[發明專利]用于調壓器內電流感測的系統和方法

無效

• 申請號: 201110430677.5
• 申請日: 2011-12-20
• 公開（公告）號: CN102684508A
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發明（設計）人: 陳思成;黃叢中;S·佩崔賽克
• 申請（專利權）人: 英特賽爾美國股份有限公司
• 主分類號: H02M5/293
• 分類號: H02M5/293;H03F3/345;G01R19/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 姬利永

相關申請的交叉引用

本申請要求2011年10月18日提交的題為“CURRENT?SENSE?AMPLIFIER(電流感測放大器)”(律師案號No.INTS-30,673)的美國專利申請No.13/275,761的權益，該申請要求2011年3月11日提交的題為“CURRENT?SENSE?AMPLIFIER(電流感測放大器)”(律師案號No.INTS-30,672)的美國臨時申請No.61/451,704的優先權，該申請的說明書通過引用整體結合于此。

技術領域

本發明涉及電流感測放大器，尤其涉及用于檢測通過調壓器的高側開關晶體管和低側開關晶體管的電流的電流感測放大器。

背景技術

集成有峰電流模式的降壓FET調節器(buck?FET?regulator)響應于輸入電壓提供經調節的輸出電壓。降壓調節器具有約150納秒的最小導通時間限制。這一導通時間限制取決于在降壓調節器內使用的電流感測方案。降壓調節器內的最小導通時間限制隨通過降壓調節器的低電流增大而增大。因此，需要提供一種減小降壓調節器的最小導通時間的電流感測方案，這會極大地改進降壓調節器的操作。

發明內容

如本文所公開和描述的，在一個方面，本發明包括電流感測放大器，它包括高側電流感測放大器電路和低側電流感測放大器電路。高側電流感測放大器電路感測通過調壓器高側開關晶體管的第一電流，并響應于此提供電流傳感器輸出。低側電流感測放大器感測通過調壓器低側開關晶體管的第二電流。

附圖說明

為了更全面地理解，現參照以下結合附圖進行的描述，在附圖中：

圖1是具有電流感測放大器的降壓調節器的框圖；

圖2示出用于降壓調節器的電流感測放大器實施例的框圖。

圖3示出與圖2的電路操作相關聯的波形。

圖4是包括包含本文所述電路的電子/電氣電路/設備的電子/電氣系統的框圖。

具體實施方式

現在參考附圖，其中在本文中通篇使用類似的附圖標記來指代類似的元素，示出和描述了電流感測放大器的各種視圖和實施例，并且還描述了其它可能的實施例。這些附圖不一定是按比例繪制的，而且僅為說明目的，在某些實例中有幾處已將附圖放大和/或簡化。本領域普通技術人員可以基于以下可能實施例的示例意識到許多可能的應用和變型。

集成有峰電流模式的降壓FET調節器響應于輸入電壓提供經調節的輸出電壓。降壓調節器具有約150納秒的最小導通時間限制。該導通時間限制取決于在降壓調節器內使用的電流感測方案。降壓調節器內的最小導通時間限制隨負載電流增大而增大。因此，提供進一步減小降壓調節器的最小導通時間的電流感測方案的能力會極大地改進降壓調節器的操作。

現參考附圖，更具體地參考圖1，示出了調壓器以及關聯電流傳感器和控制電路的框圖。調壓器102被連接成接收輸入電壓V_IN并驅動來自關聯驅動器電路104的控制信號以生成經調節的輸出電壓V_OUT。驅動器電路104響應于來自PWM控制器106的PWM控制信號向調壓器102生成驅動器信號。PWM控制器106響應于來自誤差放大器108的誤差電壓信號和所提供的斜坡電壓生成PWM控制信號。誤差放大器108響應于所提供的參考電壓V_REF以及輸出電壓V_OUT和由高側電流感測放大器110提供的電流感測電壓信號生成誤差電壓。如以下充分描述的，高側電流感測放大器110向誤差放大器108提供電流感測信號，并且在第二操作模式中檢測跨調壓器102內高側開關晶體管的電流。低側電流感測放大器112檢測跨調壓器102的低側開關晶體管的電流，并且向高側電流感測放大器110提供該信息用于生成電流控制信號(第一操作模式中的電流感測電壓信號)。

現在參照圖2，示出了包括高側電流感測放大器204和低側電流感測放大器206的降壓調節器202的控制方案。該方案使用附加的谷電流傳感器作為低側電流感測放大器206，用于檢測低側開關晶體管208上的電流以提供用于低側開關晶體管208和高側開關晶體管210的電感器電流信息。高側開關晶體管210的源極/漏極路徑連接在輸入電壓節點212與相位節點214之間。低側開關晶體管208的源極/漏極路徑連接在相位節點214與接地之間。電感器216連接在節點214與輸出電壓節點218之間。負載電容器220連接在輸出電壓節點218與接地之間。