同步调节中的电流阈值检测制造技术

本发明专利技术涉及同步调节中的电流阈值检测。一种同步调节器控制器包括耦合在第一节点和第二节点之间的同步开关。所述控制器还包括第一分压器，第一分压器包括：第一电阻装置，耦合在第一节点和第三节点之间；和第二电阻装置，耦合在第三节点和第二节点之间。所述控制器还包括比较器，比较器具有：第一输入，耦合到第一节点；和第二输入，耦合到第四节点。所述控制器还包括：电流源，被布置为向第四节点提供电流。控制器还包括：第三电阻装置，耦合在第三节点和第四节点之间。

【技术实现步骤摘要】
同步调节中的电流阈值检测
本公开涉及同步调节器，并且更具体地讲涉及同步调节器控制器中的过零检测和过载保护。
技术介绍
过零检测(ZCD)是一些同步集成DC/DC功率转换器(特别地，DC/DC降压转换器(Buck))中的子系统。由于巨大的效率下降，与DCM(不连续导电模式)相比，通常在中负载/低负载范围中不期望强制的CCM(连续导电模式)操作。过载检测(OVL)也在同步集成DC/DC功率转换器中起作用。OVL在降压转换器的低侧电源开关上提供限流机制，并且在降压转换器具有短路到地的输出的情况下防止电流逃逸。许多传统同步转换器不使用过零检测，而是替代地使用强制的CCM，因为过零检测的复杂性能够潜在地引入风险、准确性问题和临界控制。
技术实现思路
通常，本公开涉及一种方法和装置，其中一种同步调节器控制器包括耦合在第一节点和第二节点之间的同步开关。所述控制器还包括第一分压器，第一分压器包括：第一电阻装置，耦合在第一节点和第三节点之间；和第二电阻装置，耦合在第三节点和第二节点之间。所述控制器还包括比较器，比较器具有：第一输入，耦合到第一节点；和第二输入，耦合到第四节点。所述控制器还包括：电流源，被布置为向第四节点提供电流。控制器还包括：第三电阻装置，耦合在第三节点和第四节点之间。在一些示例中，一种装置包括同步调节器控制器，该同步调节器控制器包括：同步开关，被布置为接收电感器电流；第一分压器，与同步开关并联地布置以感测电感器电流的一部分，其中所述第一分压器包括第一电阻装置和耦合到第一电阻装置的第二电阻装置；比较电路，被布置为确定电感器电流是否已达到阈值，其中比较电路包括：第三电阻装置，被布置为通过将第二电阻装置上的电压偏移来提供差动比较电压；第一电流源，被布置为向第三电阻装置提供电流，从而第二电阻装置上的电压的偏移对应于所述阈值；和比较器，被布置为通过基于差动比较电压执行比较来确定电感器是否已达到所述阈值。在一些示例中，一种方法包括：驱动同步开关，所述同步开关被布置为接收电感器电流；使用分压器，所述分压器与同步开关并联地布置以感测电感器电流的一部分；通过将分压器的一部分上的电压偏移来提供差动比较电压；以及基于差动比较电压执行比较。在一些示例中，一种装置包括：用于驱动同步开关的设备，所述同步开关被布置为接收电感器电流；用于使用分压器的设备，所述分压器与同步开关并联地布置以感测电感器电流的一部分；用于通过将分压器的一部分上的电压偏移来提供差动比较电压的设备；和用于基于差动比较电压执行比较的设备。以下在附图和描述中阐述本公开的一个或多个示例的细节。通过描述和附图并且通过权利要求，本公开的其它特征、目的和优点将会变得清楚。附图说明参照下面的附图描述本公开的非限制性和非穷举示例。图1是图示同步调节器控制器的示例的方框图。图2是图示包括图1的同步调节器控制器的同步调节器的示例的方框图。图3是图示可由图1的同步调节器控制器和/或图2的同步调节器的示例采用的过程的示例的流程图。图4是图示图1的同步调节器控制器的示例的方框图，其中电阻装置是在欧姆区域中偏置的MOSFET。图5是图示图4的同步调节器控制器的等效电路的方框图。图6是图示图4的同步调节器控制器的示例的方框图，其中同步开关包括多个功率晶体管。图7是图示图6的同步调节器控制器的示例的方框图，其中同步开关的每个分开的功率晶体管具有它自己的相应感测电路。图8是图示既包括过零检测又包括过载保护的图4的同步调节器控制器的示例的方框图。图9是图示图4的比较器的示例的方框图。图10是图示根据本公开的各方面的包括开关电容器架构的图4的比较器示例的方框图。具体实施方式将参照附图详细地描述本公开的各种示例，其中贯穿几个视图，相同的参考数字代表相同的零件和组件。对各种示例的参考不限制本公开的范围，本公开的范围仅由在此所附的权利要求的范围限制。另外，在本说明书中阐述的任何示例不旨在是限制性的，并且仅阐述本公开的许多可能的示例中的一些示例。贯穿说明书和权利要求，下面的术语采用至少明确地在本文中关联的含义，除非上下文另外指出。以下识别的含义未必限制术语，而是仅仅为术语提供说明性示例。“a（一）”、“an（一个）”和“the（该）”的含义包括复数引用，并且“在...中”的含义包括“在...中”和“在…上”。如在本文中所使用，短语“在一个实施例中”或“在一个示例中”未必指代同一实施例或示例，尽管它可指代同一实施例或示例。类似地，如在本文中所使用，短语“在一些实施例中”或“在一些示例中”当被多次使用时未必指代相同的实施例或示例，尽管它可指代相同的实施例或示例。如在本文中所使用，术语“或”是包括性的“或”操作符，并且等同于术语“和/或”，除非上下文清楚地另外指出。术语“部分地基于”、“至少部分地基于”或“基于”不是排他性的，并且允许基于未描述的另外的因素，除非上下文清楚地另外指出。在合适的情况下，术语“栅极”旨在是既包括“栅极”又包括“基极”的通用术语；术语“源极”旨在是既包括“源极”又包括“发射极”的通用术语；并且术语“漏极”旨在是既包括“漏极”又包括“集电极”的通用术语。术语“耦合”至少意指连接的物品之间的直接电气连接或通过一个或多个无源或有源中间装置的间接连接。术语“信号”意指至少一个电流、电压、电荷、温度、数据或其它信号。图1是图示同步调节器控制器101的示例的方框图。同步调节器控制器101包括同步开关110、分压器120和比较电路160。分压器120包括电阻装置131和电阻装置132。比较电路160包括比较器140、电流源150、电阻装置133。同步开关110耦合在节点N1和节点N2之间。电阻装置131耦合在节点N2和节点N3之间。电阻装置132耦合在节点N3和节点N1之间。比较器140具有耦合到节点N1的第一输入、耦合到节点N4的第二输入和耦合到节点N5的输出。电流源140被布置为向节点N4提供阈值电流ITHRSH。电阻装置133耦合在节点N3和节点N4之间。电阻装置131、132和133未必总是用作电阻装置，而是在一些示例中，在同步开关110接通时被偏置以用作欧姆装置。在图1中图示的示例中，比较器140按照一种特定极性示出；然而，在一些示例中，比较器140的极性相对于图1中照字面示出的极性颠倒。同步开关110被布置为接收电感器电流IL。比较电路160被布置为确定电感器电流IL是否已达到阈值。例如，在一些示例中，比较电路160被布置为确定电流IL是否已达到零。在一些示例中，比较电路160被布置为确定电流IL是否已达到过载阈值。在一些示例中，比较电路160具有比图1中示出的部件多的部件，并且被布置为确定电流IL是否已达到两个或更多个阈值中的任何一个阈值。例如，在一些示例中，比较电路160被布置为确定电流IL是否已达到零或过载阈值。分压器120被布置为感测电感器电流IL的一部分。在操作中，差动电压Vd出现在节点N1和N3之间的电阻装置132上。结合阈值电流Ithrsh，电阻装置133将电压Vd偏移以在节点N1和N4之间提供差动比较电压Vd_off。电流源150被布置为向节点N4提供阈值电流Ithresh，从而所述偏移(也就是说，差动比较Vd_off相对于电压Vd的偏移)对应于所述阈值。比较器本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种装置，包括：同步调节器控制器，包括：同步开关，被布置为接收电感器电流；第一分压器，与同步开关并联地布置以感测电感器电流的一部分，其中所述第一分压器包括第一电阻装置和耦合到第一电阻装置的第二电阻装置；比较电路，被布置为确定电感器电流是否已达到阈值，其中所述比较电路包括：第三电阻装置，被布置为通过将第二电阻装置上的电压偏移来提供差动比较电压；第一电流源，被布置为向第三电阻装置提供电流，从而第二电阻装置上的电压的偏移对应于所述阈值；和比较器，被布置为通过基于所述差动比较电压执行比较来确定电感器是否已达到所述阈值。

【技术特征摘要】
2015.11.18 US 14/9448771.一种装置，包括：同步调节器控制器，包括：同步开关，被布置为接收电感器电流；第一分压器，与同步开关并联地布置以感测电感器电流的一部分，其中所述第一分压器包括第一电阻装置和耦合到第一电阻装置的第二电阻装置；比较电路，被布置为确定电感器电流是否已达到阈值，其中所述比较电路包括：第三电阻装置，被布置为通过将第二电阻装置上的电压偏移来提供差动比较电压；第一电流源，被布置为向第三电阻装置提供电流，从而第二电阻装置上的电压的偏移对应于所述阈值；和比较器，被布置为通过基于所述差动比较电压执行比较来确定电感器是否已达到所述阈值。2.如权利要求1所述的装置，其中所述同步开关包括至少一个功率晶体管。3.如权利要求1所述的装置，其中同步装置、第一电阻装置、第二电阻装置和第三电阻装置全都位于同一个集成电路上。4.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电阻装置、第二电阻装置和第三电阻装置每个包括晶体管。5.如权利要求1所述的装置，其中所述第一电阻装置、第二电阻装置和第三电阻装置每个包括晶体管，所述晶体管被布置为在同步开关接通的同时在欧姆区域中操作。6.如权利要求1所述的装置，其中所述同步调节器控制器还包括具有输出的驱动器电路，其中第一电阻装置、第二电阻装置、第三电阻装置和同步开关每个包括场效应晶体管，所述场效应晶体管包括耦合到驱动器电路的输出的栅极。7.如权利要求1所述的装置，其中所述比较器被布置为在比较器的输出提供比较器输出信号，所述同步调节器控制器还包括控制电路，所述控制电路被布置为根据调制控制来控制驱动器电路接通和断开同步开关并且被布置为在比较器输出信号生效时控制驱动器电路断开同步开关。8.如权利要求1所述的装置，还包括：功率晶体管，被布置为用作高侧开关。9.如权利要求1所述的装置，其中所述比较器被布置为在比较器的输出提供比较器输出信号，并且其中比较器和电流源被配置，从而当过零检测事件发生时，比较器输出信号生效。10.如权利要求1所述的装置，其中所述比较器被布置为在比较器的输出提供比较器输出信号，并且其中比较器和电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：E奥里埃蒂，D瓦卡卡瓦洛托，
申请(专利权)人：英飞凌科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：德国,DE