多相DC-DC开关转换器电路、对应电源管理集成电路和显示设备制造技术

本申请涉及多相DC

【技术实现步骤摘要】
多相DC
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DC开关转换器电路、对应电源管理集成电路和显示设备
[0001]相关申请的交叉引用
[0002]本申请要求于2022年5月2日提交的意大利专利申请No.102022000008768的优先权，其内容在法律允许的最大范围内通过引用整体并入本文。


[0003]本说明书涉及用于感测(例如，测量)在由多相功率转换器提供的电负载中流动的电流的电路和方法。例如，本文中的一个或多个实施例可以应用于功率转换器集成电路，该功率转换器集成电路用于显示设备，特别是基于主动矩阵有机发光二极管(AMOLED)技术的显示设备。

技术介绍

[0004]在很多功率转换器应用中，感测负载电流和电感器电流是一个期望特征。例如，知道负载电流的值促进功率转换器的稳定和高效操作。此外，关于负载电流的幅度的信息可以用于根据操作条件适当地调节(一个或多个)转换器开关的大小，从而改善轻负载条件下的转换器效率曲线。
[0005]低硅面积、低功耗、高准确性和/或精度、使用灵活性(例如，被调谐的可能性)和/或感测低负载电流的能力也是功率转换器的期望特征。
[0006]因此，本领域需要提供具有负载电流感测能力的改进的功率转换器，其目的在于提供这样的期望特征中的一个或多个特征。

技术实现思路

[0007]一个或多个实施例的目的是有助于提供这样的改进的功率转换器。
[0008]根据一个或多个实施例，这样的目的可以通过具有本文中所述的特征的多相DC
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DC开关转换器电路来实现。
[0009]一个或多个实施例可以涉及对应电源管理集成电路。
[0010]一个或多个实施例可以涉及对应显示设备。
[0011]在一个或多个实施例中，一种多相DC
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DC开关转换器电路(例如，降压升压转换器)包括第一DC
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DC转换器装置和第二DC
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DC转换器装置。第一DC
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DC转换器装置包括具有第一开关节点和第一转换器输出节点的第一开关级，第一开关级包括第一高侧开关和第一低侧开关。第一DC
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DC转换器装置包括被配置为产生指示(例如，与之成比例)流过第一高侧开关和第一低侧开关中的一者的瞬时电流的第一检测电压信号的第一电流感测电路。第一DC
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DC转换器装置包括第一时间平均电路，第一时间平均电路被配置为接收第一检测信号并且根据第一检测信号(例如，通过时间积分)产生指示在相应开关导通间隔期间流过第一高侧开关和第一低侧开关中的该一者的平均电流的第一时间平均信号。第二DC
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DC转换器装置包括具有第二开关节点和第二转换器输出节点的第二开关级，第二开关级包括第二高侧开
关和第二低侧开关。第二DC
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DC转换器装置包括被配置为产生指示(例如，与之成比例)流过第二高侧开关和第二低侧开关中的一者的瞬时电流的第二检测电压信号的第二电流感测电路。第二DC
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DC转换器装置包括第二时间平均电路，第二时间平均电路被配置为接收第二检测信号并且根据第二检测信号(例如，通过时间积分)产生指示在相应开关导通间隔期间流过第二高侧开关和第二低侧开关中的该一者的平均电流的第二时间平均信号。多相DC
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DC开关转换器电路还包括信号求和与重缩放电路装置，该信号求和与重缩放电路装置被配置为：接收第一时间平均信号和第二时间平均信号，对第一时间平均信号和第二时间平均信号求和，以及由指示第一开关节点电耦合到第一转换器输出节点的时间段和第二开关节点电耦合到第二转换器输出节点的时间段的一个或多个因子来重缩放第一时间平均信号和第二时间平均信号，以产生指示多相DC
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DC开关转换器电路的平均输出电流的输出信号。
[0012]因此，一个或多个实施例有助于感测由DC
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DC转换器电路提供的在负载中流动的电流，同时提供转换器电路的轻负载下的低硅面积占用、低静态电流和/或高效率、以及感测低输出电流值的改进的准确性和/或适用性。
[0013]在一个或多个实施例中，一种电源管理集成电路包括被配置为产生用于显示面板的正电源电压的第一(例如，升压)DC
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DC转换器电路，以及根据一个或多个实施例的并且被配置为产生用于显示面板的负电源电压的第二(例如，降压升压)DC
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DC转换器电路。
[0014]在一个或多个实施例中，一种显示设备包括显示面板和根据一个或多个实施例的电源管理集成电路，显示面板包括被布置成矩阵的发光二极管。显示面板的正电源端子耦合到第一DC
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DC转换器电路以接收正电源电压，并且显示面板的负电源端子耦合到第二DC
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DC转换器电路以接收负电源电压。
附图说明
[0015]现在将参考附图以示例方式描述一个或多个实施例，在附图中：
[0016]图1是例示根据本说明书的一个或多个实施例的AMOLED显示设备的电路框图；
[0017]图2是例示单相DC
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DC升压转换器和相关高侧电流感测电路装置的电路框图；
[0018]图3是例示图2中例示的DC
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DC升压转换器中的负载电流的可能的时间演变的时序图；
[0019]图4是例示单相DC
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DC反相(inverting)降压升压转换器和相关高侧电流感测电路装置的电路框图；
[0020]图5是例示图4中例示的单相DC
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DC反相降压升压转换器中的电感器瞬时电流和电感器平均电流的可能的时间演变的时序图；
[0021]图6A和图6B是例示图4中例示的单相DC
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DC反相降压升压转换器中的电感器平均电流、高侧瞬时电流和高侧平均电流的可能的时间演变的时序图；
[0022]图7A和图7B是例示图4中例示的单相DC
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DC反相降压升压转换器中的电感器平均电流、低侧瞬时电流和低侧平均电流的可能的时间演变的时序图；
[0023]图8A、图8B和图8C是例示根据转换器的不同操作模式的图4中例示的单相DC
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DC反相降压升压转换器中的电感器平均电流和电感器瞬时电流的可能的时间演变的时序图；
[0024]图9是例示DC
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DC开关转换器的电路框图；
[0025]图10A和图10B分别是例示在连续导通模式下和不连续导通模式下操作的DC
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DC开
关转换器中的电感器瞬时电流的可能的时间演变的时序图；
[0026]图11是例示根据本说明书的一个或多个实施例的DC
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DC开关转换器中使用的负载电流感测电路的电路图；
[0027]图12是例示升压DC
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DC开关转换器的电路图；
[0028]图13是例示降压升压DC
‑<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电子设备，包括多相DC
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DC开关转换器电路，所述多相DC
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DC开关转换器电路包括：第一DC
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DC转换器装置，包括：第一开关级，具有第一开关节点和第一转换器输出节点，所述第一开关级包括第一高侧开关和第一低侧开关；第一电流感测电路，被配置为产生指示流过所述第一高侧开关和所述第一低侧开关中的一者的瞬时电流的第一检测信号；以及第一时间平均电路，被配置为接收所述第一检测信号并且根据所述第一检测信号产生第一时间平均信号，所述第一时间平均信号指示在相应开关导通间隔期间流过所述第一高侧开关和所述第一低侧开关中的所述一者的平均电流；其中所述第一电流感测电路和所述第一时间平均电路被配置为产生所述第一时间平均信号，所述第一时间平均信号指示在所述相应开关导通间隔期间流过所述第一高侧开关和所述第一低侧开关中的所述一者的所述瞬时电流，以及在所述相应开关导通间隔之外流过所述第一高侧开关和所述第一低侧开关中的所述一者的所述平均电流；第二DC
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DC转换器装置，包括：第二开关级，具有第二开关节点和第二转换器输出节点，所述第二开关级包括第二高侧开关和第二低侧开关；第二电流感测电路，被配置为产生指示流过所述第二高侧开关和所述第二低侧开关中的一者的瞬时电流的第二检测信号；以及第二时间平均电路，被配置为接收所述第二检测信号并且根据所述第二检测信号产生第二时间平均信号，所述第二时间平均信号指示在相应开关导通间隔期间流过所述第二高侧开关和所述第二低侧开关中的所述一者的平均电流；其中所述第二电流感测电路和所述第二时间平均电路被配置为产生所述第二时间平均信号，所述第二时间平均信号指示在所述相应开关导通间隔期间流过所述第二高侧开关和所述第二低侧开关中的所述一者的所述瞬时电流，以及在所述相应开关导通间隔之外流过所述第二高侧开关和所述第二低侧开关中的所述一者的所述平均电流；以及信号求和与重缩放电路装置，包括：电流加法器电路，被配置为产生指示所述第一时间平均信号和所述第二时间平均信号的总和的电压信号；以及重缩放器电路，被配置为以等于(Ta+Tb)/(TSWa+TSWb)的因子重缩放所述电压信号，其中Ta是所述第一开关节点电耦合到所述第一转换器输出节点的时间段，Tb是所述第二开关节点电耦合到所述第二转换器输出节点的时间段，TSWa是所述第一DC
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DC转换器装置的开关周期，并且TSWb是所述第二DC
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DC转换器装置的开关周期，从而产生指示所述多相DC
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DC开关转换器电路的平均输出电流的输出信号。2.根据权利要求1所述的电子设备，其中：所述第一高侧开关布置在所述第一DC
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DC转换器装置的输入节点与所述第一开关节点之间，并且所述第一低侧开关布置在所述第一开关节点与所述第一转换器输出节点之间；以及所述第二高侧开关布置在所述第二DC
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DC转换器装置的输入节点与所述第二开关节点
之间，并且所述第二低侧开关布置在所述第二开关节点与所述第二转换器输出节点之间。3.根据权利要求2所述的电子设备，其中所述第一电流感测电路和所述第二电流感测电路中的每个电流感测电路包括：相应复制高侧开关和相应第一电阻器，所述相应复制高侧开关具有耦合到相应开关节点的第一端子以及耦合到所述相应第一电阻器的第一端子的第二端子，所述相应第一电阻器具有耦合到所述第一输入节点和所述第二输入节点中的相应一者的第二端子，其中指示跨所述相应高侧开关的电压的相应电压信号是在所述相应复制高侧开关和所述相应第一电阻器中间的节点处产生的；相应第二电阻器、相应晶体管和相应第三电阻器，串联耦合在所述第一输入节点和所述第二输入节点中的所述相应一者与接地节点之间，所述相应第二电阻器具有耦合到所述相应输入节点的第一端子以及耦合到所述相应晶体管的源极端子的第二端子，所述相应晶体管具有耦合到所述相应第三电阻器的第一端子的漏极端子，并且所述相应第三电阻器具有耦合到所述接地节点的第二端子；以及相应缓冲器电路，被配置为将指示跨所述相应高侧开关的所述电压的所述相应电压信号传播到所述相应晶体管的控制端子。4.根据权利要求1所述的电子设备，其中：所述第一电流感测电路被配置为产生指示流过所述第一高侧开关的所述瞬时电流的所述第一检测信号；所述第二电流感测电路被配置为产生指示流过所述第二高侧开关的所述瞬时电流的所述第二检测信号；所述第一时间平均电路被配置为产生指示在相应高侧开关导通间隔期间流过所述第一高侧开关的所述平均电流的所述第一时间平均信号；以及所述第二时间平均电路被配置为产生指示在相应高侧开关导通间隔期间流过所述第二高侧开关的所述平均电流的所述第二时间平均信号。5.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述第一时间平均电路和所述第二时间平均电路中的每个时间平均电路包括：串联布置在相应时间平均电路的输入节点与输出节点之间的相应开关和相应电阻器，以及布置在所述相应时间平均电路的所述输出节点与接地节点之间的相应电容器，其中对于所述时间平均电路，所述开关在所述相应开关导通间隔期间被驱动到导通状态。6.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述信号求和与重缩放电路装置包括：第一重缩放器电路，被配置为接收所述第一时间平均信号并且以等于Ta/TSWa的因子重缩放所述第一时间平均信号以产生指示所述第一DC
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DC转换器装置的所述平均输出电流的相应第一输出信号，其中Ta是所述第一开关节点电耦合到所述第一转换器输出节点的时间段，并且TSWa是所述第一DC
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DC转换器装置的开关周期；第二重缩放器电路，被配置为接收所述第二时间平均信号并且以等于Tb/TSWb的因子重缩放所述第二时间平均信号以产生指示所述第二DC
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DC转换器装置的所述平均输出电流的相应第二输出信号，其中Tb是所述第二开关节点电耦合到所述第二转换器输出节点的时间段，并且TSWb是所述第二DC
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DC转换器装置的开关周期；以及加法器电路，被配置为对由所述第一重缩放器电路产生的所述输出信号和由所述第二
重缩放器电路产生的所述输出信号求和，以产生指示所述多相DC
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DC开关转换器电路的所述平均输出电流的所述输出信号，其中所述信号求和与重缩放电路装置优选地包括第一缓冲器电路和第二缓冲器电路，所述第一缓冲器电路布置在所述第一重缩放器电路与所述加法器电路之间，所述第二缓冲器电路布置在所述第二重缩放器电路与所述加法器电路之间。7.根据权利要求6所述的电子设备，其中所述第一重缩放器电路和所述第二重缩放器电路各自包括串联布置在相应重缩放器电路的输入节点与输出节点之间的相应第一开关和相应电阻器、布置在位于所述相应第一开关与所述相应电阻器中间的相应节点与接地节点之间的相应第二开关、以及布置在所述重缩放器电路的相应输出节点与接地节点之间的相应电容器，其中所述相应第一开关在相应开关节点电耦合到相应转换器输出节点的时间段期间被驱动到导通状态，并且所述相应第二开关在相对于所述相应第一开关的互补时间段期间被驱动到导通状态。8.根据权利要求1所述的电子设备，其中所述重缩放器电路包括串联布置在所述重缩放器电路的输入节点与输出节点之间的第一开关和电阻器、布置在所述第一开关与所述电阻器中间的节点与接地节点之间的第二开关，以及布置在所述重缩放器电路的所述输出节点与接地节点之间的电容器，其中所述第一开关在第一开关节点或第二开关节点电耦合到相应转换器输出节点的时间段期间被驱动到导通状态，并且所述第二开关在相对于所述第一开关的互补时间段期间被驱动到导通状态。9.根据权利要求1所述的电子设备，还包括电源管理集成电路，所述电源管理集成电路包括：被配置为产生用于显示面板的正电源电压的第一DC
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DC转换器电路，和被配置为产生用于所述显示面板的负电源电压的包括所述多相DC
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DC开关转换器电路的第二DC
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DC转换器电路。10.根据权利要求9所述的电子设备，还包括：显示面板，包括布置成矩阵的发光二极管，其中所述显示面板的正电源端子耦合到所述第一DC
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DC转换器电路以接收所述正电源电压，并且所述显示面板的负电源端子耦合到所述第二DC
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DC转换器电路以接收所述负电源电压。11.一种电子设备，包括多相DC
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DC开关转换器电路，所述多相DC
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DC开关转换器电路包括：第一DC
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DC转换器装置，包括：第一开关级，具有第一开关节点和第一转换器输出节点，所述第一开关级包括第一高侧开关和第一低侧开关；第一电流感测电路，被配置为...

【专利技术属性】
技术研发人员：S，
申请(专利权)人：意法半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：