用于检测电流电平的装置、方法和系统制造方法及图纸

技术编号:15749466 阅读:176 留言:0更新日期:2017-07-03 13:03
实施例包括包含开关转换器的装置、系统和方法,所述开关转换器件具有输出级和传感器级,所述输出级包括电源开关或第一开关器件,用于将输入开关信号转换为输出开关信号,所述传感器级包括第二开关器件和第三开关器件。在实施例中,传感器级可以耦合以从第一开关器件接收输出开关信号并基本上复制第一开关器件的状态以生成连续信号而不是开关信号。在实施例中,连续信号可以允许检测电流电平。在某些实施例中,电流电平可以表示过电流事件。根据各种实施例,数字后处理电路可以耦合到开关器件以对多个过电流事件进行计数。还可以描述和要求保护其他实施例。

【技术实现步骤摘要】
用于检测电流电平的装置、方法和系统
本专利技术的实施例总体上涉及电子电路的
,更具体而言,涉及在电子电路中过电流状态的检测。
技术介绍
本文提供的背景描述是为了总体上呈现本专利技术的背景的目的。目前指定的专利技术人的工作,在该
技术介绍
部分中描述的程度以及在提交时可能不另外地限定为现有技术的描述的方面,既不明确也不隐含地被承认为针对本公开内容的现有技术。除非本文中另外指示,否则本部分描述的方案不是本公开内容的权利要求的现有技术,并且不因为包含在本部分中而被承认为现有技术。电流状态(例如高速开关器件的过电流状态)的检测可能存在问题。先前的解决方案已经使用快速比较器来辅助监测电源开关的瞬时电压。这些比较器可以在电源开关的导通阶段期间被使能并可以在电源开关的有效时间期间做出决定。然而,对于高速开关转换器,比较器可能需要非常快,这会导致高电流消耗。定时也需要准确。对于例如高于100兆赫(MHz)的开关频率,典型的解决方案可能是不可行的。因此,这种速度的转换器通常缺少过电流保护。附图说明通过以下结合附图进行的详细描述将容易理解实施例。为了便于描述,相同的附图标记表示相同的结构元件。在附图的各图中通过举例而非限制的方式示出了实施例。图1示出了根据各种实施例的包括用于检测过电流事件的电路的示例开关转换器。图2示出了根据各种实施例的用于对图1的开关转换器的过电流事件进行计数的示例后处理电路。图3示出了根据各种实施例的示例系统。具体实施方式在下文的详细描述中,参考形成本文的一部分的附图,其中相同的附图标记始终表示相同的部件,并且其中通过可以实施的示例性实施例的方式示出。应当理解,在不脱离本公开内容范围的情况下,可以利用其它实施例并且可以做出结构或逻辑的改变。因此,下文的详细描述不应被视为限制性的,并且实施例的范围由所附权利要求及其等同物限定。各种操作可以以最有助于理解所要求保护的主题的方式依次被描述为多个分立动作或者操作。然而,描述顺序不应被解释为意指这些操作必须是顺序相关的。具体而言,这些操作可以不按照呈现的顺序执行。所述操作可以按照不同于所述实施例的顺序执行。在另外的实施例中,各种另外的操作可以被执行和/或所述操作可以被忽略。为了公开内容的目的,短语“A和/或B”和“A或B”表示(A)、(B)或(A和B)。为了本公开内容的目的,短语“A、B、和/或C”表示(A)、(B)、(C)、(A和B)、(A和C)、(B和C)或(A、B和C)。本说明书可以使用短语“在一实施例中”或“在实施例中”,每一个短语可能是指一个或多个相同或不同的实施例。此外,关于本公开内容的实施例所使用的术语“包括”、“包含”、“具有”等是同义词。如本文使用的,术语“电路”可能是指或者包括专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用的、专用的或者成组的)、和/或执行一个或多个软件或者固件程序的存储器(共用的、专用的或者成组的)、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他适当的硬件部件,或者可以是专用集成电路(ASIC)、电子电路、处理器(共用的、专用的或者成组的)、和/或执行一个或多个软件或者固件程序的存储器(共用的、专用的或者成组的)、组合逻辑电路、和/或提供所述功能的其他适当的硬件部件中的一部分。如本文使用的,“计算机实现的方法”可能是指由一个或多个处理器、具有一个或多个处理器的计算机系统、诸如智能手机(可以包括一个或多个处理器)的移动装置、平板电脑、便携式计算机、机顶盒、游戏控制台等等执行的任何方法。本文描述的实施例包括用于从开关信号生成连续信号的电路。在某些实施例中,该电路可以包含在诸如直流至直流(DC-DC)转换器的开关转换器中,以检测电流电平,并在某些情况下,检测与输出开关信号相关联的过电流事件。在某些实施例中,开关转换器可以以大于100兆赫(MHz)的频率进行切换。在各种其他实施中,开关转换器100可以以例如小于20MHz的频率进行切换。电路的输出级包括电源开关器件或第一开关器件,用于将输入开关信号转换为输出开关信号,并且传感器级包括第二开关器件和第三开关器件。传感器级可以耦合到输出级以从第一开关器件接收输出开关信号并基本上复制第一开关器件或者第一开关器件的状态以提供连续信号。连续信号代表输出开关信号的幅度以允许检测过电流事件。在实施例中,连续信号可以不以电源开关器件的开关频率脉冲。因此,可以连续地而不仅在电源开关器件的导通阶段期间提供连续信号。为了确定是否已发生过电流事件,比较器可以从减法器接收连续信号以将连续信号与参考电压进行比较。然后,比较器可以将其结果提供给可以对过电流事件的数量进行计数的处理电路以便于标记过电流状态。处理电路也可以对在没有发生过电流事件的情况下可能发生的测量周期的数量进行计数。图1示出了根据各种实施例的包括用于检测过电流事件的电路的开关转换器100。在实施例中,开关转换器100可以包括输出级电路102(“输出级102”)和用于检测由输出级102产生的过电流事件的传感器级电路(“传感器级104”)。在实施例中,输出级102和传感器级104可以包括开关器件的组合,所述开关器件可以根据各种实施例包括诸如p沟道金属氧化物半导体场效应晶体管(p沟道MOSFET或PMOS开关)和n型金属氧化物半导体场效应晶体管(n沟道MOSFET或NMOS开关)的晶体管。因此,如本实施例中所示出的,输出级102可以包括例如PMOS电源开关110、NMOS电源级联开关112以及NMOS电源开关114,其可以统称为电源开关器件103。级联电压源VC(129)可以给NMOS电源级联开关112供应电压。在实施例中,输出级102可以将输入开关信号126转换为要在输出端138处提供的输出开关信号136。注意,在实施例中,输入开关信号126可以在端子128处输入并且可以包括NMOS开关信号。在实施例中,可以从输入开关信号126逻辑地导出PMOS开关信号126a。在实施例中,NMOS驱动器132可以耦合到输入端128以接收和放大输入开关信号126。在本实施例中,PMOS驱动器134可以耦合到输入端130以放大PMOS开关信号126a。在实施例中,可以将PMOS开关信号126a的斜率时移以使得输入开关信号126和PMOS开关信号126a的有效相位可以不重叠以避免在转换期间直流电流经由PMOS电源开关110、NMOS电源级联开关112和NMOS电源开关114从电源电压127流向地。在所示的实施例中,一对复制开关器件可以包括第一复制开关器件106和第二复制开关器件108。在实施例中,该对复制开关器件(例如,第一复制开关器件106和第二复制开关器件108)可以耦合到输出级102以接收输出开关信号136并基本上复制电源开关器件103以提供连续信号165(而不是以电源开关器件的开关频率脉冲的信号),其可以是可代表输出开关信号136的幅度的平稳信号。第一复制开关器件106可以包括第一NMOS复制级联开关116和第一NMOS复制开关118,其在本实施例中可以是电源开关器件103中的相应的NMOS电源级联开关112和NMOS电源开关114的复制开关。在实施例中,第二复制开关器件108可以包括PMOS复制开关120、第二NMOS复制级联开关122和第二NMOS复制开关本文档来自技高网...
用于检测电流电平的装置、方法和系统

【技术保护点】
一种开关转换器,所述开关转换器包括:输出级,所述输出级包括用于将输入开关信号转换为输出开关信号的第一开关器件;以及传感器级,所述传感器级包括第二开关器件和第三开关器件,所述传感器级耦合到所述输出级以从所述第一开关器件接收所述输出开关信号并基本上复制所述第一开关器件的状态以提供连续信号,其中,所述连续信号代表所述输出开关信号以允许检测电流电平。

【技术特征摘要】
2015.12.23 US 14/998,2611.一种开关转换器,所述开关转换器包括:输出级,所述输出级包括用于将输入开关信号转换为输出开关信号的第一开关器件;以及传感器级,所述传感器级包括第二开关器件和第三开关器件,所述传感器级耦合到所述输出级以从所述第一开关器件接收所述输出开关信号并基本上复制所述第一开关器件的状态以提供连续信号,其中,所述连续信号代表所述输出开关信号以允许检测电流电平。2.根据权利要求1所述的开关转换器,其中,所述电流电平的检测允许检测过电流事件。3.根据权利要求1所述的开关转换器,其中,所述第二开关器件和所述第三开关器件包括所述第一开关器件的复制器件并且与所述第一开关器件并联耦合。4.根据权利要求1所述的开关转换器,其中,所述第二开关器件和所述第三开关器件具有与所述第一开关器件的相应特性参数相比以相同因子按比例缩小的特性参数。5.根据权利要求4所述的开关转换器,其中,当所述第一开关器件和所述第二开关器件导通时,所述第二开关器件与所述第一开关器件具有基本上相同的漏极-源极电压。6.根据权利要求1所述的开关转换器,进一步包括减法器,所述减法器用于确定所述第二开关器件的滤波后的输出与所述第三开关器件的滤波后的输出之间的差,以产生导出过电流事件的差信号。7.根据权利要求6所述的开关转换器,进一步包括比较器,所述比较器耦合到所述减法器的输出端以将所述差信号与参考信号进行比较以检测所述过电流事件。8.根据权利要求7所述的开关转换器,进一步包括数字后处理器电路,所述数字后处理器电路耦合到所述比较器的输出端以对所述过电流事件的发生进行计数。9.根据权利要求1所述的开关转换器,其中,所述输入开关信号被反相,并且进一步包括用于将反相的输入开关信号的滤波后的版本加到所述连续信号的电路。10.根据权利要求1-9中的任一项所述的开关转换器,其中,所述开关转换器以大于100兆赫(MHz)的频率进行切换。11.根据权利要求1-9中的任一项所述的开关转换器,其中,所述开关转换器以小于20兆赫(MHz)的频率进行切换。12.一种用于检测输出开关信号的电流电平的电路,所述电路包括:第一电路部分,所述第一电路部分包括第一复制开关器件;第二电路部分,所述第二电路部分包括第二复制开关器件,其中,所述第一复制开关器件和所述第二复制开关器件包括生成所述输出开关信号的所述电流电平的开关转换器的开关器件的复制器件,其中,所述第一复制开关器件和所述第二复制开关器件模拟所述开关器件的状态以产生第一连续信号和第二连续信号;以及减法器,所述减法器耦合以从所述第一电路部分和所述第二电路部分接收所述第一连续信号和所述第二连续信号以生成对应于所述第一连续信号与所述第二连续信号之间的差的差信号,其中,所述差信号代表所述输出开关信号的所述电流电平。13.根据权利要求12所述的电路,进一步包括比较器,所述比较器耦合...

【专利技术属性】
技术研发人员:H·文斯克S·亨茨勒
申请(专利权)人:英特尔IP公司
类型:发明
国别省市:美国,US

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