(57)【要約】電圧レギュレータが提供され、電圧レギュレータは、第１のスイッチトランジスタと、第２のスイッチトランジスタと、キャパシタとを有するコンバータを有する。コンバータは、直流（ＤＣ）電圧を受け取ってよく、電圧をキャパシタへ供給してよい。コンバータは、降圧コンバータとして動作してよく、コンバータは、昇圧コンバータとして動作してよい。電圧レギュレータは、降圧コンバータとして又は昇圧コンバータとして動作させるようコンバータを制御する電圧コントローラを更に有してよい。
2015527040.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
コンバータ及び電圧コントローラを備え、
前記コンバータは、直流電圧を受け取り、当該コンバータが降圧コンバータとして動作する場合に電圧をキャパシタへ供給し、当該コンバータが昇圧コンバータとして動作する場合にバッテリ及び負荷のうちの少なくとも一方へ前記キャパシタからの電圧を放電し、
前記電圧コントローラは、前記コンバータを前記降圧コンバータとして動作するよう制御し、少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき前記コンバータを前記昇圧コンバータとして動作するよう制御する、
電圧レギュレータ。
【請求項２】
前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき前記コンバータのデューティサイクルを変更する、
請求項１に記載の電圧レギュレータ。
【請求項３】
前記コンバータは、当該電圧レギュレータが出力電力を供給する場合に前記降圧コンバータとして動作する、
請求項１に記載の電圧レギュレータ。
【請求項４】
前記コンバータは、当該電圧レギュレータが出力電力を供給しない場合に前記昇圧コンバータとして動作する、
請求項３に記載の電圧レギュレータ。
【請求項５】
前記コンバータは、第１のスイッチトランジスタ、第２のスイッチトランジスタ、及び前記キャパシタを有する、
請求項１に記載の電圧レギュレータ。
【請求項６】
前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが有効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが無効にされる場合に、前記降圧コンバータとして動作して前記電圧を前記キャパシタへ供給する、
請求項５に記載の電圧レギュレータ。
【請求項７】
前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが無効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが有効にされる場合に、前記昇圧コンバータとして動作して前記キャパシタからの電圧を前記バッテリ又は前記負荷へ供給する、
請求項６に記載の電圧レギュレータ。
【請求項８】
前記電圧コントローラは、電圧検知デバイス及び電流検知デバイスを有し、
前記電圧検知デバイスは、出力電圧を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取り、前記電流検知デバイスは、電流を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取る、
請求項５に記載の電圧レギュレータ。
【請求項９】
前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき第１の駆動信号を前記第１のスイッチトランジスタへ供給し且つ第２の駆動信号を前記第２のスイッチトランジスタへ供給するようパルス幅変調制御回路及びトランジスタドライバ回路を更に有する、
請求項８に記載の電圧レギュレータ。
【請求項１０】
プロセッサを備えるプラットフォーム負荷と、
前記プラットフォーム負荷へ出力電圧を供給し、バッテリ及び負荷のうちの少なくとも一方へ電圧を供給する電圧レギュレータと
を有し、
前記電圧レギュレータは、コンバータ及び電圧コントローラを備え、
前記コンバータは、直流電圧を受け取り、当該コンバータが降圧コンバータとして動作する場合に前記出力電圧を前記プラットフォーム負荷へ供給し、当該コンバータが昇圧コンバータとして動作する場合にバッテリ及び負荷のうちの少なくとも一方へキャパシタから前記電圧を供給し、
前記電圧コントローラは、少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき、前記コンバータを、前記降圧コンバータとして動作するよう又は前記昇圧コンバータとして動作するよう制御する、
電子デバイス。
【請求項１１】
前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき前記コンバータのデューティサイクルを変更する、
請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１２】
前記コンバータは、前記プロセッサがスリープモードにおいて設けられる場合に前記昇圧コンバータとして動作する、
請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１３】
前記コンバータは、第１のスイッチトランジスタ、第２のスイッチトランジスタ、及び前記キャパシタを有する、
請求項１０に記載の電子デバイス。
【請求項１４】
前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが有効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが無効にされる場合に、前記降圧コンバータとして動作する、
請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１５】
前記コンバータは、前記第１のスイッチトランジスタが無効にされ且つ前記第２のスイッチトランジスタが有効にされる場合に、前記昇圧コンバータとして動作する、
請求項１４に記載の電子デバイス。
【請求項１６】
前記電圧コントローラは、電圧検知デバイス及び電流検知デバイスを有し、
前記電圧検知デバイスは、前記出力電圧を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取り、前記電流検知デバイスは、電流を示す少なくとも１つのフィードバック信号を受け取る、
請求項１３に記載の電子デバイス。
【請求項１７】
前記電圧コントローラは、前記少なくとも１つのフィードバック信号に少なくとも部分的に基づき第１の駆動信号を前記第１のスイッチトランジスタへ供給し且つ第２の駆動信号を前記第２のスイッチトランジスタへ供給するようパルス幅変調制御回路及びトランジスタドライバ回路を更に有する、
請求項１６に記載の電子デバイス。
【請求項１８】
電子デバイスの作動方法であって、
コンバータを備える電圧レギュレータで入力電圧を受け取るステップと、
降圧コンバータとして動作する前記電圧レギュレータからの出力電圧を当該電子デバイスのプラットフォームへ供給するステップと、
前記降圧コンバータとして前記コンバータを動作させる間にエネルギをキャパシタへ供給するステップと、
昇圧コンバータとして前記コンバータを動作させる間に前記キャパシタにおける前記エネルギを放電するステップと、
前記放電されたエネルギを当該電子デバイスの負荷及びバッテリのうちの少なくとも一方へ供給するステップと
を有する電子デバイスの作動方法。
【請求項１９】
前記出力電圧を供給するステップは、前記コンバータの第１のスイッチトランジスタを有効にし且つ前記コンバータの第２のスイッチトランジスタを無効にするステップを含む、
請求項１８に記載の電子デバイスの作動方法。
【請求項２０】
前記エネルギを放電するステップは、前記コンバータの前記第１のスイッチトランジスタを無効にし且つ前記コンバータの前記第２のスイッチトランジスタを有効にするステップを含む、
請求項１９に記載の電子デバイスの作動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
実施形態は、電子デバイスのための電圧レギュレータに係る。
【背景技術】
【０００２】
電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）は、バッテリ及び電圧レギュレータによって給電されてよい。電圧レギュレータ（ＶＲ）損失は、全体のプラットフォーム電力損失における主要要因であることがある。電圧レギュレータの出力電流の存在期間（又は確率）は、この電力がたいていの場合どこで失われるかを示すことができる。例えば、約５０％の時間、電圧レギュレータはアイドル状態で動作してよい。アイドル状態は、無負荷状態又は低負荷状態であることができる。電子デバイスは、バッテリ寿命のかなりの部分の間アイドル状態であることがある。電圧レギュレータの高い電力損失の１つの要因は、直流（ＤＣ）−直流（ＤＣ）降圧型電圧レギュレータにおけるスイッチング損失であり得る。
【図面の簡単な説明】
【０００３】
【図１】電子デバイスの例を示す。
【図２】電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）のための電力システムの例を示す。
【図３】配置例に従う電圧レギュレータを示す。
【図４】例となる実施形態に従う電圧レギュレータを示す。
【図５】配置例に従うバッテリシステムを示す。
【発明を実施するための形態】
【０００４】
配置及び実施形態は、上記の図面を参照して詳細に記載され得る。図面において、同じ参照符号は同じ要素を参照する。
【０００５】
下記の詳細な説明において、同じ参照符号は、異なる図面において同じ、対応する及び／又は類似する構成要素を表すために使用されてよい。更に、続く詳細な説明において、例となるサイズ／モデル／値／範囲が提供されることがあるが、実施形態はこれらに制限されない。具体的な詳細が例となる実施形態を記載するために説明される場合に、当業者には当然ながら、実施形態は、それらの具体的な詳細によらずに実施されてよい。
【０００６】
下記の説明において、信号は、アサートされると言われることがある。これは、ハイ（ＨＩＧＨ）信号（又は１）であることに対応してよい。信号はまた、デアサートされると言われることがある。これは、ロー（ＬＯＷ）信号（又は０）であることに対応してよい。
【０００７】
電子デバイス（以降、プラットフォーム負荷とも呼ばれる。）は、電圧レギュレータ（ＶＲ）から直流（ＤＣ）電圧を受け取ってよい。電圧レギュレータは、電子デバイス又はプラットフォーム負荷の外に設けられてよい。ＤＣ電圧は、バッテリ及び／又はバッテリパックから供給されてよい。
【０００８】
図１は、電子デバイスの例を示す。他の構成も設けられてよい。電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）は、携帯電話機、スマートフォン、パーソナルデジタルアシスタント、メディアプレーヤ、及び／又はラップトップ若しくはノートブックコンピュータのような、しかしそれらに制限されない、多数のバッテリ駆動のデバイスのうちのいずれか１つであってよい。代替的に、電子デバイスは、２，３例を挙げると、デスクトップコンピュータ、テレビ受像機、デジタルビデオディスク（ＤＶＤ）若しくは他のタイプのメディアプレーヤ、サラウンドサウンド及び／又は他のメディアレシーバのような、固定位置で通常使用されるＡＣ駆動のデバイスであってよい。
【０００９】
図１に示されるように、電子デバイスは、プロセッサ１と、チップセット２と、グラフィカルインターフェース３と、無線通信ユニット４と、ディスプレイ５、メモリ６と、ユニバーサルシリアルバス（ＵＳＢ）インターフェース７、スピーカ及びマイクロホン回路８、並びにフラッシュメモリカード９を含む複数の機能回路とを有してよい。メディアプレーヤが更に設けられてよい。他の実施形態では、回路及び機能の異なる結合又は配置が含まれてよい。
【００１０】
図２は、電子デバイス（又はプラットフォーム負荷）のための電力システムの例を示す。他の構成も設けられてよい。図２の機構は、装置、システム及び／又は電子デバイスを考えられてよい。
【００１１】
図２は、バッテリ１０が直流（ＤＣ）電圧（又は電圧入力）を電圧レギュレータ（ＶＲ）２０へ供給してよいことを示す。電圧レギュレータ２０は、受け取った電圧入力を電圧出力へと調整してよい。電圧出力は、次いで、プラットフォーム負荷３０（又は電子デバイス）へ供給されてよい。電力システムは、電圧レギュレータ２０及びバッテリ１０を有してよい。電圧レギュレータ２０は、電子デバイスであるプラットフォーム負荷３０へＤＣ電圧を供給してよい。
【００１２】
配置は、軽負荷状態の間に電力を蓄積及び／又は供給するためにキャパシタ又はスーパーキャパシタを使用してよい。実施形態は、出力キャパシタで蓄えられているエネルギをバッテリ、バッテリパック及び／又はバッテリレール上の電流シンクへ再循環させてよい。
【００１３】
図３は、配置例に従う電圧レギュレータを示す。他の配置及び構成も設けられてよい。図３に示される電圧レギュレータは、図２に示される電圧レギュレータ２０に対応してよい。図３の機構はまた、装置、システム及び／又は電子デバイスの部分として考えられてよい。
【００１４】
より具体的に、図３は、電圧コントローラ１２０と、降圧コンバータ１５０と、スーパーキャパシタデバイス１７０（又はキャパシタデバイス）とを有する電圧レギュレータ１００を示す。電圧レギュレータ１００はバッテリ１１０へ結合されてよい。バッテリ１１０は図２のバッテリ１０に対応してよい。バッテリ１１０は、ＤＣ電圧（Ｖｉ）を電圧レギュレータ１００へ供給してよい。
【００１５】
電圧レギュレータ１００は、電圧レギュレータモジュール（ＶＲＭ）と呼ばれることもある。
【００１６】
電圧レギュレータ１００（及びより具体的には、電圧コントローラ１２０）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御デバイス１２２と、トランジスタドライバ回路１２６（又は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ドライバ）と、電圧検知デバイス１３２と、電流検知デバイス１３６とを有してよい。図示されていないが、電圧レギュレータ１００は、キャパシタ制御デバイス（若しくはスーパーキャパシタデバイス）及び／又はアイドル制御デバイスを更に有してよい。
【００１７】
降圧コンバータ１５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１と、第２のスイッチトランジスタＱ２と、インダクタ１５６と、キャパシタＣｂとを有してよい。インダクタ１５６及びキャパシタＣｂは、降圧コンバータ１５０のフィルタを形成してよい。第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２の夫々は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってよい。図３に示されているように、第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２は、バッテリ１１０と接地との間に直列に結合されている。
【００１８】
第１のスイッチトランジスタＱ１と第２のスイッチトランジスタＱ２との間の中間ノード１５３は、インダクタ１５６の第１の端部へ結合されている。インダクタ１５６の第２の端部は出力ノード１６０と見なされてよく、出力ノード１６０は、出力電圧Ｖｏをプラットフォーム負荷（又は電子デバイス）へ供給してよい。
【００１９】
図３に示されているように、降圧コンバータ１５０のキャパシタＣｂは、出力ノード１６０と接地との間に結合されてよい。キャパシタＣｂの第１の端部は、（インピーダンスＺｂを介して）インダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）へ結合されてよい。キャパシタＣｂの第２の端部は接地へ結合されてよい。
【００２０】
降圧コンバータ１５０は、電圧コントローラ１２０が降圧コンバータ１５０を制御することができるように、フィードバック信号を電圧コントローラ１２０へ供給してよい。例えば、第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、インダクタ１５６の第１の端部（又はノード１５３）とインダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）との間の電圧であってよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ１２０の電流検知デバイス１３６への入力であってよい。電流検知デバイス１３６は、降圧コンバータ１５０における電流を示すフィードバック信号を受信してよい。
【００２１】
降圧コンバータ１５０は、出力ノード１６０（インダクタ１５６とキャパシタＣｂとの間）及び接地での電圧に基づき第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを更に供給してよい。第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ１２０の電圧検知デバイス１３２への入力であってよい。電圧検知デバイス１３２は、出力電圧を示すフィードバック信号を受信してよい。第２のフィードバック信号はまた、プラットフォーム負荷から受信されてよい。
【００２２】
電圧検知デバイス１３２は、出力電圧Ｖｏを示す第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを受信してよい。電流検知デバイス１３６は、降圧コンバータ１５０における電流（すなわち、インダクタ１５６を流れる電流）を示す第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥを受信してよい。
【００２３】
第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥ及び第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧レギュレータ１００の出力電圧Ｖｏを所望の許容範囲内に安定させるのを助けてよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥはまた、電圧レギュレータ１００を過電流状態から保護するのを助けてよい。
【００２４】
電圧検知デバイス１３２は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよく、電流検知デバイス１３６は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよい。ＰＷＭ制御デバイス１２２は、電圧検知デバイス１３２及び電流検知デバイス１３６から信号を受信してよい。
【００２５】
トランジスタドライバ回路１２６は、降圧コンバータ１５０の第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２を制御する駆動信号を供給してよい。より具体的に、トランジスタドライバ回路１２６は、パルス幅変調信号（又は駆動信号）を降圧コンバータ１５０の第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ適用してよい。信号（又は駆動信号）の幅は、第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２のタイミングを制御してよい。駆動信号は、フィードバック信号に基づき調整（又は供給）されてよい。
【００２６】
スーパーキャパシタデバイス１７０は、寄生素子Ｚｓを通じて接続されているキャパシタＣｓを有してよい。素子Ｚｓは、相互接続及びキャパシタＣｓの寄生抵抗及びインダクタに相当してよい。図３は、オンダイのデカップリングキャパシタＣｄｉｅを示す。加えて、素子Ｚｍｂ，Ｚｐｋｇ及びＺｄｉｅは夫々、マザーボード、パッケージ及びダイの寄生インピーダンスに相当してよい。
【００２７】
第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、電圧コントローラ１２０へ供給されてよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷のターンオン又はオフを表してよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされる場合にＨＩＧＨであってよく、第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされない場合にＬＯＷであってよい。
【００２８】
図３は、降圧コンバータ１５０がバッテリ１１０からＤＣ電圧Ｖｉを受け取ってよいことを示す。図３は、バッテリ１１０から降圧コンバータ１５０への電流Ｉｉを示す。降圧コンバータ１５０は、ノード１６０で出力電圧Ｖｏを供給してよい。出力電圧Ｖｏは、プラットフォーム負荷へ供給されてよい。電圧コントローラ１２０は、降圧コンバータ１５０からフィードバック信号を受信してよい。電圧コントローラ１２０は、フィードバック信号に基づき駆動信号を第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ供給してよい。
【００２９】
第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２は、バッテリ１１０からの電力がプラットフォームへ供給され得るように（すなわち、ノード１６０での電圧Ｖｏとして示される）、電圧コントローラ１２０によって制御されてよい。
【００３０】
第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１及びＱ２は、バッテリ１１０からの電圧Ｖｉを下げて出力電圧Ｖｏをノード１６０で供給するよう、降圧コンバータとして動作してよい。図３は、第１のスイッチトランジスタＱ１及びインダクタ１５６を通って、電流Ｉｏとして供給され得るバッテリ１１０からの電流Ｉｉを示す。
【００３１】
降圧コンバータ（又は第１のスイッチトランジスタＱ１）は、負荷又はプラットフォームがもはや供給されるべきでない場合にオフされてよい。これは、キャパシタＣｂ，Ｃａ及びＣｄｉｅにおける電圧を放電してよい。
【００３２】
より具体的に、電圧レギュレータ１００の電源オン時に、電力供給網（ＰＤＮ）にある全てのキャパシタは、出力電圧Ｖｏへ充電されてよい。すなわち、バッテリ１１０に蓄えられているエネルギは、キャパシタＣｂ，Ｃｓ，・・・，Ｃｄｉｅへ転送されてよい。ＶＲ＿ＥＮ信号がデアサートされる（すなわち、オフされる）場合に、（ノード１６０での）出力レールは、第２のスイッチトランジスタＱ２又はプラットフォームにおける放電トランジスタを通じて放電されてよい。
【００３３】
電力レールがオフされる場合に、レール上の電圧は、電圧レギュレータをオフして、レールとプラットフォームにおけるトランジスタを通じて接地へ短絡することで、ゼロにされてよい。しかしながら、これは、レール上のキャパシタに蓄えられているエネルギの損失を生じさせ得る。起動イベントの間、電力供給網における全てのキャパシタは、レールと特定の電圧レベルへ戻すよう充電されてよい。しかしながら、これは、電圧レギュレータの電力循環の間のエネルギ損失を生じさせ得る。
【００３４】
実施形態は、出力キャパシタに蓄えられているエネルギを、バッテリ、バッテリパック及び／又はプラットフォームにおける他の負荷へ循環させてよい。電圧レギュレータは、電圧レギュレータ（ＶＲ）の出力キャパシタ電圧をバッテリ電圧レベルへ高めるために昇圧コンバータとして使用されてよい。キャパシタに蓄えられているエネルギは、バッテリ（及び／又はバッテリパック）へ転送されてよく、バッテリは再電されてよい。キャパシタに蓄えられているエネルギは、他の負荷へ転送されてよい。
【００３５】
図４は、例となる実施形態に従う電圧レギュレータを示す。他の実施形態及び構成も設けられてよい。
【００３６】
図４は、電圧コントローラ２２０と、コンバータ２５０（又は降圧／昇圧コンバータ）とを有する電圧レギュレータ２００を示す。図４に示されている電圧レギュレータ２００は、図３に示されている電圧レギュレータ１００及び／又は図２に示されている電圧レギュレータ２０に対応してよい。コンバータ２５０は、キャパシタＣｓへ電流（又は電力）を供給している場合（又はその間）、降圧コンバータとして動作してよく、コンバータ２５０は、電流（又は電力）をバッテリ１１０へ戻している場合（又はその間）、昇圧コンバータとして動作してよい。図４に示されている電流源１８０は、プラットフォーム負荷へ供給される電流を表してよい。降圧コンバータとして動作するコンバータ２５０は、バッテリ１１０及び負荷（すなわち、電流源１８０として示される。）のうちの少なくとも一方へエネルギを供給してよい。
【００３７】
電圧レギュレータ２００は、電圧レギュレータモジュール（ＶＲＭ）と呼ばれることもある。
【００３８】
電圧レギュレータ２００（及びより具体的には、電圧コントローラ２２０）は、パルス幅変調（ＰＷＭ）制御デバイス１２２と、トランジスタドライバ回路１２６（又は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ドライバ）と、電圧検知デバイス１３２と、電流検知デバイス１３６とを有してよい。図示されていないが、電圧レギュレータ２００は、キャパシタ制御デバイス（若しくはスーパーキャパシタデバイス）及び／又はアイドル制御デバイスを更に有してよい。
【００３９】
コンバータ２５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１と、第２のスイッチトランジスタＱ２と、インダクタ１５６と、キャパシタＣｂとを有してよい。インダクタ１５６及びキャパシタＣｂは、降圧コンバータ２５０のフィルタを形成してよい。第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２の夫々は電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）であってよい。図４に示されているように、第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２は、バッテリ１１０と接地との間に直列に結合されている。
【００４０】
電圧レギュレータ２００は、図３に示されているスーパーキャパシタデバイス１７０のようなスーパーキャパシタデバイスを有してよい。スーパーキャパシタデバイスは、バッテリ１１０から受け取られたエネルギ（又は電圧）を蓄えるキャパシタＣｓを有してよい。他のキャパシタも設けられてよい。
【００４１】
第１のスイッチトランジスタＱ１と第２のスイッチトランジスタＱ２との間の中間ノード１５３は、インダクタ１５６の第１の端部へ結合されている。インダクタ１５６の第２の端部は出力ノード１６０と見なされてよく、出力ノード１６０は、出力電圧Ｖｏをプラットフォーム負荷（又は電子デバイス）へ供給してよい。
【００４２】
図４に示されているように、コンバータ２５０のキャパシタＣｂは、出力ノード１６０と接地との間に結合されてよい。キャパシタＣｂの第１の端部は、（寄生インピーダンスＺｂを介して）インダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）へ結合されてよい。キャパシタＣｂの第２の端部は接地へ結合されてよい。
【００４３】
コンバータ２５０は、電圧コントローラ２２０がコンバータ２５０を制御することができるように、フィードバック信号を電圧コントローラ２２０へ供給してよい。例えば、第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、インダクタ１５６の第１の端部（又はノード１５３）とインダクタ１５６の第２の端部（すなわち、出力ノード１６０）との間の電圧であってよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ２２０の電流検知デバイス１３６への入力であってよい。電流検知デバイス１３６は、（コンバータ２５０における）電流を示すフィードバック信号を受信してよい。
【００４４】
コンバータ２５０は、出力ノード１６０（インダクタ１５６とキャパシタＣｂとの間）及び接地での電圧に基づき第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを更に供給してよい。第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥは、電圧コントローラ２２０の電圧検知デバイス１３２への入力であってよい。電圧検知デバイス１３２は、（出力電圧を示す）フィードバック信号を受信してよい。第２のフィードバック信号はまた、プラットフォーム負荷から取られてよい。
【００４５】
電圧検知デバイス１３２は、出力電圧Ｖｏを示す第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥを受信してよい。電流検知デバイス１３６は、電流（すなわち、インダクタ１５６を流れる電流）を示す第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥを受信してよい。
【００４６】
第２のフィードバック信号ＶＳＥＮＳＥ及び第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥは、電圧レギュレータ２００の出力電圧Ｖｏを所望の許容範囲内に安定させるのを助けてよい。第１のフィードバック信号ＩＳＥＮＳＥはまた、電圧レギュレータ２００を過電流状態から保護するのを助けてよい。
【００４７】
電圧検知デバイス１３２は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよく、電流検知デバイス１３６は、出力信号をＰＷＭ制御デバイス１２２へ供給してよい。ＰＷＭ制御デバイス１２２は、電圧検知デバイス１３２及び電流検知デバイス１３６から信号を受信してよい。
【００４８】
トランジスタドライバ回路１２６は、コンバータ２５０の第１のスイッチトランジスタＱ１及び第２のスイッチトランジスタＱ２を制御する駆動信号を供給してよい。より具体的に、トランジスタドライバ回路１２６は、パルス幅変調信号（又は駆動信号）をコンバータ２５０の第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ適用してよい。信号（又は駆動信号）の幅は、第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２のタイミングを制御してよい。駆動信号は、フィードバック信号に基づき調整（又は供給）されてよい。電圧コントローラ２２０は、フィードバック信号の少なくとも１つに少なくとも部分的に基づき、コンバータ２５０のデューティサイクルを変更してよい。
【００４９】
第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、電圧コントローラ２２０へ供給されてよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷のターンオン又はオフを表してよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされる場合にＨＩＧＨであってよく、第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮは、プラットフォーム負荷がオンされない場合にＬＯＷであってよい。
【００５０】
コンバータ２５０は、バッテリ１１０からＤＣ電圧Ｖｉを受け取ってよい。電流は、バッテリ１１０からコンバータ２５０へ供給されてよい。コンバータ２５０は、ノード１６０で出力電圧Ｖｏを供給してよい。出力電圧Ｖｏは、プラットフォーム負荷へ供給されてよい。電圧コントローラ２２０は、コンバータ２５０からフィードバック信号を受信してよい。電圧コントローラ２２０は、少なくとも部分的にフィードバック信号に基づき、駆動信号を第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２へ供給してよい。駆動信号は、少なくとも部分的にフィードバック信号及びバッテリノード電圧に基づき、供給されてよい。
【００５１】
第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２は、バッテリ１１０からの電力（又はエネルギ）がプラットフォームへ供給され得るように（すなわち、ノード１６０での電圧Ｖｏとして示される）、電圧コントローラ２２０によって制御されてよい。
【００５２】
第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１及びＱ２は、バッテリ１１０からの電圧Ｖｉを下げ（又は低減し）て出力電圧Ｖｏをノード１６０で供給するよう、降圧コンバータとして動作してよい。コンバータ２５０が降圧コンバータとして動作している場合に、バッテリ１１０からの電流は、第１のスイッチトランジスタＱ１及びインダクタ１５６を通ってよく、電力（又はエネルギ）をキャパシタＣｂ，Ｃｓへ供給してよい。
【００５３】
電圧レギュレータ２００は、電力節約サイクル（スリープモード）の間にオン及びオフされてよい。コンバータ２５０は、電圧レギュレータ（ＶＲ）電力循環の間に降圧コンバータとして及び昇圧コンバータとして使用されてよい。例えば、充電されているキャパシタＣｂ，Ｃｓにかかる電圧は、昇圧コンバータとして動作するコンバータ２５０への入力として使用されてよい。
【００５４】
電圧レギュレータ２００は、例えば、少なくとも部分的にフィードバック信号によって、バッテリ１１０からの電圧及び／又は電流を検知してよい。第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮがデアサートされる場合に、ＰＷＭ制御デバイス１２２及びトランジスタドライバ回路１２６は、フィードバック信号に基づき、電力がバッテリ１１０（及び／又は他の構成要素）へ戻されるように第１及び第２のスイッチトランジスタＱ１，Ｑ２を制御してよい。すなわち、トランジスタドライバ回路１２６は、出力電力段（すなわち、スイッチトランジスタＱ１，Ｑ２及びインダクタ１５６）を昇圧コンバータとして扱ってよい。昇圧コンバータは、キャパシタからバッテリ１１０へ電圧（又はエネルギ）を放電してよい。図４は、コンバータ２５０を通ってＩｉとして供給されるキャパシタからの電流Ｉｉを示す。電流Ｉｉは、バッテリ１１０への電流Ｉｃ及び／又はプラットフォーム負荷への電流Ｉｐとして使用されてよい。
【００５５】
電圧検知デバイス１３２及び電流検知デバイス１３６は、昇圧コンバータとして動作するようにコンバータ２５０のデューティサイクルを決定するために使用されてよい。加えて、バッテリパックは、定電流により充電される必要があり得る。これは、バッテリ充電率によって決定されてよい。充電率は、ＩＳＥＮＳＥフィードバック信号を用いることによって制御されてよい。
【００５６】
コンバータ２５０は、電圧レギュレータ２００が出力電力を供給すべき場合（すなわち、第１の入力信号ＶＲ＿ＥＮがＨＩＧＨである場合）、降圧コンバータとして動作してよい。他方で、コンバータ２５０は、電圧レギュレータ２００が出力電力を供給すべきでない場合、例えば、電子デバイスがスリープモード又はアイドルモードにおいて設けられるべき場合、降圧コンバータとして動作してよい。
【００５７】
コンバータ２５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１が有効にされ且つ第２のスイッチトランジスタＱ２が無効にされる場合に、降圧コンバータとして動作し、電圧を電圧キャパシタへ供給してよい。コンバータ２５０は、第１のスイッチトランジスタＱ１が無効にされ且つ第２のスイッチトランジスタＱ２が有効にされる場合に、昇圧コンバータとして動作し、電圧をキャパシタからバッテリへ又は他の負荷へ供給してよい。
【００５８】
図５は、例となる実施形態に従うバッテリシステムを示す。他の実施形態及び構成も設けられてよい。図５に示されているバッテリシステム３００は、ノートブックシステム、ネットブックシステム、タブレットシステム、スマートフォンプラットフォーム及び／又は他のシステムへ提供されてよい。
【００５９】
バッテリシステム３００は、バッテリパック３１０と、ＡＣ／ＤＣアダプタ３３０と、充電器３４０と、電圧レギュレータモジュール（ＶＲＭ）３５０とを有してよい。ＶＲＭ３５０は、例えば、図４に示されている電圧レギュレータ２００に対応してよい。
【００６０】
バッテリパック３１０は、バッテリセル３１２，３１４及びスイッチ３１６，３１８を有してよい。スイッチ３１６は、充電（ＣＨＧ）信号に基づき動作する充電スイッチであってよい。スイッチ３１８は、放電（ＤＩＳ）信号に基づき動作する放電スイッチであってよい。ＣＨＧ信号及びＤＩＳ信号は、電力管理機構の部分としてのプラットフォーム内のファームウェアコントローラによって生成されてよい。
【００６１】
ＡＣ／ＤＣアダプタ３３０は、適切な電力を供給するように充電されてよい。電力は、スイッチＳ１が閉じられる場合に、バッテリパック３１０を充電するために使用されてよい。スイッチＳ１は線形モード内で動作してよく、トリクル充電又は連続充電が提供され得る。
【００６２】
図５はまた、図４に示されているような全ての被充電キャパシタに相当するキャパシタＣｅｑ（又は等価キャパシタ）を示す。
【００６３】
スマートフォン（又はスマートフォンプラットフォーム）の例において、スイッチＳ１は設けられなくてよく及び／又は使用されなくてよい。この例では、充電制御は、バッテリパック３１０内の充電スイッチ３１６及び放電スイッチ３１８を線形動作モードにおいて動作させることで提供され得る。これは、適切なバッテリ充電特性を達成することができる。
【００６４】
実施形態は、電子デバイス、システム及び／又は装置に給電する方法を提供してよい。これは、電圧レギュレータ２００で入力電圧を受け取るステップと、（電圧レギュレータ２００の）コンバータ２５０を降圧コンバータとして動作させるステップと、電圧レギュレータ２００から出力電圧Ｖｏを供給するステップと、電圧レギュレータ２００のキャパシタを充電するステップとを有してよい。キャパシタにおける電圧（又はエネルギ）は、コンバータ２５０を昇圧コンバータとして使用することで放電されてよい。放電された電圧は、キャパシタからバッテリ１１０及び／又はプラットフォームの他の負荷へ供給されてよい。
【００６５】
“一実施形態”、“実施形態”、“例となる実施形態”、等との本明細書中の言及は、その実施形態に関して記載される特定の機構、構造、又は特徴が少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。本明細書中の様々な箇所におけるそのような語句の出現は、必ずしも全てが同じ実施形態を参照しているわけではない。更に、特定の機構、構造、又は特徴が何らかの実施形態に関して記載される場合に、他の実施形態に関連してそのような機構、構造、又は特徴をとることは、当該技術分野における通常の知識の範囲内にあると考えられる。
【００６６】
実施形態は、その多数の実例となる実施形態を参照して記載されてきたが、当然ながら、他の数の他の変形例及び実施形態が本開示の原理の趣旨及び適用範囲内で当業者に想到可能である。特に、様々な変更及び改良が、本開示、図面及び添付の特許請求の範囲の適用範囲の対象組み合わせ配置の構成要素部分及び／又は配置において可能である。構成要素部分及び／又は配置における変更及び改良に加えて、代替的な使用も当業者には明らかであろう。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【国際調査報告】
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