JP2013127768A

JP2013127768A - 基準信号を供給するための回路および方法

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Publication number: JP2013127768A
Application number: JP2012104481A
Authority: JP
Inventors: Hwa The Cheng; チェン・ファ・テ
Original assignee: O2Micro Inc
Current assignee: O2Micro Inc
Priority date: 2011-12-19
Filing date: 2012-05-01
Publication date: 2013-06-27
Also published as: CN103163928A; CN103163928B; TW201327086A; US20130154592A1; US8598861B2; TWI486740B

Abstract

【課題】レギュレータに基準信号を供給するための改善された回路および方法に対する必要性が存在する。
【解決手段】レギュレータに基準信号を供給するための集積回路は、比較回路と第１の基準信号アジャスタとを含む。比較回路は、レギュレータの制約信号のレベル（入力電圧信号または供給電圧信号等）と基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力するように構成される。レギュレータは、基準信号によって維持される帰還制御ループを有する。第１の基準信号アジャスタは、比較回路に接続されて動作し、制御信号に基づいて基準信号のレベルを調整することにより、レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、基準信号のレベルはプリセットレベルに向かって増加し、レギュレータの帰還制御ループには飽和を引き起こさないように構成される。
【選択図】図３

Description

本開示は、一般的に、レギュレータに基準信号を供給する回路および方法に関する。

電子デバイスの中のレギュレータは、フィードフォワード設計または負帰還制御ループによって、一定レベルの出力信号（例えば、電圧信号または電流信号）を自動的に維持するように設計される。図１は、典型的な線形電圧レギュレータ１００を示す。この例では、帰還制御ループが、誤差増幅器１０２およびトランジスタ（パス要素：ｐａｓｓｅｌｅｍｅｎｔ）１０４によって形成され、十分な利得がある場合には、誤差増幅器１０２の非反転ノードにおける固定または外部からプリセットされた基準電圧Ｖ_ｒｅｆに向かって、帰還電圧Ｖ_ｆｂを調節することができる。誤差増幅器１０２は、その反転ノードにおける電圧が、基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆよりも低くなった場合には、トランジスタ１０４をより大きな電流で駆動する。電圧デバイダ１０６および１０８を使用することにより、基準電圧Ｖ_ｒｅｆと入力電圧Ｖ_ｉｎとの間のレベルの任意の出力電圧レベルＶ_ｏｕｔを選択することができる。電圧レギュレータ１００のスタートアップ（開始）段階の間は、固定スルーレート（ｓｌｅｗ−ｒａｔｅ）の基準信号発生器１１０を典型的に使用して、プリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔに向かって定常状態段階に遷移するときに、制御された状態で基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆをゆっくりとランプアップ（ｒａｍｐｕｐ）させる。スタートアップ段階では、基準信号発生器１１０の第１のスイッチ１１２をオンに切り替えて、また第２のスイッチ１１４をオフに切り替えることにより、電流源１１６は、一定の充電電流信号Ｉ_ｃを印加して、キャパシタ１１８を連続して充電する。従って、キャパシタ１１８の一方の端子における基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートは、充電電流Ｉ_ｃおよびキャパシタ１１８によって決定されるある値に固定される。定常状態段階では、第１のスイッチ１１２はオフに切り替えられ、また第２のスイッチ１１４はオンに切り替えられて、従って、基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆは、プリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔに維持される。

理想的な状況では、電圧レギュレータ１００の制御ループ帯域幅の中にある基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートで制御を行うとすれば、帰還電圧Ｖ_ｆｂ、従って出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、基準電圧Ｖ_ｒｅｆに追随し、最小のオーバーシュートまたはオーバーシュートなしに、プリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔに向かって立ち上がるであろう。しかしながら、電圧レギュレータ１００の入力電圧信号Ｖ_ｉｎまたは供給電圧（バイアス）信号Ｖ_ｄｄａのどちらかのスルーレートが、基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆに追随して出力電圧Ｖ_ｏｕｔを適切に調節するために要求されるスルーレートよりも遅い場合（図２Ａおよび図２Ｂに示されている）には、出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、入力電圧信号Ｖ_ｉｎまたは供給電圧信号Ｖ_ｄｄａによって制約を受けて、基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆによって調節されることができなくなる可能性があり、この場合には、電圧レギュレータ１００の帰還制御ループには飽和が生ずるであろう。例えば、図２Ａでは、入力電圧信号Ｖ_ｉｎによって課せられた制約条件によって、出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆに追随して調節されることができない。図２Ｂでは、出力電圧Ｖ_ｏｕｔを調節するための誤差増幅器１０２に対するヘッドルーム（ｈｅａｄｒｏｏｍ）が不十分である（Ｖ_ｄｄａが低すぎる）ことによって、出力電圧Ｖ_ｏｕｔは、基準電圧信号Ｖ_ｒｅｆに追随して調節されることができない。出力電圧Ｖ_ｏｕｔを適切に調節するためには、以下の条件が必要となる場合がある。これらは、（１）入力電圧信号Ｖ_ｉｎは出力電圧Ｖ_ｏｕｔよりも大きいこと（Ｖ_ｉｎ＞Ｖ_ｏｕｔ）、および（２）供給電圧信号Ｖ_ｄｄａは、出力電圧Ｖ_ｏｕｔと誤差増幅器１０２のヘッドルーム電圧とを加えた値よりも大きいこと（Ｖ_ｄｄａ＞Ｖ_ｏｕｔ＋Ｖ_{ｈｅａｄｒｏｏｍ}）である。従って、図２Ａにおける入力電圧信号Ｖ_ｉｎ、または図２Ｂにおける供給電圧信号Ｖ_ｄｄａが、出力電圧Ｖ_ｏｕｔをプリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔに向かって適切に調節するために要求されるレベルを超えているとすれば、電圧レギュレータ１００の帰還制御ループは、再び調節すべく試みるであろう。しかしながら、この処理過程の間に、オーバーシュートが生ずる可能性がある。オーバーシュートが生ずると、過渡的な時間間隔の間、出力電圧信号Ｖ_ｏｕｔは、プリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔを超えてしまう（図２Ａおよび図２Ｂに示さ
れている）。これは、プロセッサのような、オーバーシュートに対して敏感なデバイスにとっては望ましくないことである。この過渡状態の間は、電圧レギュレータ１００の帰還制御ループは、飽和状態から脱出して、調節状態に入ろうと試みる。図１には電圧レギュレータ１００の場合が示されているが、同じオーバーシュート問題が電流レギュレータに対しても生ずる可能性があるという点が理解される。電流レギュレータの場合には、基準電圧信号のスルーレートが、電流レギュレータの入力電圧信号または供給電圧信号のスルーレートよりも速いときに、基準電圧信号によって維持される帰還制御ループによって、電流レギュレータのスタートアップ段階における出力電流信号が調節される。

オーバーシュート問題を解決する公知の解決策は、以下の２つを含んでいる。すなわち、（１）基準信号のスルーレートを入力信号のスルーレートよりも遅いように設計すること、（２）入力信号の既知のスルーレートに基づいて外部にキャパシタを付加することである。前者の解決策に対しては、基準信号に対してより遅いスルーレートを達成するためには、典型的に更なるシリコンエリアが必要になり、実現可能なスルーレートの下限に対して実用的な限界に遭遇する可能性がある。後者の解決策に関しては、付加的な外部キャパシタおよびＩ／Ｏピンを使用するので費用がかさむ。更に、入力信号のスルーレートが、選択したキャパシタに基づくスルーレートの推奨値よりも遅い場合には、後者の解決策に対しては、オーバーシュートが依然として生ずる可能性がある。また、レギュレータの入力信号が広い範囲にわたって変化する立ち上がり時間を有する場合には、いずれの解決策も適用可能ではない。

従って、レギュレータに基準信号を供給するための改善された回路および方法に対する必要性が存在する。

本開示は、レギュレータに基準信号を供給するための回路および方法を記述している。１つの例では、レギュレータに基準信号を供給するための集積回路が提供される。この集積回路は、比較回路および第１の基準信号アジャスタを含む。比較回路は、レギュレータの制約信号（ｃｏｎｓｔｒａｉｎｔｓｉｇｎａｌ）（入力電圧信号または供給電圧信号等）のレベルと基準信号のレベルとの間の差に基づいて、制御信号を出力するように構成される。レギュレータは、基準信号によって維持される帰還制御ループを有する。第１の基準信号アジャスタは、比較回路に接続されて動作し、制御信号に基づいて基準信号のレベルを調整するように構成される。これにより、レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、基準信号のレベルはプリセットレベルに向かって増加し、レギュレータの帰還制御ループには飽和が引き起こされることはない。

別の例では、適応基準信号発生器を含む装置が提供される。この装置は、レギュレータ、回路、および電源を更に含む。レギュレータは、出力信号を生成し、その出力信号を、あるレベルに調節するように構成される。レギュレータは、基準信号によって維持される帰還制御ループを有する。回路は、レギュレータに接続されて動作し、出力信号を受信して、そのあるレベルにおける出力信号に基づいて、１つ以上の機能を実行するように構成される。電源は、レギュレータに接続されて動作し、レギュレータに制約信号（入力電圧信号または供給電圧信号等）を供給するように構成される。適応基準信号発生器は、レギュレータに接続されて動作し、制約信号に基づいて基準信号を生成するように構成される。

さらに別の例では、レギュレータに基準信号を供給するための方法が提供される。レギュレータの制約信号（入力電圧信号または供給電圧信号等）が最初に受信される。レギュレータは、基準信号によって維持される帰還制御ループを有する。その後、制約信号のレベルと基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号が出力される。制御信号に基づいて、基準信号のレベルが調整される。これにより、レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、基準信号のレベルはプリセットレベルに向かって増加し、レギュレータの帰還制御ループには飽和が引き起こされることはない。

更に別の例では、１つ以上の集積回路設計システムによって実行可能な命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体が提供される。このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、１つ以上の集積回路設計システムを駆動して、集積回路を設計する。設計された集積回路は、比較回路および第１の基準信号アジャスタを含む。比較回路は、レギュレータの制約信号（入力電圧信号または供給電圧信号等）のレベルと基準信号のレベルとの間の差に基づいて、制御信号を出力するように構成される。レギュレータは、基準信号によって維持される帰還制御ループを有する。第１の基準信号アジャスタは、比較回路に接続されて動作し、制御信号に基づいて基準信号のレベルを調整するように構成される。これにより、レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、基準信号のレベルはプリセットレベルに向かって増加し、レギュレータの帰還制御ループには飽和が引き起こされることはない。

電圧レギュレータおよび固定スルーレート基準信号発生器を示す回路図である。図１に示した基準信号、入力電圧信号、供給電圧信号、および出力信号に対するタイミングチャートである。図１に示した基準信号、入力電圧信号、供給電圧信号、および出力信号に対するタイミングチャートである。本開示の１つの実施形態に従った、適応基準信号発生器を含む装置の一例を示すブロック図である。本開示の１つの実施形態に従った適応基準信号発生器の一例を示すブロック図である。本開示の１つの実施形態に従った適応基準信号発生器の一例を示す回路図である。本開示の１つの実施形態に従った、図５に示した基準信号、入力電圧信号、出力信号、および制御信号に対するタイミングチャートである。本開示の１つの実施形態に従った適応基準信号発生器の別の例を示す回路図である。本開示の１つの実施形態に従った適応基準信号発生器の更に別の例を示す回路図である。本開示の１つの実施形態に従った、図８に示した基準信号、入力電圧信号、出力信号、および制御信号に対するタイミングチャートである。本開示の１つの実施形態に従った適応基準信号発生器の更に別の例を示す回路図である。本開示の１つの実施形態に従った適応基準信号発生器の更に別の例を示す回路図である。本開示の１つの実施形態に従った、レギュレータに基準信号を供給するための方法を示すフローチャートである。

本開示の実施形態は、以下の記述と添付した以下の図面により、より容易に理解されるであろう。ここでは、同様の参照番号は同様の要素を示している。

以下では、本開示の実施形態について詳細に説明する。これらの実施例は、添付の図面に示されている。本開示は、これらの実施形態に関連して記述するであろうが、これらの実施形態は、本開示をこれらの実施形態に限定することを意図するものではないと理解されるであろう。そうではなくて、本開示は、代替、変形、および均等物を包含すると意図され、これらは、添付の特許請求の範囲によって画定される本開示の精神および範囲の中に含めることができる。

さらに、以下で示す本開示の実施形態に関する詳細な説明では、本開示の十分な理解を与えるために、多くの具体的な詳細を記載している。しかしながら、通常の当業者には、本開示は、これらの具体的な詳細を使用せずとも実行することができると認識されるであろう。また、本開示の実施形態の視点を不必要に曖昧なものにしないために、公知の方法、手順、要素、および回路については、詳細な記述は行っていない。

本開示に従った実施形態は、レギュレータ（電圧レギュレータまたは電流レギュレータ等）に基準信号を供給するための回路および方法を提供するものである。図１に示す固定または外部からプリセットされた基準信号を使用する場合と比較して、本開示の中で示す適応基準信号は、基準信号のスルーレートがレギュレータの帰還制御ループの帯域幅の中にあることを保証するものであり、それによって、レギュレータの入力電圧信号または供給電圧信号が比較的遅いスルーレートを有する場合でも、スタートアップ段階の終了時におけるオーバーシュートを回避することができる。さらに、基準信号は、適応的な方法で生成され、広い範囲にわたって変化する入力電圧信号または供給電圧信号の立ち上がり時間（例えば、約１ｍｓから約１０ｍｓまで）も受け入れることができ、追加的な外部の要素またはシリコンエリアを必要とすることはない。更なる利点および新規な特徴は、一部としては、以下で記述にされるであろう。また、一部としては、当業者には、以下の記述および添付の図面を精査することにより明らかになるであろう。または、ここに記述した実施例を製造する、または動作させることにより学ぶことができるであろう。

図３は、装置３００を示す。この装置３００は、適応基準信号発生器３０２を含む。装置３００は、ラップトップコンピュータ、デスクトップコンピュータ、ネットブックコンピュータ、メディアセンタ、ディジタルカメラ、ディジタルカムコーダ、ハンドヘルドデバイス（例えば、ダムフォンまたはスマートフォン、タブレット等）、ゲームコンソール、セットトップボックス、テレビジョンセット、プリンタ、または他の任意の適切なデバイス等の、任意の適切な電子デバイスであってよいが、これらに限定されるものではない。装置３００は、レギュレータ３０４、回路３０６、および電源３０８を更に含むことができる。レギュレータ３０４は、帰還制御ループを有しその出力電圧信号Ｖ_ｏｕｔまたは出力電流信号Ｉ_ｏｕｔをあるレベルに維持することができる、任意の適切な電圧レギュレータまたは電流レギュレータであってよい。例えば、レギュレータ３０４は、標準的な線形電圧レギュレータ、ロードロップアウト（ＬＤＯ：ｌｏｗｄｒｏｐ−ｏｕｔ）線形電圧レギュレータ、スイッチング電圧レギュレータ、またはトランジスタを基本とした電流レギュレータであってよい。適応基準信号発生器３０２によって供給される、適切なレベル（スルーレート、立ち上がり時間）の基準信号Ｖ_ｒｅｆを受信することにより、レギュレータ３０４の帰還制御ループを維持する（例えば、飽和状態でなく）ことができる。回路３０６は、レギュレータ３０４に接続されて動作し、任意の適切な集積回路、または個別回路であってよく、これらは、レギュレータ３０４から調節された出力信号Ｖ_ｏｕｔ／Ｉ_ｏｕｔを受信して、あるレベルの出力信号Ｖ_ｏｕｔ／Ｉ_ｏｕｔに基づいて１つ以上の機能を実行する。この例では、回路３０６は、オーバーシュートに敏感な、いずれかの回路（限定的でない例として、プロセッサ等）含む。本明細書における「回路」は、所望の機能を達成することができる任意の適切な回路を示し、これらは、ディジタル回路、アナログ回路、アナログ回路とディジタル回路の混成、またはいずれか適切な回路であってよい。電源３０８は、レギュレータ３０４に接続されて動作し、レギュレータ３０４に対して制約信号（入力電圧信号Ｖ_ｉｎおよび／または供給電圧信号Ｖ_ｄｄａ等）を供給する役割を果たす。制約信号は、遅い、または変化するスルーレートを有する任意の信号を含み、これらは、レギュレータ３０４が帰還制御ループによって基準信号Ｖ_ｒｅｆに追随して出力信号Ｖ_ｏｕｔ／Ｉ_ｏｕｔを調節する能力に限界を与えるものであり、たとえば、レギュレータ３０４の入力電圧信号Ｖ_ｉｎまたは供給電圧信号Ｖ_ｄｄａ等である。この例では、電源３０８は、調節された入力電源であってよく、これらは、ＤＣ電源（例えば、電池）、および電力管理ユニット（例えば、ＤＣ／ＤＣ変換器）を含む。電源３０８は、遅い、または変化するスルーレート（立ち上がり時間）を有する制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａを供給する。１つの例では、電源３０８によって提供される制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａは、約１ｍｓから約１０ｍｓの間を変化する立ち上がり時間を有する。別の例では、電源３０８は、ＡＣ電源およびＡＣ／ＤＣ変換器を含むことができるということが理解される。

適応基準信号発生器３０２は、レギュレータ３０４に接続されて動作し、制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａに基づいて基準信号Ｖ_ｒｅｆを生成するように構成される。例えば、適応基準信号発生器３０２は、基準信号Ｖ_ｒｅｆの立ち上がり時間（スルーレート）を調整して、制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａの立ち上がり時間（スルーレート）に適応させる。すなわち、適応基準信号発生器３０２は、基準信号Ｖ_ｒｅｆのランプアップを低下させて、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートが制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａに追随できるようにして、かつ、帰還制御ループによって最大のスルーレートを維持することにより、オーバーシュートを回避することができる。装置３００は、他の任意の適切な要素を含むことができる。これらは、例えば、表示器、１つ以上のストレッジ、通信プラットフォーム、センシングモジュール、他の任意の適切なＩ／Ｏモジュール等を含む。

図４は、図３に示した装置３００の適応基準信号発生器３０２の１つの例を示す。適応基準信号発生器３０２は、１つの集積回路であってよく、この集積回路は、互いに接続されて動作する比較回路４００と第１の基準信号アジャスタ４０２とを含む。比較回路４００は、レギュレータ３０４の制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａのレベルと基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルとの間の差に基づいて制御信号Ｖ_ｇを出力するように構成される。例えば、入力電圧信号Ｖ_ｉｎまたは調整された供給電圧信号Ｖ_ｄｄａのレベルと基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルとの間の差を比較回路４００によって比較して、それを使用して、制御信号Ｖ_ｇを決定する。第１の基準信号アジャスタ４０２は、制御信号Ｖ_ｇに基づいて基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルを調整するように構成される。これにより、レギュレータ３０４がスタートアップ段階にあるときに、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルはプリセットレベルＶ_ｓｅｔに向かって増加し、レギュレータ３０４の帰還制御ループには飽和が引き起こされることはない。１つの例では、制約信号が入力電圧信号Ｖ_ｉｎである場合には、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルは、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルを超えないように調整される。別の例では、制約信号が供給電圧信号Ｖ_ｄｄａである場合には、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルは、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが調整された供給電圧信号レベルを超えないように調整される。調整された供給電圧信号レベルを超える場合には、レギュレータ３０４の帰還制御ループのヘッドルームが不十分で、十分な調節ができず、出力信号Ｖ_ｏｕｔ／Ｉ_ｏｕｔは飽和状態になってしまう。比較回路４００は基準信号Ｖ_ｒｅｆと制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａとの間の差を追尾しており、一旦、基準信号Ｖ_ｒｅｆが、制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａのレベルに近づいた後には、比較回路４００からの制御信号Ｖ_ｇは、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートを遅くするように調整する。すなわち、比較回路４００と第１の基準信号アジャスタ４０２とは、帰還制御ループを形成して、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが、制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａのレベルを超えないようにする。従って、レギュレータ３０４の帰還制御ループは、スタートアップ段階で飽和状態にならないようにすることができ、スタートアップ段階の終了時における出力信号Ｖ_ｏｕｔ／Ｉ_ｏｕｔのオーバーシュートを回避す
ることができる。

この例では、適応基準信号発生器３０２は、第１の基準信号アジャスタ４０２に接続されて動作する第２の基準信号アジャスタ４０４を更に含むことができる。第２の基準信号アジャスタ４０４は、レギュレータ３０４が定常状態段階にあるときに基準信号Ｖ_ｒｅｆをプリセットレベルＶ_ｓｅｔに維持するように構成することができる。つまり、基準信号のＶ_ｒｅｆの最大レベルは、プリセットレベルＶ_ｓｅｔに制限されて、レギュレータ３０４が定常状態段階になるときにその値に到達する。スタートアップ段階から定常状態段階への遷移は、公知の解決策（図１に示されているもの）と比較して、より円滑である。これは、スタートアップ段階の間、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートは、制約信号Ｖ_ｉｎ／Ｖ_ｄｄａのスルーレートを追尾し続けるからである。

図５は、本開示の１つの実施形態に従った、図４に示した適応基準信号発生器３０２の１つの例を示す回路図である。この例における制約信号は、レギュレータ３０４の入力電圧信号Ｖ_ｉｎである。この例における比較回路４００は、誤差増幅器５０４を含む。誤差増幅器５０４の非反転ノードは、入力電圧信号Ｖ_ｉｎを受信する。また、反転ノードは基準信号Ｖ_ｒｅｆを受信する。そして、出力ノードは、制御電圧信号Ｖ_ｇ１を出力する。

この例における適応基準信号発生器３０２は、第１の基準信号アジャスタ５００を含み、第１の基準信号アジャスタ５００は、充電電流信号Ｉ_ｃをキャパシタ５０６に印加することにより、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートを調整する。第１の基準信号アジャスタ５００は、キャパシタ５０６を含み、キャパシタ５０６は、充電電流信号Ｉ_ｃで充電されるときに、その片方の端子で、基準信号Ｖ_ｒｅｆを供給するように構成される。この例では、キャパシタ５０６の容量は、約１０ｐＦから約１００ｐＦの間であってよい。他の例では、異なる容量値を使用することができるし、また、２つ以上のキャパシタ、または他の任意のエネルギーストレッジ素子を使用することもできるということが理解される。第１の基準信号アジャスタ５００はまた、キャパシタ５０６に接続されて動作する充電コントローラ５０８を含む。充電コントローラ５０８は、比較回路４００からの制御信号Ｖ_ｇ１に基づいてキャパシタ５０６の充電条件を調整することにより、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートを制御するように構成される。この例では、充電コントローラ５０８は、電流源５１０とトランジスタ５１２（例えば、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴ）とを含む。電流源５１０は、一定電流信号Ｉ_０を生成するように構成され、トランジスタ５１２は、比較回路４００、電流源５１０、およびキャパシタ５０６に接続されて動作する。この例では、スルーレートが約１ｍｓから約１０ｍｓの間にある入力電圧信号Ｖ_ｉｎおよび約１０ｐＦから約１００ｐＦの間の容量を持つキャパシタ５０６に対して、プリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔに依存して、一定電流信号Ｉ_０は、数１０ｎＡから数１００ｎＡの範囲であってよい。

この例では、トランジスタ５１２は、電流源５１０とキャパシタ５０６との間のスイッチとして動作し、制御信号Ｖ_ｇ１に基づいて充電電流信号Ｉ_ｃを調整する。トランジスタ５１２のゲートは、誤差増幅器５０４の出力ノードに接続され、これにより、制御信号Ｖ_ｇ１はトランジスタ５１２のゲート電圧を制御する。基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが、誤差増幅器５０４の非反転ノードにおける入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルを超えない場合には、制御信号Ｖ_ｇ１（トランジスタ５１２のゲート電圧）は、トランジスタ５１２を飽和モードで動作するように駆動し、これにより、キャパシタ５０６に加えられる充電電流信号Ｉ_ｃのレベルは、実質的に一定電流信号Ｉ_０のレベルに等しくなる。基準信号Ｖ_ｒｅｆは、ｄＶ_ｒｅｆ／ｄｔ＝Ｉ_０／Ｃで決定されるスルーレートでランプアップする。ここで、Ｃは、キャパシタ５０６の容量である。基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルを超える場合には、制御信号Ｖ_ｇ１（トランジスタ５１２のゲート電圧）は、トランジスタ５１２を線形のモードで動作するように駆動し、これにより、キャパシタ５０６に印加される充電電流信号Ｉ_ｃのレベルは、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルと入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルとの間の差に従って調整される。すなわちこの場合には、トランジスタ５１２は、電圧制御可変抵抗として動作する。この電圧制御可変抵抗の抵抗値は、制御信号Ｖ_ｇ１（すなわち、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルと入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルとの間の差）によって調整される。トランジスタ５１２の抵抗値が増加すると、充電電流信号Ｉ_ｃは、それに従って減少し、これにより、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートの低下が引き起こされる。

次に図６のタイミングチャートの説明を行う。時刻ｔ１において誤差増幅器５０４がイネーブルされる。ｔ１とｔ２との間の時間間隔では、入力電圧信号Ｖ_ｉｎは、基準信号Ｖ_ｒｅｆよりも高い電圧レベル有するので、誤差増幅器５０４からの制御信号Ｖ_ｇ１（トランジスタ５１２のゲート電圧）は、ハイレベル論理値に保持される。ｔ１とｔ２との間は、トランジスタ５１２は飽和モードで動作し、充電電流信号Ｉ_ｃは、実質的に、一定電流信号Ｉ_０に等しい。この時間間隔の間の基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートは、上記で述べたようにＩ_０／Ｃであり、この値は、入力電圧信号Ｖ_ｉｎのスルーレートよりも高い値である。時刻ｔ２からは、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルは、入力電圧信号Ｖ_ｉｎに追いつくので、制御信号Ｖ_ｇ１は減少し、充電電流信号Ｉ_ｃは、それに従って低下する。このように、ｔ２以降は、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートは、入力電圧信号Ｖ_ｉｎのスルーレートに実質的に等しくなるまで低下する。これは図６に示されている。すなわち、誤差増幅器５０４およびトランジスタ５１２によって形成される帰還制御ループは、ｔ２以降は、入力電圧信号Ｖ_ｉｎのスルーレートに従って、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートを調節する。

この例では、適応基準信号発生器３０２は、第２の基準信号アジャスタ５０２を更に含むことができる。第２の基準信号アジャスタ５０２は、第１の基準信号アジャスタ５００に接続されて動作する。第２の基準信号アジャスタ５０２は、スイッチモジュールとして動作し、このスイッチモジュールは、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルの、プリセットレベルＶ_ｓｅｔからのオフセット量が、あるオフセット範囲Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}の中にある時には、第１の基準信号アジャスタ５００をオフに切り替えるように構成される。図５に示したように、この例における第２の基準信号アジャスタ５０２は、比較器５１４、オフセット電圧Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}を設定する電圧源５１８、および比較器５１４の出力ノードに接続されたトランジスタ５１６を含む。比較器５１４は、基準信号Ｖ_ｒｅｆとオフセット電圧Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔと}を加えたもの（Ｖ_ｒｅｆ＋Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}）のレベルをプリセット電圧Ｖ_ｓｅｔのレベルと比較し、直ちにまたはある時間間隔の後に、トランジスタ５１６をオンに切り替える。図６に示したように、トランジスタ５１６は、Ｖ_ｒｅｆ＋Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}＞Ｖ_ｓｅｔとなったときに、比較器５１４から出力される制御信号Ｖ_ｇ２によってオンに切り替えられる。オフセット電圧Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}は、基準信号Ｖ_ｒｅｆがプリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔに到達した後の遅延として導入することができる。遅延は、トランジスタ５１６を閉じる前に、基準信号Ｖ_ｒｅｆをプリセット電圧Ｖ_ｓｅｔのより近くまで立ち上がることができるようにすることにより、動作性能を改善することができるであろう。実質的に同一の時刻に、適応基準信号発生器３０２は、第１の基準信号アジャスタ５００をオフに切り替えることができる。これは例えば、誤差増幅器５０４またはトランジスタ５１２に加えられているイネーブル信号をオフにすることにより行うことができる。つまり、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが余裕Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}をもってプリセットレベルＶ_ｓｅｔに近づいたときに、レギュレータ３０４は定常状態段階に入り、基準信号Ｖ_ｒｅｆは、第２の基準信号アジャスタ５０２によってプリセットレベルＶ_ｓｅｔに保持される。これは図６に示されている。１つの例では、オフセット電圧Ｖ_{ｏｆｆｓｅｔ}は、数ｍＶの範囲にあってよい。

図２と比較すると、この例では、基準信号Ｖ_ｒｅｆのスルーレートは、入力電圧信号Ｖ_ｉｎのスルーレートに適合しているので、レギュレータ３０４の帰還制御ループの差の誤差電圧は飽和しない可能性があり、従って図６では、レギュレータ３０４の出力電圧信号Ｖ_ｏｕｔのオーバーシュートを回避することができる。同様に、レギュレータ３０４が電流レギュレータである場合には、電流レギュレータの出力電流信号Ｉ_ｏｕｔのオーバーシュートも同様に回避することができる。

図７は、本開示の１つの実施形態に従った、図４に示した適応基準信号発生器３０２の別の例の回路図を示す。適応基準信号発生器３０２は、第１の基準信号アジャスタ７００がｎ型トランジスタではなくてｐ型トランジスタ７０２（ｐチャネルＭＯＳＦＥＴ等）を含むという点を除いて、図５に示した構成と同様の構成を有する。例えば、図７に示したように、入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルが基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルよりも低い場合には、充電電流信号Ｉ_ｃは下降する。

図８は、本開示の１つの実施形態に従った、図４に示した適応基準信号発生器３０２の更に別の例の回路図を示す。適応基準信号発生器３０２は、第２の基準信号アジャスタ８００がスイッチモジュールを含まないという点を除いて、図５に示した構成と同様の構成を有する。その代わりに、この例では、第２の基準信号アジャスタ８００は、プリセットレベルＶ_ｓｅｔを設定する電圧源を含む。第２の基準信号アジャスタ８００は、充電コントローラ５０８に接続されて動作し、これにより、キャパシタ５０６が十分に充電されたときに、キャパシタ５０６における最大電圧レベルがプリセットレベルＶ_ｓｅｔになるようにする。次に、図９におけるタイミングチャートの説明を行う。時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間は、入力電圧信号Ｖ_ｉｎは基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルよりも高いレベルを有するので、比較回路４００の制御信号Ｖ_ｇ（トランジスタ５１２のゲート電圧）は、ハイレベル論理値である。基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルがプリセット電圧レベルＶ_ｓｅｔ近づくと、制御信号Ｖ_ｇは減少し、トランジスタ５１２のゲート電圧を、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが入力電圧信号Ｖ_ｉｎを超えないように適応的に調整する。入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルがプリセット電圧Ｖ_ｓｅｔを超えた場合には、制御信号Ｖ_ｇおよびトランジスタ５１２のゲート電圧はハイレベル論理値に戻り、一定電流信号Ｉ_０は、キャパシタ５０６の充電を続行し、基準信号のレベルＶ_ｒｅｆを、第２の基準信号アジャスタ８００によって設定されたプリセット電圧Ｖ_ｓｅｔに向かって増加させる。定常状態段階では、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルは、第２の基準信号アジャスタ８００によってプリセットレベルＶ_ｓｅｔに維持される。この例における第２の基準信号アジャスタ８００は、図７における第２の基準信号アジャスタ５０２を置換して、適応基準信号発生器３０２の別の例を形成しているということが理解される。

図１０は、本開示の１つの実施形態に従った、図４に示した適応基準信号発生器３０２の更に別の例の回路図を示す。この場合の適応基準信号発生器３０２は、この例における第１の基準信号アジャスタ１０００が充電コントローラ１００２を含むという点を除いて、図８に示した構成と同様の構成を有する。この場合には、電流源５１０とキャパシタ５０６との間にスイッチを追加する（図５、７、および８に示したように）のではなくて、充電コントローラ１００２が充電電流源を直接に変調する。この例では、充電コントローラ１００２は、互いに接続されて動作する電流コントローラ１００４と電流ミラー１００６とを含む。電流コントローラ１００４は、比較回路４００に接続されて動作し、誤差増幅器５０４から制御信号Ｖ_ｇを受信する。電流コントローラ１００４は、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが誤差増幅器５０４の非反転ノードにおける入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルを超えていない場合には、初期レベルの制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌを供給するように構成され、また、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルが入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルを超えた場合には、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルと入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルとの間の差に基づいて、制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌのレベルを調整するように構成される。

１つの例では、電流コントローラ１００４は、電流源（電流源は増幅器１００８、トランジスタ１０１０、および抵抗１０１２を有する）を含み、制御電圧信号Ｖ_ｃｔｒｌに基づいて、制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌの初期レベルを決定するように構成される。制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌの初期レベルは、Ｉ_ｃｔｒｌ＝Ｖ_ｃｔｒｌ／Ｒによって決定することができる。ここで、Ｒは抵抗１０１２の抵抗値である。Ｖ_ｃｔｒｌおよびＲの選定は任意であり、基準信号Ｖ_ｒｅｆの初期スルーレートに対する設計要求条件に依存してプログラムしておくことができる。電流コントローラ１００４はまた、トランジスタ５１２を含む。トランジスタ５１２は、上記で述べたように、飽和モードと線形のモードとの間を切り替えて、基準信号Ｖ_ｒｅｆのレベルと入力電圧信号Ｖ_ｉｎのレベルとの間の差に基づいて、制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌのレベルを調整するように構成される。また、２つのｐ型トランジスタを持つ電流ミラー１００６は、制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌのレベルに実質的に等しいレベルの充電電流信号Ｉ_ｃを生成する役割を持つ。すなわち、初期制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌは、トランジスタ５１２を通して流れ、制御電流信号Ｉ_ｃｔｒｌは、それに従って帰還制御ループによって調整され、電流ミラー１００６によってその鏡映（ミラー）が作られて、キャパシタ５０６を充電する。トランジスタ５１２によって調整される以前の、基準信号Ｖ_ｒｅｆの初期スルーレートは、ｄＶ_ｒｅｆ／ｄｔ＝Ｖ_ｃｔｒｌ／ＲＣによって決定される。ここでＣは、キャパシタ５０６の容量である。この例における第１の基準信号アジャスタ１０００は、それぞれ、図５、図７、および図８の第１の基準信号アジャスタ５００、７００を置換することができ、適応基準信号発生器３０２の異なる例を形成することができるということが理解される。また、この例における第２の基準信号アジャスタ８００は、図５の中の第２の基準信号アジャスタ５０２で置換して、適応基準信号発生器３０２の別の例を形成することができる。

図１１は、本開示の１つの実施形態に従った、適応基準信号発生器３０２の更に別の例の回路図を示す。この適応基準信号発生器３０２は、比較回路４００が制約信号アジャスタ１１００を更に含むという点を除いて図５に示した構成と同様の構成を有する。制約信号アジャスタ１１００は、誤差増幅器５０４の非反転ノードに接続されて動作する。１つの例では、制約信号アジャスタ１１００は、当技術分野において公知の任意の適切なレベルシフタまたはデバイダを含む。この例では、制約信号は供給電圧信号Ｖ_ｄｄａであり、この供給電圧信号Ｖ_ｄｄａのレベルは、レギュレータ３０４の帰還制御ループに対するヘッドルーム要求条件に基づいて調整される。本明細書における「ヘッドルーム」は、調節された出力電圧Ｖ_ｏｕｔと供給電圧信号Ｖ_ｄｄａとの間の電圧差であってよく、この電圧差を使用して帰還制御ループが適切に動作することができる。例えば、帰還制御ループのヘッドルームが十分な値でないときには、それを考慮して、供給電圧信号Ｖ_ｄｄａのレベルは、制約信号アジャスタ１１００によって、レギュレータ３０４から誤差増幅器５０４の非反転ノードのところで、レベルをシフトする（例えば、シフト電圧だけ差し引く）、またはスケールダウンする（例えば、少数を乗算する）ことができる。１つの例では、ヘッドルーム要求条件は、レギュレータ３０４の誤差増幅器に印加される供給電圧信号Ｖ_ｄｄａが、出力電圧Ｖ_ｏｕｔとヘッドルーム電圧Ｖ_{ｈｅａｄｒｏｏｍ}との和の値以上であるということであってよい。ヘッドルーム電圧Ｖ_{ｈｅａｄｒｏｏｍ}は、レギュレータ３０４の誤差増幅器の出力段におけるｐＭＯＳトランジスタのドレインソース間電圧Ｖ_ｄｓとレギュレータ３０４のパス要素のゲート電圧Ｖ_ｇとの和である。すなわち、Ｖ_{ｈｅａｄｒｏｏｍ}＝Ｖ_ｄｓ＋Ｖ_ｇである。この場合には、制約信号アジャスタ１１００は、供給電圧信号Ｖ_ｄｄａをヘッドルーム電圧Ｖ_{ｈｅａｄｒｏｏｍ}のレベルだけシフトさせる。しかしながら、別の例では、例えば、レギュレータ３０４の誤差増幅器がレールツーレール（ｒａｉｌ−ｔｏ−ｒａｉｌ）設計を有している場合には、制約信号アジャスタ１１００を必要とせず、もとの供給電圧信号Ｖ_ｄｄａを基準信号Ｖ_ｒｅｆと直接に比較することができるという点を理解することができる。また、制約信号アジャスタ１１００は、図５、７、８
、および１０の例に対しても適用することができ、この場合には、制約信号は入力電圧信号Ｖ_ｉｎであり、従って、調整された入力電圧信号Ｖ_ｉｎは、必要に応じて、基準信号Ｖ_ｒｅｆと比較することができるという点も理解することができる。

図１２は、レギュレータに基準信号を供給するための方法の１つの例を示す。本方法はブロック１２００で始まり、レギュレータ３０４の制約信号を受信する。制約信号は入力電圧信号または供給電圧信号であってよい。レギュレータ３０４は、基準信号によって維持される帰還制御ループを有する電圧レギュレータまたは電流レギュレータであってよい。ブロック１２０２において、制約信号のレベルと基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力する。上記で記述したように、ブロック１２００および１２０２は、適応基準信号発生器３０２の比較回路４００によって実行することができる。ブロック１２０４に進み、そこでは制御信号に基づいて基準信号のレベルを調整し、これにより、レギュレータ３０４がスタートアップ段階にあるときに、基準信号のレベルはプリセットレベルに向かって増加し、レギュレータ３０４の帰還制御ループには飽和が引き起こされることはない。上記で記述したように、ブロック１２０４は、適応基準信号発生器３０２の第１の基準信号アジャスタ４０２によって実行することができる。追加的にまたはオプションとして、ブロック１２０６において、レギュレータ３０４が定常状態段階になったときに、基準信号をプリセットレベルに維持する。上記で記述したように、ブロック１２０６は、適応基準信号発生器３０２の第２の基準信号アジャスタ４０４によって実行することができる。

また、集積回路設計システム（例えば、ワークステーション）が知られている。この集積回路設計システムは、コンピュータ読み取り可能な記憶媒体に記憶された実行可能な命令に基づいて集積回路を備えるウェハを創造するものである。これらの記憶媒体としては、ＣＤＲＯＭ、ＲＡＭ、他の形のＲＯＭ、ハードドライブ、分散メモリ等があるが、これらに限定されるものではない。命令は、任意の適切な言語で表現することができ、これらの言語は、ハードウェア記述言語（ＨＤＬ：ｈａｒｄｗａｒｅｄｅｓｃｒｉｐｔｏｒｌａｎｇｕａｇｅ）、ヴェリログ（Ｖｅｒｉｌｏｇ）または他の適切な言語等であるが、これらに限定されるものではない。このように、本明細書に記述した回路はまた、中に命令を記憶したコンピュータ読み取り可能な記憶媒体を使用した上記のシステムによって集積回路として製造することができる。例えば、上記で記述した回路を備えた集積回路は、このような集積回路製作システムを使用して製作することができる。コンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、１つ以上の集積回路設計システムによって実行することができる命令を記憶しており、このコンピュータ読み取り可能な記憶媒体は、１つ以上の集積回路設計システムを駆動して集積回路を設計することができる。設計された集積回路は、比較回路、第１の基準信号アジャスタ、さらに本明細書で開示した他の回路を含む。比較回路は、レギュレータの制約信号のレベルと基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力するように構成される。レギュレータは、基準信号によって維持される帰還制御ループを有する。第１の基準信号アジャスタは、比較回路に接続されて動作し、制御信号に基づいて基準信号のレベルを調整するように構成される。これにより、レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、基準信号のレベルはプリセットレベルに向かって増加し、レギュレータの帰還制御ループには飽和が引き起こされることはない。

これまでの記述および図面は、本開示の実施形態を提供したものであるが、それらに対する種々の追加、変形、および置き換えが可能であり、これらは、添付の特許請求の範囲が画定する本開示の原理の精神および範囲から逸脱するものではないと理解されるであろう。当業者は、本開示は、本開示を実行する上で使用する、形状、構成、配置、比率、材料、要素、および素子等に対する多くの変更をもって実行することが可能であり、これらは、具体的な環境条件と動作要求条件とに対して特に適合しており、これらは、本開示の原理から逸脱するものではないと理解するであろう。従って、本明細書で開示した実施形態は、全ての観点から見て、例示的なものであって限定的なものではないと考慮されるべきである。本開示の範囲は、添付の特許請求の範囲とその法的均等物とが示すものであって、これまでの記載に限定されるものではない。

１００線形電圧レギュレータ
１０２誤差増幅器
１０４トランジスタ
１０６、１０８電圧デバイダ
１１０基準信号発生器
１１２第１のスイッチ
１１４第２のスイッチ
１１６電流源
１１８キャパシタ
３００装置
３０２適応基準信号発生器
３０４電圧／電流レギュレータ
３０６回路（例えば、プロセッサ）
３０８電源（例えば、電池）
４００比較回路
４０２第１の基準信号アジャスタ（スタートアップ）
４０４第２の基準信号アジャスタ（定常状態）
５００第１の基準信号アジャスタ
５０２第２の基準信号アジャスタ
５０４誤差増幅器
５０６キャパシタ
５０８充電コントローラ
５１０電流源
５１２、５１６トランジスタ
５１４比較器
５１８電圧源
７００第１の基準信号アジャスタ
７０２ｐ型トランジスタ
８００第２の基準信号アジャスタ
１０００第１の基準信号アジャスタ
１００２充電コントローラ
１００４電流コントローラ
１００６電流ミラー
１００８増幅器
１０１０トランジスタ
１０１２抵抗
１１００制約信号アジャスタ
１２００基準信号によって維持される帰還制御ループを有するレギュレータに対する制約信号を受信する
１２０２制約信号のレベルと基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力する
１２０４制御信号に従って基準信号のレベルを調整することにより、レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、基準信号のレベルはプリセットレベルに向かって増加し、レギュレータの帰還制御ループには飽和が引き起こされることがないようにする
１２０６レギュレータが定常状態段階にあるときに、基準信号をプリセットレベルに維持する

Claims

レギュレータに基準信号を供給するための集積回路であって、
前記レギュレータは、前記基準信号によって維持される帰還制御ループを有し、
前記集積回路は、
前記レギュレータの制約信号のレベルと前記基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力するように構成された比較回路と、
前記比較回路に接続されて動作し、前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整するように構成され、これにより、前記レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、前記基準信号の前記レベルはプリセットレベルに向かって増加し、前記レギュレータの前記帰還制御ループには飽和が引き起こされないようにする、第１の基準信号アジャスタと
を備えることを特徴とする集積回路。
前記第１の基準信号アジャスタは、
キャパシタであって、前記キャパシタの１つの端子に前記基準信号を供給するように構成されたキャパシタと、
前記キャパシタに接続されて動作し、前記比較回路からの前記制御信号に基づいて、前記キャパシタの充電を調整することにより、前記基準信号のスルーレートを制御するように構成された充電コントローラと
を備えることを特徴とする請求項１に記載の集積回路。
前記充電コントローラは、
一定電流信号を生成するように構成された電流源と、
前記比較回路と前記電流源と前記キャパシタとに接続されて動作し、
前記基準信号の前記レベルが前記制約信号の前記レベルを超えない場合には、飽和モードで動作することにより、前記キャパシタに加えられる充電電流信号のレベルを前記一定電流信号のレベルに実質的に等しくし、
前記基準信号の前記レベルが前記制約信号の前記レベルを超えた場合には、線形のモードで動作することにより、前記キャパシタに加えられる前記充電電流信号の前記レベルを、前記基準信号と前記制約信号の前記レベルの間の前記差に基づいて調整するように構成されたトランジスタと
を備えることを特徴とする請求項２に記載の集積回路。
前記充電コントローラは、
前記比較回路に接続されて動作し、
前記基準信号の前記レベルが前記制約信号の前記レベルを超えない場合には、初期レベルの制御電流信号を供給し、
前記基準信号の前記レベルが前記制約信号の前記レベルを超えた場合には、前記基準信号と前記制約信号の前記レベルの間の前記差に基づいて、前記制御電流信号のレベルを調整するように構成された電流コントローラと、
前記電流コントローラと前記キャパシタとに接続されて動作し、前記制御電流信号の前記レベルに実質的に等しいレベルの充電電流信号を生成するように構成された電流ミラーと
を備えることを特徴とする請求項２に記載の集積回路。
前記電流コントローラは、
増幅器と第１のトランジスタと抵抗と備え、制御電圧信号に基づいて前記制御電流信号の前記初期レベルを決定するように構成された電流源と、
前記電流源に接続されて動作し、前記基準信号と前記制約信号の前記レベルの間の前記差に基づいて、飽和モードと線形モードとの間を切り替えることにより、前記制御電流信号の前記レベルを調整するように構成された第２のトランジスタと
を備えることを特徴とする請求項４に記載の集積回路。
前記制約信号は、前記レギュレータの入力電圧信号を含み、
前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記基準信号の前記レベルが前記入力電圧信号の前記レベルを超えないようにすることを特徴とする請求項１に記載の集積回路。
前記制約信号は、前記レギュレータの供給電圧信号を含み、前記レギュレータの前記帰還制御ループのヘッドルーム要求条件に基づいて前記供給電圧信号のレベルを調整し、
前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記基準信号の前記レベルが前記供給電圧信号の前記調整されたレベルを超えないようにすることを特徴とする請求項１に記載の集積回路。
第１の基準信号アジャスタに接続されて動作し、前記レギュレータが定常状態段階にあるときには、前記基準信号を前記プリセットレベルに維持するように構成された第２の基準信号アジャスタを更に備えることを特徴とする請求項２に記載の集積回路。
前記第２の基準信号アジャスタは、前記基準信号の前記レベルが前記プリセットレベルからのオフセット範囲の中にあるときには、前記第１の基準信号アジャスタをオフに切り替えるように構成されたスイッチモジュールを備えることを特徴とする請求項８に記載の集積回路。
前記第２の基準信号アジャスタは、前記充電コントローラに接続されて動作し、前記キャパシタが十分に充電されたときに、前記キャパシタの最大電圧レベルが前記プリセットレベルであるようにする、前記プリセットレベルの電圧源を備えることを特徴とする請求項８に記載の集積回路。
装置であって、
基準信号によって維持される帰還制御ループを有し、出力信号を供給し、前記出力信号をあるレベルに調節するように構成されたレギュレータと、
前記レギュレータに接続されて動作し、前記出力信号を受信して、前記あるレベルの前記出力信号に基づいて１つ以上の機能を実行するように構成された回路と、
前記レギュレータに接続されて動作し、制約信号を前記レギュレータに供給するように構成された電源と、
前記レギュレータに接続されて動作し、前記制約信号に基づいて前記基準信号を生成するように構成された適応基準信号発生器と
を備えることを特徴とする装置。
前記適応基準信号発生器は、
前記制約信号のレベルと前記基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力するように構成された比較回路と、
前記比較回路に接続されて動作し、前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、前記基準信号の前記レベルはプリセットレベルに向かって増加し、前記レギュレータの前記帰還制御ループには飽和が引き起こされないようにするように構成された第１の基準信号アジャスタと
を備えることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
前記第１の基準信号アジャスタは、
キャパシタであって、前記キャパシタの１つの端子に前記基準信号を供給するように構成されたキャパシタと、
前記キャパシタに接続されて動作し、前記比較回路からの前記制御信号に基づいて、前記キャパシタの充電を調整することにより、前記基準信号のスルーレートを制御するように構成された充電コントローラと
を備えることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記制約信号は、前記レギュレータの入力電圧信号を含み、
前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記基準信号の前記レベルが前記入力電圧信号の前記レベルを超えないようにすることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記制約信号は、前記レギュレータの供給電圧信号を含み、前記レギュレータの前記帰還制御ループのヘッドルーム要求条件に基づいて前記供給電圧信号のレベルを調整し、
前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記基準信号の前記レベルが前記供給電圧信号の前記調整されたレベルを超えないようにすることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記適応基準信号発生器は、第１の基準信号アジャスタに接続されて動作し、前記レギュレータが定常状態段階にあるときに、前記基準信号を前記プリセットレベルに維持するように構成された第２の基準信号アジャスタを更に備えることを特徴とする請求項１２に記載の装置。
前記レギュレータは電圧レギュレータおよび電流レギュレータの内の１つであり、
前記回路はプロセッサであり、
前記電源は電池であることを特徴とする請求項１１に記載の装置。
レギュレータに基準信号を供給するための方法であって、
前記基準信号によって維持される帰還制御ループを有する前記レギュレータの制約信号を受信するステップと、
前記基準信号のレベルと前記制約信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力するステップと、
前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、前記基準信号の前記レベルはプリセットレベルに向かって増加し、前記レギュレータの前記帰還制御ループには飽和が引き起こされないようにするステップと
を備えることを特徴とする方法。
前記レギュレータが定常状態段階にあるときには前記基準信号を前記プリセットレベルに維持するステップを更に備えることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
前記制約信号は、前記レギュレータの入力電圧信号を含み、
前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記基準信号の前記レベルが前記入力電圧信号の前記レベルを超えないようにすることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
前記制約信号は、前記レギュレータの供給電圧信号を含み、前記レギュレータの前記帰還制御ループのヘッドルーム要求条件に基づいて前記供給電圧信号のレベルを調整し、
前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記基準信号の前記レベルが前記供給電圧信号の前記調整されたレベルを超えないようにすることを特徴とする請求項１８に記載の方法。
１つ以上の集積回路設計システムによって実行可能であり、前記１つ以上の集積回路設計システムが集積回路を設計する命令を記憶するコンピュータ読み取り可能な記憶媒体であって、
レギュレータの制約信号のレベルと基準信号のレベルとの間の差に基づいて制御信号を出力するように構成された比較回路と、
前記比較回路接続されて動作し、前記制御信号に基づいて前記基準信号の前記レベルを調整することにより、前記レギュレータがスタートアップ段階にあるときに、前記基準信号の前記レベルはプリセットレベルに向かって増加し、前記レギュレータの前記帰還制御ループには飽和が引き起こされないようにする第１の基準信号アジャスタと
を備え、
前記レギュレータは、前記基準信号によって維持される帰還制御ループを有することを特徴とするコンピュータ読み取り可能な記憶媒体。