[發(fā)明專利]在用于測(cè)量所遞送的電力的管芯上直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器中的電流感測(cè)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201980052487.9
• 申請(qǐng)日: 2019-07-11
• 公開（公告）號(hào): CN112534278A
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: B·L·普賴斯;W·云
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 高通股份有限公司
• 主分類號(hào): G01R19/165
• 分類號(hào): G01R19/165
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華

公開了在用于測(cè)量所遞送的電力的管芯上直流?直流(DC?DC)轉(zhuǎn)換器中的電流感測(cè)。DC?DC轉(zhuǎn)換器以被耦合至負(fù)載電路的輸出電壓將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電流。DC?DC轉(zhuǎn)換器包括用于在第一階段中驅(qū)動(dòng)輸出電流的高側(cè)驅(qū)動(dòng)器(HSD)電路和用于在第二階段中將電力輸出耦合至負(fù)電源軌(GND)的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器(LSD)電路，輸出電流是周期性的。DC?DC轉(zhuǎn)換器包括用于均衡輸出電壓與鏡像電壓的放大器電路。基于鏡像電壓，電流感測(cè)電路生成對(duì)應(yīng)于驅(qū)動(dòng)器電流的鏡像電流?？梢詼y(cè)量鏡像電流，作為對(duì)被遞送給負(fù)載電路的輸出電流的表示。多個(gè)DC?DC轉(zhuǎn)換器可以向負(fù)載電路提供多相電流，以便向負(fù)載電路提供電力。

背景技術(shù)

I.優(yōu)先權(quán)要求

本專利申請(qǐng)要求于2018年8月8日提交的轉(zhuǎn)讓給其受讓人的名稱為“在用于測(cè)量所遞送的電力的管芯上直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器中的電流感測(cè)(CURRENT SENSING IN ANON-DIE DIRECT CURRENT-DIRECT CURRENT(DC-DC)CONVERTER FOR MEASURING DELIVEREDPOWER)”的No.16/058,167的申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)，該申請(qǐng)以引用的方式明確并入本文。

II.技術(shù)領(lǐng)域

本公開的技術(shù)大體上涉及在集成電路(IC)中的電力分配電路(諸如管芯上直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器)，并且更具體地涉及測(cè)量由(一個(gè)或多個(gè))DC-DC轉(zhuǎn)換器在電力分配電路中分配的電力。

III.背景技術(shù)

在芯片中的集成電路(IC)包括耦合至來(lái)自電源的操作電力的一組電子電路。直流(DC)電壓供應(yīng)(諸如電池)通常用作用于在IC中的操作電力的電源。例如，電池通常用作便攜式設(shè)備(諸如移動(dòng)電話)中的IC的電源。然而，可以將IC設(shè)計(jì)為使用以與由電源供應(yīng)的DC電壓電平不同的DC電壓電平供應(yīng)的電力來(lái)操作。例如，包含微處理器的IC需要比由電源供應(yīng)的電壓電平更高或更低的電壓電平的電力。對(duì)減小電壓以節(jié)省電力的需要也已隨著對(duì)根據(jù)電池電力操作的便攜式電子設(shè)備的需求的增加而增加。進(jìn)一步地，由于在IC中所包括的晶體管的數(shù)目增加，因此存在降低操作電壓以偏移從電源汲取的總電流的增加的趨勢(shì)。此外，數(shù)目增加的晶體管的較高切換速度在電力分配電路中產(chǎn)生更快且更大的電流瞬變。另外，在IC中的電路數(shù)目的增加已經(jīng)增加了在IC中生成的熱量，這可以降低性能。因此，IC的操作電壓也被設(shè)計(jì)成被降低以減少熱量。

出于這些原因，在IC中的電力分配電路中采用一個(gè)或多個(gè)管芯上直流-直流(DC-DC)轉(zhuǎn)換器以將來(lái)自電源的電力的電壓電平轉(zhuǎn)換為更高或更低的DC電壓電平已變?yōu)槌Ｒ?guī)的。例如，可以在IC中的電力分配電路中采用降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器(或減壓轉(zhuǎn)換器)來(lái)降低電壓。可以將多個(gè)DC-DC轉(zhuǎn)換器包括在電力分配電路中，以將電力分配至IC的不同區(qū)域中的電路。出于各種原因，電力分配電路也可以需要能夠調(diào)整在IC中的操作電壓。例如，可以期望的是，在空閑操作模式期間按比例縮小或降低IC中的電力以節(jié)省電力，然后在活躍操作模式期間按比例放大電力。此外，可以期望的是，在超性能模式期間提高IC中的電力以提高性能。因此，包括切換式DC-DC轉(zhuǎn)換器以控制電力電平也變?yōu)槌Ｒ姷?。切換式DC-DC轉(zhuǎn)換器(諸如降壓DC-DC轉(zhuǎn)換器)周期性地操作，其中每個(gè)周期具有充電階段和放電階段。片上脈寬調(diào)制(PWM)是用于控制充電階段和放電階段的占空比以提供DC-DC轉(zhuǎn)換器的切換控制的技術(shù)。

IC設(shè)計(jì)可以需要準(zhǔn)確地監(jiān)測(cè)在電力分配電路中供應(yīng)的電力，以測(cè)量在IC中分配的總電流。例如，可以基于IC內(nèi)的電流測(cè)量來(lái)確定或估計(jì)IC的溫度。通過(guò)測(cè)量在管芯上電源中的單獨(dú)電流，可以確定由這種管芯上電源分配的總電流，從而能夠管理在IC設(shè)計(jì)中的總電力需求。此外，可以將單獨(dú)電流彼此進(jìn)行比較或與用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的電流閾值進(jìn)行比較，從而能夠改善電力分配并且避免超過(guò)電力限制，諸如以便防止過(guò)熱。

發(fā)明內(nèi)容