电流测量期间的输入电流补偿制造技术

本申请公开了电流测量期间的输入电流补偿。电流测量电路可包括未经缓冲的输入，并且电流可直接从输入引脚被采样。从每个采样产生的输入电流可通过在后继采样上注入相反电荷而被抵消。这种来自引脚的直接采样增加了感测路径的共模输入范围而不一定要建立高线性轨至轨输入缓冲，因此降低了电流测量路径的成本和功耗。这也实现高阻抗输入采样。测量电路可包括多个采样级，其中第一采样级被实现为基于开关电容器的电路。耦合在从第一采样级的输出至输入引脚的反馈环内的补偿电路可作用以在每个周期将等效电荷提供回到输入引脚以抵消对第一采样级的采样电容器充电所需的输入电流。

【技术实现步骤摘要】
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)的多个输出级本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于电流测量期间的输入电流补偿的方法，所述方法包括：在第一采样周期期间对从输入处的电流导出的电流感测信号进行采样，包括从所述输入汲取第一量的电荷；以及在紧接着所述第一采样周期的第二采样周期期间根据所述汲取的第一量的电荷将第二量的电荷注入回到所述输入。

【技术特征摘要】
2014.05.08 US 61/990,219;2014.05.21 US 62/001,162;1.一种用于电流测量期间的输入电流补偿的方法，所述方法包括：
在第一采样周期期间对从输入处的电流导出的电流感测信号进行采
样，包括从所述输入汲取第一量的电荷；以及
在紧接着所述第一采样周期的第二采样周期期间根据所述汲取的第一
量的电荷将第二量的电荷注入回到所述输入。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第二量的电荷是所述
第一量的电荷的倍数。
3.如权利要求1所述的方法，还包括在所述第二采样周期期间对所述
输入处的所述电流感测信号进行采样。
4.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采样包括对第一采样
电容器进行充电。
5.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述注入第二量的电荷包
括减小由对所述第一采样电容器充电导致的输入电流。
6.如权利要求4所述的方法，其特征在于，所述注入第二量的电荷包
括：
根据对所述第一采样电容器充电以放大的电荷对第二采样电容器进行
充电；以及
将所述放大的电荷从所述第二采样电容器提供至所述输入。
7.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述输入包括一对输入端
子。
8.一种电流测量电路，包括：
采样电路，被配置成在第一采样周期内在感测输入处对从电流导出的
电流感测信号进行采样，其中为了对所述电流感测信号进行采样，所述采
样电路被配置成从所述感测输入汲取第一量的电荷；以及
补偿电路，被配置成在紧接着所述第一采样周期的第二采样周期期间
根据所述汲取的第一量的电荷将第二量的电荷注入回到所述感测输入。
9.如权利要求8所述的电流测量电路，其特征在于，所述第二量的电
荷是所述第一量的电荷的倍数。
10.如权利要求8所述的电流测量电路，其特征在于，所述采样电路
被进一步配置成在所述第二采样周期期间对所述感测输入处的所述电流感
测信号进行采样。
11.如权利要求8所述的电流测量电路，其特征在于，所述采样电路
包括第一开关电容器电路，所述第一开关电容器电路包括第一可编程增益
放大器和第一采样电容器，并且为了对所述输入电流感测信号进行采样，
所述采样电路被配置成对所述第一采样电容器进行充电。
12.如权利要求11所述的电流测量电路，其特征在于，所述补偿电
路被配置成通过注入所述第二量的电荷而减...

【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