用于电源的系统和方法技术方案

根据实施例，提供了用于电源的系统和方法。一种控制电源节点的方法包括：测量电源节点的电压，基于该测量来确定第一电流，基于该测量来确定第二电流，并且在电源节点处对第一电流和第二电流进行求和。确定第一电流包括操作具有第一带宽的第一控制器，并且确定第二电流包括操作具有第二带宽的第二控制器，第二带宽大于第一带宽。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及半导体电路和方法，并且更具体地涉及一种。
技术介绍
车辆电子系统(诸如安全气囊系统、防抱死制动系统(ABS)和乘客约束系统)通常包括贯穿车辆物理分布的电子部件。例如，安全气囊系统可以包含被耦合至一个或者多个传感器的电子控制单元(ECU)、驱动器电路和安全气囊。该驱动器由ECU进行控制并且可以包括点火器(squib)和触发元件。当传感器感测到加速度突然改变时，其向ECU发信号，而ECU又向驱动器电路发信号以对点火器进行点火，由此展开安全气囊。传感器通常位于E⑶外部、通常在相对长距离处，并且可以经由数米导线被连接至ECU。这些导线在车辆系统中是重大成本因素，并且还会增加汽车的重量。为了最小化系统的重量和成本，用来将传感器连接至其对应的E⑶的导线的数目通常被限制为最少两条线。这些线用来向传感器供应功率并且通过调制传感器的电流消耗来将数据传送回ECU。支持以该方式操作的示例接口是外围传感器接口 PSI5和数字传感器接口(DSI)，其二者均旨在用于在车辆安全气囊或动力系统中使用。其它示例包括由英飞凌TLE4941和TLE4942ABS轮速传感器以及由在第EP0944888B1号欧洲专利申请中描述的ABS传感器协议所使用的基于脉宽调制(PWM)的协议。使用长导线来将传感器连接至ECU的一个问题是由于线路电感和电容而引起的线路谐振。在一些系统中，RC滤波器可以被放置在传感器接口的接口与用来连接ECU与传感器辅助器(sensorsatellites)的长导线之间，以便提供对在传感器侧上以及在E⑶侧上的线路电感与电容器之间的谐振的阻尼，并且衰减注入的EMC。在其它系统中，通过使用控制回路主动地控制线路电压来衰减由于谐振而引起的振铃(ringing)。
技术实现思路
根据实施例，一种控制电源节点的方法包括:测量电源节点的电压，基于该测量来确定第一电流，基于该测量来确定第二电流，并且在电源节点处对第一电流和第二电流进行求和。确定第一电流包括操作具有第一带宽的第一控制器，并且确定第二电流包括操作具有第二带宽的第二控制器，第二带宽大于第一带宽。【附图说明】为了更全面了解本专利技术及其优点，现在结合附图对以下描述进行参考，其中:图1a至图1b图示常规电压控制器的框图和示意图；图2a至图2b图示实施例电压控制器的框图和对应的频率响应图；图3a至图3b图示另一实施例电压控制器的框图和对应的频率响应图；图4图示与实施例控制数据接口接合的实施例电压控制器；图5图示实施例电压控制器集成电路；以及图6图示实施例方法的框图。不同附图中的对应标号和符号总体指代对应的部分，除非另有指示。绘制附图以清楚地图示优选实施例的相关方面，并且未必按比例绘制。为了更清楚地图示某些方面，指示相同结构、材料或工艺步骤的变化的字母可以跟随附图标号。【具体实施方式】以下具体公开当前优选实施例的制作和使用。然而，应当理解本专利技术提供许多可用的创造性构思，这些创造性构思可以被体现在具体上下文的广泛多样性中。所讨论的具体实施例仅说明制作和使用本专利技术的具体方式，并且不限制本专利技术的范围。在具体上下文中奖参考优选实施例描述本专利技术，即用于车辆系统中的远程传感器的电源电路。具体而言，本专利技术的实施例可以应用于电压控制器，该电压控制器使用数字控制回路和受控电流源作为输出级。在一些实施例中，系统的控制带宽可以增加，而无如^所定义的效率的过渡损失，其中P。是在电源的输出处递送的功率，并且Pm是内部 ^INT消耗的功率。然而，本专利技术也可以应用于涉及电源、信号生成器或控制系统的其它类型的电路、系统和方法。 图1a图示常规传感器电源系统100，其包括经由电源节点Vsupra被耦合至如下传感器的电压控制器102，该传感器被表示为电流源116。在Vsupra处的电容性负载还由电容器114表示。电压控制器102经由正电流源IlOa和负电流源IlOb向电源节点Vsupra提供电流。正电流源IlOa和负电流源IlOb由比例积分微分(PID)控制器104进行控制。来自节点Vsuppw的反馈来自于比较器或模数变换器(ADC)106，比较器或模数变换器(ADC)106将电源节点Vsupra的电压与由参考电压生成器108生成的参考电压Vref进行比较。电阻器112被包括在系统中以执行线路阻尼，以限制线路谐振的Q因子。在电压控制器102的操作期间，如果比较器106的输入高于或者低于Vkef，则比较器106向PID控制器104发信号，PID控制器104相应地针对输出电流源IlOa和IlOb设置控制信号Dpid。例如，如果比较器106的输入电压高于Vkef，则控制回路的动作将通常使电流源IlOb发起电流(source current),以便降低输出电压VsumY。另一方面,如果比较器106的输入电压低于Vkef，则控制回路的动作将通常使电流源IlOa发起电流，以便增加输出电压VsumY。这一调节的最终结果是Vsupra被控制为大约为电压Vkef的电压。可以根据PID控制器104的控制参数来调节这一操作的动态。然而，对于快速控制回路而言，电流源IlOa和IlOb的带宽由于需要递送的大电流和电流源的所得物理尺寸而限制了电压控制器的性能。例如在PSI或DSI传感器总线应用中，输出电流的动态范围可以在约-1OOmA至约+150mA之间的范围内，并且输出电压可以范围从约OV至约18V。被配置为处理这一幅值的电流的半导体器件通常在物理上为大，并且包括大量寄生电容。图1b图示可以用来实现电流源IlOa和IlOb的常规电流源布置。这里电流数模变换器(IDAC) 150的输出电流经由若干电流镜而被镜像至输出节点Vout。例如，IDAC150的负输出经由包括PMOS器件M7和M12的第一电流镜而被镜像，并且随后经由包括NMOS器件M3和M4的负输出电流镜而被镜像至输出节点。类似地，IDAC150的正输出经由包括PMOS器件M8和M9的第二电流镜、包括NMOS器件MlO和Mll的第三电流镜以及包括PMOS器件Ml和M2的正输出电流镜而被镜像。可选的共源共栅器件M5和M6防止在高电压条件下的器件击穿，该高电压条件为其中电源电压Vdd_HV造成针对器件击穿的问题，或者其中NMOS器件Mll和M4的镜像精度由于高源极-漏极电压而被包括的情况。二极管Dl提供反向电压保护。可以以其它方式实现图1b中描绘的电流镜结构和共源共栅器件。例如，可以并入放大器以控制共源共栅器件M5和M6的偏置，以改进在NMOS和/或PMOS侧上的电流镜的性能。在图示的情况下，IDAC150被实现为电流舵型(current steering)IDAC,其中DAC控制字的MSB或符号位确定是否经由晶体管M4或经由晶体管M2输出编程的电流。从图1b可以看出，正输出电流镜和负输出电流镜具有器件比率1:200，其意味着输出器件M2和M4的宽度/长度比分别是镜器件Ml和M3的宽度/长度比的200倍。通过减小由中间电流镜消耗的功率，具有高镜比率减小了电路的总功耗。另一方面，电流镜比率的存在在输出电流镜的输入处的晶体管M5和Ml2的输出处产生了高阻抗，并且在输出电流镜的输出处的晶体管M2和M4的栅极处产生了高电容。这样，这有效地限制了电流镜的输出带宽。在一些应本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种控制电源节点的方法，所述方法包括：测量所述电源节点的电压；基于所述测量来确定第一电流，其中确定所述第一电流包括操作具有第一带宽的第一控制器；基于所述测量来确定第二电流，其中确定所述第二电流包括操作具有第二带宽的第二控制器，所述第二带宽大于所述第一带宽；以及在所述电源节点处对所述第一电流和所述第二电流进行求和。

【技术特征摘要】
2013.03.05 US 13/785,9971.一种控制电源节点的方法，所述方法包括: 测量所述电源节点的电压； 基于所述测量来确定第一电流，其中确定所述第一电流包括操作具有第一带宽的第一控制器； 基于所述测量来确定第二电流，其中确定所述第二电流包括操作具有第二带宽的第二控制器，所述第二带宽大于所述第一带宽；以及 在所述电源节点处对所述第一电流和所述第二电流进行求和。2.根据权利要求1所述的方法，其中: 所述第一控制器包括比例积分(PI)控制器；并且 所述第二控制器包括比例微分(PD)控制器。3.根据权利要求1所述的方法，其中: 操作所述第一控制器包括以第一采样速率操作所述第一控制器；并且操作所述第二控制器包括以第二采样速率操作所述第二控制器，所述第二采样速率大于所述第一米样速率。4.根据权利要求1所述的方法，其中对所述第一电流和所述第二电流进行求和包括: 使用第一电流镜来镜像去往所述电源节点的所述第一电流；并且 使用第二电流镜来镜像去往所述电源节点的所述第二电流。5.根据权利要求1所述的方法，其中: 确定所述第一电流还包括: 在数字域中确定所述第一电流的幅值以形成数字的第一幅值，以及 使用第一电流数模(D/A)变换器将所述数字的第一幅值变换成所述第一电流；并且 确定所述第二电流还包括: 在所述数字域中确定所述第二电流的幅值以形成数字的第二幅值，以及 使用第二电流数模(D/A)变换器将所述数字的第二幅值变换成所述第二电流。6.根据权利要求5所述的方法，其中所述第一D/A变换器具有比所述第二 D/A变换器更高的位分辨率。7.根据权利要求1所述的方法，还包括: 基于所述测量来确定第三电流，其中确定所述第三电流包括操作具有第三带宽的第三控制器，所述第三带宽大于所述第一带宽并且大于所述第二带宽；以及 在所述电源节点处对所述第三电流与所述第一电流和所述第二电流进行求和。8.根据权利要求7所述的方法，其中: 所述第一控制器包括积分(I)控制器； 所述第二控制器包括比例(P)控制器；并且 所述第三控制器包括微分(D)控制器。9.根据权利要求1所述的方法，还包括向电子器件供应功率，所述电子器件具有被耦合至所述电源节点的电源。10.一种电路,包括: 第一控制路径，具有被耦合至电源节点的输入，其中 所述第一控制路径包括具有第一带宽的第一控制器，并且所述第一控制路径被配置为在所述电源节点处产生第一输出电流；以及 第二控制路径，具有被耦合至所述电源节点的输入，其中 所述第二控制路径包括具有第二带宽的第二控制器，所述第二带宽高于所述第一带宽，并且所述第二控制路径被配置为在所述电源节点处产生第二输出电流。11.根据权利要求10所述的电路，其中: 所述第一控制器包括比例积分(PI)控制器；并且 所述第二控制器包括比例微分(PD)控制器。12.根据权利要求10所述的电路，还包括第三控制路径，所述第三控制路径具有被耦合至所述电源节点的输入，其中 所述第三控制路径包括具有第三带宽的第三控制器，所述第三带宽高于所述第二带宽，并且所述第三控制路径被配置为在所述电源节点处产生第三输出电流。13.根据权利要求12所述的电路，其中: 所述第一控制器包括积分(I)控制器； 所述第二控制器包括比例(P)控制器；并且 所述第三控制器包括微分(D)控制器。14.根据权利要求10 所述的电路，其中: 所述第一控制路径的所述输入经由第一输入级被耦合至所述电源节点；并且 所述第二控制路径的所述输入经由第二输入级被耦合至所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：D·哈默施密特，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国;DE