向dc－dc轉換器提供連續溫度補償的可編程電流感應電路的制作方法

專利名稱：向dc－dc轉換器提供連續溫度補償的可編程電流感應電路的制作方法
技術領域：
本發明一般涉及電子電路和部件，尤其涉及新穎并改進的電流感應和校正電路，具有對降壓(buck)型DC-DC轉換器的輸出開關MOSFET的溫度變化的可編程的、連續的補償。
背景技術：
集成電路(IC)的電能通常由一個或多個直流(DC)電源提供，諸如降壓型、基于脈寬調制(PWM)、

圖1所示類型的DC-DC轉換器。如這里所示的，控制器10向PWM信號提供給(MOSFET柵極)驅動器20，用于控制耦合了負載的一對電子電源開關裝置的打開和關閉。在所示的DC-DC轉換器中，這些電源開關裝置表述為上(或高側)電源NMOSFET(或NFET)裝置30和下(或低側)電源NFET裝置40，它們的漏極-源極電流通路串聯在一對電源軌道之間(例如，VIN和接地(GND))。
由從驅動器20施加到其柵極上的上柵極開關信號UGATE打開和關閉上NFET裝置30，而由來自驅動器20的下柵極開關信號LGATE打開和關閉下NFET裝置40。上NFET和下NFET之間的共用節點35經由電感器50(它通常包括變壓器繞組)耦合到負載存儲電容器60，該電容器60耦合到基準電壓端(GND)。電感器50和電容器60之間的連接55用作輸出節點，所需(調節的)DC輸出電壓Vout從該輸出節點施加到負載65(示為耦合到GND)。
輸出節點連接55還被反饋到控制器內的誤差放大器電路(未示出)，誤差放大器用于調節與基準電壓源有關的轉換器輸出DC電壓。此外，共用節點35還耦合到控制器10內的電流感應電路15，如必要，控制器響應于該電流感應電路15調整PWM信號，以便保持轉換器的DC輸出在預定的一組參數內。
為此，控制器可以結合美國專利6246200中描述的類型的電流感應電路，該R.Isham等人的公布于2001年6月12日的美國專利的標題為“Synchronous-Rectified DC to DC converter with Improved Current Sensing(采用改進電流感應的同步整流DC到DC轉換器)”轉讓給本申請的受讓人，且在此全文并入以供參考。如這里所描述的，控制器通過電流感應或定標電阻37監控流經下NFET40的源極-漏極電流，該定標電阻互連于節點35和電流感應電路15之間。
電流感應電路用于監控流經定標電阻37的電流ISENSE。該電流是從共用節點35流到電感器50的輸出電流IOUT乘以下NFET40的通態電阻RDS40ON與定標電阻器37的電阻R37之比的乘積，因此與輸出電流IOUT成正比。負載電流IL，即流經電感器50的電流I50基本等于輸出電流IOUT減去流經定標電阻37的電流ISENSE。
由于RDS40ON與R37之比通常相對較小，電流ISENSE將明顯小于輸出電流IOUT，從而輸出電流IOUT和負載電流IL將具有基本類似的量，使得ISENSE表示負載電流。選擇定標電阻37的電阻值以便提供負載電流IL的值和/或下NFET40的通態電阻RDS40ON的值的電流預定值。因此，通過選擇電阻37有效地相對于下NFET40的通態電阻RDS40ON的值來‘定標’諸如電壓降、限流或斷開(trip)和結合入DC/DC轉換器的電流平衡的靈敏性或量。此外，下NFET40的通態電阻RDS40ON上的電壓降(通常是負的)在轉換器內調節而不要負電壓電源。此外，由于下NFET40的通態電阻RDS40ON隨溫度變化，定標電阻37必須選擇為具有一溫度系數，該系數補償NFET40的工作狀態。這可以通過用電阻和正溫度系數熱敏電阻的網絡代替定標電阻37來實現。
如圖2中詳細示出的，控制器的電流感應電路15包括感應放大器200，其第一、非倒相(+)輸入201耦合到控制器的感應-端口11而其第二、倒相(-)輸入202耦合到控制器感應+端口12。感應-端口11耦合到NFET40的接地端，同時感應+端口12經由定標電阻37耦合到共用節點35。感應放大器200的輸出203耦合到NFET210的柵極213，NFET210的漏極-源極通路耦合在感應+端口12和采樣保持電路220的輸入端221之間。采樣保持電路220包括PFET240和250，它們與電容器260和輸入采樣開關電路耦合。
操作中，感應放大器200和NFET210(它用作受控阻抗)用來連續將控制器的感應+端口11驅動向接地電位。這迫使連接到控制器感應+端口11的電流反饋電阻37的末端處于接地電位，而其連接到共用節點35的末端具有負電壓。共用輸出節點35處的負電壓將等于輸出電流IOUT和下NFET40的漏極和源極之間的通態電阻RDS40ON的乘積。
來自采樣保持電路220的電流流入NFET210的漏極并從NFET210的源極流出進入感應+端口11。同樣從相反方向流入感應+端口11的是電流ISENSE，如上所述該電流ISENSE表示負載電流IL。為了將感應+端口11保持在接地電位，感應放大器200將流經NFET210并流入感應+端口11的電流調節成基本等于ISENSE。由于ISENSE表示負載電流IL，所以由感應放大器200控制的經由NFET210流入感應+端口11的電流也表示負載電流IL。
在控制器10內，當NFET210處于其通態(導通)時，采樣控制電路周期性地將采樣控制信號提供給采樣保持電路220。響應于該采樣控制信號，采樣保持電路220采樣流經NFET210的電流，并經由節點236將采樣的值存儲在電容器260上。因此，通過采樣保持電路220獲得的采樣的電流值也表示負載電流IL。該感應電流的采樣值從采樣保持電路的輸出端口223耦合到監控輸出節點55的控制器的誤差放大器電路。
如以上指出的，將共用節點35耦合到控制器的感應+端口11的定標電阻37必須具有補償下NFET40的通態電阻RDS40ON的工作狀態(它隨溫度變化并可以高達常規工作范圍上的百分之40)的溫度系數。結果，通常采用某種形式的復雜且昂貴的反饋網絡來取代電阻37。
發明概述根據本發明，通過新穎且改進的電流感應和校正電路成功解決了上述溫度變化問題，該電路包括可編程的溫度補償電路并被配置成結合入DC-DC轉換器，諸如以上圖1和2中所示類型的降壓型架構。
本發明每個實施例的前端部分包括以上參考圖2描述的感應放大器、NFET和采樣保持部件。除了向采樣保持輸出端提供采樣感應電流，采樣保持電路的輔助輸出還向具有可編程電阻的編程電阻器提供采樣感應電流的拷貝。編程電阻器產生的電壓耦合到各高溫補償(HIGHtc)和低溫補償(LOWtc)輔助感應放大器。
HIGHtc輔助感應放大器的輸出控制HIGHtc NFET，其漏極-源極通路耦合到HIGHtc定標電阻。在LOWtc輔助感應放大器的輸出處LOWtc NFET的源極-漏極通路中HIGHtc定標電阻比LOWtc定標電阻的電阻溫度系數高。HIGHtc NFET的源極-漏極通路耦合到電流鏡像，它將HIGHtc NFET的源極-漏極通路中的電流的拷貝提供給用作電流感應和校正電路的輸出的求和節點。該求和節點組合HIGHtc和LOWtc電流以及感應電流來產生“溫度校正的”輸出電流，它被耦合到控制器的誤差放大電路以取代感應電流。
由于HIGHtc定標電阻的溫度系數大于LOWtc定標電阻的溫度系數，同LOWtc電阻與編程電阻的電阻之比相比，HIGHtc電阻與編程電阻的電阻之比將具有與溫度的更大斜率。結果，隨著溫度的增加，流入輸出節點的HIGHtc電流的貢獻將比流出輸出節點的LOWtc電流的貢獻降低得更快，從而溫度增加時組合的校正電流將降低。對于溫度高于HIGHtc/LOWtc電流相等溫度時，其中在上述電流相等溫度處HIGHtc和LOWtc電阻相等，則校正電流與感應電流之比將小于1.0；對于溫度低于該電流相等溫度時，校正電流與感應電流之比將大于1.0。即，校正電流和感應電流的溫度補償關系是校正電流與感應電流之比沿著所述預定溫度之外的溫度處的確定曲線。應注意，溫度補償量由編程電阻設定。
在第二實施例中，第一實施例被修改成用附加增益級代替電流鏡像，它將復制的HIGHtc電流提供給輸出/求和節點。這提供了對電阻的導熱系數的給定值的更多與溫度的關系。
附圖概述圖1示出常規降壓型、基于脈寬調制(PWM)的DC-DC轉換器；圖2示出用于圖1的DC-DC轉換器的控制器的電流感應電路；圖3示出根據本發明第一實施例的電路感應和可編程溫度補償電路；圖4示出對于圖3的電流感應和可編程溫度補償電路的實施例的程序電阻的大量不同電阻值RPROGRAM，溫度范圍(-20℃到+125℃)上溫度補償電流ICORRECTED與感應電流ISENSE之比之間的關系；圖5示出根據本發明第二實施例的電流感應和可編程溫度補償電路，其中圖3的實施例被修改成結合了附加增益級來代替電流鏡像電路，該電流鏡像電路用于將復制的電流分量IHIGHtc提供給輸出節點。
具體實施例方式
在描述本發明的電流感應電路的大量實施例之前，應注意本發明主要存在于常規DC電源電路和控制部件的結構中，且它們被集成在一起以便實現以上簡述類型的溫度補償的電源架構，其中上述電流感應電路提供對降壓型DC-DC轉換器的輸出開關MOSFET的工作溫度變化的可編程、連續補償。
還應理解，本發明體現于各種其它的實施中，并不應僅限于這里所示出和描述的那些實例。例如，雖然附圖的非限制電流實現示出MOSFET器件的使用，但可以理解，本發明不限于此，且可以由可選的等效電路裝置配置，諸如場效應晶體管。將描述的實施實例僅旨在提供和本發明有關的那些具體情況，從而不以細節模糊揭示內容，這些細節是受益于該描述內容的本技術領域內的熟練技術人員顯而易見的。整個文本和附圖中，相同的數字表示相同的部件。
現在注意圖3，示出了根據本發明的電流感應和校正電路的第一實施例，它包含可編程的溫度補償電路并被配置成結合入上述圖1和2中所示類型的降壓型DC-DC轉換器。圖3的溫度補償電流感應和校正電路的前端部分在虛線300內示出，并包含圖2中示出的感應放大器、NFET和采樣保持部件。這樣，就不再描述這些部件，除非必須說明本發明的架構和操作。
在溫度補償的感應放大器的前端電路300內，采樣保持電路220的采樣值存儲節點224連接到采樣值存儲電容器260，它可開關地(經由開關單元231)耦合到輸入節點221，從而它可以接收和存儲感應電流的采樣值。節點224還耦合到輸出PMOSFET250的柵極，該輸出PMOSFET250將采樣感應電流ISENSE提供給采樣保持輸出端223，且節點224還附加地耦合到輔助輸出PMOSFET227的柵極，該輔助輸出PMOSFET227將采樣感應ISENSE電流的拷貝提供給輔助輸出端228。
輔助輸出端228提供的該ISENSE電流的拷貝耦合到編程電阻310，該電阻接地并具有可編程的電阻rPROGRAM。(理想地，編程電阻310的溫度系數是0或非常接近0)。編程電阻用于改變確定曲線的斜率，諸如圖4所示的，它表示校正的或溫度補償的電流與感應電流ISENSE之比。
節點228處編程電阻310的電壓耦合到第一輔助感應放大器320的第一、非倒相(+)輸入321和第二輔助感應放大器330的第一、非倒相(+)輸入331。第一輔助感應放大器320的第二、倒相(-)輸入322耦合到第一、‘HIGHtc’定標電阻325與NFET340的源極-漏極電流通路之間的節點324。
NFET340的柵極耦合到第一輔助感應放大器320的輸出323。與接地耦合的定標電阻325具有第一預定定標電阻值rHIGHtc，它用于降低預定溫度以上的溫度處合成的、溫度補償的或者校正的輸出電流ICORRECTED與ISENSE電流之比。在本實例中，定標電阻325的電阻的溫度系數高于以下將描述的第二定標電阻335的電阻的溫度系數。
NFET340的源極-漏極通路耦合到電流鏡像PFET350的源極-漏極通路，它基準于VCC電壓軌道(rail)。NFET340由第一輔助感應放大器320控制以產生感應電流ISENSE的第一分數或成比例的形式作為第一溫度補償電流IHIGHtc，它與感應電流ISENSE以及第二溫度補償電流ILOWtc組合以實現溫度補償的輸出電流ICORRECTED，如以下將描述的。
PFET350和PFET360一起耦合于電流鏡像配置中，PFET360的源極-漏極通路基準于VCC電壓軌道并經由輸出節點365耦合到NFET370的源極-漏極通路。結果，電流鏡像PFET360的源極-漏極通路鏡面反射‘高’溫度系數補償電流IHIGHtc(流經定標電阻325和PFET350的源極-漏極通路)并將該電流耦合到輸出節點365。
輸出節點365與采樣保持電路220的輸出端口223共同耦合，其中“校正后”的感應電流ICORRECTED從輸出節點365產生。NFET370的源極-漏極通路耦合到第二‘LOWtc’定標電阻335和NFET370的源極-漏極電流通路之間的節點334。定標電阻335與接地耦合。節點334耦合到第二輔助放大器330的倒相(-)輸入332。如以上指出的，在本實例中，定標電阻335的電阻的溫度系數小于定標電阻325的電阻的溫度系數。
與NFET340類似，NFET370由第二輔助感應放大器330的輸出控制以產生感應電流ISENSE的第二成比例形式作為第二溫度補償電流ILOWtc。在輸出端口365處該第二溫度補償電流與感應電流ISENSE以及第一溫度補償電流IHIGHtc組合以實現溫度校正的輸出電流ICORRECTED。
在操作中，輔助輸出228提供的電流ISENSE的拷貝流經編程電阻310以產生編程電阻上的電壓VrPROGRAM。該電壓施加到每個輔助感應放大器320和330的非倒相(+)輸入上。響應于該電壓，第一輔助放大器320驅動NFET340的柵極，以產生流經定標電阻325的源極-漏極電流IHIGHtc；以類似的方式，第二輔助放大器330驅動NFET370的柵極，以產生流經定標電阻335的源極-漏極電流ILOWtc。
根據編程電阻310(電流ISENSE流經該電阻)的電阻(rPROGRAM)和定標電阻325(電流IHIGHtc流經該電阻)的電阻rHIGHtc之比，經過NFET340的漏極-源極電流IHIGHtc的值與電流ISENSE成比例。即，IHIGHtc＝ISENSE*(rPROGRAM/rHIGHtc)。同樣，根據編程電阻310的電阻(rPROGRAM)和定標電阻335(電流ILOWtc流經該電阻)的電阻rLOWtc之比，經過NFET370的漏極-源極電流ILOWtc的值與電流ISENSE成比例。即，ILOWtc＝ISENSE*(rPROGRAM/rLOWtc)。
對于特定的工作溫度(諸如25℃)，兩個電流IHIGHtc和ILOWtc被設定在相同的值。由于電流鏡像PFET360用于在PFET350的源極-漏極通路中根據NFET340的操作來鏡像溫度補償電流IHIGHtc，輸出節點365被提供了三個電流分量1-來自采樣保持電路220的端口223的感應電流ISENSE；2-由PFET360鏡像的電流IHIGHtc；以及3-由NFET370產生的電流ILOWtc。根據這三個電流分量相對于輸出節點365的電流方向，合成的溫度補償輸出電流ICORRECTED可以定義成ICORRECTED＝ISENSE-ILOWtc+IHIGHtc，或ICORRECTED＝ISENSE*(1-(rPROGRAM/rLOWtc)+(rPROGRAM/rHIGHtc))。
該溫度補償電流ICORRECTED代替感應電流ISENSE耦合到控制器的誤差放大器電路，如上所述。
圖4包含確定曲線的系列，它們描繪了對于編程電阻器310的大量不同電阻值RPROGRAM，且兩個電流IHIGHtc和ILOWtc在上述值25℃處相等的情況下，常規工作溫度范圍(-20℃到+125℃)上溫度補償或校正電流ICORRECTED與感應電流ISENSE的溫度補償關系(即比率)。如這里所示出的，對于兩個電流IHIGHtc和ILOWtc相等的溫度(25℃)，從上述ICORREECTED的等式可以知道，ICORRECTED與ISENSE之比，即ICORRECTED/ISENSE＝1.0。
由于電阻器325的電阻的溫度系數大于電阻器335的電阻的溫度系數，所以電阻器325的電阻與編程電阻器310的電阻之比將比電阻器335的電阻與編程電阻器310的電阻之比更加快速地隨溫度而增加。結果，隨著溫度增加，進入節點365的電流分量IHIGHtc的貢獻將比離開節點365的電流ILOWtc的貢獻更快速地降低，從而合成的電流ICORRECTED將減小。
因此，對于比電流相等(IHIGHtc＝ILOWtc)溫度高的溫度，ICORRECTED/ISENSE將小于1.0，而對于比電流相等(IHIGHtc＝ILOWtc)溫度低的溫度，ICORRECTED/ISENSE將高于1.0，如圖所示。
圖5示出本發明的電流感應電路的第二實施例，其中圖3的第一實施例被修改成結合了附加增益級來代替用于將復制的電流分量IHIGHtc提供給輸出節點的電流鏡像電路。特別是，第一實施例的PFET350和360替換成具有驅動PFET520的第三輔助放大器510的增益級500。放大器510的非倒相(+)輸入512耦合到節點514，它共同連接到基準于VCC的定標電阻530和NFET340。定標電阻530具有電阻rLOWtc2。放大器510的倒相(-)輸入511耦合到節點515，它共同連接到基準于VCC的定標電阻540和PFET520。定標電阻540具有電阻rHIGHtc2。
該修改的架構以與電流鏡像PMOSFET350和360相同的方式工作，但根據溫度改變PMOSFET520的電流輸出。
電阻rHIGHtc2具有比電阻rLOWtc2高的電阻的導熱系數。在某些基準溫度處，諸如電阻rHIGHtc與電阻rLOWtc相等的溫度處，如上所述，電阻rHIGHtc2與電阻rLOWtc2相等。在該溫度處，經過電阻rHIGHtc325和NMOSFET340進入電阻rLOWtc2530的電流由PMOSFET520復制并經由rHIGHtc2540。隨著溫度增加到這點之上，rHIGHtc2/rLOWtc2之比增加，相反地流出PMOSFET520的電流降低。流出PMOSFET520的電流，或者IHIGHtc，變成等于ISENSE*(RPROGRAM/RHIGHtc)*(RLOWtc2/RHIGHtc2)。
如上所述，流出NMOSFET370的電流，或ILOWtc，是ISENSE*(RPROGRAM/RLOWtc)。
校正的電流是ISENSE+IHIGHtc-ILOWtc，或ISENSE(1+RPROGRAM(RLOWtc2/(RHIGHtc*RHIGHtc2)-(1/RLOWtc))。
這提供了與第一實施例相比隨溫度的更高的變化率，即ISENSE(1+RPROGRAM((1/RHIGHtc)-(1/RLOWtc)))。
應注意，可以添加用于熱增益的附加增加的附加增益級，諸如增益級500。
該溫度補償電流ICORRECTED取代感應電流ISENSE耦合到控制器的誤差放大器電路，如上所述。
如從以上描述中可以理解的，通過本發明的電流感應電路成功地解決了DC-DC轉換器的共用端口到控制器感應端口之間之間不能安裝采樣定標電阻以對轉換器中下NFET的通態電阻的溫度響應情況(它可以高達常規工作范圍上的百分之40)提供補償的問題，該電路感應電路提供了對降壓型DC-DC轉換器的輸出開關MOSFET的溫度變化的可編程連續補償。
通過將通過耦合到DC-DC轉換器的共用MOSFET節點的感應電阻器感應的采樣電流的拷貝耦合到與高和低輔助感應放大器耦合的預定編程和定標電阻，其中高和低輔助感應放大器驅動有關的‘高’溫度系數(‘hightc’)和‘低’溫度系數(‘lowtc’)，受控‘hightc’和‘lowtc’電流通路，則作為感應電流和受控‘hightc’以及‘lowtc’電流的組合產生校正的電流。根據這三個電流分量相對于輸出節點的電流方向，合成的溫度補償輸出電流ICORRECTED可以定義成ICORRECTED＝ISENSE-ILOWtc+IHIGHtc，或根據電阻ICORRECTED＝ISENSE*(1-(rPROGRAM/rLOWtc)+(rPROGRAM/rHIGHtc))。
因此，ICORRECTED與ISENSE之比可以寫成ICORRECTED/ISENSE＝1-(rPROGRAM/rLOWtc)+(rPROGRAM/rHIGHtc)。
在第二實施例中，插入附加增益級替代用于將復制的電流分量IHIGHtc提供給輸出節點的電流鏡像電路，從而根據溫度改變PMOSFET的輸出電流。校正電流是ISENSE+IHIGHtc-ILOWtc，或者ISENSE(1+RPROGRAM(RLOWtc2/(RHIGHtc*RHIGHtc2*)-(1/RLOWtc))。
如以上所述，這提供了與第一實施例相比隨溫度的更高的變化率，即ISENSE(1+RPROGRAM((1/RHIGHtc)-(1/RLOWtc)))。
溫度補償電流ICORRECTED耦合到控制器的誤差放大器電路以便跟蹤轉換器的低MOSFET的漏極-源極電阻中的溫度變化。
雖然已示出并描述了根據本發明的幾個實施例，但可以理解，本發明不限于此且其易由本技術領域內熟練的技術人員進行各種變化和修改。因此，本人不希望限于這里所示出和描述的細節，而是覆蓋所有這些變化和修改，如本技術領域內的普通技術人員顯而易見的。
權利要求
1.一種用于產生經調整的直流(DC)輸出電壓的裝置，其特征在于，包括DC-DC轉換器，它耦合到電源電壓并用來產生從所述電源電壓派生出的經調整的輸出電壓，所述DC-DC轉換器具有產生PWM開關信號的脈寬調制發生器，所述PWM開關信號可開關地控制包含耦合在各第一和第二電源端之間的第一和第二電子電源開關裝置的開關電路的操作，其共用節點經由電感器元件耦合到輸出電壓端；以及控制器，用于控制所述PWM發生器的操作，所述控制器包括感應放大器單元，它具有耦合到所述第一電源端的一輸入、一第二輸入和輸出，電流反饋電阻器，電耦合于所述共用節點和所述感應放大器單元的所述第二輸入之間，可變阻抗，耦合到所述感應放大器單元的所述輸出并耦合到所述感應放大器單元的所述第二輸入，所述可變阻抗被配置成響應于所述感應放大器單元的所述輸出來改變阻抗，采樣保持電路，它耦合到所述可變阻抗，并用于采樣和保持流經所述可變阻抗的電流作為感應電流，以及感應電流校正電路，它耦合在所述采樣保持電路與所述控制器之間，并用來向所述控制器提供校正電流，該校正電流具有與所述采樣保持電路所采樣保持的所述感應電流的預定溫度補償關系。
2.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是在預定溫度處所述校正電流與所述感應電流之比等于1，而在所述預定溫度之外的溫度處具有非1的值。
3.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是在所述預定溫度之外的溫度處所述校正電流與所述感應電流之比遵循確定的曲線。
4.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述第一電子電源開關裝置包括MOSFET，且所述確定的曲線接近所述MOSFET的漏極-源極電阻隨溫度的變化。
5.如權利要求3所述的裝置，其特征在于，所述感應電流校正電路包括編程元件，它用于改變所述確定曲線的斜率。
6.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是在給定溫度處所述校正電流等于所述感應電流，而在所述預定溫度以上的溫度處所述校正電流與所述感應電流之比小于1，而在所述預定溫度以下的溫度處所述校正電流與所述感應電流之比大于1。
7.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述感應電流校正電路包括編程元件，它有效地建立與由所述采樣保持電路采樣和保持的所述電流的所述預定溫度補償關系。
8.如權利要求1所述的裝置，其特征在于，所述采樣保持電路用于生成第一和第二感應電流，它們每一個都表示由所述采樣保持電路采樣和保持的所述電流，以及所述感應電流校正電路包括第一感應電流通路，它用于處理所述第一感應電流以產生所述感應電流的第一和第二成比例形式，以及第二感應電流通路，它與所述第一感應電流通路耦合，并用于將所述第二感應電流與所述感應電流的所述第一和第二成比例形式組合以產生所述控制電流。
9.如權利要求8所述的裝置，其特征在于，所述第一感應電流通路用于根據可編程的電路元件處理所述第一感應電流以產生所述感應電流的第一和第二成比例形式。
10.如權利要求9所述的裝置，其特征在于，所述第一電流通路包括所述可編程電路元件，以及第一和第二輔助放大器電路，它們耦合到所述可編程電路元件以產生所述感應電流的所述第一和第二成比例形式。
11.如權利要求10所述的裝置，其特征在于，所述第一電流通路包括電流方向電路，它與所述第一和第二輔助放大器電路中的一個相耦合并用于向所述感應電流的所述第一和第二成比例形式中的一個提供相對于所述第二感應電流的預定電流方向。
12.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述電流流動方向電路包括電流鏡像電路，它耦合到所述第一輔助放大器電路并用于向所述感應電流的所述第一成比例形式提供相對于所述第二感應電流的所述預定電流流動方向。
13.如權利要求11所述的裝置，其特征在于，所述電流方向電路包括第三輔助放大器電路，它耦合到所述第一輔助放大器電路并用于向所述感應電流的所述第一成比例形式提供相對于所述第二感應電流的所述預定電流方向。
14.一種電源，其特征在于，包括降壓型脈寬調制器(PWM)DC-DC轉換器電路，它具有輸入、高側輸出和低側輸出；高側開關，它耦合于第一電壓電源端和共用輸出節點之間并用于響應于所述高側輸出控制流經其的電流；低側開關，它耦合于所述共用輸出節點和第二電壓電源端之間并用于響應于所述低側輸出來控制流經其中的電流；感應放大器單元，它具有第一輸入、第二輸入和輸出，所述第二輸入耦合到所述第二電壓電源端；電流反饋電阻，它電耦合于所述共用輸出節點和所述感應放大器的所述第一輸入之間；可變阻抗部件，它電連接到所述感應放大器單元的所述輸出以及所述感應放大器的所述第一輸入，所述可變阻抗部件被配置成響應于所述感應放大器單元的所述輸出而改變阻抗；采樣保持電路，它耦合到所述可變阻抗部件并用于采樣和保持流經所述可變阻抗部件的電流作為感應電流；以及感應電流校正電路，它耦合于所述采樣保持電路和所述降壓型PWM DC-DC轉換器之間，并用于向所述降壓型PWM DC-DC轉換器的所述輸入提供校正電流，該校正電流與由所述采樣保持電路采樣和保持的所述感應電流的預定溫度補償關系。
15.如權利要求14所述的電源，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是，在所述預定溫度外的溫度處所述校正電流與所述感應電流之比遵循確定的曲線。
16.如權利要求15所述的電源，其特征在于，所述第一電子電源開關裝置包括MOSFET，且所述確定的曲線接近于所述MOSFET的漏極-源極電阻隨溫度的變化。
17.如權利要求16所述的電源，其特征在于，所述感應電流校正電路包括編程元件，它用于改變所述確定的曲線的斜率。
18.如權利要求14所述的電源，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是，在預定溫度處所述校正電流等于所述感應電流，在所述預定溫度以上的溫度處所述校正電流與所述感應電流之比小于1，而在所述預定溫度以下的溫度處所述校正電流與所述感應電流之比大于1。
19.一種控制DC-DC轉換器的操作的方法，其特征在于，所述DC-DC轉換器耦合到電源電壓，并用于產生從所述電源電壓派生出的調整的輸出電壓，所述DC-DC轉換器包括脈寬調制生成器，它產生PWM開關信號，該開關信號開關地控制包含耦合在各第一和第二電源端之間的第一和第二電子電源開關裝置的開關電路的操作，其共用電極經由電感器元件耦合到輸出電壓端，以及控制器，它用于控制所述PWM發生器的操作，所述控制器包括感應放大器單元，它具有耦合到所述第一電源端的第一輸入、第二輸入和輸出；電流反饋電阻器，耦合于所述共用輸出節點和所述感應放大器單元的所述第二輸入之間；可變阻抗，耦合到所述感應放大器單元的所述輸出，所述可變阻抗被配置成響應于所述感應放大器單元的所述輸出來改變阻抗；以及采樣保持電路，它耦合到所述可變阻抗，并用于采樣和保持流經所述可變阻抗的電流作為感應電流，所述方法包括以下步驟(a)產生校正電流，該校正電流具有與所述采樣保持電路采樣和保持的所述感應電流的預定溫度補償關系；以及(b)將所述校正電流耦合到所述控制器，從而所述控制器根據所述校正電流控制所述PWM發生器的操作。
20.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是，在預定溫度處所述校正電流與所述感應電流之比等于1，而在所述預定溫度以外的溫度處具有非1的值。
21.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是，在所述預定溫度以外的溫度處，所述校正電流與所述感應電流之比沿著確定的曲線。
22.如權利要求21所述的方法，其特征在于，所述第一電子電源開關裝置包括MOSFET，而所述確定的曲線接近于所述MOSFET的漏極-源極電阻隨溫度的變化。
23.如權利要求21所述的方法，其特征在于，步驟(a)包括用編程元件構成所述確定的曲線的斜率。
24.如權利要求19所述的方法，其特征在于，所述校正電流與所述感應電流的所述預定溫度補償關系是，在預定溫度處所述校正電流等于所述感應電流，而在所述預定溫度以上的溫度處所述校正電流與所述感應電流之比小于1，而在所述預定溫度以下的溫度處所述校正電流和所述感應電流之比大于1。
全文摘要
一種電流感應和校正電路具有可編程溫度補償電路，它被結合入降壓型DC－DC轉換器的脈寬調制控制器。控制器的前端包含感應放大器，其輸入經由電流反饋電阻耦合到轉換器的共用輸出節點。MOSFET的阻抗由感應放大器單元控制，其中經由該MOSFET的電流由采樣保持電路進行采樣。感應電流校正電路耦合于采樣保持電路和控制器之間，并用于向控制器提供與感應電流具有確定溫度補償關系的校正電流。在確定溫度處校正電流與感應電流之比等于1的值，而在該確定溫度以外的溫度處具有其它值。
文檔編號H02M3/155GK1605148SQ02825006
公開日2005年4月6日 申請日期2002年12月3日 優先權日2001年12月14日
發明者R·伊沙姆 申請人:英特賽爾美國股份有限公司