背景技術(shù):
1、電壓檢測(cè)器電路被用于跟蹤電壓信號(hào)變化的各種應(yīng)用。電壓跟蹤可用于dc到dc轉(zhuǎn)換器的反饋調(diào)整或用于生成多電平信號(hào)以表示或跟蹤電壓信號(hào)的幅度的其他應(yīng)用。從不同類型的多電平電壓檢測(cè)器中進(jìn)行選擇涉及速度、精度、尺寸和復(fù)雜性之間的權(quán)衡。一種類型的多電平電壓檢測(cè)器使用具有多個(gè)比較器和電阻分壓器電路的閃存模數(shù)轉(zhuǎn)換器(adc)。閃存adc設(shè)計(jì)占用大量管芯和/或電路板面積并消耗大量功率。此外,閃存adc方法會(huì)受到所有比較器的輸入偏移之間不匹配的影響,特別是對(duì)于小電壓電平間隔。此外,隨著比較器數(shù)量的增加,編碼邏輯的復(fù)雜性和面積顯著增加。盡管閃存adc電壓檢測(cè)器可以在單個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)提供轉(zhuǎn)換后的值,但這種形式的電壓檢測(cè)器會(huì)隨著比較器數(shù)量的增加而受到增加寄生負(fù)載電容的影響,這限制了運(yùn)行速度。另一種類型的多電平電壓檢測(cè)器使用逐次逼近寄存器(sar)adc,該adc具有根據(jù)慢速二進(jìn)制搜索算法運(yùn)行的單個(gè)比較器。sar?adc設(shè)計(jì)比閃存adc設(shè)計(jì)消耗更少的功率和占用更少的空間。此外,sar?adc電壓轉(zhuǎn)換器不會(huì)受到與閃存adc設(shè)計(jì)相關(guān)的比較器失配問題的影響。然而,sar?adc中使用的二進(jìn)制搜索算法在每個(gè)轉(zhuǎn)換器時(shí)鐘周期中僅產(chǎn)生單個(gè)位,并且可能需要采樣保持電路,這增加了功率和面積。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、在一個(gè)方面,一種電壓檢測(cè)器包括:具有連接相鄰分壓電阻器對(duì)的n個(gè)中間節(jié)點(diǎn)的電阻分壓器電路,具有耦合到相應(yīng)中間節(jié)點(diǎn)的n個(gè)開關(guān)的開關(guān)電路,以及具有耦合到開關(guān)的輸入的比較器,以及狀態(tài)機(jī),該狀態(tài)機(jī)的輸入耦合到比較器的輸出,以及該狀態(tài)機(jī)具有解碼器,該解碼器具有耦合至n個(gè)開關(guān)的相應(yīng)控制端子的n個(gè)解碼器輸出。
2、在一個(gè)示例中的狀態(tài)機(jī)在時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)周期中具有當(dāng)前狀態(tài),該當(dāng)前狀態(tài)具有n個(gè)可能狀態(tài)值中的一個(gè)。在一個(gè)示例中的解碼器被配置為僅激活解碼器輸出中的一個(gè)以根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)周期中的當(dāng)前狀態(tài)接通開關(guān)中的對(duì)應(yīng)單個(gè)開關(guān)。在一個(gè)示例中,狀態(tài)機(jī)被配置為響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)和響應(yīng)于比較器輸出處的比較器輸出信號(hào)選擇性地將當(dāng)前狀態(tài)更新為下一狀態(tài)值。在一個(gè)示例中,狀態(tài)機(jī)被配置為根據(jù)具有第一狀態(tài)值或第n狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)的比較器輸出信號(hào)將下一狀態(tài)值設(shè)置為當(dāng)前狀態(tài)值或與當(dāng)前狀態(tài)值相鄰的中間狀態(tài)值。對(duì)于具有中間狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài),狀態(tài)機(jī)被配置為根據(jù)比較器輸出信號(hào)將下一狀態(tài)值設(shè)置為兩個(gè)相鄰狀態(tài)值中的一個(gè)。
3、在一個(gè)示例中,狀態(tài)機(jī)包括具有n+1個(gè)第二解碼器輸出的第二解碼器,并且第二解碼器被配置為一次僅激活第二解碼器輸出中的一個(gè)。第二解碼器被配置為根據(jù)狀態(tài)機(jī)的當(dāng)前狀態(tài)和下一狀態(tài)在時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)周期中激活第二解碼器輸出中的一個(gè)。對(duì)于具有第一狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和下一狀態(tài),第二解碼器被配置為激活第二解碼器輸出中的第一輸出。對(duì)于具有第n狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和下一狀態(tài)以及具有第n狀態(tài)值的下一狀態(tài)值,第二解碼器被配置為激活第二解碼器輸出中的第n+1輸出。對(duì)于具有第i狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和具有第i+1狀態(tài)值的下一狀態(tài)值,第二解碼器被配置為激活第二解碼器輸出中的第i+1輸出。對(duì)于具有第i+1狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和具有第i狀態(tài)值的下一狀態(tài)值,第二解碼器被配置為激活第二解碼器輸出中的第i輸出。
4、在另一方面,一種方法包括根據(jù)狀態(tài)機(jī)的在時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)周期中具有n個(gè)可能的狀態(tài)值中的一個(gè)的當(dāng)前狀態(tài)將電阻分壓器電路的整數(shù)n個(gè)中間節(jié)點(diǎn)中的單個(gè)節(jié)點(diǎn)耦合到比較器的輸入。該方法進(jìn)一步包括響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)和響應(yīng)于比較器輸出處的比較器輸出信號(hào),選擇性地將當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)值更新為下一狀態(tài)值,并根據(jù)當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)值和下一狀態(tài)值在時(shí)鐘信號(hào)的給定周期中激活n+1個(gè)解碼器輸出中的單個(gè)輸出。在一個(gè)示例中,該方法進(jìn)一步包括根據(jù)解碼器輸出調(diào)整功率轉(zhuǎn)換器的運(yùn)行條件。
5、在一個(gè)示例中,將當(dāng)前狀態(tài)的狀態(tài)值更新為下一狀態(tài)值包括對(duì)于具有第一狀態(tài)值或第n狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)根據(jù)比較器輸出信號(hào)將下一狀態(tài)值設(shè)置為當(dāng)前狀態(tài)值或與當(dāng)前狀態(tài)值相鄰的中間狀態(tài)值。對(duì)于具有中間狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài),更新狀態(tài)值包括根據(jù)比較器輸出信號(hào)將下一狀態(tài)值設(shè)置為兩個(gè)相鄰狀態(tài)值中的一個(gè)。
6、在一個(gè)示例中,在時(shí)鐘信號(hào)的給定周期中激活n+1個(gè)解碼器輸出中的單個(gè)輸出包括對(duì)于具有第一狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和下一狀態(tài)激活第一輸出,以及對(duì)于具有第n狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和下一狀態(tài)激活第二解碼器輸出中的第n+1輸出。對(duì)于具有第i狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和具有第i+1狀態(tài)值的下一狀態(tài)值,該方法包括激活第二解碼器輸出中的第i+1輸出,并且對(duì)于具有第i+1狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和具有第i狀態(tài)值的下一狀態(tài)值,激活第二解碼器輸出中的第i輸出。
7、在又一方面,一種功率轉(zhuǎn)換器包括耦合到開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電感器、具有耦合到開關(guān)節(jié)點(diǎn)的端子和控制輸入的開關(guān)、耦合到開關(guān)節(jié)點(diǎn)的電流傳感器以及具有整數(shù)n+1個(gè)電流參考輸入以及電流參考輸出的電流參考電路。功率轉(zhuǎn)換器進(jìn)一步包括轉(zhuǎn)換器比較器,該轉(zhuǎn)換器比較器具有耦合到電流傳感器的第一輸入、耦合到電流參考電路的輸出的第二輸入(618)和輸出,以及控制器和電壓檢測(cè)器??刂破骶哂旭詈系睫D(zhuǎn)換器比較器的輸出的輸入和耦合到開關(guān)的控制輸入的輸出。電壓檢測(cè)器包括耦合到轉(zhuǎn)換器輸出的電壓檢測(cè)器輸入、具有狀態(tài)的狀態(tài)機(jī)以及耦合到n+1個(gè)電流參考輸入中的相應(yīng)電流參考輸入的n+1個(gè)解碼器輸出,該狀態(tài)具有n個(gè)可能狀態(tài)值。
8、在一個(gè)示例中,電壓檢測(cè)器包括電阻分壓器電路、具有耦合到電阻分壓器的相應(yīng)中間節(jié)點(diǎn)的n個(gè)開關(guān)的開關(guān)電路以及第二端子和控制端子。電壓檢測(cè)器進(jìn)一步包括比較器,該比較器具有耦合到電壓參考的第一輸入、耦合到開關(guān)的第二輸入以及輸出。狀態(tài)機(jī)具有耦合到比較器的輸出的輸入、具有耦合到開關(guān)的相應(yīng)控制端子的n個(gè)第一解碼器輸出的第一解碼器以及具有耦合到n+1個(gè)電流參考輸入中的相應(yīng)電流參考輸入的n+1個(gè)解碼器輸出的第二解碼器。
9、在一個(gè)示例中,狀態(tài)機(jī)具有在時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)周期中具有n個(gè)可能狀態(tài)值中的一個(gè)的當(dāng)前狀態(tài),并且第一解碼器被配置為僅激活第一解碼器輸出中的單個(gè)輸出以根據(jù)時(shí)鐘信號(hào)的每個(gè)周期中的當(dāng)前狀態(tài)接通開關(guān)中的對(duì)應(yīng)的單個(gè)開關(guān)。第一解碼器被配置為在當(dāng)前狀態(tài)是n個(gè)可能狀態(tài)值中的第i可能狀態(tài)值的時(shí)鐘信號(hào)的給定周期中激活解碼器輸出中的第i輸出,并且狀態(tài)機(jī)被配置為響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)和響應(yīng)于比較器輸出處的比較器輸出信號(hào),選擇性地將當(dāng)前狀態(tài)更新到下一狀態(tài)值。在一個(gè)示例中,狀態(tài)機(jī)被配置為對(duì)于具有第一狀態(tài)值或第n狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)將下一狀態(tài)值設(shè)置為當(dāng)前狀態(tài)值或設(shè)置為相鄰的中間狀態(tài)值,以及對(duì)于具有中間狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài),狀態(tài)機(jī)被配置為根據(jù)比較器輸出信號(hào)將下一狀態(tài)值設(shè)置為與當(dāng)前狀態(tài)值相鄰的兩個(gè)相鄰狀態(tài)值中的一個(gè)。
10、在一個(gè)示例中,第二解碼器被配置為一次僅激活解碼器輸出中的單個(gè)輸出。在一個(gè)示例中,對(duì)于具有第一狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和下一狀態(tài),第二解碼器被配置為激活解碼器輸出中的第一輸出。對(duì)于具有第n狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和下一狀態(tài),第二解碼器被配置為激活解碼器輸出中的第n+1輸出。對(duì)于具有第i狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和具有第i+1狀態(tài)值的下一狀態(tài)值,第二解碼器被配置為激活解碼器輸出中的第i+1輸出,并且對(duì)于具有第i+1狀態(tài)值的當(dāng)前狀態(tài)和具有第i狀態(tài)值的下一狀態(tài)值,第二解碼器被配置為激活解碼器輸出中的第i輸出。