电流平衡电路制造技术

本发明专利技术公开一种电流平衡电路。所述电路包括：电流感测前端，感测来自多个开关调节器中的每一者的输出信号；以及电流传感器，接收所感测的输出信号并将所感测的输出信号转换成感测电流信号。所述电流平衡电路还包括：电流平均电路，接收所感测的输出信号并确定所述多个开关调节器的平均电流输出；以及电流差分电路，接收平均电流输出及感测电流信号，并确定所述多个开关调节器中的每一者的电流差。还包括校准电路，以接收所述电流差并计算与所述多个开关调节器中的每一者对应的校准值，所述校准值指示如何调整所述多个开关调节器的电流输出以使电流在所述多个开关调节器之间达到平衡。

Current Balancing Circuit

【技术实现步骤摘要】
电流平衡电路
本专利技术的实施例是有关于一种电子电路，且特别是有关于一种用于减小多相式电源管理电路(例如，多相式开关调节器)的不同相之间的电流偏移的电流平衡电路。
技术介绍
现代电子装置通常需要一些形式的电源管理电路来控制在使用期间向电子装置递送的电压和/或电流。举例来说，在一些配置方式中，电源管理电路可执行递送实质上恒定的电压以及根据电子装置的需要来改变电流量的任务。这些电源管理电路可利用开关调节器来向电子装置递送所需的电力。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种电流平衡电路，其特征在于，包括：电流感测前端，感测来自多个开关调节器中的每一者的输出信号；电流传感器，接收所感测的所述输出信号并将所感测的所述输出信号转换成感测电流信号，所述感测电流信号对应于对所述多个开关调节器中的相应的开关调节器的输出电流的指示；电流平均电路，接收所感测的所述输出信号并确定所述多个开关调节器的平均电流输出；电流差分电路，接收所述平均电流输出及所述感测电流信号，并确定所述多个开关调节器中的每一者的电流差；以及校准电路，接收所述电流差并计算与所述多个开关调节器中的每一者对应的校准值，所述校准值指示如何调整所述多个开关调节器的电流输出以使所述输出电流在所述多个开关调节器之间达到平衡。附图说明结合附图阅读以下详细说明，会最好地理解本公开的各个方面。应注意，根据本行业中的标准惯例，各种特征并非按比例绘制。事实上，为论述清晰起见，可任意增大或减小各种特征的尺寸。图1是示出根据一些实施例的用于多相式开关调节器的电流平衡电路的实例的示意图；图2是示出根据一些实施例的用于多相式开关调节器的电流平衡电路的实例的示意图；图3是示出根据一些实施例的用于多相式开关调节器的电流平衡电路的实例的更详细的电路图；图4是示出根据一些实施例的用于多相式开关调节器的电流平衡电路的操作的流程图；附图标记说明：100：电路；101：负载；102：电流平衡电路；103：电流感测前端；104：电流传感器；105：电流平均电路；106：电流差分电路；107：校准电路/锯齿波校准电路；108：比较器；109：驱动器控制；110：振荡器电路；111：驱动晶体管；112、L：电感器；113、R1、R4：电阻器；114：误差放大器；201、R2：感测电阻器；202、C：感测电容器；203：反馈放大器；204、R3：参考电阻器；205：电流源；206：电流求和晶体管；207：电流平均晶体管/晶体管；208：单位电流分支；209：平均电流分支；301、302、303、304、305：操作；FEEDBACK#1、FEEDBACK#2、...FEEDBACK#N：反馈电路中的一部分；IA：平均电流；IB：电流/感测电流；IC：电流差；ISEN#1、ISEN#2、...ISEN#N：传感器；SUM：求和器；1/N：除法器电路；UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N：开关调节器；VC、VCOIL：电压/输出电压；VDDREG：输出电压；N：总数目；VEA：输出；VSAW#1、VSAW#2、...VSAW#N：校准信号。具体实施方式以下公开内容提供用于实施所提供主题的不同特征的许多不同的实施例或实例。以下阐述组件及排列的具体实例以简化本公开。当然，这些仅为实例而非旨在进行限制。举例来说，在以下说明中，在第二特征之上或第二特征上形成第一特征可包括其中第一特征与第二特征被形成为直接接触的实施例，且也可包括其中第一特征与第二特征之间可形成附加特征从而使得第一特征与第二特征可不直接接触的实施例。另外，本公开在各种实例中可重复使用参考编号和/或字母。此种重复使用是为了简明及清晰起见，且自身并不表示所论述的各个实施例和/或配置之间的关系。可设计电源管理电路来控制在使用期间向电子装置递送的电压和/或电流。在一些实施例中，电源管理电路可执行递送实质上恒定的电压以及根据电子装置的需要来改变电流量的任务。这些电源管理电路可利用开关调节器来向电子装置递送所需的电力。在一些实施例中，开关调节器可能够递送处于窄的电流范围内但超出规定范围的恒定电压，开关调节器可根据需要而不执行操作。依靠这些开关调节器的电子装置可具有高动态程度的电流要求。举例来说，在一些实施例中，电子装置可为在不使用时或极少使用时需要相对很少的电流但在频繁使用时需要相对大量的电流的微处理器。在这些情形中，单个开关调节器可能不足以满足电子装置的电流要求。因此，在一些实施例中，可将多个开关调节器并联地耦合在一起。开关调节器的这种配置可被称为多相式开关调节器。这样一来，多相式开关调节器可向电子装置递送所需电压并满足电子装置的高动态程度的电流要求。当利用多个开关调节器时，可能期望控制由各个开关调节器提供的电流以使各个开关调节器向电子装置递送平衡的(例如，相等的、实质上相等的和/或成比例的)电流量。因此，在一些实施例中，多相式开关调节器可包括电流平衡电路，所述电流平衡电路被配置成对由所述多个开关调节器提供的电流进行平衡。通过对多相式开关调节器中的多个相之间的电流进行平衡，电流平衡电路可消除或减少开关调节器的一些不理想的特性，改善多相式开关调节器的总体稳定性，和/或降低多相式开关调节器的总体功耗。图1是示出根据一些实施例的用于多相式开关调节器的电流平衡电路的实例的示意图。如在图1的方块图中所示，电路100包括并联运行的多个开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)。电流平衡电路102耦合到所述多个开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)中的每一者。本实施例中所示的电流平衡电路102包括用于对应的开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)中的每一者的电流感测前端103、电流传感器104、电流平均电路105、电流差分电路106及校准电路107。应注意，在图1所示实施例中，对多个开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)使用单个电流平均电路105。开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)可被配置成输出具有处于预定范围内的恒定电压及电流的信号。在一些实施例中，开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)中的每一者的输出可为开关直流(directcurrent，DC)电压，所述开关直流电压相对于其余的开关调节器(UNIT#2、...UNIT#N)具有特定的相位。电流平衡电路102可在反馈电路配置中耦合到开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)。在电流平衡电路102内，电流感测前端103测量每一个开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)的输出电压。所测量的电压被发送到电流传感器104以将来自电流感测前端103的测量值转换成对应的电流值。由电流感测前端103测量的测量值还被发送到电流平均电路105，电流平均电路105输出由开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)提供的平均电流的指示。电流传感器104及电流平均电路105的输出被输入到电流差分电路106中，电流差分电路106计算由每一个开关调节器(UNIT#1、UNIT#2、...UNIT#N)提供的实际电流与由整组开关调节器(UNIT#1、UNIT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流平衡电路，其特征在于，包括：电流感测前端，感测来自多个开关调节器中的每一者的输出信号；电流传感器，接收所感测的所述输出信号并将所感测的所述输出信号转换成感测电流信号，所述感测电流信号对应于对所述多个开关调节器中的相应的开关调节器的输出电流的指示；电流平均电路，接收所感测的所述输出信号并确定所述多个开关调节器的平均电流输出；电流差分电路，接收所述平均电流输出及所述感测电流信号，并确定所述多个开关调节器中的每一者的电流差；以及校准电路，接收所述电流差并计算与所述多个开关调节器中的每一者对应的校准值，所述校准值指示如何调整所述多个开关调节器的电流输出以使所述输出电流在所述多个开关调节器之间达到平衡。

【技术特征摘要】
2017.10.27 US 62/577,813;2018.09.28 US 16/145,3081.一种电流平衡电路，其特征在于，包括：电流感测前端，感测来自多个开关调节器中的每一者的输出信号；电流传感器，接收所感测的所述输出信号并将所感测的所述输出信号转换成感测电流信号，所述感测电流信号对应于对所述多...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐英智，艾伦罗斯，艾力克苏宁，
申请(专利权)人：台湾积体电路制造股份有限公司，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71