电流合成器校正制造技术

本申请公开了电流合成器校正。根据产生实际电流的电路的模型，可调整电流合成器可产生代表实际电流的合成电流。电流合成器可对源自实际电流的电流感测信号进行欠采样以获得实际电流的一些采样，然后将它们用来调整合成电流，由此确保合成电流的准确性。将实际电流的采样值与合成电流的对应产生值进行比较以获得偏移值。为了保持合成结果的单调性，使用偏移值对合成电流的斜率作出调整。也可根据实际电流的斜率来调整合成电流的斜率。可在向下斜率上执行实际电流的子耐奎斯特采样，其中基于偏移调整和向下斜率调整进行向上斜率调整。

【技术实现步骤摘要】
电流合成器校正优先权要求本申请要求2014年5月8日提交的题为“CurrentSynthesizerCorrection(电流合成器校正)”的美国临时申请S/N61/990,219的美国临时申请的优先权益，进一步要求2014年5月21日提交的题为“CurrentSynthesizerCorrection(电流合成器校正)”的美国临时申请S/N62/001,162的优先权益，并进一步要求2014年9月30日提交的题为“ChargeCancellationDuringCurrentMeasurement(在电流测量期间的电荷消除)”的美国临时申请S/N62/057,871的优先权益，全部这些文献就像在本文中完全和完整描述地那样全篇地援引包含于此。附图简述图1示出根据现有技术也称降压转换器的功率转换器的一个实施例的电路图；以及图2a示出根据现有技术的电流共享配置的电路图，该电流共享配置具有向共同节点提供电流的多个电压调节器；图2b示出根据现有技术的多相电流共享配置的电路图，该多相电流共享配置具有在共同控制器的控制下向共同节点提供电流的多个电压调节器；图3示出包括根据新的电流合成器工作的负载调节器的功率供给器/功率点的系统的部分框图；图4示出可包括新的电流合成器的实施例的设备的例子；图5示出根据一个实施例的电压调节器的简单模型；图6示出根据一个实施例的例如图1所示的降压调节器之类的降压调节器的模型以及表示对该模型的输出电压和负载电流响应的标绘图；图7示出电压调节器的一个实施例的部分逻辑图，其示出各种不同的替代下垂(droop)实施方式；图8示出根据一个实施例在合成数字下垂实施方式中使用的系统组件的部分逻辑图；图9示出合成数字下垂实施方式中的ADC的连接性的一个实施例；图10示出诠释PWM控制信号和响应PWM控制信号产生的电感器电流之间的关系的图；图11示出根据一个实施例部分地基于开关电压调节器的输出级的电流合成器的基本模型的一个实施例；图12示出根据一个实施例对于PWM控制信号的估计电流和感测电流的图；图13示出根据一个实施例指示各种电阻的有损电路的概念性模型和简化模型；图14示出根据一个实施例的概念性电感相对于电流的图，其具有可编程的断点用于缩放电感以对非线性建模；图15示出根据一个实施例诠释实际采样波形和与电感器电流对应的合成近似(预测)波形两者的电流波形；图16示出新的可调节电流合成器的一个实施例；图17示出根据一个实施例诠释合成电流波形的最大正偏移校正的电流图；图18示出根据一个实施例诠释合成电流波形的最大负偏移校正的电流图；图19示出可用来对实际电流进行采样的低偏移、高增益电流感测路径的一个实施例；图20示出根据一个实施例对于四个相继的电流采样相位的系统响应的电流图；图21示出图20的电流采样相位中的一个的放大表示；图22示出诠释根据一个实施例的电流感测波形掩码的波形图；图23示出图19的电流感测路径的第一级的一个实施例的部分框图，其包括输入电流补偿电路；以及图24示出图23所示的部分框图的更详细部分。虽然本专利技术容易得出多种修改和替代形式，但已经通过示例在附图中示出且将详细描述其特定实施例。然而，应当理解的是，此处的附图和详细描述不旨在将本专利技术限制为所公开的特定形式，相反，本专利技术旨在涵盖落在所附权利要求所限定的本专利技术的精神和范围内的所有修改、等价物以及替代方案。注意，标题仅为了组织目的并且不旨在用来限制或解释说明书或权利要求书。此外，注意词语“可”在本申请中全部用于容许性含义(即具有可能、能够)而不是强制含义(即必须)。术语“包括”及其衍生词表示“包括但不仅限于”。术语“耦合的”表示“直接或间接地连接”。具体实施方式DC-DC电压转换经常通过也称电压调节器的开关电压调节器或阶梯下降式调节器、负载点调节器根据需要通过一个或多个负载器件将较高电压(例如12V)转换至较低值的功率调节器来实现。更概括地说，电压调节器和电流调节器被统称为功率转换器，在本文中，术语功率转换器旨在涵盖所有这些设备。共同架构的特征在于将较高电压分配给多个电压调节器，每个电压调节器产生不同的(或可能相同的)电压至一个或多个负载。切换电压调节器经常使用两个或更多个功率晶体管从一个电压至另一电压地转换能量。通常被称为“降压调节器”的这种电压调节器100的一个常见例示出于图1中。降压调节器100是开关调节器(或开关功率转换器)，其典型地切换一对功率晶体管(138和140)以在这对晶体管的共同节点SW处产生方波。使用包括电感器142和电容器144的LC电路来平滑所产生的方波，以产生要求的电压Vout。包括误差放大器146、比例-积分-微分(PID)控制滤波器132、脉宽调制器(PWM)134和输出控制电路136(其包括驱动电路以分别驱动高侧和低侧FET138、140)的反馈控制环可被配置成控制输出方波的占空比，并因此控制所得的Vout的值。诸如调节器100之类的电压调节器有时包括在电流共享配置中，其中通过共享式电压供给而分配功率。通过共享负载供给点分配功率相比单负载供给点或调节器具有数个引人注目的优势。可使用分配功率或电流共享通过在宽范围的输出电流上更好的效率、通过冗余的可靠性以及分布式热耗散而适应关联于低电压应用的不断增长的电流要求。电流共享配置的一个例子示出于图2a中。转换器102、104和106(代表第一、第二和第N转换器)可耦合至数字通信总线120，它们相应的经调节电流输出通过相应的电感器103、105和107以及电容器110共享，以在由电阻112表示的负载下提供单个电压。应当注意，尽管图2a中输出级(HSFET和LSFET晶体管对)图示为在相应转换器的外侧，然而在图1中输出级被表示为转换器/调节器的一部分，以最好地突出不同实施例的某些具体特征。也应当注意，尽管输出级是转换器的功能部分，然而例如当转换器被配置在集成电路(IC)上时，控制电路和输出级可被配置在同一IC上或者不被配置在同一IC上。与图2a所示的电流共享配置相似的另一拓扑结构是多相调节器。与图2a所示的系统相似的多相调节器的拓扑结构示出于图2b中。多相调节器280与图2a所示的电流共享配置200相似之处在于：其包含具有FET对(172/174和176/178)和电感器(153和155)的多个输出级。然而，那些输出级提供单个输出电压(在电容器160，例如至示例性负载162)，并且单个控制器(例如控制器IC152)可与电压反馈的单个输入、单个补偿器(即PID)和多个PWM输出一起使用。可将多个PWM输出提供至输出控制(例如驱动)电路154、156。在一些实施例中，输出控制级也可以是单个电路或IC的一部分，或者输出级也可包括在控制器IC152内。多相调节器280中的相间通信总线可包含在控制器152中，由此允许数字控制器中的高带宽电流共享。尽管图2b的实施例中仅示出两个输出级，然而各个实施例可包括以与那些图示相同的方式布置的更多个输出级。本领域内技术人员将理解，本文披露的转换器(或电压调节器)和电压调节器系统的各个图示旨在具体化根据本文描述的原理的所有可能的实施方式。功率提供(调节器)控制在许多调节器中，关于电流(即电感器电流，例如电压供给/调节器100中的电感器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于调整代表实际电流的合成电流的方法，所述方法包括：根据产生所述实际电流的电路的模型来产生代表实际电流的合成电流；获得所述实际电流的第一采样值，包括在第一时间点对从所述实际电流导出的电流感测信号进行采样；在所述第一时间点获得来自所述第一采样值的第一偏移值以及代表所述合成电流的值的对应的第一产生值；以及根据所述第一偏移值来调整所述合成电流。

【技术特征摘要】
2014.05.08 US 61/990,219;2014.05.21 US 62/001,162;1.一种用于调整代表实际电流的合成电流的方法，所述方法包括：根据产生所述实际电流的电路的模型来产生代表实际电流的合成电流；获得所述实际电流的第一采样值，包括在第一时间点对从所述实际电流导出的电流感测信号进行采样；在所述第一时间点获得来自所述第一采样值的第一偏移值以及代表所述合成电流的值的对应的第一产生值；以及根据所述第一偏移值来调整所述合成电流，其中所述根据所述第一偏移值来调整所述合成电流包括：将所述合成电流的斜率调整一规定量。2.如权利要求1所述的方法，还包括：获得所述实际电流的第二采样值，包括在紧随所述第一时间点发生的第二时间点对所述电流感测信号进行采样；在所述第二时间点获得来自所述第二采样值的第二偏移值以及代表所述合成电流的值的对应的第二产生值；以及根据所述第一偏移值和所述第二偏移值来调整所述合成电流。3.如权利要求2所述的方法，还包括根据下列项调整所述合成电流的所述斜率：(i)所述第一采样值和所述第二采样值之间的差；以及(ii)所述第一产生值和所述第二产生值之间的差。4.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述调整所述合成电流的斜率包括根据通过从(i)减去(ii)获得的斜率偏移来调整所述合成电流的斜率。5.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述调整所述合成电流的斜率包括：如果所述第一偏移值指示所述第一采样值大于所述第一产生值，则对所述斜率作除法；如果所述第一偏移值指示所述第一采样值低于所述第一产生值，则对所述斜率作乘法；以及如果所述第一偏移值小于规定的最小值，则保持所述斜率不变。6.如权利要求1所述的方法，还包括：获得所述实际电流的一个或多个附加采样值，包括在后继的相应附加时间点对所述电流感测信号进行采样；以及在所述后继的相应附加时间点获得来自所述一个或多个附加采样值的一个或多个附加偏移值以及代表所述合成电流的相应各个值的一个或多个相应产生值；其中所述调整合成电流包括根据所述第一偏移值和所述一个或多个附加偏移值来调整所述合成电流的斜率。7.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述获得所述第一采样值和所述一个或多个附加采样值包括对所述实际电流进行欠采样。8.如权利要求6所述的方法，其特征在于，所述调整所述合成电流包括调整所述合成电流的斜率，直到所述第一偏移值和所述附加的一个或多个偏移值中的一者小于规定最小值为止。9.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对所述实际电流进行采样是在所述实际电流的第一向下斜率段上执行的。10.如权利要求9所述的方法，还包括：获得所述实际电流的第二采样值，包括在紧随所述第一时间点发生的第二时间点在所述实际电流的第二向下斜率段上对所述电流感测信号进行采样，其中所述实际电流包括所述实际电流的所述第一向下斜率段和所述实际电流的所述第二向下斜率段之间的向上斜率段；在所述第二时间点获得代表所述合成电流的值的第二产生值；以及根据所述第一采样值、所述第二采样值、所述第一产生值和所述第二产生值来调整所述合成电流的向上斜率误差。11.如权利要求10所述的方法，其特征在于，所述调整所述合成电流的向上斜率误差包括：获得代表所述第一采样值和所述第二采样值之间的差的第一差值；获得代表所述第一产生值和所述第二产生值之间的差的第二差值；以及根据所述第一差值和所述第二差值之间的差来调整所述合成电流的所述斜率。12.一种电子系统，包括：存储器，被配置成存储编程指令；处理元件，被配置成执行所述编程指令；以及功率供给器电路，用于向所述存储器和所述处理元件中的至少一者供电，所述功率供给器电路被配置成：根据产生实际电流的功率供给器电路内的电路的模型来产生代表所述实际电流的合成电流；通过在第一时间点对从所述实际电流导出的电流感测信号进行采样而获得所述实际电流的第一采样值；在所述第一时间点获得来自所述第一采样值的第一偏移值以及表示所述合成电流的值的对应的第一产生值；以及根据所述第一偏移值来调整所述合成电流，其中所述功率供给器电路被配置成通过将所述合成电流的斜率调整一规定量从而根据所述第一偏移值来调整所述合成电流。13.如权利要求12所述的电子系统，其特征在于，所述功率供给器电路被进一步配置成：通过在后继的相应附加时间点对所述电流感测信号进行采样而获得所述实际电流的一个或多个附加采样值；以及在所述后继的相应附加时间点获得来自所述一个或多个附加采样值的一个或多个附加偏移值以及代表所述合成电流的对应各值的一个或多个相应产生值；其中为了调整所述合成电流，所述功率供给器电路被进一步配置成根据所述第一偏移值和所述一个或多个附加偏移值来调整所述合成电流的所述斜率。14.如权利要求12所述的电子系统，其特征在于，所述功率供给器电路被配置成通过获得所述第一采样值和一个或多个附加采样值而对所述实际电流进行欠采样。15.如权利要求13所述的电子系统，其特征在于，为了调整所述合成电流，所述功率供给器电路被配置成调整所述合成电流的所述斜率，直到所述第一偏移值和所述附加的一个或多个偏移值中的一者小于规定最小值为止。16.如权利要求13所述的电子系统，其特征在于，所述功率供给器电路被配置成根据从下列各项获得的斜率偏移来调整所述合成电流的斜率：(i)所述第一采样值与所述一个或多个附加采样值中的第二采样值之间的差；以及(ii)所述第一产生值与所述一个或多个附加产生值中的第二产生值之间的差。17.一种电流合成器，包括：第一电路，被配置成根据产生实际电流的电路的模型来产生代表所述实际电流的合成电流；采样电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：T·J·古斯里，J·R·托克，N·B·卡亚提，B·C·哈里斯，
申请(专利权)人：英特赛尔美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US