2006-08-03_US2006170401A_发明申请_US20060170401A1 HIGH-EFFICIENCY LINEAR VOLTAGE REGULATOR_+++J_g+++.docx

对比文件的名称:2006-08-03_US2006170401A_发明申请_US20060170401A1 HIGH-EFFICIENCY LINEAR VOLTAGE REGULATOR

目标专利的名称:用于集成无电容低压差(LDO)电压调节器的数字辅助调节CN105190465B

本次调用的模型名称:gpt-4o

特征比对表格

技术特征描述以及公开性判断结果对比文件原文引用公开性论述
**A**:所述方法包括:响应于由系统电路供应的提前通知信号启用数/模转换器DAC以提供电流,《未公开》未在对比文件中发现相关内容。目标专利的技术特征A的核心在于:系统电路主动提供一个“提前通知信号”,该信号用于**启用**一个数/模转换器(DAC)来提供电流。这是基于对未来负载变化的**预测**而采取的预防性措施。对比文件全文未提及任何形式的“提前通知信号”(advance notice signal)。其模式切换(轻载模式与重载模式)完全依赖于对**当前**流经轻负载功率晶体管21的电流的检测(通过电流检测单元24和比较单元25),并根据检测结果与阈值电流的比较来**被动地**切换重负载功率晶体管11的开关(参见[0018]-[0020], [0023])。这是一种对**已发生**的负载状态变化的**反应**,而非对**即将发生**的变化的**预测和准备**。因此,对比文件没有公开,也无法隐含公开技术特征A。
**B**:其中所述提前通知信号指示所述系统电路即将发生的负载变化将在预定时间段内开始,《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征B限定了提前通知信号的具体内容,即其指示负载变化将在**预定时间段后**开始。这强调了信号的前瞻性和定时性。对比文件完全不存在任何关于“预定时间段”或“即将发生”的负载变化的描述。其模式切换信号(模式选择信号SS)仅指示**当前**的负载状态(轻载或重载),而非对**未来**事件的预告。因此,该技术特征未被公开。
**C**:所述即将发生的负载变化是需要增加电流的,《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征C限定了即将发生的负载变化的性质是“需要增加电流的”。对比文件中,当检测到轻负载晶体管21的电流超过阈值时,会切换到重载模式,这确实意味着负载电流**需要增加**(或已经增加)。然而,这种“需要”是基于对**当前已增加**的电流的检测得出的结论(参见[0019]),而非对**未来**需要增加电流的负载变化的预先指示。因此,该技术特征未被公开。
**D**:将由所启用的DAC提供的电流与由低压差LDO调节器提供的电流组合以向所述系统电路供应,从而使得所述系统电路的电压下冲减小或去除。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。对比文件中描述了重负载晶体管11和轻负载晶体管21并联连接,它们的输出电流在输出端A合并(参见[0017]:“a linear voltage regulator employs two power transistors connected in parallel between an input voltage and an output voltage.”)。技术特征D的核心在于:1)电流来自两个不同的源:一个是被“启用”的DAC,另一个是LDO调节器;2)组合电流的目的是**减小或去除电压下冲**。对比文件确实公开了两个电流源(两个并联的功率晶体管)的电流在输出端合并。然而,第一,这两个晶体管都是模拟线性调节器的一部分,由同一个误差放大器12控制或通过开关选择控制(参见[0017], [0021]),并非独立的“DAC”和“LDO调节器”的组合。第二,对比文件组合电流的目的是为了在重载时提供足够的电流驱动能力(“sufficient current driving capability”,参见[0011], [0020]),其要解决的技术问题是轻载模式下的**效率**,而非目标专利所要解决的**预防电压下冲**问题。因此,两者作用不同,技术方案也不同。该技术特征未被直接或隐含公开。
**E**:其中降低由所述DAC提供的所述电流直到达到所述系统电路的操作电压。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征E描述了在启用DAC提供电流后,一个**降低**DAC电流直至达到目标操作电压的过程。这对应目标专利图3中,在提前通知信号触发IDAC完全开启使Vdd_负载上拉后(时间段316),数字控制器再减小Ctrl信号,使电压斜降到指定操作电压的过程(参见[0028]-[0029])。对比文件完全没有涉及任何类似的、在提供大电流后主动降低部分电流以达到并稳定在特定操作电压的控制过程。其电压调节是通过误差放大器12的闭环反馈实现的,不存在一个独立的、可被“降低”的辅助电流源。因此,该技术特征未被公开。
**F**:其中将由所述DAC提供的所述电流降低到使由所述LDO供应的剩余负载电流平衡在预定范围内的电平。《未公开》对比文件[0019]描述了电流比较单元25将检测电流信号Isen与预定阈值电流信号Ith进行比较。当Isen > Ith时,进入重载模式,开启重负载晶体管11;当Isen < Ith时,进入轻载模式,关闭重负载晶体管11。技术特征F描述了一种精细的电流平衡控制:通过降低DAC电流,使得LDO单独供应的剩余电流被调节到一个“预定范围内”。这对应目标专利中,数字控制器根据电流ADC的输出代码(如01)来调整IDAC电流,以使LDO电流维持在中间范围操作电平(参见[0024])。对比文件虽然也使用了“预定”的阈值电流(Ith)进行比较,但其控制逻辑是二元的(开或关),目的是在两种离散模式(轻载、重载)间切换,而不是为了将主调节器(对应LDO)的电流连续地平衡在一个范围内。对比文件的重负载晶体管开启后,其电流与轻负载晶体管电流均由误差放大器统一调节,不存在“使由LDO供应的剩余负载电流平衡”这一独立控制目标。因此,该技术特征未被公开。
**G**:其中所述DAC和所述LDO调节器在不需要到外部电容器的外部封装引脚连接的情况下嵌入在所述系统电路内。《隐含公开》对比文件全文未明确提及“外部电容器”或“外部封装引脚”。其图2所示的线性稳压器20是一个完整的电路框图,包含误差放大器12、功率晶体管11、21等。通常,此类集成电路可以集成在芯片上。技术特征G限定了DAC和LDO调节器嵌入在系统电路内,且无需外接电容和引脚。对比文件虽然未明确声明其稳压器是“无外部电容”或“集成”的,但本领域技术人员阅读其说明书(特别是[0005]提及为改善纹波“可以”安装电容Co,以及图1-3的电路图示)后,可以合理推断出:该线性稳压器电路(包括两个功率晶体管、误差放大器、控制电路等)本身是一个可以集成在芯片上的电路模块;其输出端可能连接负载和可能的片内/片外电容,但该电路模块的**构成**本身并不必然依赖外部电容或专用外部引脚。特别是其发明目的是提高效率,而非解决因外部引脚电感导致的下冲问题(这是目标专利的背景),因此其设计隐含了可集成性。虽然对比文件未提及DAC,但其稳压器核心部分(可视为目标专利中的“LDO调节器”的类似物)可以认为是“嵌入”的。因此,该特征被隐含公开。 <<<g>>>
**H**:其进一步包括:通过电流模/数转换器监测由所述LDO调节器提供的所述电流以指示所述LDO输出电流是过高还是过低。《未公开》对比文件[0018]-[0019]描述了电流检测单元24生成与流经轻负载功率晶体管21的电流成比例的检测电流信号Isen,电流比较单元25将Isen与预定阈值电流信号Ith进行比较。技术特征H要求通过“电流模/数转换器(IADC)”监测“LDO调节器”提供的电流,并给出“过高”或“过低”的指示。对比文件确实包含电流检测(单元24)和比较(单元25)的功能。然而,存在关键区别:第一,对比文件监测的是**轻负载晶体管21**的电流,而非目标专利中监测的“由LDO调节器提供的电流”(在对比文件中,可类比为误差放大器控制的通路的总电流或特定晶体管的电流,但并非明确对应于一个独立的“LDO调节器”的输出)。第二,对比文件的比较结果(模式选择信号SS)直接用于控制重负载晶体管11的开关门电路22(参见[0018], [0021]),这是一个直接的控制动作,其输出是一个用于切换模式的开关信号,而非目标专利中提供给数字控制器用于决策的、指示LDO电流状态的“信息”。第三,目标专利的IADC输出是数字信息(如代码01,11,00),而对比文件的比较单元25输出是一个模拟逻辑电平(高或低)用于直接控制模拟开关。虽然功能上有相似之处(监测电流并与阈值比较),但监测对象、输出形式及在系统中的作用均存在差异。因此,该技术特征未被公开。
**I**:其进一步包括:通过电流模/数转换器监测由所述LDO调节器提供的所述电流以指示所述LDO输出电流是过高、在中间范围操作电平下还是过低。《未公开》同上(对比文件[0018]-[0019])。技术特征I与H类似,但要求IADC能指示三种状态(过高、中间、过低),这对应目标专利的两位ADC输出(如00, 01, 11)。对比文件的电流比较单元25通过一个阈值Ith进行二元比较,仅能区分两种状态(高于阈值或低于阈值),对应轻载和重载两种模式(参见[0019])。即使考虑其磁滞设计(通过Q4, Q5,见[0024]),也只是为了防止模式切换时的噪声,并未引入第三个阈值或第三个明确的输出状态来指示“中间范围操作电平”。因此,该技术特征未被公开。
**J**:所述设备包括:低压差LDO调节器,其经配置以提供电压和电流的线性调节,《直接公开》对比文件[0002], [0004], [0011]等多次提及“linear voltage regulator”(线性电压调节器)。其图2所示的稳压器20包含误差放大器12和功率晶体管11、21,通过反馈环路调节输出电压。技术特征J定义了设备包含一个LDO调节器,用于提供电压和电流的线性调节。对比文件的主题就是“线性电压调节器”,其通过误差放大器控制功率晶体管,以从输入电压产生受调节的输出电压和电流,这本质上就是LDO调节器的功能。尽管对比文件未使用“LDO”这一缩写,但“低压差”是线性调节器的一种常见特性,且其描述符合线性调节器(包括LDO)的定义。因此,该技术特征被直接公开。 <<<J>>>
**K**:数字辅助调节器,其耦合到所述LDO调节器并且经配置以提供电压和电流的数字辅助调节,《未公开》未在对比文件中发现相关内容。对比文件中的门控电路22和模式选择电路23(包含电流检测24和比较25)是模拟电路。技术特征K定义了与LDO调节器耦合的“数字辅助调节器”。目标专利中的数字辅助调节器包含数字控制器204和晶体管组合件207,作为IDAC工作(参见[0023])。对比文件中没有任何“数字”调节部分。其用于扩展电流能力的重负载晶体管11是由模拟的误差放大器信号Verr通过模拟开关(传输门TG2)控制的(参见[0021])。整个控制环路(误差放大器、电流检测、比较、开关控制)都是模拟的。没有数字控制器,也没有数/模转换的概念。因此,该技术特征未被公开。
**L**:系统电路,其耦合到所述数字辅助调节器并且耦合到所述LDO调节器以接收供电电压和电流,并且具有提前通知电路,所述提前通知电路经配置以适时地通知所述数字辅助调节器即将发生的负载变化以使得所述数字辅助调节器向所述系统电路供应所述负载变化所要求的电流。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。对比文件中的“负载15”是接收调节后电压的电路(参见图2),但未描述该负载具有任何“提前通知电路”。技术特征L定义了负载(即系统电路)具有“提前通知电路”,能主动、适时地向数字辅助调节器发出关于未来负载变化的通知。这是目标专利实现预防电压下冲的关键。对比文件中的负载15是一个被动接收电能的部件,没有任何描述表明它具有预测自身未来负载变化并发出通知的功能。模式切换完全由稳压器自身的检测电路基于负载的当前状态触发。因此,该技术特征未被公开。
**M**:其进一步包括:电流模/数转换器IADC,其经配置以监测与所述LDO调节器相关联的电流并且向数字控制器提供呈数字形式的信息,所述信息表示由所述LDO调节器提供的电流电平。《未公开》对比文件[0018]-[0019]描述了电流检测单元24和电流比较单元25。技术特征M要求一个IADC,其功能是监测LDO电流,并向“数字控制器”提供“数字形式”的电流电平信息。如对特征H、I的分析,对比文件的电流检测与比较电路输出的是一个模拟逻辑电平(模式选择信号SS),用于直接控制模拟开关(门控电路22),而不是提供给一个“数字控制器”进行处理。其信息不是“数字形式”的表示电流电平的代码,而是一个直接用于执行动作(开启/关闭晶体管)的控制信号。因此,该技术特征未被公开。
**N**:其中所述IADC包括:阈值比较器,其监测与LDO输出装置相关联的电流并且指示所述LDO输出电流是过高还是过低。《未公开》对比文件[0019]描述了电流比较单元25将检测电流Isen与阈值电流Ith进行比较。技术特征N限定了IADC包含阈值比较器,用于监测LDO输出电流并指示过高或过低。对比文件确实包含一个比较器(电流比较单元25),但它监测的是“轻负载功率晶体管21”的电流(Isen),而非“LDO输出装置”的电流(在目标专利中,LDO输出装置是传递晶体管216)。此外,其指示结果(SS信号)用于切换工作模式,而非目标专利中用于指导数字控制器如何调整IDAC电流。虽然结构上有可比之处,但监测对象和系统中的作用不同。因此,该技术特征未被公开。
**O**:其中所述IADC包括:阈值比较器,其监测与所述LDO输出装置相关联的电流并且指示所述LDO输出电流是过高、在中间范围操作电平下还是过低。《未公开》同上(对比文件[0019])。如对特征I的分析,对比文件的比较器是单阈值比较,只能输出两种状态(高/低),无法指示“中间范围操作电平”这第三种状态。因此,该技术特征未被公开。
**P**:其进一步包括晶体管组合件:其中所述晶体管组合件包含多个晶体管,其由所述数字控制器成组地控制以增加或降低供应到所述系统电路的电流。《未公开》对比文件[0017]描述了重负载功率晶体管11。图2、3显示其为单个晶体管。技术特征P定义了由数字控制器“成组地控制”的“晶体管组合件”,用于分级或步进式地调节电流。这是目标专利中IDAC(晶体管组合件207)的关键特征,其包含多个可独立控制的晶体管单元(或组),以实现电流的精细数字控制(参见[0026])。对比文件中的重负载功率晶体管11是一个单一的晶体管,其控制是“全有或全无”的(通过门控电路22完全开启或完全关闭),不存在“成组地控制”以渐进增加或降低电流的概念。因此,该技术特征未被公开。
**Q**:其中所述晶体管组合件通过所述数字控制器将所述系统电路的所述供电电压朝向芯片的传入供电电压上拉而驱动。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征Q描述了晶体管组合件(IDAC)的一个特定操作:在数字控制器驱动下,将系统电路的供电电压Vdd_负载上拉到芯片的传入供电电压Vddext(参见[0023])。这是一个主动的电压上拉动作,通常发生在响应提前通知信号的初始阶段。对比文件中的功率晶体管(11, 21)工作在线性区(欧姆区),作为可变电阻,其功能是根据误差放大器的输出来调节输出电压,使其稳定在参考电压决定的水平,而不是主动将输出电压“上拉”到输入电压。因此,该技术特征未被公开。
**R**:其中所述数字控制器从电流模/数控制器获得指示所述LDO调节器正发出多少电流的输入,并且作为响应,控制所述供电电压向所述系统电路的指定操作电压的斜降,其中所述系统电路的电压下冲被减小或去除。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征R描述了数字控制器根据IADC的反馈信息,控制供电电压“斜降”到指定操作电压的过程。这对应目标专利图3中在时间延迟316后,Ctrl信号减小,Vdd_负载斜降到0.8V的操作(参见[0029])。对比文件完全没有“数字控制器”,也没有“斜降”电压的控制过程。其电压调节是误差放大器的连续模拟反馈,旨在将输出电压维持在恒定值,没有从一个电压电平(如上拉后的高电平)主动斜降到另一个电压电平(操作电压)的独立控制阶段。因此,该技术特征未被公开。
**S**:其中所述数字控制器和所述晶体管组合件处理所述系统电路的静态电流需求,而所述LDO调节器处理所述系统电路的高频动态电流需求。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征S定义了数字辅助部分(数字控制器+晶体管组合件)与模拟LDO部分在功能上的分工:前者处理静态/低频电流,后者处理高频动态电流。这是目标专利中混合架构的一个关键优点(参见[0023]最后一句)。对比文件中没有这种功能划分。其两个功率晶体管(11和21)都是模拟线性调节通路的一部分,共同处理所有频率成分的负载电流,只不过根据负载大小(静态电流水平)选择由哪个或哪些晶体管来主导。其切换是基于电流幅值,而非电流变化的频率特性。因此,该技术特征未被公开。
**T**:所述数字控制器和所述晶体管组合件扩充所述LDO调节器的静态电流容量以支持为芯片上泄漏供电。《未公开》对比文件[0011]提到,在重载模式下,激活具有较大电流驱动能力的功率晶体管(11)以提供足够大的输出电流。技术特征T指出数字辅助部分的作用是扩充LDO的“静态电流容量”,特别是支持“芯片上泄漏供电”。对比文件中,在重载模式下开启大晶体管11,确实扩展了整个稳压器的电流输出能力。然而,这种扩展是针对“重负载”情况,其目的是应对大的负载电流需求,而非特指扩充“静态”电流容量以应对芯片泄漏(一种静态功耗)。更重要的是,对比文件是通过增加一个并联的模拟通路来扩展能力,而目标专利是通过数字控制的IDAC来扩展。虽然最终效果有部分重叠(提供更大电流),但实现手段和强调的侧重点(静态容量 vs. 峰值负载能力)不同。因此,该技术特征未被公开。
**U**:所述系统电路经配置以产生表示负载变化将在预定时间段中发生的提前通知信号,《未公开》未在对比文件中发现相关内容。同技术特征B、L,对比文件中的负载(系统电路)没有产生“提前通知信号”的功能。因此,该技术特征未被公开。
**V**:所述低压差LDO调节器耦合到所述系统电路以接收所述提前通知信号并且响应于所述提前通知信号在所述负载变化时间期间扩展所述LDO调节器的带宽。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征V描述了LDO调节器接收提前通知信号并响应性地“扩展带宽”。目标专利的图4实施例展示了通过提前通知信号增加偏置电流来扩展LDO带宽(参见[0031])。对比文件中的LDO(线性稳压器)没有接收任何来自负载的提前通知信号,也没有描述任何“扩展带宽”的机制。其模式切换改变了功率级的驱动能力,但并未改变误差放大器或补偿网络的带宽特性。因此,该技术特征未被公开。
**W**:其进一步包括:米勒补偿电容器,其用以稳定所述LDO调节器,《未公开》未在对比文件中发现相关内容。对比文件图1中的常规线性稳压器10在误差放大器12的输出和反相输入端之间连接有补偿电容Co,但这是输出端对地的滤波/稳压电容,并非米勒补偿电容。图2-3的发明实施例中未明确示出补偿电容。技术特征W要求使用“米勒补偿电容器”来稳定LDO调节器。这是一种特定的频率补偿技术。对比文件的说明书中没有提及“Miller compensation”(米勒补偿)。其图1中的电容Co连接在输出端与地之间,用于改善输出电压纹波(“improve ripples”,参见[0005]),这是一个输出滤波电容,其位置和作用与连接在误差放大器特定节点间以进行相位补偿的米勒电容不同。虽然线性稳压器通常需要频率补偿,但对比文件并未公开使用“米勒补偿电容器”这一具体手段。因此,该技术特征未被公开。
**X**:可变电阻器电路,其与所述米勒补偿电容器组合而提供对所述系统电路所需的特定负载电流的补偿。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征X要求一个“可变电阻器电路”与米勒电容组合,提供针对负载电流的补偿。这对应目标专利图4中的Rc 410(参见[0031])。对比文件中完全没有提及任何可变电阻器用于补偿,也没有描述其补偿网络会根据负载电流变化而调整。因此,该技术特征未被公开。
**Y**:其中所述可变电阻器电路的值跟踪所述系统电路的所述负载电流的变化,其中所述LDO调节器在广泛的电流需求范围内提供稳定的电流供应。《未公开》未在对比文件中发现相关内容。技术特征Y进一步限定可变电阻器的值会跟踪负载电流变化,以实现宽范围的稳定工作。对比文件通过切换功率晶体管来应对不同负载范围(轻载/重载),这是一种离散的、开关式的调整,而不是通过连续“跟踪”负载电流来改变补偿网络参数(如电阻值)以实现稳定性。因此,该技术特征未被公开。

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