專利名稱：具有改進電流感應(yīng)的dc-dc變換器及相關(guān)方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電感電流的精確測量，尤其用于控制電壓調(diào)節(jié)電路及相關(guān)功率電路中的開關(guān)。
背景技術(shù)：
需要精確地測量負載電流以便于實現(xiàn)包括電流電機、DC-DC變換器電路以及電壓調(diào)節(jié)電路的各種設(shè)備的控制。一種眾所周知的用于通過流入DC-DC變換器的電感電流測量負載電流的電路100在圖1(a)中示出。電路100中引腳與々·￡+之間垂直虛線右側(cè)的部分通常在IC芯片的內(nèi)部，而通常在IC芯片外部的包括含有電感器L 110與Cfiuek (輸出電容器)的低通濾波器的部分在與之間虛線的左側(cè)。具有電感L且具有DC 電阻DCR的外部電感器L 110與Cfiuek構(gòu)成低通濾波網(wǎng)絡(luò)的一部分，該Cfiuek將由脈沖寬度調(diào)制器(PWM，未示出)所提供的應(yīng)用脈沖寬度調(diào)制的輸入信號轉(zhuǎn)換成負載Rmad上的穩(wěn)態(tài)電壓輸出VOTT。L 110上電壓降的一部分是由其示為DCR的DC電阻引起的。與電容器串聯(lián)的電阻Rind與電容器Cind被示為置于電感器110上，從而Rind/Cind提供與L/DCR的時間常數(shù)緊密匹配的時間常數(shù)。Cind上的跨電壓，在圖1(a)中示為Vind,匹配DCR上的電壓降，并因而作為電感電流Iind的有效指示。運算放大器Al置于電路100中，以驅(qū)動Nmos晶體管Ql的柵極，晶體管 Ql的源極在引腳I Isavffi+處連接回Al的反相輸入端。感應(yīng)電阻Kense 120置于引腳/5趴5￡+與
V0UT之間。連接于引腳Zsavffi-的Al的同相輸入連接到Rind與Cind之間的結(jié)點。在此配置中， Al的高增益將引腳Zssrar的電壓驅(qū)動到實質(zhì)上等于引腳75￡7^-的電壓，從而電容器Cind上等于Vind的電壓將置于Kense上。然后Ql將傳輸?shù)扔赩indAsense、或Iind*DCR/Rsense的電流。此電流Isense可在Ql的漏極得到，且接著Iot可進行處理并用于過電流脫扣或用于設(shè)置經(jīng)調(diào)整輸出阻抗。盡管Ql在圖1中被示為Nmos晶體管，但在可選實施例中也可是其漏極電流組合來形成雙向電流感應(yīng)的Nmos與Pmos的組合。也可只以是偏置電流在&趴增加并在Itm減少回原值以允許雙向電流感應(yīng)的Nmos或Pmos。Rsense電阻與、Mffi-引腳也可在同步整流器FET上連接。在此情況下，F(xiàn)ET的1 此 可以是替代電感器DCR的電流感應(yīng)元件。通過在PWM驅(qū)動同步整流器時采樣下MOSFET rDS(0N) 上的電壓的負載電流感應(yīng)在圖1 (b)所示的電路140中示出。PWM 150驅(qū)動柵極驅(qū)動器152，該柵極驅(qū)動器152驅(qū)動上下(同步整流器)兩個輪流驅(qū)動電感器160的Nmos 156和157。 放大器Al是通過將ISEN-輸出連接到MOSFET 157的源極的接地基準。當FET 156導通時， 電感電流込從Vin流經(jīng)156，且當下FET 157導通時，則從接地端流出。電感電流(I)因此使FET 157上的壓降等于RDsw與電感電流的乘積，該電感電流與感應(yīng)電阻170的阻值乘以被感應(yīng)電流(Isen)相關(guān)。具體地，進入Isen+引腳的結(jié)果電流與溝道電流l·成比例。然后Isen 電流在充分置位時間之后被采樣并保持，如本技術(shù)領(lǐng)域中所公知的。采樣電流可用于包括溝道電流平衡、負載線路調(diào)整、以及過電流保護的應(yīng)用中。電路100與140中的I^sense被設(shè)置成在芯片外是因為I^sense需要是可調(diào)的，從而獲得用于電路100的期望1_值以用于DCR與Iind的不同組合。例如，如果Ι。υτ與集成電路 (IC)內(nèi)部的固定電流值相比較以產(chǎn)生過電流脫扣，且電感器DCR與所期望Iind電流脫扣點通過系統(tǒng)約束來設(shè)置，則I^sense值必須被調(diào)整以在期望Iind上獲得期望IOTT。因為需要可調(diào)性的緣故，所以I^sense通常如圖1所示設(shè)置在IC的外部。I^sense通常設(shè)置在IC外部的第二個原因是大多數(shù)集成電路工藝不支持精確及穩(wěn)定的內(nèi)部電阻器。使用外部Rsense的一個問題是Isense+引腳對如圖1 (a)與1 (b)中所示的噪聲干擾的敏感度，該噪聲干擾是通過寄生電容器130耦合的噪聲。再次參考圖1 (a)，電容耦合到引腳 Isense+的噪聲電流顯現(xiàn)為包括圖1所示噪聲分量的Ql的漏極電流，為IQUT+N。ise。已知此噪聲耦合會對性能產(chǎn)生不利影響，且已要求非常精細的印刷電路板布線來最小化引腳Isense+上的電容耦合。通常嘗試將Isense+設(shè)成旁路是不可行的，因為這會在放大器Al的反饋處置入一極點，從而可能使Al不穩(wěn)定。因而，需要經(jīng)改進的開關(guān)調(diào)節(jié)電路，特別是可用于在開關(guān)調(diào)節(jié)電路、電機控制電路等中精確測量負載電流的電流測量電路，它們不需要在具有附加噪聲敏感度的Al的反相輸入端上具有外部精確的&ENSE。

發(fā)明內(nèi)容
DC-DC變換器包括包括有誤差放大器和輸入端連接到誤差放大器輸出端的脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的芯片；由與該變換器的輸出結(jié)點(Vom)串聯(lián)的所述PWM驅(qū)動的電感器， 其中負載電流流過電感器。Vott通過包括反饋電阻(RFB)的網(wǎng)絡(luò)反饋到誤差放大器的反相輸入端。用于感應(yīng)負載電流的電路包括第一運算放大器；芯片上具有電阻I^sense的耦合到第一放大器的反相輸入端的感應(yīng)電阻；其中相關(guān)于負載電流的感應(yīng)電流流過感應(yīng)電阻，相關(guān)電流源提供輸出電流以供應(yīng)感應(yīng)電流?；鶞孰娮柙O(shè)置于芯片上并具有是I^sense固定倍數(shù)的電阻！？—㈣。設(shè)定電阻設(shè)置成具有電阻&ΕΤ。跟蹤電路將基準電阻上的電壓設(shè)置成等于設(shè)定電阻上的電壓。功能塊被耦合以便接收通過設(shè)定電阻的電流與通過基準電阻的電流來獲得它們的比值。電流乘法器被設(shè)置成其中功能塊的輸出被連接到該電流乘法器。電流乘法器提供與負載電流除以成比例的測量電流。本發(fā)明可利用各種用于感應(yīng)負載電流的電路配置。在一實施例中，使用電感器DCR 感應(yīng)，其中變換器還包括與跨越電感器放置的電容器串聯(lián)的電阻，該電阻具有設(shè)計成與電感器的時間常數(shù)相匹配的時間常數(shù)、及其相關(guān)聯(lián)的DC電阻(DCR)。在另一實施例中，使用 MOSFET rDS_感應(yīng)，其中變換器還包括連接于PWM的輸出與電感器之間的同步整流器。感應(yīng)電阻和所述基準電阻最好是由相同材料制成的。在一實施例中，變換器包括電流反射鏡，它具有連接到誤差放大器反相端的輸出端、及用于感應(yīng)測量電流的輸入端，所述電流反射鏡將所述測量電流轉(zhuǎn)換成源電流以流過RFB，以隨著測量電流的增大提高所述誤差放大器的反相輸入端的電勢來控制輸出阻抗。在另一實施例中，變換器還包括將測量電流與固定基準電流作比較、并產(chǎn)生及施加一重置信號到PWM以防止PWM進入過電流狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。在該實施例中，用于比較的結(jié)構(gòu)可包括變換器，該變換器的輸出端耦合到變換器的重置引腳，其中如果測量電流大于基準電流，則PWM將禁用。DC-DC變換器中電流感應(yīng)的方法包括以下步驟提供DC-DC變換器芯片，它包括耦合到驅(qū)動電感器的脈沖寬度調(diào)制器(PWM)的誤差放大器，該電感器與適于通過負載接地的變換器的輸出節(jié)點(Vott)串聯(lián)，其中負載電流流過所述電感器。Vott經(jīng)由包括反饋電阻 (RFB)的網(wǎng)絡(luò)反饋回誤差放大器的反相輸入端。用于感應(yīng)負載電流的包括感應(yīng)電阻的電路在芯片上，該感應(yīng)電阻具有用于產(chǎn)生相關(guān)于負載電流的感應(yīng)電流的電阻值(Rsense)。相關(guān)電流源提供輸出電流(Iot)以提供感應(yīng)電流?；鶞孰娮柙O(shè)置在芯片上并具有是I^sense固定倍數(shù)的電阻R_ra。設(shè)置有具有電阻的設(shè)定電阻，還設(shè)置有用于將基準電阻上的電壓設(shè)置成等于設(shè)定電阻上的電壓的跟蹤電路。流經(jīng)設(shè)定電阻的電流與流經(jīng)基準電阻的電流的比值被確定。然后與所述I^sense的實際值無關(guān)的測量電流使用該比值來確定，該測量電流與負載電流除以成比例。用于感應(yīng)所述負載電流的電路可實現(xiàn)電感器DCR感應(yīng)。在另一實施例中，用于感應(yīng)所述負載電流的電路實現(xiàn)MOSFET rDS(0N)感應(yīng)。該方法還可包括利用測量電流以提供固定輸出阻抗的步驟。在該實施例中，該利用步驟可包括將測量電流(通常是吸收電流)變換成源電流，并使源電流流過反饋電阻以便隨著電感電流的增加而增大反相輸入端上相對于Vott的電壓。在本發(fā)明另一實施例中，該方法還包括以下步驟如果負載電流增大到超出預定量，則利用測量電流關(guān)閉PWM以避免PWM進入過電流狀態(tài)。在該實施例中，該利用步驟可包括將測量電流與預定基準電流作比較，并且如果測量電流大于基準電流，則切斷到所述 PWM的電源。在一實施例中，測量電流與基準電流都被設(shè)置成輸入反相器，該反相器的輸出端耦合到調(diào)節(jié)器的重置引腳，其中如果測量電流大于基準電流，則PWM禁用。


通過參閱以下詳細說明書以及附圖，本發(fā)明以及其特征和優(yōu)點的全面理解可得到實現(xiàn)，其中圖1(a)是DC-DC變換器中實現(xiàn)電感器DCR感應(yīng)的已知負載電流感應(yīng)的示意圖。圖1 (b)是在PWM驅(qū)動同步整流器時，DC-DC變換器中實現(xiàn)感應(yīng)的負載電流感應(yīng)的已知電路的示意圖。圖2示出根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有用于測量DC-DC變換器中的電感電流的內(nèi)部感應(yīng)電阻的電路。圖3示出包括使用根據(jù)本發(fā)明另一實施例的電感器DCR感應(yīng)來測量負載電流、以控制變換器的輸出阻抗的電路的示例性DC-DC變換器的示意圖。圖4示出包括再次使用根據(jù)本發(fā)明又一實施例的電感器DCR感應(yīng)來測量負載電流、用過電流脫扣動作保護變換器的PWM電源的電路的示例性DC-DC變換器的示意圖。
具體實施例方式根據(jù)本發(fā)明一實施例的具有在實現(xiàn)電感器DCR感應(yīng)的DC-DC變換器、或其它開關(guān)調(diào)節(jié)電路中用于負載電流感應(yīng)的內(nèi)部感應(yīng)電阻的電路在圖2中示出。電路200包括與圖 1 (a)所示電路100中相同的電路元件，但添加了包括基準與跟蹤電路的附加電路250 (在虛線內(nèi)示出)，該基準與跟蹤電路使流經(jīng)電感器110的電感電流能無關(guān)于I^sense 120的實際值測量。與電路100—樣，電路200包括通常在IC內(nèi)部的部分與通常在IC外部的部分(電感器L 110和Cfmek通常在IC外部)。然而，與圖1所示電路100不同的是，Rsense在IC內(nèi)部。電路200包括在Iott路徑上的電流乘法器215，以便形成是Iott倍數(shù)、等于M*IOTT的輸出電流IQUT2。電路200在IC內(nèi)部設(shè)置第二電阻Rkefekence 220。Reefeeence 220由于在芯片上置于I^sense 120的附近、并由與I^sense 120相同的導電材料制成，所以可被制造成具有精確控制與Kense的電阻比值K。S卩，Reefeeence = K*Rsense。K可獨立于工藝改變或溫度改變得到，且可以是任意大于或小于1的方便值。電路200還包括外部電阻235。Rset 235高電勢側(cè)的電壓被示為耦合到V。。，且235的低電勢側(cè)被驅(qū)動成任意基準電壓。如圖2所示， 235低電勢側(cè)的任意基準電壓通過包括電壓源Vl的示例性電路來設(shè)置，該電壓源Vl耦合到 Pmos源跟隨器Q2。如本領(lǐng)域技術(shù)人員所共知的，MOS晶體管的源極與漏極可在晶體管工作期間互換角色。因此，在本文及權(quán)利要求中用于標識MOS晶體管的載流電極的術(shù)語“源極”與“漏極” 并非旨在相對于在電路工作的特定時間內(nèi)是充當源極還是漏極來限制載流電極所執(zhí)行的功能。運算放大器A2 250與Pmos Q3 255連接在一起以驅(qū)動Rkefekence 220的低電勢端， 從而Rkefekence 220實質(zhì)上具有與Ket 2；35相同的電壓。R e 220可由其它諸如NPN/PNP 混合跟隨器的電路驅(qū)動，但在特定應(yīng)用中，系統(tǒng)精度要求可能會排除此方法。來自Rkefekeice 220的電流與來自235的電流被饋送到功能塊Fl沈0。Fl通過眾所周知的模擬或數(shù)字電路可擴大一乘法器倍數(shù)Μ,該倍數(shù)M等于通過的電流與通過R e的電流的比率。 因為通過其上具有相同電勢的電阻的電流與各個電阻值成反比，所以M等于R_ra/RSET。
因為 Preference 等于 iv ‘ ivsense'
所以M =
iv _ ivsense/ ivset °如上所述對于圖1所示電路100，輸出電流Iqut等于Iind*DCR/RSENSE。IOUT2 = Μ*IOUT =M*IIND*DCR/%臓。用 K*R
sense /Rset替代M，則Iout2 = K*DCR/Rset (1)重要的是，方程式(1)中沒有項，且Iott2只取決于外部電路元件(L與，以及L的DC電阻(DCR))的值。因此，不要求Rsense是精確的。Rsense 120只需要相對Reefeeence 有固定比值(K)，該固定比值易于通過電路設(shè)計來設(shè)置。因為電阻成比例，所以在用
與Rkefekem的導電材料的電阻率中工藝(或溫度)的改變不會影響由電路200提供的電流測量的精度。Pmos 跟隨器與 Q3)被示為驅(qū)動 I^sense 235 與 Rkefekeice 220，且 I^sense 與 Rkefekence 被示為端接正電源VCC。盡管示出的是Pmos跟隨器，但是驅(qū)動器也可選擇為NMOS或任一極性的雙極性晶體管，且端接可是接地或其它電源。如果體現(xiàn)為NMOS驅(qū)動晶體管，則驅(qū)動Q2柵極的電壓基準Vl將適當?shù)剞D(zhuǎn)換極性與端接。盡管未在圖2中示出，但是Rkefekence 220可通過基準電壓Vl與跟隨器來驅(qū)動，且可由Α2與Q3有效地驅(qū)動。這通常是低于所期望的，因為的寄生電容會在Α2250的
反饋中產(chǎn)生一個極點，這可導致Α2不穩(wěn)定。電路200可用于提供經(jīng)改進的獲益于精確測量的電感電流的開關(guān)調(diào)節(jié)電路，諸如 DC-DC變換器、電機控制電路等。圖3和圖4示出了感應(yīng)電流Iott2相對于脈沖寬度調(diào)制的DC-DC變換器的示例性使用。圖3說明了控制變換器的輸出阻抗，而圖4示出使用過電流脫扣動作保護PWM電源。然而，注意，本發(fā)明并不限于脈沖寬度調(diào)制的DC-DC變換器，因為它可應(yīng)用到其它相關(guān)設(shè)備。 此外，如上所述，不同于基于電感器DCR感應(yīng)的電路的負載電流感應(yīng)電路可應(yīng)用于本發(fā)明。 例如，圖1(b)所示實現(xiàn)MOSFET rDS(0N)電流感應(yīng)的裝置可替換使用，其中感應(yīng)連接O畫E-與1證+)連接到下FET(接地)的源極及其漏極。其它適當?shù)呢撦d電流感應(yīng)電路也可用于本發(fā)明?，F(xiàn)在參照圖3，示出示例性PWM DC-DC變換器300的示意圖，該變換器300包括用于根據(jù)本發(fā)明測量跨越電感器110的引腳。與+的電感電流的電路310，該電容器 CF與電感器110 —起形成用于負載RL的低通濾波器。變換器300包括誤差放大器350，該誤差放大器350將所施加的基準電壓Vkef與經(jīng)調(diào)節(jié)輸出電壓Vot作比較。Vott經(jīng)過電阻RFB 反饋到放大器350的反相輸入端，節(jié)點FB。其它耦合在誤差放大器350的輸出節(jié)點COMP 與節(jié)點FB之間的補償元件RCl與CCl是為了提供適當?shù)南到y(tǒng)響應(yīng)。節(jié)點COMP驅(qū)動脈沖寬度調(diào)制器PWM 360，該脈沖寬度調(diào)制器PWM 360設(shè)置其COMP電壓輸入與負載周期輸出之間的一些關(guān)系。向PWM 360的輸入端提供時鐘信號(例如鋸齒波)的常規(guī)振蕩器未被示出。 PWM輸出信號PWMqut通過電感器LF 110與電容器CF低通過濾變成輸出電壓VQUT。DC-DC變換器的典型要求是調(diào)節(jié)器具有指定輸出阻抗。即Vot必須相對于增加的負載電流Iuwd以固定比值降低以便提供固定的指定輸出阻抗。用于測量電感電流的電路310被用在圖3所示的變換器300中，以感應(yīng)通過LF 110的電流，該通過LF 110的電流平均而言與上述通過負載RL的電流是基本相同的電流。 用于測量電流的電路310可體現(xiàn)為電路200，該電路200包括跨越LF 110的Rind與CIND、芯片上Vot與^hctT引腳之間的&ENSE、以及所示與電路200中示出的—起添加到引腳Isarar 與右側(cè)的其它示例性電路。由用于測量電感電流的電路310產(chǎn)生的電流Iqut2被施加，并使用了電流反射鏡而具有適當?shù)臉O性。電流反射鏡330的輸出是表示為Iot2的源電流，它流經(jīng)RFB，從而隨著 Iload的增加而相對于Vqut增加結(jié)點FB上的電壓。然后誤差放大器350降低Vqut的電壓，從而結(jié)點FB保持等于Vkef，因而提供所期望的固定輸出阻抗。圖4示出了用于根據(jù)本發(fā)明的電感電流感應(yīng)電路的第二示例性應(yīng)用。圖4示出了示例性PWM DC-DC變換器400的示意圖，該PWM DC-DC變換器400包括根據(jù)本發(fā)明的電路 310，該電路310用于測量電感電流，用來以過電流脫扣動作保護PWM電源。如相對于圖3 所述，用于測量電流的電路310可體現(xiàn)為圖2所示的示例性測量電路。在工作時，如果負載電流Ium增大到超過預定電流水平，則根據(jù)本發(fā)明的用于測量電感電流的電路310會切斷PWM 360的電源。在一實施例中，反相器435被耦合到PWM360的重置引腳。Iott2與所提供的固定參考電流Ikef作比較。對于正常操作要求重置引腳為高的變換器而言，如果Iot2大于Ikef，則反相器435的輸入將被拉低，這將導致反相器變高并發(fā)送重置信號到PWM 360使PWM 360被禁用，因而防止PWM360進入過電流狀態(tài)。該發(fā)明提供了一些顯著優(yōu)點。一個優(yōu)點就是I^sense在芯片上，從而導致Al的反相輸入是個內(nèi)部結(jié)點，且因此屏蔽噪聲的電容耦合。電路200中的與結(jié)點都是低阻抗的，所以更不易于受到噪聲干擾。另一個優(yōu)點就是來自外部電阻的輸入可以是DC 或低頻率，因為它不會影響從Isense到Iot2的路徑的帶寬。因此可被設(shè)成旁路(旁路電容器未示出)以防止噪聲干擾。還有一個優(yōu)點就是可被用來控制Isense到I·的一些通道。這與對每個通道使用獨立外部相比可節(jié)省元件。另一個優(yōu)點就是熱敏電阻器可用來隨溫度更改值， 并將1_的增益調(diào)整到與電感器DCR的導熱系數(shù)相匹配。正溫度系數(shù)熱敏電阻器(PTC)或 PTC-電阻網(wǎng)絡(luò)可用來替換&ET。PTC或PTC-電阻網(wǎng)絡(luò)可選擇為具有與電感器的DCR相同的溫度系數(shù)，且將被放置成便于熱跟蹤電感器。隨著電感器溫度的增加及因此其DCR值的增加，給定感應(yīng)電流與實際電感電流的恒定比值，PTC或PTC-電阻器網(wǎng)絡(luò)的類似的電阻值增加將降低感應(yīng)電路的放大增益。熱敏電阻在IC附近設(shè)成旁路以防止噪聲干擾。可以理解的是，盡管結(jié)合了本發(fā)明的優(yōu)選特定實施例描述了本發(fā)明，但前面的描述以及后面的示例都旨在說明而非限制本發(fā)明的范圍。本發(fā)明范圍內(nèi)的其它方面、優(yōu)點、以及更改對于本發(fā)明所屬領(lǐng)域技術(shù)人員是顯而易見的。
權(quán)利要求
1.一種具有多個信道的功率變換器，所述功率變換器包括 設(shè)定電阻，其電阻值為Rsrt ；以及對于所述多個信道的每個信道誤差放大器，被配置成將基準電壓與經(jīng)調(diào)節(jié)輸出電壓作比較； 脈沖寬度調(diào)制器，耦合到所述誤差放大器且被配置成基于所述誤差放大器中的比較來更改所述經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓；以及電流感應(yīng)元件，耦合至所述脈沖寬度調(diào)制器并被配置成感應(yīng)第一電流； 感應(yīng)電阻，其電阻值為I smse，所述感應(yīng)電阻被耦合到所述電流感應(yīng)元件以使所述第一感應(yīng)電流流過所述感應(yīng)電阻；基準電阻，具有是IUse的固定倍數(shù)的電阻值；以及耦合到所述設(shè)定電阻、所述基準電阻和所述感應(yīng)電阻的電路，所述電路被配置成產(chǎn)生輸出電流，所述輸出電流的值與Rsrt和Rsense與RMfCTen。e的固定比值成比例，其中所述電路耦合至所述誤差放大器以向所述誤差放大器提供所述輸出電流。
2.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，每個相應(yīng)信道的所述電流感應(yīng)元件實現(xiàn)電感器直流電阻(DCR)感應(yīng)。
3.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，對于所述多個信道的每個信道，所述電路包括跟蹤電路，所述跟蹤電路被配置成驅(qū)動所述基準電阻以使所述基準電阻上的電壓基本上等于所述設(shè)定電阻上的電壓。
4.如權(quán)利要求3所述的功率變換器，其特征在于，對于所述多個信道的每個信道，所述電路被配置成確定通過Rset的電流與通過RrefCTm。e的電流的比值，并組合通過Rset的電流與通過艮―ε的電流的比值和第一測量電流以產(chǎn)生所述輸出電流。
5.如權(quán)利要求3所述的功率變換器，其特征在于，所述跟蹤電路包括 源跟隨器，耦合至所述基準電阻的低電勢端；以及運算放大器，具有耦合至所述源跟隨器的柵極的輸出端。
6.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，所述設(shè)定電阻包括多個包含一個或多個熱敏電阻的電阻。
7.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，所述基準電阻和所述感應(yīng)電阻由相同類型的材料構(gòu)成。
8.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，還包括耦合至所述脈沖寬度調(diào)制器的重置引腳的反相器，其中如果所述輸出電流大于基準電流，則所述反相器向所述脈沖寬度調(diào)制器發(fā)送重置信號。
9.如權(quán)利要求1所述的功率變換器，其特征在于，對于所述多個信道的每個信道，還包括耦合在所述集成電路的輸出端和所述誤差放大器的輸入端之間的電流鏡，其中所述電流鏡基于所述輸出電流增加所述誤差放大器的輸入端的電壓以使所述功率變換器提供固定的輸出阻抗。
10.一種用于測量多個信道的每個信道中的負載電流的設(shè)備，所述設(shè)備包括 設(shè)定電阻，其電阻值為Rsrt ；以及耦合至所述設(shè)定電阻的集成電路；其中對于所述多個信道的每個信道，所述集成電路包括感應(yīng)電阻，其電阻值為Rsmse,所述感應(yīng)電阻被耦合至相應(yīng)的電流感應(yīng)元件以使來自所述電流感應(yīng)元件的相應(yīng)的第一感應(yīng)電流流過所述感應(yīng)電阻；基準電阻，具有是IUse的固定倍數(shù)的電阻值；以及耦合至所述設(shè)定電阻、所述基準電阻和所述感應(yīng)電阻的電路，所述電路被配置成產(chǎn)生輸出電流，所述輸出電流的值與I^t和Rsmse與RMfCTm。e的固定比值成比例。
11.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，對于所述多個信道的每個信道，所述感應(yīng)電阻耦合至實現(xiàn)電感器直流電阻(DCR)感應(yīng)的電流感應(yīng)元件。
12.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，對于所述多個信道的每個信道，所述集成電路中的所述電路包括跟蹤電路，所述跟蹤電路被配置成驅(qū)動所述基準電阻以使所述基準電阻上的電壓基本上等于所述設(shè)定電阻上的電壓。
13.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，所述跟蹤電路包括源跟隨器，耦合至所述基準電阻的低電勢端；以及運算放大器，具有耦合至所述源跟隨器的柵極的輸出端。
14.如權(quán)利要求12所述的設(shè)備，其特征在于，對于所述多個信道的每個信道，所述集成電路中的電路被配置成確定通過Rset的電流與通過RMfCTm。e的電流的比值，并組合通過Rsrt 的電流與通過艮―ε的電流的比值和第一測量電流以產(chǎn)生所述輸出電流。
15.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述設(shè)定電阻包括多個包含一個或多個熱敏電阻的電阻。
16.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，所述基準電阻和所述感應(yīng)電阻由相同類型的材料構(gòu)成。
17.如權(quán)利要求10所述的設(shè)備，其特征在于，對于所述多個信道的每個信道，所述感應(yīng)電阻耦合至實現(xiàn)金屬氧化物半導體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)RDS(on)感應(yīng)的電流感應(yīng)元件。
18.一種用于測量多個信道的每個信道中的負載電流的方法，所述方法包括為所述多個信道的每個信道接收相應(yīng)感應(yīng)電流；將收到的感應(yīng)電流通過相應(yīng)的具有第一電阻值的第一電阻；基于所述第一電阻值生成指示來自所述相應(yīng)感應(yīng)電流的負載電流的相應(yīng)第一測量電流；設(shè)定相應(yīng)第二電阻上的電壓基本等于第三電阻上的電壓，所述第三電阻具有第三電阻值，其中所述多個信道的每個信道使用相同的第三電阻；確定流過所述相應(yīng)第二電阻的電流與流過所述第三電阻的電流的比值，其中每個相應(yīng)第二電阻具有為所述相應(yīng)第一電阻固定倍數(shù)的第二電阻值；組合所述相應(yīng)第一測量電流和所確定的比值以生成指示所述負載電流的相應(yīng)第二測量電流，所述相應(yīng)第二測量電流獨立于所述相應(yīng)第一電阻值；以及輸出所述相應(yīng)第二測量電流。
19.如權(quán)利要求18所述的方法，其特征在于，還包括修改所述相應(yīng)第二電阻值以調(diào)節(jié)所述相應(yīng)第二測量電流的增益。
全文摘要
一種功率變換器包括具有電阻值RSET的設(shè)定電阻。該功率變換器的多個信道的每一個包括配置成將基準電壓與經(jīng)調(diào)節(jié)輸出電壓作比較的誤差放大器；配置成更改經(jīng)調(diào)節(jié)的輸出電壓的脈沖寬度調(diào)制器；配置成感應(yīng)第一電流的電流感應(yīng)元件；具有電阻值為Rsense的感應(yīng)電阻，該感應(yīng)電阻耦合到電流感應(yīng)元件以使第一感應(yīng)電流流過感應(yīng)電阻；具有是Rsense的固定倍數(shù)的電阻值Rreference的基準電阻；以及耦合到設(shè)定電阻、基準電阻和感應(yīng)電阻的電路，該電路被配置成產(chǎn)生輸出電流，該輸出電流的值與Rset和Rsense與Rreference的固定比值成比例，其中該電路向誤差放大器提供該輸出電流。
文檔編號H02M3/157GK102299627SQ20111012875
公開日2011年12月28日 申請日期2006年10月23日 優(yōu)先權(quán)日2006年5月24日
發(fā)明者R·H·艾沙姆 申請人:英特賽爾美國股份有限公司