可编程时分多路复用比较器制造技术

监视电路将从所选择的采样电容器获取的采样电压与来自电压缓冲器(150)的基准电压进行比较。电压缓冲器(150)可以根据提供给可编程逻辑控制器(PLC)(570)的编程进行配置。可以结合PLC(570)中的寄存器设置在周期性基础上(诸如在时分多路复用基础上)进行比较。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】可编程时分多路复用比较器
技术介绍
电源管理集成电路经常监视许多电压以达到电力控制的目的。这包括确保电压满足适当的阈值水平。可以使用比较器结合内部基准电压来确定每个阈值。然而，为来自感兴趣站点的每个电压提供单独的比较器可能使用大量的芯片占位面积以及电力。可以使用多路复用器来实现单个比较器，以在信道上的各种输入电压中进行选择，可以将基准电压与该输入电压进行比较。如本文所用，信道是指可以通过其发生连接或通信的网络介质。通过严格的软件方法来比较电压可能会受到操作速度不足的困扰。结合使用微处理器来执行电压比较也可能是此种情况。在执行涉及电压阈值维持的任务时，更面向硬件的方法将允许更高的操作速度，同时最小化芯片占位面积。
技术实现思路
监视电路具有采样电容器和开关，其中每个开关耦合到来自采样电容器的相应电容器。监视电路还包括电压缓冲器，该电压缓冲器可配置为输出选定电平的电压。可编程逻辑控制器(PLC)被包含在监视电路中。PLC可操作以配置电压缓冲器并使用来自所述开关中的一个开关从采样电容器中选择一个采样电容器。监视电路中的比较器可操作以将来自所选择的采样电容器的电压和来自电压缓冲器的选定电平的电压进行比较。PLC被配置为在周期性基础上调度来自所选择的采样电容器的电压与来自电压缓冲器的选定电平的电压的比较。附图说明图1是示出用于使用时分多路复用比较器在周期性或非周期性基础上监视各种部件的若干个电压阈值的电路的图示/示意图。图2示出了具有用于可配置电压缓冲器并且在可配置电压缓冲器中的从1至x(x为整数)索引的电容器C的电容器矩阵。图3示出了可配置电压缓冲器的示意图，该电压缓冲器包括用于确定Cref的值的电容器选择。图4是示出可编程逻辑控制器与平台的相互作用的框图，该相互作用允许至各种基准电压的开关连接。图5是示出代表性图的时序图，该代表性图描绘了作为时间的函数的时钟信号φ1和φ2的关系。图6示出了涉及寄存器A、B、C、D、E和F的时分多路复用调度表的图表。图7示出了图表，该图表示出与数字电路交互以提供可配置状态机的模拟可配置比较器。具体实施方式可应用的附图标记已在本文中继续采用。图1是示出了用于使用如本文中所述的比较器在周期性或非周期性基础上监视各种部件的若干个电压的电路的示意图。可以分别通过开关106、开关108和开关110来选择来自电池100、电池102和电池104的电压的测量结果，并将所选择的电压传输到相应的采样电容器112、114、116、120或122。用于比较的电压的选择可以通过使用根据时钟信号定时的调度表(在本文中被称为定时调度表)并结合可编程逻辑控制器通过信道选择来实现，以便以时分多路复用的方式执行可编程的时分多路复用的或系统性的电压比较。时分多路复用可以指进行选择(诸如信息、参数、设置等)，其将在可能的选择之中以交替的样式仅在一部分时间内有效。例如，从电池100输出的电压与来自可配置电压缓冲器150的所选阈值电压的比较可结合诸如可编程逻辑控制器(未示出)的微控制器在信道S1(用于电池100)、S2(用于电池102)和S3(用于电池104)上进行对应的信道选择而发生，其中某些参数如通过可编程逻辑控制器定义和指定而有效。可配置电压缓冲器150生成阈值电压作为比较的标准，该阈值电压被发送到比较器160的输入。将来自电压缓冲器150的输出的电压与横跨所选择的采样电容器112、114、116、120或122的电压进行比较。所选择的采样电容器的电压代表要与阈值(其由电压缓冲器150配置)进行比较的关注电压。比较器160的输出可以发信号通知所选择的采样电容器上的电压是高于还是低于从可配置电压缓冲器150输出的阈值电压。图2示出用于可配置电压缓冲器150(在图1中示出)并且在可配置电压缓冲器150中的具有从1至x(x是整数)索引的电容器C的电容器矩阵200，电压可通过这些电容器C经由相应索引的开关SEL1至SELX施加到所选择的电容器。电容器矩阵200用于产生可配置电容，对于该可配置电容，有效电容器产生提供比较标准的阈值电压。这可以被统称为电容器定标，并且图2中所示的电路可以被称为电容器定标器。开关SEL1至SELX可以各自连接至电容器C1至CX的相应极板或接地。电容器矩阵200可以由用于可配置电压缓冲器150的电压基准VREF供电。每个电容器C1至CX具有例如可以以毫微微(10-15)法拉(fF)为单位测量的电容值。关于投掷所选择的开关SEL1至SELX，其用于将所选择电容器的相应电容器板连接到VREF(可配置电压缓冲器150的电压基准)，可以选择基准电容Cref作为用于保持阈值电压的电压缓冲器150的电容器的有效电容值，比较器160使用该阈值电压进行电压比较。采样电容器(在图1中示出为112、114、116、120或122)并因此采样电容与用于电压比较的每个感兴趣电压相关联(例如，与电池(100、102、104)、内部管芯温度(105)或电池电流107相关联的采样电容)。对于矩阵200中的每个电容器，加权值可以应用并对应于在配置矩阵200的电容(用于缓冲器150的输出电容Cref)时的地址的每个二进制数字，以引起特定的阈值电压被电压缓冲器150用作标准。以这种方式，电压缓冲器150可配置为输出缓冲器150的轨到轨电源电压内的电压范围。参考图2，在矩阵200中由开关SEL1至SELX选择的电容器两侧的总电荷q为q＝Cref(Vref)。这应等于通过信道选择确定的所选择的采样电容器Csamp(即电容器112、114、116、120或122)上的电压与期望的阈值电压(注意到针对给定位置期望保持阈值电压(是否与所选择的电池端子、温度管芯、电池电流等有关))的乘积。因此，q＝Cref(Vref)＝Csamp*(Vt)。在图1中的可配置电压缓冲器150的输出(节点180)处出现的阈值电压因此近似为(其中公式(1)中指示的符号表示具有适当数值和单位的值)：公式(1)可用于基于信道选择和具有所定义电容的采样电容器来确定阈值电压计算。通常，阈值电压的期望值是已知的。保持待测电压的采样电容器的电容是已知的，并且可配置电压缓冲器150中的基准电压Vref是已知的。仅需求解公式(2)中的Cref：Cref＝Vth*Csamp/Vref(2)例如，公式(3)列出了5个信道(每个信道为特定的阈值电压提供测试的途径)和15个电容器权重，假定可配置电压缓冲器150中的电容器是并联的并且电压缓冲器150中的所选择电容器的等效电容相加在一起，则可以使用这些电容器权重来对电容值定标，以得到基准电容器值CREF。在公式(3)中列出了针对每个待测阈值电压由可配置电压缓冲器150使用的示例电容值，其中SELCHAN是指支配信道选择的参数。例如，一个或多个电池电压、内部半导体管芯温度、电池电流等都是可以通过与从可配置电压缓冲器150输出的对应阈值电压进行比较来监视的参数的所有示例。例如，参考图1，可以结合选择信道5(S5)上的电压来进行与电池电流相关联的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种监视电路，其包括：/n多个采样电容器；/n多个开关，每个开关耦合到来自所述多个采样电容器的相应电容器；/n电压缓冲器，其可配置为输出选定电平的电压；/n可编程逻辑控制器PLC，所述PLC可操作以配置所述电压缓冲器并使用来自所述多个开关的开关从所述多个采样电容器中选择采样电容器；以及/n比较器，所述比较器可操作以将来自所选择的采样电容器的电压和来自所述电压缓冲器的所述选定电平的电压进行比较，所述PLC还被配置为在周期性基础上调度来自所选择的采样电容器的电压与来自所述电压缓冲器的所述选定电平的电压的比较。/n

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180726 US 16/046,8321.一种监视电路，其包括：
多个采样电容器；
多个开关，每个开关耦合到来自所述多个采样电容器的相应电容器；
电压缓冲器，其可配置为输出选定电平的电压；
可编程逻辑控制器PLC，所述PLC可操作以配置所述电压缓冲器并使用来自所述多个开关的开关从所述多个采样电容器中选择采样电容器；以及
比较器，所述比较器可操作以将来自所选择的采样电容器的电压和来自所述电压缓冲器的所述选定电平的电压进行比较，所述PLC还被配置为在周期性基础上调度来自所选择的采样电容器的电压与来自所述电压缓冲器的所述选定电平的电压的比较。


2.根据权利要求1所述的监视电路，其中在时分多路复用基础上调度所述比较。


3.根据权利要求1所述的监视电路，其中所述电压缓冲器包括多个基准电容器，所述多个基准电容器可配置为具有共同基准电容的共同基准电容器，其保持所述选定电平的电压输出。


4.根据权利要求1所述的监视电路，还包括耦合到所述PLC的时钟。


5.根据权利要求1所述的监视电路，还包括：
多个电压源，每个电压源耦合到来自所述多个采样电容器的相应采样电容器。


6.根据权利要求1所述的监视电路，其中所述电压缓冲器包括多路复用器和耦合到所述多路复用器的至少一个可调电阻器，所述多路复用器可操作以选择从所述电压缓冲器输出的所述电压。


7.一种用于将基准电压与阈值电压进行比较的方法，所述方法包括：
配置电压缓冲器以输出选定的阈值电压；
从多个基准电压中选择基准电压；
在第一时间段期间闭合开关，与此同时使得采样电容器对选定的基准电压进行采样；
在第二时间段期间，使用比较器将所述选定的基准电压与所述选定的阈值电压进行比较；以及
在周期性基础上使用相关联的阈值电压和基准电压重复上述步骤。


8.根据权利要求7所述的方法，其中所述周期性基础是时分多路复用基础。


9.根据权利要求7所述的方法，其中在进行电压比较之前使用输入短路来...

【专利技术属性】
技术研发人员：B·L·亨特，T·F·墨菲，
申请(专利权)人：德克萨斯仪器股份有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US