高速跟踪电流感测系统技术方案

描述了一种跟踪电流感测系统。该系统可以包括第一电感测元件，被配置为从半桥电路的高压侧开关接收第一电信号和第二电信号并且基于所接收的电信号来输出电信号。该系统还可以包括第二电感测元件，被配置为从半桥电路的低压侧开关接收第一电信号和第二电信号并且基于所接收的电信号来输出电信号。该系统还可以包括电流估计电路，被配置为接收由第一电感测元件和第二电感测元件输出的电信号，并且在半桥在高压侧开关和低压侧开关之间切换时输出连续的偏置输出电流。

【技术实现步骤摘要】

本公开一般涉及电子电路装置中的电流感测技术。
技术介绍
跟踪电流感测电路通常提供跟踪电流并且可以在诸如针对服务器和移动计算机应用的DC-DC转换器的应用中使用。传统线性跟踪电流感测系统常常包括运算放大器，这导致限制系统的最大频率的长置位时间。传统非线性跟踪电流感测系统具有不准确性并且因此可能不适合于一些应用。
技术实现思路
总体上，本公开描述了用于改进跟踪电流感测系统的速度、带宽、以及稳定性的技术和电路。本文描述的技术和电路中的一些利用通用电路，无论半桥的哪一侧是激活的，这可以使得跟踪电流感测系统在切换半桥的激活侧时保持连续的偏置电流。以这种方式，可以消除在半桥的一侧被激活时发生的置位时间。另外，可以减少跟踪电流感测系统的电流消耗。另外，可以减小跟踪电流感测系统的面积和复杂度。在一些示例中，本公开的技术涉及一种跟踪电流感测系统，其可以包括第一电感测元件、第二电感测元件、以及跟踪电流感测系统。第一电感测元件可以被配置为从半桥电路的高压侧开关接收第一电信号，从高压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号。第二电感测元件可以被配置为从半桥电路的低压侧开关接收第一电信号，从低压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号。电流估计电路可以电耦合到第一电感测元件和第二电感测元件。电流估计电路可以被配置为接收由第一电感测元件和第二电感测元件输出的电信号，并且在半桥在高压侧开关和低压侧开关之间切换时输出连续的偏置输出电流。在一些示例中，本公开的技术涉及一种方法，其可以包括由第一电感测元件并且从半桥电路的高压侧开关接收第一电信号和第二电信号，并且由第一电感测元件基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号。该方法还可以包括由第二电感测元件并且从半桥电路的低压侧开关接收第一电信号和第二电信号，并且由第二电感测元件基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号。另外，该方法可以包括由电流估计电路接收由第一电感测元件输出的电信号和由第二电感测元件输出的电信号，并且在半桥在高压侧开关和低压侧开关之间切换时由电流估计电路输出连续的偏置输出电流。在一些示例中，本公开的技术涉及一种系统，其可以包括半桥电路、第一电感测元件、第二电感测元件、以及电流估计电路。半桥电路可以包括高压侧开关和低压侧开关。第一电感测元件可以被配置为从高压侧开关接收第一电信号，从高压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号。第二电感测元件可以被配置为从低压侧开关接收第一电信号，从低压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号。电流估计电路可以电耦合到第一电感测元件和第二电感测元件。电流估计电路可以被配置为接收由第一电感测元件和第二感测元件输出的电信号，并且在半桥在高压侧开关和低压侧开关之间切换时输出连续的偏置输出电流。在附图和下面的描述中阐述本公开的一个或多个示例和技术的细节。本公开的其他特征、目的和优点将从说明书和附图、并且从权利要求书变得显而易见。附图说明图1是图示了根据本公开中描述的一个或多个技术的示例跟踪电流感测系统的示意图。图2是图示了根据本公开中描述的一个或多个技术的示例跟踪电流感测系统的示意图。图3是图示了根据本公开中描述的一个或多个技术的示例跟踪电流感测系统的示意图。图4是图示了根据本公开的一个或多个方面的用于操作示例跟踪电流感测系统的示例方法的流程图。附图不一定是按比例绘制的。类似的附图标记指示类似的特征，但是可以在各个示例中存在类似的特征之间的变化。具体实施方式图1是图示了根据本公开中描述的一个或多个技术的示例跟踪电流感测系统的示意图。跟踪电流感测系统10包括半桥20、电感测元件24A、24B(统称为“电感测元件24”)以及电流估计电路26。图1将跟踪电流感测系统10示出为具有三个分离的且不同的部件，然而系统10可以包括额外的或更少的部件。例如，半桥20、电感测元件24以及电流估计电路26可以是三个个体部件或者可以表示提供如本文描述的跟踪电流感测系统10的功能的一个或多个部件的组合。跟踪电流感测系统10包括半桥20，其包括高压侧开关22A和低压侧开关22B(统称为“开关22”)。开关22可以包括基于晶体管的开关(例如，MOSFET、IGBT、等等)、基于氮化镓(GaN)的开关或其他类型的开关设备。每个开关22可以包括多个开关设备(例如，晶体管)。每个开关22可以将一个或多个电信号输出到各自的电感测元件24。例如，每个开关22可以包括输出第一电信号(例如，电流或电压)的第一开关设备和输出第二电信号的第二开关设备。在一些示例中，第一电信号指示半桥20中的电流，并且第二电信号包括与第一电信号成比例的镜像或跟踪信号。电感测元件24中的每个可以被配置为从各自的开关22接收多个电信号并且基于所接收的信号来输出信号。由开关22所接收的电信号可以指示半桥20中的电流。例如，电感测元件24A可以从高压侧开关22A接收多个电信号并且基于多个所接收的信号来输出电信号。类似地，电感测元件24B可以从低压侧开关22B接收多个电信号并且基于多个所接收的信号来输出电信号。在一些示例中，由电感测元件24所接收的电信号可以包括电压或电流，并且由每个电感测元件24输出的电信号可以包括电压或电流。如图2所示，在一些示例中，电感测元件24可以包括比较器。例如，每个比较器24从各自的开关22接收第一电压和第二电压并且基于第一所接收的电压和第二所接收的电压的比较来输出电压。在一些示例中，如图3所示，电感测元件24可以包括运算跨导放大器(OTA)。例如，每个OTA24从各自的开关22接收第一电压和第二电压并且基于第一所接收的电压和第二所接收的电压来输出电流。在一些示例中，电感测元件24可以包括电流模式放大器，使得由每个电感测元件24所接收的输入包括电流，并且来自每个电感测元件24的输出包括电压。在一些示例中，电感测元件24可以包括运算电流放大器，使得由每个电感测元件24所接收的输入包括电流，并且来自每个电感测元件24的输出包括电流。电流估计电路26包括用于输出与半桥20中的电流成比例的偏置电流的电路装置。电流估计电路26可以接收由电感测元件24中的每个输出的电信号。电流估计电路26可以基于从电信号24所接收的电信号来输出偏置电流。在一些示例中，电流估计电路26包括用于使高压侧开关22A偏置的第一组电路元件和用于使低压侧开关22B偏置的第二组电路元件。然而，在一些示例中，电流估计电路26包括用于使高压侧开关22A和低压侧开关22B偏置的通用电路。例如，如图2和图3中更详细地图示的，电流估计电路26可以包括电容器、电流发生器、电阻器、以及参考电压，其可以在高压侧开关22A是激活的时并且在低压侧开关22B是激活的时使用。换言之，相同的电容器、电流发生器、电阻器、以及参考电压可以被用于将偏置输出电流提供到不激活的开关22，无论哪个开关22是激活的。电容器可以在跟踪电流感测系统10在高压侧开关22A和低压侧开关22B之间切换时保持电流估计单元中的连续的偏置电流，这可以消除在切换传统半桥设备时需要的置位时间。另外，通本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种跟踪电流感测系统，包括：第一电感测元件，被配置为从半桥电路的高压侧开关接收第一电信号，从所述高压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号；第二电感测元件，被配置为从半桥电路的低压侧开关接收第一电信号，从所述低压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号；以及电流估计电路，电耦合到所述第一电感测元件和所述第二电感测元件，其中所述电流估计电路被配置为接收由所述第一电感测元件和所述第二电感测元件输出的所述电信号，并且在所述半桥在所述高压侧开关和所述低压侧开关之间切换时输出连续的偏置输出电流。

【技术特征摘要】
2015.09.11 US 14/851,8791.一种跟踪电流感测系统，包括：第一电感测元件，被配置为从半桥电路的高压侧开关接收第一电信号，从所述高压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号；第二电感测元件，被配置为从半桥电路的低压侧开关接收第一电信号，从所述低压侧开关接收第二电信号，并且基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号；以及电流估计电路，电耦合到所述第一电感测元件和所述第二电感测元件，其中所述电流估计电路被配置为接收由所述第一电感测元件和所述第二电感测元件输出的所述电信号，并且在所述半桥在所述高压侧开关和所述低压侧开关之间切换时输出连续的偏置输出电流。2.根据权利要求1所述的跟踪电流感测系统，其中所述电流估计电路包括：电流发生器，被配置为生成电流；以及电容器，被电耦合到所述电流发生器，其中所述电容器被配置为接收由所述电流发生器生成的所述电流并且在所述半桥在所述高压侧开关和所述低压侧开关之间切换时输出连续的偏置输出电流。3.根据权利要求1所述的跟踪电流感测系统，其中所述第一电感测元件被配置为将来自所述高压侧开关的所述第一电信号与来自所述高压侧开关的所述第二电信号进行比较并且基于所述半桥中的电流来输出电信号，其中所述第二电感测元件被配置为将来自所述低压侧开关的所述第一电信号与来自所述低压侧开关的所述第二电信号进行比较并且基于所述半桥中的所述电流来输出电信号。4.根据权利要求1所述的跟踪电流感测系统，其中所述高压侧开关包括：第一晶体管，被配置为从第一电源接收电压并且输出来自所述高压侧开关的所述第一电信号；以及第二晶体管，被配置为从第二电源接收电压并且输出来自所述高压侧开关的所述第二电信号；其中所述低压侧开关包括：第一晶体管，被配置为从所述第一电源接收电压并且输出来自所述低压侧开关的所述第一电信号；以及第二晶体管，被配置为从所述第二电源接收电压并且输出来自所述低压侧开关的所述第二电信号。5.根据权利要求1所述的跟踪电流感测系统，其中所述跟踪电流感测系统包括非线性系统，其中所述第一电感测元件包括比较器并且所述第二电感测元件包括比较器，其中来自所述第一电感测元件的电输出包括电压，并且来自所述第二电感测元件的电输出包括电压。6.根据权利要求5所述的跟踪电流感测系统，所述电流估计电路还包括：开关；以及多路复用器，电耦合到所述第一电感测元件和所述第二电感测元件，其中所述多路复用器被配置为基于由所述第一电感测元件输出的所述电压和由所述第二电感测元件输出的所述电压来控制所述开关。7.根据权利要求1所述的跟踪电流感测系统，其中所述跟踪电流感测系统包括线性系统，其中所述第一电感测元件包括运算跨导放大器(OTA)并且所述第二电感测元件包括OTA，其中来自所述第一电感测元件的电输出包括电流，并且来自所述第二电感测元件的电输出包括电流。8.根据权利要求7所述的跟踪电流感测系统，所述电流估计电路还包括：控制单元；第一开关，被电耦合到所述控制单元和所述第一电感测元件，使得当所述第一开关被闭合时，所述偏置输出电流是基于由所述第一电感测元件输出的所述电流的；以及第二开关，被电耦合到所述控制单元和第二感测元件，使得当所述第二开关被闭合时，所述偏置输出电流是基于由所述第二电感测元件输出的所述电流的。9.一种方法，包括：由第一电感测元件并且从半桥电路的高压侧开关接收第一电信号和第二电信号；由所述第一电感测元件基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号；由第二电感测元件并且从半桥电路的低压侧开关接收第一电信号和第二电信号；由所述第二电感测元件基于所接收的第一电信号和所接收的第二电信号来输出电信号；由电流估计电路接收由所述第一电感测元件输出的所述电信号和由所述第二电感测元件输出的所述电信号；以及当所述半桥在所述高压侧开关和所述低压侧开关之间切换时由所述电流估计电路输出连续的偏置输出电流。10.根据权利要求9所述的方法，还包括：由电流发生器生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：A·桑布科，
申请(专利权)人：英飞凌科技奥地利有限公司，
类型：发明
国别省市：奥地利;AT