動態(tài)實時跟蹤要求。

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本專利技術(shù)涉及放電電路及放電方法，具體涉及一種超快速dvs放電電路及控制方法。

技術(shù)介紹

1、隨著手持設備的快速發(fā)展，其對芯片的性能和功耗提出來更高的要求。其中動態(tài)電壓條件(dynamic?voltage?scaling,dvs)是普遍使用的一種提高芯片性能和降低功耗的方案，為了獲得較快的dvs響應速度，在buck?dc/dc轉(zhuǎn)換器的電路中可以采用較高的工作頻率。但是過高的工作頻率會帶來更高的開關(guān)損耗，導致系統(tǒng)的整體效率降低。所以現(xiàn)有的手持設備中，通常選擇工作頻率范圍在2m-5mhz之間，要求在該工作頻率段時，能夠精確且快速地實現(xiàn)對供電電壓變化的動態(tài)實時跟蹤。

2、傳統(tǒng)dvs放電電路如圖1所示，為加快放電時間，在每一次放電過程中逐步調(diào)整放電電流的最大值imax，即最大值imax為變化值。若將電感l(wèi)的電流直接調(diào)整為所能達到的放電電流最大值imax，雖然能加快放電時間，但存在燒壞主控功率mos管的風險。而分階段逐步調(diào)整又一定程度上限制了dvs放電的速度，這導致dvs下管放電電路的放電時間tdvs_down比較長，通常為40μs左右，從而影響到對供電電壓變化的動態(tài)實時跟蹤速度。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本專利技術(shù)的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中為加快放電時間，逐步調(diào)整放電電流最大值容易燒壞主控功率mos管，且分階段逐步調(diào)整限制了dvs放電速度，無法滿足對供電電壓變化進行動態(tài)實時跟蹤的技術(shù)問題，提出一種超快速dvs放電電路及控制方法。

2、為解決上述技術(shù)問題，本專利技術(shù)提供的技術(shù)解決方案如下：

3、一種超快速dvs放電電路，包括充放電模塊、驅(qū)動模塊、第一采樣單元、第二采樣單元、第一比較單元、第二比較單元和dvs下管放電模塊；所述充放電模塊用于進行電路放電或充電；所述驅(qū)動模塊根據(jù)放電控制信號和最大電流控制信號控制充放電模塊工作；所述第一采樣單元用于對充放電模塊的放電電流進行采樣；所述第二采樣單元用于對充放電模塊的充電電流進行采樣；第一比較單元根據(jù)第一采樣單元的輸出信號和第一基準信號的差值輸出最大電流控制信號dvs_h；第二比較單元根據(jù)第二采樣單元的輸出信號和第二基準信號的差值輸出使能信號en_n；所述dvs下管放電模塊在使能信號en_n有效時輸出控制信號dvs_command_old；所述充放電模塊用于與外部控制信號連接；

4、其特殊之處在于：還包括邏輯控制模塊；所述邏輯控制模塊的輸入端分別連接使能信號en_n、最大電流控制信號dvs_h以及控制信號dvs_command_old，用于在放電過程中控制放電電流的大小，使其以最大電流值進行放電；邏輯控制模塊輸出放電控制信號dvs_command_new；所述第一采樣單元中還設置有偏置模塊；所述偏置模塊與第一比較單元的輸入端連接，用于消除第一比較單元輸入端的偏置電流影響。

5、進一步地，所述邏輯控制模塊包括d觸發(fā)器和邏輯與門；

6、所述d觸發(fā)器的清零c端口接收第二比較單元輸出的使能信號en_n，其時鐘clk端口接收第一比較單元輸出的最大電流控制信號dvs_h，其輸入d端口與電源vdd連接，其輸出q端口連接至所述邏輯與門的一個輸入端；邏輯與門的另一輸入端接收所述dvs下管放電模塊輸出的控制信號dvs_command_old；邏輯與門根據(jù)d觸發(fā)器q端口的輸出結(jié)果和控制信號的與運算結(jié)果，輸出放電控制信號dvs_command_new；所述放電控制信號dvs_command_new輸入至驅(qū)動模塊的一個輸入端。

7、進一步地，所述偏置模塊包括電阻r4；

8、所述電阻r4的一端與充放電模塊的第一輸出端連接，另一端與第一比較單元的正輸入端連接；所述第一比較單元的負輸入端電壓接收所述第一基準信號。

9、進一步地，所述偏置模塊還包括電阻r5；所述電阻r5的一端接地，另一端與第一比較單元的負輸入端連接，所述第一比較單元的負輸入端還輸入有基準電流idvs；所述第一基準信號為電阻r5的阻值與基準電流idvs的乘積。

10、進一步地，所述第一采樣單元用于等比例采樣充放電模塊的放電電流，包括采樣電阻r3；所述采樣電阻r3的一端與充放電模塊的第一輸出端連接，另一端接地；所述第一采樣單元的輸出信號為采樣電阻r3上的電壓v_imax。

11、進一步地，所述第二采樣單元包括電阻r1和電阻r2；第二采樣單元的輸出信號為電阻r2上的電壓fb；

12、所述電阻r1的一端與充放電模塊的第二輸出端連接，另一端與電阻r2的一端連接，所述電阻r2的另一端接地；

13、所述電阻r1的另一端還與第二比較單元的正輸入端連接，第二比較單元的負輸入端連接所述第二基準信號，第二基準信號為基準電壓vref_a。

14、進一步地，所述充放電模塊包括上管mp1、下管mn1、開關(guān)管mn2，以及電感l(wèi)和電容c；所述mp1為p型mos管，所述mn1和mn2為n型mos管；

15、所述mp1和mn1的柵極分別連接至驅(qū)動模塊的第一輸出端和第二輸出端；所述驅(qū)動模塊的第一輸出端和第二輸出端互為邏輯非的關(guān)系；

16、所述mp1的源極連接電源pvdd，mp1的漏極與mn1的漏極以及電感l(wèi)的一端連接；所述mn1的源極接地；

17、所述mn2的柵極與驅(qū)動模塊的第二輸出端連接；mn2的漏極與電感l(wèi)的一端連接；電感l(wèi)的另一端與電容c的一端連接，電容c的另一端接地；

18、所述電感l(wèi)的另一端作為充放電模塊的第二輸出端，與電阻r1的一端連接，同時用于連接外部控制信號；mn2的源極作為充放電模塊的第一輸出端，與采樣電阻r3的一端、電阻r4的一端連接。

19、進一步地，所述第一比較單元和第二比較單元均采用比較器。

20、一種超快速dvs放電控制方法，基于上述的一種超快速dvs放電電路，其特殊之處在于，包括以下步驟：

21、1)外部控制信號控制充放電模塊的輸出電壓開始降低，第二比較單元的正輸入端的電壓高于第二基準信號；第二比較單元輸出的使能信號en_n為高電平，此時使能信號en_n有效；

22、2)有效的使能信號en_n使能dvs下管放電模塊；dvs下管放電模塊輸出以放電周期變化的控制信號dvs_command_old；

23、3)此時，第一采樣單元的輸出信號低于第一基準信號，第一比較單元輸出最大電流控制信號dvs_h為低電平，充放電模塊中的放電電流未達到最大電流值imax；

24、4)當輸入至邏輯控制模塊的使能信號en_n為高電平，且最大電流控制信號dvs_h為上升沿時，控制信號dvs_command_old的下降沿觸發(fā)邏輯控制模塊輸出的放電控制信號dvs_command_new為下降沿；放電控制信號dvs_command_new的下降沿觸發(fā)驅(qū)動模塊，驅(qū)動模塊驅(qū)動充放電模塊的放電模式導通，充放電模塊處于放電過程；

25、5)放電過程中，隨著第一采樣單元采樣的放電電流逐漸增大，直至放電電流達到最大值imax，本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】

1.一種超快速DVS放電電路，包括充放電模塊、驅(qū)動模塊、第一采樣單元、第二采樣單元、第一比較單元、第二比較單元和DVS下管放電模塊；所述充放電模塊用于進行電路放電或充電；所述驅(qū)動模塊根據(jù)放電控制信號和最大電流控制信號控制充放電模塊工作；所述第一采樣單元用于對充放電模塊的放電電流進行采樣；所述第二采樣單元用于對充放電模塊的充電電流進行采樣；第一比較單元根據(jù)第一采樣單元的輸出信號和第一基準信號的差值輸出最大電流控制信號DVS_H；第二比較單元根據(jù)第二采樣單元的輸出信號和第二基準信號的差值輸出使能信號EN_N；所述DVS下管放電模塊在使能信號EN_N有效時輸出控制信號DVS_command_old；所述充放電模塊用于與外部控制信號連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于：

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于：

7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于：

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于：

9.一種超快速DVS放電控制方法，基于權(quán)利要求1-8所述的一種超快速DVS放電電路，其特征在于，包括以下步驟：

10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種超快速DVS放電控制方法，其特征在于：

...

【技術(shù)特征摘要】

1.一種超快速dvs放電電路，包括充放電模塊、驅(qū)動模塊、第一采樣單元、第二采樣單元、第一比較單元、第二比較單元和dvs下管放電模塊；所述充放電模塊用于進行電路放電或充電；所述驅(qū)動模塊根據(jù)放電控制信號和最大電流控制信號控制充放電模塊工作；所述第一采樣單元用于對充放電模塊的放電電流進行采樣；所述第二采樣單元用于對充放電模塊的充電電流進行采樣；第一比較單元根據(jù)第一采樣單元的輸出信號和第一基準信號的差值輸出最大電流控制信號dvs_h；第二比較單元根據(jù)第二采樣單元的輸出信號和第二基準信號的差值輸出使能信號en_n；所述dvs下管放電模塊在使能信號en_n有效時輸出控制信號dvs_command_old；所述充放電模塊用于與外部控制信號連接；

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種超快速d...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：盧艷，夏勤，黃興東，林維，劉楠，
申請(專利權(quán))人：陜西亞成微電子股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：