补偿组件变化的电流感测制造技术

一种系统可在补偿由工艺、电压源、温度或其组合引起的电路组件中的变化的同时，在集成电路(IC)芯片中提供电流检测。所述系统可包括具有电力开关电路的IC芯片，所述电力开关电路包括电力电路路径，所述电力电路路径包括第一晶体管，所述第一晶体管通过具有第一电阻值的第一导电迹线连接到电源，并且通过具有第二电阻值的第二导电迹线连接到负载。电流检测电路被配置成使用感测电路路径补偿所述电力开关电路中的变化，所述感测电路路径被配置成匹配所述电力电路路径中的工艺、电压源和温度变化。

【技术实现步骤摘要】
补偿组件变化的电流感测
各种实施例的各方面是针对在补偿由组件变化引起的电路组件中的变化的同时，在集成电路(IC)芯片中提供电流检测。
技术介绍
总线接口协议可被设计成允许通过有线接口提供电力。在一些情况下，这种电力可用于为电池或类似的独立电源充电、直接为电力接收(电力消耗)装置供电，或既充电又直接供电。用于总线接口协议的标准有时可在不同的电力消耗装置之间提供不同的供电能力。例如，不同的电力消耗装置，使用相同的有线接口的每一电力消耗装置可被配置成汲取不同的电流量。与本文中所论述的各种方面相一致，所述电力消耗装置可被配置成在连接之后将它们的供电能力传送到供电装置。在一些情况下，这种传送的至少一部分可发生在电力消耗装置的电源已达到稳定的内部电压之前。能够具有不同电力供应和来源能力可产生对电流检测和限制能力的需要。特定类型的总线接口协议为通用串行总线(USB)。在USB可用于将外部的外围装置附着到个人计算机的同时，它还可用于在外围装置之间介接、为其充电，以及大量其它的应用和使用，例如汽车、相机、智能电话、电视和机顶盒。USB也可用作各种移动装置充电方案中的电源。USB提供各种不同的数据传送速度。例如，USB3.0提供高达5Gbit/s的数据传送速度，以及USB3.1提供高达10Gbit/s的数据传送速率。USB也提供各种不同的电力提供和耗散(sinking)能力。C型USB可利用500mA/900mA(用于USB2.0/USB3.1)、1.5A和3A模式支持5V。USB电力递送(PD)支持电力协商和递送方案，所述递送方案支持高达100W(20Vx5A)。这些以及其它情况已经呈现出对用于各种应用的电力递送集成电路(IC)和其实施方案的效率的挑战。
技术实现思路
各种实施例是针对一种系统，所述系统用于在补偿由工艺、电压源、温度或其组合引起的电路组件中的变化的同时，在集成电路(IC)芯片中提供电流检测。系统可包括具有电力开关电路的IC芯片，所述电力开关电路包括电力电路路径，所述电力电路路径包括第一晶体管，所述第一晶体管通过具有第一电阻值的第一导电迹线连接到电源，并且通过具有第二电阻值的第二导电迹线连接到负载。电流检测电路被配置成补偿电源开关电路中的变化。电流检测电路可包括电流源电路和感测电路路径，所述感测电路路径被配置成匹配电力电路路径中的工艺、电压源和温度变化。感测电路路径可包括第二晶体管，所述第二晶体管通过具有第三电阻值的第三导电迹线连接到电源，并且通过具有第四电阻值的第四导电迹线连接到电流源电路。比较器电路可被配置成比较横跨电力电路路径的电压降和横跨感测电路路径的电压降，并且响应于所述比较，提供数据信号到电流检测电路的输出端。根据一些实施例，方法在补偿由制造IC芯片引起的电路组件中的变化的同时，在集成电路(IC)芯片中提供电流检测。所述方法包括从电源接收电力且通过电源开关电路投送所述电力，所述电源开关电路包括电力电路路径，所述电力电路路径包括第一晶体管，所述第一晶体管通过具有第一电阻值的第一导电迹线连接到电源，并且通过具有第二电阻值的第二导电迹线连接到负载。参考电压可通过从电流源电路投送电流穿过感测电路路径来产生，所述感测电路路径被配置成匹配至少一个组件变化，所述变化从由以下组成的群组中选出：针对电力电路路径中的组件的工艺变化、电源电压变化和温度变化。感测电路路径还包括第二晶体管，所述第二晶体管通过具有第三电阻值的第三导电迹线连接到电源，并且通过具有第四电阻值的第四导电迹线连接到电流源电路。横跨电力电路路径的电压降可与横跨感测电路路径的电压降比较。响应于所述比较，可提供指示通过电力电路路径的电流电平的数据信号。以上论述/总结并非意图描述本专利技术的每一实施例或每一实施方案。图式和以下详细描述还举例说明了各种实施例。附图说明考虑以下详细描述并结合附图可以更全面地理解各种示例实施例，附图中：图1描绘符合本专利技术的实施例的包括用于检测电流电平的IC芯片的系统的框图；图2描绘符合本专利技术的实施例的用于检测电流电平的IC芯片的电路图；以及图3描绘符合本专利技术的实施例的用于检测电流电平的IC芯片的流程图。虽然本文中所论述的各种实施例能够经受各种修改和替代形式，但在附图中已借助于例子示出了实施例的各方面，且将详细描述实施例的各方面。然而，应理解，并不意图将本专利技术限于所描述的具体实施例。相反，意图涵盖落入本专利技术的范畴内的包括权利要求书中限定的各方面的所有修改、等效物和替代方案。另外，如在本申请案通篇中使用的术语“例子”仅借助于说明，并且不加限制。具体实施方式本专利技术的各方面被认为适用于涉及匹配IC中的组件变化的多种不同类型的设备、系统和方法。在某些实施方案中，当在电流检测和限制的情况中使用时，本专利技术的各方面示出为有益的。在一些实施例中，电流检测和限制有关于使用USB接口提供的电力。可实施这些和其它方面以解决包括上面在
技术介绍
中所论述的那些的挑战。虽然未必受到如此限制，但是通过使用此类示例性情况对例子的论述可理解各种方面。本专利技术的各种实施例是针对在补偿电路组件中的变化的同时，在集成电路(IC)芯片中提供电流检测。具体实施例是针对C型通用串行总线(USB)应用，但是本文所论述的各种实施例不必受到如此限制。在一些情况下，组件变化可包括片上互连件的工艺、电压和温度(PVT)变化效应，以及其它变化。在某些实施例中，IC芯片可被配置成控制从电源到负载的电力流。借助于比较通过已匹配PVT变化效应的两个不同电流路径的电流，IC可用于检测通过IC的电流。举例来说，供电路径可包括数个组件，包括具有电阻值的多个导电迹线和具有电力晶体管的电力开关。电力感测路径可包括与供电路径类似的组件集合，所述组件集合经受类似的PVT变化效应。电流感测电路可被配置成对每一路径进行测量，以使得路径中的每一者的PVT变化效应彼此抵消。具体实施例是针对包括第一晶体管的第一供电路径，所述第一晶体管通过第一导电迹线连接到电源，并通过第二导电迹线连接到负载。电流感测电路路径配置有匹配电力电路路径中的PVT变化效应的组件。举例来说，感测电路路径包括第二晶体管，所述第二晶体管通过第三导电迹线连接到电源，并通过具有第四电阻值的第四导电迹线连接到电流源电路。通过取得在电流感测路径和供电路径中的每一者上所检测的电压比值，电流检测电路可被配置成补偿电力开关电路中的变化。在具体实施例中，电流检测电路可包括比较器电路，所述比较器电路被配置成比较横跨电力电路路径的电压降与横跨感测电路路径的电压降，并且响应于所述比较，提供数据信号到电流检测电路的输出端。各种实施例是针对两个不同电流路径的使用，所述两个不同电流路径具有各自被制造成匹配所述两个不同电流路径之间的PVT变化效应的相应的组件集合。此外，路径可使用不同的但仍匹配PVT变化效应的组件值。这可通过仔细选择组件值以使组件值之间具有所需比值，以及通过基于这个比值设置比较点来实现。现转而参看图式，图1描绘符合本专利技术的实施例的包括用于检测电流电平的IC芯片的系统的框图。IC芯片102可被配置成从外部电源104接收电力。根据各种实施例，此电源104可为通用串行总线(USB)兼容电源，包括(但不限于)C型USB兼容电源。为了易于论述，图1中所描绘的系统相对本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种系统，其用于在补偿由工艺、电压源、温度或其组合引起的电路组件中的变化的同时，在集成电路(IC)芯片中提供电流检测，其特征在于，所述系统包括：所述IC芯片包括：包括电力电路路径的电力开关电路，所述电力电路路径包括第一晶体管，所述第一晶体管连接到：电源，通过具有第一电阻值的第一导电迹线，以及负载，通过具有第二电阻值的第二导电迹线；以及电流检测电路，其被配置成补偿所述电力开关电路中的所述变化，所述电流检测电路包括：电流源电路，被配置成匹配所述电力电路路径中的工艺、电压源和温度变化的感测电路路径，所述感测电路路径包括第二晶体管，所述第二晶体管通过具有第三电阻值的第三导电迹线连接到所述电源，并且通过具有第四电阻值的第四导电迹线连接到所述电流源电路，以及比较器电路，其被配置成比较横跨所述电力电路路径的电压降与横跨所述感测电路路径的电压降，并且响应于所述比较，提供数据信号到所述电流检测电路的输出端。

【技术特征摘要】
2015.10.07 US 14/877,6961.一种系统，其用于在补偿由工艺、电压源、温度或其组合引起的电路组件中的变化的同时，在集成电路(IC)芯片中提供电流检测，其特征在于，所述系统包括：所述IC芯片包括：包括电力电路路径的电力开关电路，所述电力电路路径包括第一晶体管，所述第一晶体管连接到：电源，通过具有第一电阻值的第一导电迹线，以及负载，通过具有第二电阻值的第二导电迹线；以及电流检测电路，其被配置成补偿所述电力开关电路中的所述变化，所述电流检测电路包括：电流源电路，被配置成匹配所述电力电路路径中的工艺、电压源和温度变化的感测电路路径，所述感测电路路径包括第二晶体管，所述第二晶体管通过具有第三电阻值的第三导电迹线连接到所述电源，并且通过具有第四电阻值的第四导电迹线连接到所述电流源电路，以及比较器电路，其被配置成比较横跨所述电力电路路径的电压降与横跨所述感测电路路径的电压降，并且响应于所述比较，提供数据信号到所述电流检测电路的输出端。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三和第四电阻值分别不同于所述第一和第二电阻值。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第三和第四导电迹线分别比所述第一和第二导电迹线更细。4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一晶体管具有小于所述第二晶体管的导通电阻的导通电阻。5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，偏置电压连接到所述第一和第二晶体管两者的栅极。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述数据信号指示通过所述电力电路路径的电流超过阈值电流电平。7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电流检测电路被配置成响应于输入信号，调节所述阈值电流电平。8.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述电流检测电路被配置成响应于输入信号，通过改变从所述电流源电路获得的电流量来调节所述阈值电流电平。9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述第一晶体管配置有第一导通电阻值，并且所述第二晶体管配置有第二导通电阻值，并且其中所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘晓群，赛马克·德尔沙特伯，
申请(专利权)人：恩智浦有限公司，
类型：发明
国别省市：荷兰,NL