电压调节器装置、对应的方法和数据存储系统与流程

本说明书涉及电压调节器装置。例如，一个或多个实施例可以被应用于电荷泵装置。一个或多个实施例可以被应用于数据存储系统，例如以产生高操作电压来对被配置为存储数据的闪存存储器单元进行编程。

背景技术：

1、电荷泵电路是一种电压调节器(或dc-dc转换器)，其被配置为接收dc电源电压，并且包括作为能量存储元件的电容器以提供高于或低于输入dc电源电压的输出dc电压。

2、电荷泵电路例如从美国专利no.10038372中已知。

3、在一些情况下，电源电压可以在低值(例如，大约1.55v)和高值(例如，大约3.6v)之间变化。

4、电压调节器可以耦合到变化的负载以提供输出dc电压，使得负载中流动的电流的强度也可以变化。根据负载的种类，输出dc电压的纹波可能具有有限的接受度范围。

5、闭环控制系统可以耦合到电荷泵以调节由此提供的输出电压。

6、电荷泵电路设计可以涉及最坏场景而对电容器的数量、相应的电容和时钟频率进行标准制定(sizing)，其中例如：

7、输入电源电压处于最小值，

8、负载中的电流预计将处于最大强度，

9、输出电压的纹波达到最大容限，

10、温度值处于最坏情况下的拐角水平。

11、为了匹配这些最坏情况条件下(例如，处于低电源电压)的性能，电荷泵电路参数可能过大。

12、结果，电荷泵装置可能呈现过大的占地面积，导致在与最坏情况不同的操作场景中过度消耗功率。

13、此外，现有的解决方案存在以下缺点中的一个或多个缺点：

14、在低功率模式下工作时，关于由泵消耗的电流的控制中涉及的不可忽略的电流消耗，

15、难以提供能够响应于高驱动能力水平需求而快速反应的系统，

16、难以提供电源电压的斜坡/变化速度与闭环控制的连续性之间的兼容性。

技术实现思路

1、实施例在电荷泵电路的操作条件下提供降低的功耗。

2、实施例可以涉及闪存存储器系统和相关方法。

3、一个或多个实施例提供了一种使电荷泵的参数适应操作条件(例如，电源电平、请求的电流、纹波)的方式。

4、例如，本文中所例示的解决方案有助于降低电压调节器(诸如电荷泵)中的功耗。

5、一个或多个实施例有助于将调节器(或转换器)装置中的功耗与其特定应用的性能需求对齐。

6、例如，一个或多个实施例有助于基于在电荷泵级处感测到的感测信号超过或未超过用户可选择的阈值水平而经由改变数个(例如，电荷泵)级来使转换器性能适应电源电压电平。

7、一个或多个实施例有利地利用迟滞比较器来对电源电压上的噪声进行滤波。

8、例如，当电源电压所具有的与比较器阈值大致相同时，使用迟滞比较器可以通过还抵消连续开关的风险来促进节能。

技术特征：

1.一种装置，包括：

2.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个开关级包括级联在所述电源节点与所述输出节点之间的电流线路中的电流路径。

3.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个开关级包括电流路径，从而提供在所述电源节点与所述输出节点之间的电流线路。

4.根据权利要求1所述的装置，还包括：

5.根据权利要求1所述的装置，还包括耦合到所述多个开关级并且耦合到所述驱动器电路的多个旁路开关。

6.根据权利要求5所述的装置，其中所述旁路开关包括被配置为接收所述驱动信号和电流路径的控制节点，并且其中所述旁路开关被配置为基于所述驱动信号而使所述电流路径导通或不导通。

7.根据权利要求6所述的装置，其中所述输出电压电平根据所述多个开关级中的所述选定数目的开关级而变化。

8.根据权利要求1所述的装置，

9.根据权利要求1所述的装置，

10.根据权利要求9所述的装置，其中所述驱动电路包括：

11.根据权利要求9所述的装置，其中所述驱动电路包括：

12.根据权利要求11所述的装置，其中所述驱动信号是多位数字信号，所述多位数字信号包括等于所述第二比较信号的最低有效位和等于所述第一比较信号的最高有效位。

13.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个开关级包括耦合到相应能量存储元件的相应开关晶体管，并且其中所述能量存储元件包括电容器，所述电容器具有相应电容，所述相应电容具有相同的电容值。

14.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个开关级包括：

15.根据权利要求1所述的装置，其中所述多个开关级被配置为：响应于相应时钟周期的相应时钟信号的第一边沿而切换到第一状态，并且响应于具有相应时钟周期的相应时钟信号的第二边沿而切换到第二状态。

16.根据权利要求15所述的装置，其中所述驱动电路还被配置为：基于所述驱动信号，根据所述选定数目的开关级来改变所述多个开关级的相应时钟信号的周期并对所述多个开关级的相应时钟信号应用相移，从而改变所述输出节点处的输出电压电平。

17.一种用于操作根据权利要求1所述的装置的方法，所述方法包括：

18.根据权利要求17所述的方法，

19.一种数据存储系统，包括：

技术总结本申请涉及电压调节器装置、对应的方法和数据存储系统。在一个实施例中，一种装置包括：被配置为接收电源电压的电源节点、被配置为提供输出电压的输出节点、耦合到电源节点并耦合到输出节点的多个开关级、耦合到电源节点并被配置为基于电源电压来提供至少一个感测信号的感测电路，以及耦合到感测电路和多个开关级的驱动电路，其中驱动电路被配置为基于至少一个感测信号超过或者未超过至少一个参考电压电平来提供驱动信号并且基于驱动信号来选择性地绕过多个开关级中的选定数目的开关级，从而改变输出节点处的输出电压电平。技术研发人员：F·格兰德,F·拉罗萨,M·吉亚奎恩塔,A·希格诺瑞罗受保护的技术使用者：意法半导体股份有限公司技术研发日：技术公布日：2024/1/15