[發(fā)明專利]芯片上端口電流控制裝置

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380070746.3
• 申請日: 2013-12-30
• 公開（公告）號: CN104937515A
• 公開（公告）日: 2015-09-23
• 發(fā)明（設(shè)計）人: S·科恩
• 申請（專利權(quán)）人: 美高森美股份有限公司-模擬混合信號集團有限公司
• 主分類號: G05F1/56
• 分類號: G05F1/56
• 代理公司: 上海專利商標(biāo)事務(wù)所有限公司 31100
• 代理人: 管琦琦

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明一般涉及芯片上的電流感測及控制領(lǐng)域。

背景

在許多應(yīng)用中，提供電子芯片來執(zhí)行一個或多個功能，包括控制提供給外部設(shè)備或負(fù)載的電流。為了確保外部設(shè)備或負(fù)載被適宜地供電，所提供的電流應(yīng)被精確地測量和/或控制。例如，根據(jù)IEEE?802.3af-2003和IEEE?802.3at-2009(各自由紐約的電子電氣工程師協(xié)會發(fā)布，其每一個的全部內(nèi)容通過引用全部結(jié)合于此)兩者，以太網(wǎng)上供電(PoE)定義了在不干擾數(shù)據(jù)通信的情況下通過一組2個雙絞線對的供電。上述標(biāo)準(zhǔn)尤其針對電源裝置(PSE)和一個或多個被供電設(shè)備(PD)提供。為了給PD適宜地供電以及避免在短路情況下的過載，由PSE輸出的電流應(yīng)被控制以便不超過預(yù)定限制。另外，由PSE輸出的電流應(yīng)被精確地測量以便確定是否有足夠的功率用于所有PD。

現(xiàn)有技術(shù)中測量及閉環(huán)控制電流的方法包括測量跨外部感測電阻器的電流的電壓表示，然而這需要額外的輸入/輸出引腳和外部連接，從而增加了成本。因此，內(nèi)部感測電阻器將是優(yōu)選的，然而遺憾的是芯片上電阻器僅僅呈現(xiàn)具有大公差的近似已知的電阻，結(jié)果在沒有昂貴的修整或校準(zhǔn)的情況下使用芯片上電阻器不能執(zhí)行對電流的精確測量和調(diào)整。盡管對于單獨的電阻器而言寬的公差是典型的，但是在集成電路范圍內(nèi)的各種電阻器之間的關(guān)系可以被很好地控制。

因此對于使用芯片上電阻器而無需昂貴的修整或校準(zhǔn)來精確測量和控制由集成電路芯片提供的電流的方法存在長期的迫切需求。

發(fā)明內(nèi)容

因此，本發(fā)明的主要目的是克服現(xiàn)有技術(shù)端口電流控制電路的缺點。在一個實施例中，提供了芯片上感測電阻器和芯片上參考電阻器，其中芯片上感測電阻器和芯片上參考電阻器的電阻之間具有預(yù)定的關(guān)系。生成預(yù)定值的參考電流源，所生成的參考電流被配置成流經(jīng)芯片上的參考電阻器從而產(chǎn)生跨越其的參考電壓。響應(yīng)于流經(jīng)芯片上感測電阻器的端口電流，跨芯片上感測電阻器產(chǎn)生感測電壓，并且確定參考電壓和感測電壓中每一者的值。響應(yīng)于所產(chǎn)生的確定的參考電壓和所產(chǎn)生的確定的感測電壓來確定端口電流。

根據(jù)以下附圖和描述，本發(fā)明的附加特征和優(yōu)點將變得明顯。

附圖說明

為了更好地理解本發(fā)明并示出本發(fā)明可如何發(fā)揮作用，現(xiàn)在將純粹作為示例地參考附圖，其中相同的附圖標(biāo)記貫穿始終指示相應(yīng)的元件或部件。

現(xiàn)在具體詳細(xì)地參考附圖，要強調(diào)的是，所示的細(xì)節(jié)是作為示例且只是出于對本發(fā)明的優(yōu)選實施例的說明性討論的目的，并且是為了提供什么被認(rèn)為是對本發(fā)明的原理和概念方面最有用和容易理解的描述而呈現(xiàn)的。在這一點上，未嘗試比基本理解本發(fā)明所必需的更詳細(xì)地示出本發(fā)明的結(jié)構(gòu)細(xì)節(jié)，參考附圖的描述使得在實踐中可如何實施本發(fā)明的若干形式對本領(lǐng)域技術(shù)人員而言是明顯的。在附圖中：

圖1A示出使用可變電流源的芯片上端口電流控制裝置的高層示意圖；

圖1B示出使用可選擇參考電阻器的芯片上端口電流控制裝置的高層示意圖；

圖2A示出進(jìn)一步包括端口電流確定電路的圖1的芯片上端口電流控制裝置的高層示意圖；

圖2B示出圖2A的端口電流確定電路的操作的方法的高層流程圖；

圖3示出使用圖1的芯片上端口電流控制裝置的PoE系統(tǒng)的高層框圖；

圖4A示出芯片上端口電流控制裝置的高層框圖，其中單個A/D被配置成處理寬范圍電流控制電平；

圖4B示出圖4A的芯片上端口電流控制裝置的操作的方法的高層流程圖；

圖5A示出針對單個A/D的輸入電路從而使單個A/D被配置成處理寬范圍電流控制電平的高層框圖；以及

圖5B示出圖5A的A/D輸入電路的操作的方法的高層流程圖；

具體實施方式

在詳細(xì)地解釋本發(fā)明的至少一個實施例之前，應(yīng)當(dāng)理解本發(fā)明的應(yīng)用不限于在以下描述中闡述或者在附圖中示出的組件的構(gòu)造和安排的細(xì)節(jié)。本發(fā)明適用于其他實施例或者適用于以各種方式實踐或?qū)崿F(xiàn)。同樣，應(yīng)當(dāng)理解本文中所采用的詞組和術(shù)語是出于描述目的，而不應(yīng)被視為限制。本文中所使用的術(shù)語電阻器涉及被配置成對流經(jīng)其的電流呈現(xiàn)電阻的界定在集成電路中的元件。