用于驱动器电路的自适应稳定性控制制造技术

一种用于驱动负载的电路可以包括具有响应特性的控制回路。指示电路的净空电压的净空信号可以设置响应特性的一个或多个参数。指示了电路上电负载的负载信号可以进一步设置响应特性。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】相关申请本申请要求享有2014年6月2日提交的美国临时申请No.14/293,489的权益，该申请在此出于所有目的通过全文引用方式并入本文。
技术介绍
除非另外指示，不认为上述内容构成对于在此所述权利要求的现有技术并且同样不应如此解释。随着高分辨率相机集成至诸如智能电话和计算平板之类的移动装置中，高像素(例如>5M像素)相机通常要求高电流(例如>1A)闪光LED。因此，提高了包括闪光LED驱动器的电源管理IC(PMIC)的功耗。因为闪光LED驱动器是PMIC中较高功耗模块之一，因此最小化来自闪光LED驱动器的功耗是PMIC设计中用于延长电池寿命并减小热风险的重要的考量。通常，闪光LED驱动器包括输出级，以及调节输出级的输出电流的电流调节器。电流调节器可以包括在反馈回路中连接至输出级的误差放大器。可以通过减小闪光LED驱动器的净空(headroom)电压而减小功耗。净空电压涉及驱动器的电压源与驱动器的输出电压之间的电压降。然而，当净空电压减小时，反馈回路倾向于驱动输出级至线性区域中，因此减小了系统环路增益。相反，当净空电压增大时，输出级被驱动至具有远远更大增益(例如50－60dB或更高)的饱和区域，这减小了相位容限以及因此降低系统稳定性。进一步恶化问题的是传统PMIC设计无法预知PMIC将用于什么装置(智能电话、计算机输入板、便携式相机等)，并且这些装置如何由最终用户使用。因此，给定PMIC可以暴露至大范围的净空电压条件和负载条件，并且因此其设计不太适用于所有使用情形。
技术实现思路
在各个实施例中，一种电路可以包括用于驱动外部负载的驱动器级。驱动器级可以以控制回路配置与控制电路连接。在一些实施例中，净空传感器可以提供净空信号以控制控制回路的响应特性。在其他一些实施例中，负载传感器可以提供负载信号以进一步控制控制回路的响应特性。在一些实施例中，可以根据净空信号改变响应特性的增益。在其他实施例中，可以根据净空信号改变响应特性的带宽。在特定实施例中，净空信号可以改变响应特性的主极点位置。在一些实施例中，可以由负载信号设置响应特性的内零点。以下详细说明书和附图提供了本公开本质和优点的更佳理解。附图说明参照以下讨论以及特别地参照附图，着重强调的是所示特例为了示意讨论目的表示示例，并且为了提供本公开原理和概念性方面的描述说明而展示。在这点上，并未尝试展示超越基础理解本公开所需的实施方式细节。结合附图的以下讨论使得本领域技术人员明白可以如何实施根据本公开的实施例。在附图中：图1示出了根据本公开的电路的高层级方框图的示例。图2、图2A、图2B示出了频率响应曲线。图3示出了根据本公开的示意性实施例。图3A示出了对于负载传感器的一些细节。图4示出了对于运算放大器304的示意性实施例的一些细节。图4A示出了图4的备选实施例。图5A－图5D示出了表征本公开方面的频率响应曲线。图6A－图6D示出了表征本公开其他方面的频率响应曲线。具体实施方式在以下说明书中，为了解释说明的目的，阐述数个示例和具体细节以便于提供本公开的全面彻底理解。然而，对于本领域技术人员明显的是，如权利要求中所表述的本公开可以单独地或者与以下所述其他特征组合地包括这些示例中一些或所有特征，并且可以进一步包括在此所述特征和概念的修改例和等价形式。图1示出了根据本公开的电路100。在一些实施例中，电路100可以包括驱动器级112，驱动器级112具有可以连接以驱动负载10的驱动输出112a。通常，负载10可以是任何类型的负载。在一些实施例中，负载10可以是相机的LED闪光部件；例如，数字相机，或者诸如平板计算机、智能电话等的便携式计算装置中的相机。控制电路114可以提供控制信号114a，其可以用于控制驱动器级112的操作。在一些实施例中，控制电路114可以与驱动器级112配置作为反馈控制回路110，具有反馈回至控制电路的输入(例如第一输入)的驱动器输出112a。根据本公开，在当电路驱动负载10时的操作期间，可以根据指示电路100的净空电压的信号而设置或另外改变控制回路110的响应特性。净空电压(“净空”)涉及在驱动器的电压源(例如VIN)与驱动器112的输出电压(例如VOUT)之间的电压降，例如VIN－VOUT。因此，电路100可以包括感测电路净空的净空感测电路116。净空感测电路116可以产生净空信号，其指示或者以其它方式表示电路100的净空电压。净空信号可以提供至控制电路114的另一输入(例如第二输入)以影响控制回路110的响应特性。以下将更详细讨论本公开的该方面。在一些实施例中，可以根据指示了在操作期间由于负载10而在电路100上电负载的信号而进一步设置或另外改变控制回路110的相应特性；例如可以由流过负载的电流表示电负载。因此，电路100可以包括负载感测电路118，其可以产生指示或者另外表示电路上电负载的负载信号。负载信号可以提供至控制电路114的另一输入(例如第三输入)以影响控制回路110的响应特性。以下将更详细讨论本公开的该方面。参照图2，可以由频率响应曲线200(例如Bode图)表示控制回路110(图1)的响应特性。可以由随着频率改变的增益(有时称作闭环增益)表征控制回路110的响应特性，如频率响应曲线200中所示。可以由带宽(fbandwidth)进一步表征控制回路110的响应特性，该带宽常规定义为闭环增益降低-3dB所处的频率。如本领域技术人员应该知晓的，图2中所示曲线是真实响应特性的直线曲线，其是连续的并且在极点位置PD处具有3dB下降。图2中所示频率响应曲线200表示控制回路110的响应特性的极点PD、PL。应该知晓的是，通常，控制回路110的响应特性可以包括极点和零点的任意数目和组合。例如，控制回路110的响应特性可以表示为由以下拉普拉斯变换所表示的转移函数：其中H(s)是转移函数，G是闭环增益，xn和yn是常数，s是复频率jω，以及an和bn是>0。对于其中ω＝yn的每个s值存在极点，并且对于其中ω＝xn每个s存在零点。所公开的实施例描述了在极点PD和PL以及在关于极点PL的零点处的响应特性的行为。然而，从本公开中所阐述教导应该知晓的是，根据本公开的实施例不必限制于本公开中具体所公开的极点和零点，并且其他实施例可以包含控制回路110的响应特性的其他极点和/或零点。最低频率极点PD有时称作“主极点”，因为其支配了任何更高频率极点的效应。如上所述，主极点通常限定了控制回路110的响应特性的带宽。由驱动器级112(图1)驱动的负载10可以影响控制回路110的响应特性。负载10引入外部极点PL至控制回路110的频率响应曲线。外部极点PL的位置或定位取决于负载10的大小(例如表示为阻抗Z)。在图2、图2A和图2B中对于不同大小负载示出了该效应。图2、图2A和图2B进一步显示，随着负载10的大小增大(例如增大的阻抗Z)，外部极点PL移动为更靠近主极点PD。通常，比距反馈回路的单位增益带宽的十倍更近的每个非主极点将减小相位容限，这可以最终降低控制回路稳定性。如果外部极点PL足够远离主极点PD，则外部极点对控制回路110的稳定操作的影响可以是小的；例如图2中外部极点PL的位置可以足够远离主极点PD，从而控制回路110将是稳定的。然本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电路，包括：驱动器级，所述驱动器级具有输入端并且进一步具有用于驱动信号的输出端，所述驱动信号能够驱动外部负载；净空感测电路，所述净空感测电路具有用于由所述净空感测电路产生的净空信号的输出端，所述净空信号表示所述电路的净空电压；以及控制电路，所述控制电路具有第一输入端以及用于由所述控制电路产生的控制信号的输出端；所述控制电路和所述驱动器级被连接在一起以限定控制回路，其中所述驱动器级的所述输出端连接至所述控制电路的所述第一输入端，以及所述控制电路的所述输出端连接至所述驱动器级的所述输入端，所述控制电路具有连接至所述净空感测电路的所述输出端的第二输入端，其中基于从所述净空感测电路接收的所述净空信号设置所述控制回路的响应特性。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.06.02 US 14/293,4891.一种电路，包括：驱动器级，所述驱动器级具有输入端并且进一步具有用于驱动信号的输出端，所述驱动信号能够驱动外部负载；净空感测电路，所述净空感测电路具有用于由所述净空感测电路产生的净空信号的输出端，所述净空信号表示所述电路的净空电压；以及控制电路，所述控制电路具有第一输入端以及用于由所述控制电路产生的控制信号的输出端；所述控制电路和所述驱动器级被连接在一起以限定控制回路，其中所述驱动器级的所述输出端连接至所述控制电路的所述第一输入端，以及所述控制电路的所述输出端连接至所述驱动器级的所述输入端，所述控制电路具有连接至所述净空感测电路的所述输出端的第二输入端，其中基于从所述净空感测电路接收的所述净空信号设置所述控制回路的响应特性。2.根据权利要求1所述的电路，其中，所接收的所述净空信号设置所述控制回路的所述响应特性的增益。3.根据权利要求1所述的电路，其中，所接收的所述净空信号设置所述响应特性的带宽。4.根据权利要求1所述的电路，其中，所接收的所述净空信号设置频率响应曲线的极点位置，所述频率响应曲线表示所述控制回路的响应特性。5.根据权利要求4所述的电路，其中，所接收的所述净空信号设置频率响应曲线的主极点位置，所述频率响应曲线表示所述控制回路的所述响应特性。6.根据权利要求1所述的电路，其中，所述控制电路包括放大器级和补偿级，其中包括所述补偿级的电路元件确定所述控制回路的所述响应特性，其中所述补偿级的所述电路元件中的至少一个电路元件使用所述净空信号而可选择用于改变所述控制电路的带宽。7.根据权利要求6所述的电路，其中，所述放大器级包括增益控制输入端，其中所述净空信号被提供至所述增益控制输入端以设置所述放大器级的增益。8.根据权利要求1所述的电路，进一步包括负载感测电路，所述负载感测电路具有用于负载信号的输出端，所述负载信号表示所述电路上的电负载，所述控制电路进一步具有连接至所述负载感测电路的所述输出端的第三输入端，其中基于从所述负载感测电路接收的所述负载信号进一步设置所述控制回路的所述响应特性。9.根据权利要求8所述的电路，其中，所接收的所述负载信号设置频率响应曲线的零点的零点位置，所述频率响应曲线表示所述控制回路的响应特性。10.根据权利要求8所述的电路，其中，所述电负载是从所述驱动器级的所述输出端去往连接至所述驱动器级的负载的电流。11.根据权利要求1所述的电路，其中，所述净空感测电路连接至所述驱动器级的电压源以及所述驱动器级的所述输出端。1...

【专利技术属性】
技术研发人员：X·彭，S·C·德哈，T·斯托克斯塔德，
申请(专利权)人：高通股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US