发明名称 用于感测直流至直流电源转换器中输出电感器电流之方法及装置
摘要 一种直流至直流电源转换器之电流感测电路,在不减低该电源转换器的效率下准确地感测输出电感电流。该电流感测电路产生一振幅充分地高于噪音水平之电流感测讯号以达成准确载入该电源转换器的控制。具体地说,该直流至直流电电源转换器包含至少一个连接一输入电压源的电源开关。至少一相位感测开关是连接至与至少一个电源开关并联之该输入电压源。一脉宽调变电路为该至少一电源开关和该至少一回应于电流感测信号之相位感测开关提供共通控制脉冲。一输出电感器是连接到该至少一电源开关及一负载。一电流感测器是耦合至该输出电感,及提供对应于电流通过一该输出电感之内部直流电阻系数之电流感测信号给脉宽调变电路。该电流感测器尚包括一该至少一电源开关之导通状态电阻之滤波器。该电流感测器尚包括一个第二滤波器用来除去当该至少一相位感测开关及该至少一电源开关改变状态时来自该电流感测信号的噪音。
申请公布号 TW583817 申请公布日期 2004.04.11
申请号 TW091132268 申请日期 2002.10.31
申请人 珊泰克公司 发明人 派斯R 黎特勒
分类号 H02M3/02;G05F1/40 主分类号 H02M3/02
代理机构 代理人 陈长文 台北市松山区敦化北路二○一号七楼
主权项 1.一种直流至直流电源转换器,包括: 至少一个电源开关连,其接至一个输入电压源; 至少一个相位感测开关,其连接至与至该少一个该 电源开关并联之输入电压源; 一个为该至少一个电源开关以及该至少一个相位 感测开关用来产生共同控制脉冲的脉宽调变电路, 以回应于一电流感测信号; 一输出电感器,其连接至该至少一个电源开关以及 一个负载; 一个电流感测器,其耦合至该输出电感器并提供该 电流感测信号,该感测信号相应于通过一个该输出 电感器内部的直流电阻之电流,该电流感测器进一 步包括一个包括一个该至少一个电源开关导电-状 态电阻的第一滤波器。2.如申请专利范围第1项之 直流至直流电源转换器,其中该第一滤波器进一步 包括串接在一起之一个电阻器以及一个电容器。3 .如申请专利范围第2项之直流至直流电源转换器, 其中该电流感测器进一步包括一个调适来量测一 个该电容器电压的差动放大器。4.如申请专利范 围第1项之直流至直流电源转换器,其中该电流感 测器进一步包括一个第二滤波器,其调适来移除当 该至少一个相位感测开关以及该至少一个电源开 关改变状态时产生自该电流感测信号的噪音。5. 如申请专利范围第1项之直流至直流电源转换器, 其中该少一个电源开关进一步包括一个MOSFET装置 。6.如申请专利范围第1项之直流至直流电源转换 器,其中该少一个电源开关进一步包括一个连接至 该电源输入的高-边电源开关以及一个连接至接地 的低-边电源开关,该高-边电源开关以及该低-边电 源开关进一步连接在一起以定义一个电源相位节 点在该等开关间,该输出电感器连接至该电源相位 节点。7.如申请专利范围第6项之直流至直流电源 转换器,其中该少一个相位感测开关进一步包括一 个连接至该电源输入的高-边相位感测开关以及一 个连接至接地的低-边相位感测开关,该高-边相位 感测开关以及该低-边相位感测开关进一步连接在 一起以定义一个信号相位节点为介于该等开关之 间,该第一滤波器连接至该信号相位节点。8.如申 请专利范围第7项之直流至直流电流转换器,其中 该电流感测器进一步包括一个第二滤波器,其耦合 介于该电源相位节点以及该信号相位节点之间,来 移除当该至少一个相位感测开关以及该至少一个 电源开关改变状态时,产生自该电流感测信号的噪 音。9.如申请专利范围第7项之直流至直流电流转 换器,其中该第一滤波器进一步包括在该高-边开 关导电期间的一该高-边电源开关以及一个该高- 边相位感测开关的导电-状态电阻,以及包括在低 该-边开关导电期间一个该低-边电源开关以及该 低-边相位感测开关的导电-状态电阻。10.如申请 专利范围第1项之直流至直流电流转换器,其中该 至少一个相位感测开关以及该脉宽调变电路被包 括在一个共同的积体电路之内。11.一种感测输出 电流的方法,其系用于一个直流至直流电流转换器 中,该转换器包括:至少一个连接至一个输入电压 源的电源开关,至少一个连接至与该至少一个电源 开关并联的该输入电压源的相位感测开关,一个用 来产生共同控制脉冲给该至少一个电源开关以及 该至少一个相位感测开关的脉宽调变电路,以及一 个连接至该至少一个电源开关和一个负载的输出 电感器,该方法包括以下步骤: 用一个连接于该输出电感器以及该至少一个相位 感测开关的电流感测器来感测通过该输出电感器 之输出电流,该电流感测器包括一个电容器以及一 个包括至少一个该电源开关的至少一个导电-状态 电阻的电阻: 产生一个对应于该输出电流的电流感测信号;以及 操作该脉宽调变器电路来控制至少一个电源开关, 以回应于该电流感测信号。12.如申请专利范围第 11项之方法,其中该产生步骤进一步包括量测一个 跨越该电容器之电压差。13.如申请专利范围第11 项方法,进一步包括当该至少一个相位感测开关以 及该至少一个电源开关改变状态时自该电流感测 信号滤除噪音。14.一种与一直流至直流电源转换 器在一起使用的控制电路,该控制电路包括连接至 一个输入电压源的至少一个电源开关,一个连接至 该至少一个电源开关以及一个负载的输出电感器, 以及一个连接至该输出电感器的电流感测器,此控 制电路包括: 至少一个相位感测开关,其连接至与该至少一个电 源开关并联的该输入电压源; 一为该至少一个电源开关以及该至少一个相位感 测开关产生共同控制脉冲的脉宽调变电路,用于回 应于由该电流感测器提供的一电流感测信号; 其中,该电流感测器进一步连接至该至少一相位感 测开关,此电流感测器包括一电容器以及一电阻, 其包括该至少一电源开关的至少一导电-状态电阻 。15.如申请专利范围第14项之控制电路,其中该电 流感测器进一步包括一个调适来量测一个跨越电 容器电压的差动放大器。16.如申请专利范围第14 项之控制电路,其中该至少一个电源开关进一步包 括一个连接至该电源输入的高-边电源开关以及一 个连接至接地的低-边电源开关,于该高-边电源开 关以及该低-边电源开关进一步连接在一起以定义 一个电源相位节点于该等开关之间,该输出电感器 连接至该电源相位节点。17.如申请专利范围第16 项之控制电路,其中该至少一个相位感测开关进一 步包括一个连接至该电源输入的高-边相位感测开 关以及一个连接至接地的低-边相位感测开关,介 于该高-边相位感测开关以及该低-边相位感测开 关进一步连接在一起以定义一个信号相位节点于 该等开关之间,该电流感测器连接至该信号相位节 点。18.如申请专利范围第17项之控制电路,其中该 电流感测器进一步包括一个耦合介于该电源相位 节点以及该信号相位节点之间的滤波器,其作用为 过滤自当该至少一个相位感测开关以及该至少一 个电源开关改变状态时该电流感测信号的噪音。 19.如申请专利范围第17项之控制电路,其中该电流 感测器进一步包括在该高-边开关导电期间的一该 高-边电源开关以及一个该高-边相位感测开关的 导电-状态电阻,以及包括在该低-边开关导电期间 的一个该低-边电源开关以及该低-边相位感测开 关的导电-状态电阻。20.如申请专利范围第17项之 控制电路,其中该至少一个相位感测开关以及该脉 宽调变电路被包括在一个共同的积体电路之内。 图式简单说明: 图1是一依据先前技艺输出电感电流感测电路的一 个直流至直流电源转换器之概要图; 图2是一依据本发明电感电流感测电路的一个直流 至直流电电源转换器之概要图; 图3a是一个图解,其用以说明跨越图2之直流至直流 电电源转换器之低-边电源及相位感测开关之电压 ; 图3b是一个图解,其用以说明由图2之电感电流感测 电路提供的电流感测信号;及 图3c是一个图解说明由图1前项技艺之电感电流感 测电路提供的电流感测信号;
地址 美国