CN102907001B - 电源开关装置及改善电流感应精度的方法 - Google Patents

Abstract

一种电源开关装置（70）包括电源开关电路布置（30、72），包括可连接到电源的输入（32）、可连接到负载的第一输出（34）、被布置以提供取决于流经负载的负载电流的感应电流的第二输出（36）、电源开关器件（38）、感应器件（40）、以及差分放大器件（42），所述差分放大器件包括第一（44）和第二（46）放大器输入，至少一个放大器输出（48）被连接到电流感应反馈环路（50、52、54），所述反馈环路被布置以减小第一和第二放大器输入之间的电势差。电源开关器件的第一端子以及感应器件的第一端子被连接到所述输入，电源开关器件的第二端子（56）以及感应器件的第二端子（58）耦合于第一交叉耦合切换模块（60）。所述模块，取决于模式信号，被布置为如下连接：在第一模式，电源开关器件的第二端子连接到差分放大器件的第一输入，感应器件的第二端子连接到差分放大器件的第二输入；在第二模式，感应器件的第二端子连接到差分放大器件的第二输入，感应器件的第二端子连接到差分放大器件的第一输入。

Description

电源开关装置及改善电流感应精度的方法

技术领域

本发明涉及一种电源开关装置以及一种在电源开关装置中改善电流感应精度的方法。

背景技术

在电子学中，开关是电力组件。该电力组件可以打断电路、中断电流或把电流从一个导体转移到另一个导体。当开关被设计以切换重要电源时，开关的过渡状态以及承受连续操作电流的能力也必须被考虑在内。当一个开关在开启状态时它的电阻非常低并且非常小的电源在接触点内被下降。当开关在接通状态时，它的电阻非常低并且在接触点内只有非常少的电力下降。但是，当所述开关在断开状态时，它的电阻极高，在接触点内甚至只有更少的电力下降。但是，当开关被启动时，电阻必须经历这样的状态：负载的额定电力的一大部分在所述开关内下降，从而要求强健的开关器件。发动机的电动装置、磁铁、阀或灯可能因此被电源开关激活。

汽车行业中的一个目的就是通过功率半导体激活任何旋转、滑动、脉动或加热。“智能”电源开关电路，例如飞思卡尔的“极端开关”（eXtremeswitch）器件，可以被用于例如交通工具中，例如，汽车或卡车，以用于驱动不同负载类型例如灯泡或DC发动机。

在电源开关装置中，电源开关电路可能与微控制器单元或者与可能通过一些通信接口控制所述电源开关电路的处理器件一起运行。智能电源开关电路可以被配置以执行附加功能，例如防止线短路，在任何给定时间感应电流以及提供流经终端CSNS的感应电流、负载诊断，例如超温检测或断路-负载检测，以及负载控制，这些可以通过脉冲宽度调制（PWM）以适合于要求,以及在所述切换过程期间抑制电磁干扰。

特别是负载电流的电流感应可以是一个重要的附加特征。在一个重负载以及轻负载可以被切换的环境下，智能电源开关可以是重负载的低导通电阻电源开关并且尤其可能在轻负载处提供精确的电流感应，轻负载例如发光二极管（LED）。例如，在汽车环境中的智能电源开关可能有能力驱动带有单一器件的高强度放电（HID）氙和卤素灯以及发光二极管光源，因此改善了照明效率、延长了灯泡使用寿命以及降低了材料成本。

正如图1显示的，智能电源开关电路10可能包括常规负载或输出电流监控以及过流保护电路。电流感应功能被实施，是通过在（主）电源开关器件12、镜子、感应器件14内分离所述电源开关以及通过使用差分放大器或误差放大器16以形成精确的电流感应进行的，其中所述电流感应功能的精确度仅在低负载电流和/或通过误差放大器偏移引入的误差值在所述电源开关的低导通电阻处受限。在这个电路内的电流感应反馈通过所述误差放大器16以及晶体管18形成。电流感应反馈（负反馈）在主电源开关14的源极20、22以及感应16晶体管上可能保持相等的电压电势。由于所述误差放大器16与所述负载电流（ILOAD）成比例,因此电流流经感应晶体管14的漏极-源极路径以及流经晶体管18。正如显示的，这个电流可以通过复制MOSFET24、26、28被复制，以输出一些电流增益（在这个例子中是M/N）。

当由所述误差放大器的偏移引入的误差对于负载电流而言是充足的时，一种改善电流感应精确度的方法例如是所述电源开关电路的两个点校准，分别包括描述每个电源开关电路以及保存已得系数以在控制所述电源开关电路以及通过嵌入式模拟数字转换器（ADC）测量电流感应输出的微控制器程序内使用。其它偏移降低的常见技术只是举几个例子来说：模拟/数字偏移补偿、自动调零、截断、偏移稳定以及其各种组合。

发明内容

正如所附权利要求中所描述的，本发明提供了一种电源开关装置以及一种用于在电源开关装置内改善电流感应精度的方法。

本发明的具体实施例在从属权利要求中被陈述。

根据下文中描述的实施例，本发明的这些或其它方面将会很明显并且被阐述。

附图说明

根据附图，仅仅通过举例的方式，本发明的进一步细节、方面和实施例将被描述。在附图中，类似的符号被用于表示相同的或功能相似的元素。为了简便以及清晰，附图中的元素不一定按比例绘制。

图1示意性显示了智能电源开关电路的例子。

图2示意性显示了第一模式的电源开关装置的电源开关电路布置的实施例的例子。

图3示意性显示了第二模式的电源开关装置的电源开关电路布置的实施例的例子。

图4示意性显示了示范感应电流对负载电流的图。

图5示意性显示了示范电流感应比率对负载电流的图。

图6示意性显示了电源开关装置的实施例。

图7示意性显示了一种在电源开关装置内改善电流感应精确度的方法的例子的流程图。

具体实施方式

由于本发明说明的实施例大部分通过使用电子元件以及本领域所属技术人员所熟知的电路可以被执行，细节不会在比所说明的认为有必要的程度大的任何程度上进行解释，对本发明基本概念的理解以及认识是为了不混淆或偏离本发明所教之内容。

参照图2，显示了第一模式的电源开关装置的电源开关电路布置30的实施例的例子。电源开关装置可能包括电源开关电路布置30，所述电源开关电路布置30包括可连接到电源（VPWR）的输入32、可连接到负载的第一输出34以及被布置以提供取决于流经所述负载的负载电流（ILOAD）的感应电流（ICSNS）的第二输出36。它可能包括电源开关器件38以及感应器件40，例如接收控制或栅信号（栅）的晶体管。电源开关器件38例如可以是金属氧化物半导体场效应晶体管（MOSFET）例如N沟道MOSFET。在其它实施例中，其它可切换器件可以起到电源开关器件38的作用，例如P沟道MOSFET晶体管或双极型晶体管。

电源开关电路布置30可能包括差分放大器件42，例如显示的差分或误差放大器，包括第一以及第二放大器输入44、46，并且至少一个放大器输出48被连接到电流感应反馈环路50、52、54。所述环路被布置以减少所述第一和所述第二放大器输入之间的差分电势；其中所述电源开关器件38的第一终端和所述感应器件40的第一终端被连接到所述电源开关电路布置30的输入32以及所述电源开关器件38的第二终端56以及所述感应器件40的第二终端58耦合于第一交叉耦合切换模块60，所述切换模块被布置以连接，取决于模式信号（模式），第一模式的所述电源开关器件38的所述第二终端56到所述差分放大器件42的所述第一输入44并且连接所述感应器件40的所述第二终端58到所述差分放大器件42的所述第二输入46。交叉耦合切换模块60例如可能包括切换器件例如晶体管以提供所需功能。在另一个实施例中，所述模块例如可能通过使用一个或多个多路复用器件被执行。

还参照图3，显示了第二模式的电源开关装置的电源开关电路布置的实施例的例子。仅仅显示的电路布置的不同于图2中显示的电源开关电路布置的细节将会被描述。在此，取决于所述模式信号（模式），所述第一交叉耦合切换模块60在第二模式，被布置以在所述第二模式连接所述电源开关器件38的所述第二终端56到所述差分放大器件42的所述第二输入46并且连接所述感应器件40的所述第二终端58到所述差分放大器件42的所述第一输入44。

取决于改变模式信号的应用，显示的电源开关电路布置30可以在第一以及第二模式之间被切换。

所述电源开关电路布置30可能包括第二交叉耦合切换模块62，并且所述差分放大器模块42可能包括第一和第二48放大器输出。所述第二交叉耦合切换模块62可以被布置，取决于所述模式信号，在所述第一模式连接所述第二放大器输出48到所述电流感应反馈环路50、52、54，以及连接所述第一放大器输出到所述差分放大器件42的控制输出，以及在所述第二模式，连接所述第一放大器输出到所述电流感应反馈环路，以及连接所述第二放大器输出48到所述差分放大器件42的所述控制输入。不管模式是否被设置，这可能允许总是保持负反馈（38、40、42）。在另一个实施例中，所述模块例如可以在电路的其它部分通过不同方式和/或通过使用一个或多个多路复用器件被执行。参照图2，在显示的电源开关电路内，所述误差放大器偏移对电流感应比率CSNS输出电流精度的影响可以根据图2显示的例子被计算成在电源开关电路中的ICSNS=(M/N)·(1/Ratio)·(ILOAD+Vos/RDSON)，其中“比率”指主要的和镜电源芯片器件之间的电气比率（“比率”被定义为流经主要电源开关器件38的电流除以流经感应器件40的电流；它们的源电压可以是相等的），ILOAD指负载电流，VOS指所述误差放大器42的偏移，RDSON指显示的主要电源开关器件38的漏极至源极开启电阻。倍增器（M/N）指通过两个电流镜52、64(N:1)以及66、68（1:M）被形成的给定电流的电流增益（流经第二输出36（CSNS）的电流除以流经感应器件40的源极58的电流），因此（M/N）在其它实施例中可以不同。

感应电流和负载电流之间的关系经常通过电流感应比率（CSR）参数CSR=ICSNS/ILOAD=(M/N)·(1/Ratio)·(1+Vos/(ILOAD·RDSON))被表示。如果假设零偏移，CSR将变成电路常数CSR0=(M/N)·(1/Ratio)。现在CSR表达可被重写为CSR=CSR0·(1+CSRERR)，其中CSRERR=Vos/(ILOAD·RDSON)是所述偏移引入的误差。此外典型误差电流可以被引入IERR=Vos/RDSON，它提供了CSR_ERR=IERR/ILOAD的替换表达。

还参照图3，交叉耦合切换模块60允许所述差分放大器42的交换输入或将所述偏移值的符号改变为相反而不改变绝对值。当在第一模式，第二输出36处的电流感应比率输出电流可以被给定为ICSNS1=(M/N)·(1/Ratio)·(ILOAD+Vos/RDSON),并且当在第二模式时，ICSNS2=(M/N)·(1/Ratio)·(ILOAD-Vos/RDSON)。因此，也就是，显示的电源开关电路布置可能提供与负载电流ILOAD成比例的输出电流ICSNS为ICSNS1，也就是，通过偏移电压Vos被增加或作为ICSNS2，也就是，通过偏移电压相同值被减小，取决于当前应用模式。提供的系统被布置以提供由差分放大器件42引入的被所述偏移因素减少或增加的感应电流，取决于当前应用模式，并且其中所述偏移符号会改变，取决于所述应用模式的改变。这可能例如允许选择哪种误差可以更合适，也就是，对所述电源开关装置的所需应用不那么相关。

ICSNS和CSR上的偏移影响分别在图4和图5中所给的例图内被说明。显示了所述偏移可能在ICSNS对ILOAD的关系中给出偏移误差。CSR_ERR与ILOAD成反比并且随所述负载电流的减少而增加并且在低负载电流处可以是充足的。正如图5显示的，这个情况可以通过ICSNS对ILOAD的关系被观察到。相对于零偏移值，带有相反符号的所述偏移的相等值可能提供ICSNS和CSR值的对称转变。

平均ICSNS1和ICSNS2，例如在两个顺序测量中测量，所述第一在第一模式时以及所述第二在所述第二模式时，可能提供ICSNS_COMP=(ICSNS1+ICSNS2)/2=(M/N)·(1/Ratio)·ILOAD或=CSR0·ILOAD，也就是，由所述偏移引起的Vos/RDSON贡献可以从结果偏移补偿电流值中排除并且ICSNS可以与ILOAD成比例。减去两个连续感应电流值可能提供：(ICSNS1-ICSNS2)/2=(M/N)·(1/Ratio)·(Vos/RDSON)=CSR0·(Vos/RDSON)，也就是，与所述误差电流值IERR=Vos/RDSON成比例的值。所述相同表达可以得出CSR1和CSR2，例如CSR_COMP=(CSR1+CSR2)/2=CSR0。

还参照图6，显示了电源开关装置70的实施例的例子。所述电源开关装置70可能包括处理器件74，所述处理器件例如包括被连接以将所述模式信号提供给所述电源开关电路布置72的所述交叉耦合切换模块的通信接口78或专用输出。另一方面，至所述交叉耦合切换模块的模式信号可以例如被形成在所述电源开关电路布置72内。在这种情况下，所述处理器件74例如可能包括通信接口78或专用输入，通过所述接口或输入，处理器件74可以被告知关于所述模式信号的实际状态或关于所述模式信号切换的事件（同步于嵌入式ADC）。

电源开关装置70可能包括感应电流偏移补偿模块，所述感应电流偏移补偿模块被布置以从所述电源开关电路布置的所述第二输出36（CSNS）提供的至少两个感应电流值(ICSNS)中生成偏移补偿感应电流。当所述交叉耦合模块处于所述第一模式时，两个值中的第一值可以被采用。当所述交叉耦合模块处于所述第二模式时，第二值可以被采用。所述补偿例如可以基于一对或两对（1、2、3…）感应电流值被完成。此外，在此，数字低通滤波的算法可以被应用（成对的）以减小或排除噪声影响。在显示的实施例中，所述电源开关电路布置72可以作为被连接到处理器件74的单独集成电路，例如可以是微控制器（MCU）或任何其它处理器件被实现。正如显示的，电源开关电路布置72可以被连接到电源（VPWR）并且可能包括被连接到负载的输出（OUT）。它例如可能包括一个或多个附加输出（OUT）以连接到其它重或轻负载。所述电源开关电路布置72例如可能包括控制逻辑模块84，例如控制驱动所述电源开关器件82的控制输入的驱动器件85，所述驱动器件例如可以是电源开关晶体管的栅极，例如与所述感应器件结合并被连接到电流感应模块以及过流保护模块88，所述过流保护模块可能指图2以及图3显示的所述过流保护电路以及电流感应电路。

感应电流偏移补偿模块可以被作为所述电源开关电路布置72的部分、作为一个独立电路，可以作为显示的处理器件74的部分被实施。当作为所述电源开关装置70的电源开关电路布置72的部分时，它可以为偏移补偿感应电流值的配置被布置到所述第二输出36（CSNS）或者所述处理器件74可以被布置以接收所述感应电流值，或数字化信息代表所述感应电流值，并且执行所述偏移补偿。取决于所述处理器件74，它可以用两套计算机指令被执行，例如当用MCU处理器件时，或者可以用逻辑电路执行，例如当用可编程逻辑阵列时。提供用于两种模式的从所述感应电流生成的偏移补偿感应例如可以在低通滤波电路内得到，但付出了减慢应用程序的成本，而在有所述处理器件74的显示的实施例中，例如，MCU，平均每两个值可能不提供这样的限制。

正如显示的，所述电源开关电路布置72可能包括被连接以接收模式信号的通信接口76并且将其至少提供给所述第一交叉耦合切换模块，所述切换模块可以是所述电流感应模块86的一部分。

在所述电源开关装置的实施例中，它可能包括处理器件74。所述处理器件包括被连接以至少将所述模式信号提供给所述第一交叉耦合切换模块的通信接口78。这可能允许所述处理器件引发模式改变。

通信被理解为信号的传输，例如，携带信息从发送器件到接收器件。通信例如可以是单向或双向。通信接口例如可以是端子，所述端子用于提供或接收通信信号，到或来自通信信道，例如连接线或无线通信连接，并且例如可以是专用输入或输出。或者，通信接口可能包括电子电路,例如根据特定标准被设计以允许通信，启动器件之间的通信。

在实施例中，处理器件74的通信接口78可以是专用输出。并且电源开关电路布置72的通信接口76可以是第二输入，允许至电源开关电路布置72的模式信号的单向通信。模式信号可以是通过专用输出或特定命令的通信接口或通过二进制信号由处理器件74提供给电源开关电路布置72的信号。在所述电源开关电路布置72处，例如第一水平（例如，位值“0”）可能表示信息“第一模式”以及第二水平（例如，位值“1”）可能表示信息“第二模式”。

或者，在另一个实施例中，处理器件74的通信接口78可以被布置双向通信，例如被设计为特定标准。也可能例如是使用允许完全双工通信的同步串行数据链路标准的串行外围(SPI)接口或任何其它通信接口。因此，模式信号可以例如作为二进制SPI命令被提供，每个二进制状态各自与第一或第二模式相关联。

还参照图2和图3，通过模式信号，差分放大器件42的第一和第二输入44、46可以被交换并且其输出可以从相反分支被取走，允许改变在起初配置中引进的偏移的符号，并且对生成值的偏移影响将会有相反符号。通过在模式改变之前或之后平均两个测量，假定负载电流或其它条件在这两个测量之间没有显著地改变，偏移贡献可以被完全取消。平均然后可以通过处理器件72（例如，MCU）被执行。

在电源开关装置70的另一个实施例中，电源开关电路布置30、72可能包括模式信号生成模块。所述模块被布置以生成模式信号,即通过控制逻辑模块84，模式信号可以在电源开关电路布置30、72内被生成。

应指出，模式信号可能不仅仅被定义为其模式信号电平。模式信号可以是携带模式信息的信号,无论这个信息是否以信号电平或例如以信号电平的特定变化被编码。例如，在实施例中，模式信号可以在电源开关电路布置72内形成以及当模式信号被改变时，处理器件74可能只是被告知“模式事件”。例如,脉冲负沿可能表示模式变化并且可能引发读取新感应电流值,例如通过在处理器件74内的ADC81。因为模式信号可能例如有两个状态并且可以通过模式信号生成模块被产生,它可以来源于模式信号交替的模式事件。因此它可能不需要处理器件74了解模式信号的确切值。在此,处理器件74可能执行至少两个连续的测量,例如使用通过例如特殊信号的负沿引发的嵌入式ADC81。

模式信号可以是电源开关装置自身提供的信号。在这种情况下,当模式信号被改变时，处理器件可以被告知要控制的模式信号的实际状态。或者，当模式信号被改变以及可能不需要关于模式信号状态的实际信息，特别地假设模式信号交替时，处理器件72可以被告知。在上述两种情况下，始于电源开关电路布置72的专用输出功率或通信接口(命令或二进制信号)可以被使用。在此,电源开关装置70可能包括处理器件74。所述处理器件74包括被连接以接收始于模式信号生成模块的模式信号的通信接口78,还可能给交叉耦合切换模块提供模式信号。在这种情况下,电源开关电路布置72可能包括被连接以给处理器件74提供模式信号的通信接口76。这可能允许通知变化模式的处理器件74。取决于电源开关装置70，模式信号可能通过处理器件74例如通过SPI命令的MCU被提供，通过专用信号的MCU被提供或者可以在电源开关电路布置72内被提供。

显示的电源开关装置70可能有处理器件74。所述器件包括被连接到电源开关电路布置72的第二输出(CSNS)的感应电路输入80。所述感应电路输入80可以是专用的输入以接收感应电流值。正如图6显示的，处理器件74可能包括被连接到所述感应电路输入80的模拟数字变换器81(A/D)。这可能允许传输连续感应电流或未量化的感应电流值到处理器件74。应注意，正是在电源开关装置70的显示的实施例的范围内，模拟数字变换器81可以在电源开关电路布置72内被实施，例如被连接以将变换的模拟数字感应电流值提供给电源开关电路布置72的第二输出36(CSNS)以用于将量化的感应电流值传输到处理器件74的感应电流输入80以进行进一步处理。

在电源开关装置的另一个实施例中，感应电流输入80可以是处理器件通信接口78的一部分。因此，感应电流例如可以通过电源开关电路布置72的模拟数字变换器被数字化，例如在显示控制逻辑模块84内被控制或被集成，并且通过通信接口76被传到处理器件74。

处理器件74可以被布置以接收ICSNS电流值。通过通信接口78接收模式变化信息可能引发处理器件读取更新的ICSNS电流值。在电源开关装置70的实施例中，处理器件74的通信接口78可以是专用输入。并且电源开关电路布置的通信接口76可以是第三输出，允许模式信号至处理器件74的单向通信。或者，在另一个实施例中，处理器件74的通信接口78可以，正如上述描述的，被布置用于双向通信，例如被设计为特定标准。它可能例如是使用允许完全双工通信的同步串行数据链路标准的串行外围(SPI)接口或任何其它通信接口。因此，感应电流偏移补偿模块可以作为处理器件74的一部分被实施。正如显示的，处理器件74可能控制电源开关电路布置的输出，或者可能通过通信接口或专用输入/输出来控制以及判断其输出。

由于显示的解决方案可以在任何可用的处理器件内被实施,电源开关电路布置的对所需硅区域的影响可以较低,因此允许低成本的解决方案,同时保持与现有的电路(没有完全重新设计、对误差放大器的速度没有高要求、不影响EMC性能、没有时间开始)兼容。如果电源开关装置70被短时间开启,显示的系统可能允许偏移补偿相比于例如模拟/数字偏移补偿几乎没有延迟。其它方法,例如自动归零、截断、偏移稳定以及其各种组合可能需要快速切换频率,该频率在电源开关装置的高电压设计内可能不能实现。

显示的电源开关装置82可以是高边开关,即适合在电源电压处切换负载电路的开启和断开或高边电路的开关,所述开关允许负载在一边上被直接接地,避免负载电路低边上的附加电阻。只是在给定的例子,N沟道MOSFET可以被使用。另一方面，电源开关装置28可以是带有对应电路的低边开关。电源开关装置的相同实施例和用于改善电流感应精度的方法可以在所述开关处被应用。

提供的装置可能允许不间断电流反馈，其中两个测量可以足以偏移影响取消,而引入偏移Vos/RDSON仍然可以从两个测量中被提取。

电源开关装置70可能包括在单一集成电路芯片上提供的电源开关电路布置72。处理器件和电源开关电路布置之间的平均、控制功能以及物理实现的分布可能帮助减小生产成本和功耗以及对现有解决方案的兼容性。或者，完整的电源开关装置可以在单一集成电路芯片上被提供。其它实施例可能包括提供电源开关装置作为一组单独集成电路。

参照图7，显示了一种用于在电源开关装置内改善电流感应精度的方法的例子的流程图。说明的方法允许将描述的电源开关装置作为用于在电源开关装置内改善电流感应精度的一种方法的一部分被实现。所述方法包括将电源开关电路布置的第一输入连接90到电源；将电源开关电路布置的第一输出连接92到负载；将电源开关器件和感应器件切换94到连接状态；将包括与第一模式相关联的值的模式信号至少应用96到第一交叉耦合切换模块并且在电源开关电路布置的第二输出处接收感应电流；以及将包括与第二模式相关联的值的模式信号至少应用98到第一交叉耦合切换模块并且在电源开关电路布置的第二输出处接收感应电流。

如果电源开关装置包括感应电流偏移补偿模块,该方法可能例如包括通过从感应电流的至少两个值计算平均值来生成100偏移补偿感应电流，其中当第一交叉耦合模块处于第一模式时，第一个值在电源开关电路布置的第二输出处被提供以及当第一交叉耦合模块处于第二模式时，第二个值被提供。

一种计算机程序产品可能包括用于当在可编程的装置上运行时，执行一种在电源开关装置内改善电流感应精度的方法的代码部分。例如,模式信号控制和/或至电源开关电路布置的通信和/或偏移补偿电流感应值的计算通过使用作为计算机程序产品被提供的计算机指令可以被实现。

本发明可能还在计算机程序中被实现，该程序用于在计算机系统上运行，至少包括用于当在可编程的装置上，例如计算机系统或启动可编程的装置以执行根据本发明的器件或系统的功能，运行时，执行一种根据本发明的方法的代码部分。

计算机程序是一系列指令例如特定应用程序和/或操作系统。计算机程序可能例如包括以下中的一个或多个:子程序、函数、程序、对象方法、对象实现、可执行的应用程序、applet、servlet、源代码、对象代码、共享库/动态装载库和/或设计用于在计算机系统上的执行的其它指令序列。

计算机程序可以内在地存储在计算机可读存储介质或通过计算机可读传输介质传送到计算机系统。所有或者一些计算机程序可以被永久地、可移除地提供在计算机可读介质或远程地耦合于信息处理系统。计算机可读介质可能包括，例如但不限于以下的任何数量：磁存储介质包括磁盘和磁带存储介质；光学存储介质例如光盘介质（例如，CD-ROM、CD-R等等）以及数字视盘存储介质；非易失性存储器存储介质包括半导体存储单元例如FLASH存储、EEPROM、EPROM、ROM；铁磁数字存储；MRAM；易失性存储介质包括寄存器、缓冲或缓存、主存储器、等等；以及数字传输介质包括计算机网络、点对点通信设备、以及载波传输介质，仅举几例。

计算机过程通常包括执行(运行)程序或程序的一部分、当前程序值和状态信息、以及被操作系统资源所使用以管理操作执行的资源。操作系统(OS)是管理计算机资源的共享以及提供带有接口用于访问这些资源的程序员的软件。操作系统过程系统数据和用户输入，以及通过分配和管理任务以及内部系统资源作为服务用户和程序系统的响应。

计算机系统可能，例如，包括至少一个处理单元、关联内存和大量的输入/输出(I/O)器件。当执行计算机程序时,计算机系统根据计算机程序处理信息并且通过I/O器件生产合成输出信息。

在前面的说明中，参照本发明实施例的特定例子已经对本发明进行了描述。然而，很明显各种修改和变化可以在不脱离所附权利要求中所陈述的本发明的宽范围精神及范围的情况下被做出。

本发明所讨论的连接可以是任何类型的连接。该连接适于将信号从各自的节点、单元或器件传输或传输到各自的节点、单元或器件，例如通过中间器件。因此，除非暗示或说明，连接，例如，可能是直接连接或间接连接。连接可以被说明或描述，涉及到是单一连接、多个连接、单向连接、或双向连接。然而,不同实施例可能改变连接的实现。例如,可以使用单独单向连接而不是双向连接,反之亦然。此外,多个连接可以被替换为连续地或以时间多路复用方式传输多个信号的单一连接。同样地,携带多个信号的单一连接可以被分离成各种不同的携带这些信号的子集的连接。因此,存在传输信号的许多选项。

本领域所属技术人员将认识到逻辑块之间的界限仅仅是说明性的并且替代实施例可能合并逻辑块或电路元素或在各种逻辑块或电路元素上强加替代的分解功能。因此，应了解，本发明描述的架构仅仅是示范的，并且事实上实现相同功能的很多其它架构可以被实现。例如，显示的电源开关装置70可以作为电源开关电路布置72和单独处理器件74被实现或具有用于处理在电源开关电路布置72中集成的ICSNS电流值的所需的电路。

为实现相同功能的任何组件的布置是有效地“关联”以便所需的功能得以实现。因此，为实现特定功能，本发明中结合在一起的任何两个组件可以被看作彼此“相关联”以便所需的功能得以实现，不论架构还是中间组件。同样地，如此关联的任何两个组件还可以被认为是彼此被“可操作连接”或“可操作耦合”以实现所需的功能。

此外，本领域所属技术人员将认识到上述描述的操作之间的界限仅仅是说明性的。多个操作可以被组合成单一操作，单一操作可以分布在附加操作中以及操作可以至少在时间上部分地重叠而被执行。而且，替代实施例可能包括特定操作的多个例子，并且操作的顺序可以在各种其它实施例中被改变。

又如，在一个实施例中，说明的例子可以被作为位于单一集成电路上的电路或在相同器件内的电路被实现。例如，完整的电源开关装置70可以在单一集成电路芯片上被实现。或者，例子可以作为任何数量的单独集成电路或以一种合适的方式彼此互连的单独器件被实现。例如，通过使用电源开关电路布置芯片和处理器件芯片，电源开关装置70可以被实现并且可能甚至具有作为单独器件被实现的偏移补偿模块。

又如，例子或其中的一部分可能作为物理电路的软或代码表征被实现，或作为能够转化成物理电路的逻辑表征，例如在任何合适类型的硬件描述语言中被实现。

此外,本发明不限定在非程序化硬件中被实现的物理器件或单元,但也可以应用在可编程器件或单元中。这些器件或单元通过操作能够执行所需的器件功能。该执行是根据合适的程序代码,例如，主机、微型计算机、服务器、工作站、个人电脑、笔记本、个人数字助理、电子游戏、汽车和其它嵌入式系统、手机和其它无线器件,在本申请中通常表示“计算机系统”。然而，其它修改、变化和替代也是可能的。说明书和附图相应地被认为是说明性的而非限定意味。

在权利要求中,放置在括号内的任何参考符号不得被解释为限定权利要求。词语“包括”不排除在权利要求中列出的那些元素或步骤之外的其它元素或步骤的存在。此外，本发明所用的“a”或“an”被定义为一个或多个。并且，在权利要求中的引入性术语，如“至少一个”以及“一个或多个”，不应被解释为，不定冠词“a”或“an”所引入的其它权利要求元素将包括这些引入的权利要求元素的任何特定权利要求限定为只包含一个这样的元素的发明，即使同一权利要求中包括引入性短语“一个或多个”或“至少一个”以及不定冠词，例如“a”或“an”。使用定冠词也是如此。除非另有说明，使用术语如“第一”以及“第二”是用于任意区分这些术语描述的元素的。因此，这些术语不一定表示时间或这些元素的其它优先次序。某些特定手段在相互不同的权利要求中被列举并不表示这些手段的组合不能被用于获取优势。

虽然结合特定装置已经对本发明主题的原理进行了描述，应清楚了解到该描述仅仅是示例而不是对本发明主题范围的限定。

Claims (12)

1.一种电源开关装置(70)，包括：

电源开关电路布置(30、72)，包括：

输入(32)，能连接到电源；

第一输出(34)，能连接到负载；

第二输出(36)，被布置以依据流经所述负载的负载电流提供感应电流；

电源开关器件(38)；

感应器件(40)；以及

差分放大器件(42)，包括

第一(44)以及第二(46)放大器输入；

至少一个放大器输出(48)，被连接到

电流感应反馈环路(50、52、54)，被布置以减少所述第一和第二放大器输入之间的电势差；其中所述电源开关器件的第一端子和所述感应器件的第一端子被连接到所述电源开关电路布置(30、72)的所述输入(32)，以及所述电源开关器件的第二端子和所述感应器件的第二端子耦合于

第一交叉耦合切换模块(60)，依据模式信号，被布置如下连接：

在第一模式，所述电源开关器件的所述第二端子连接到所述差分放大器件的所述第一输入，以及所述感应器件的所述第二端子连接到所述差分放大器件的所述第二输入，以及

在第二模式，所述电源开关器件的所述第二端子连接到所述差分放大器件的所述第二输入，以及所述感应器件的所述第二端子连接到所述差分放大器件的所述第一输入。

2.根据权利要求1所述的电源开关装置，其中所述电源开关电路布置包括第二交叉耦合切换模块(62)以及所述差分放大模块包括第一和第二放大器输出；所述第二交叉耦合切换模块，取决于所述模式信号，被布置以如下连接：在所述第一模式，所述第二放大器输出连接到所述电流感应反馈环路，以及所述第一放大器输出连接到所述差分放大器件的控制输入；在所述第二模式，所述第一放大器输出连接到所述电流感应反馈环路，以及所述第二放大器输出连接到所述差分放大器件的所述控制输入。

3.根据权利要求1或2所述的电源开关装置，包括感应电流偏移补偿模块，被布置以从至少两个感应电流值生成偏移补偿感应电流，当所述第一交叉耦合模块在所述第一模式时，在所述电源开关电路布置的所述第二输出处提供所述至少两个感应电流值中的第一值，以及当所述第一交叉耦合模块在所述第二模式时，提供第二值。

4.根据权利要求1所述的电源开关装置，其中所述电源开关电路布置包括第一通信接口(76)，所述第一通信接口(76)被连接为接收所述模式信号并且将其至少提供给所述第一交叉耦合切换模块。

5.根据权利要求4所述的电源开关装置，包括处理器件(74)，所述处理器件包括第二通信接口(78)，所述第二通信接口(78)被连接为将所述模式信号至少提供给所述第一交叉耦合切换模块。

6.根据权利要求1所述的电源开关装置，其中所述电源开关电路布置包括被布置以生成所述模式信号的模式信号生成模块。

7.根据权利要求6所述的电源开关装置，包括处理器件(74)，所述处理器件包括第二通信接口(78)，所述第二通信接口(78)被连接为从所述模式信号生成模块接收所述模式信号。

8.根据权利要求7所述的电源开关装置，其中所述电源开关电路布置包括第一通信接口(76)，所述第一通信接口(76)被连接为向所述处理器件提供所述模式信号。

9.根据权利要求5、7或8中任何一项所述的电源开关装置，其中所述处理器件包括被连接到所述电源开关电路布置的所述第二输出的感应电路输入(80)。

10.根据权利要求1所述的电源开关装置，其中所述电源开关装置在单一集成电路芯片上被提供。

11.一种用于在权利要求1所述的电源开关装置中改善电流感应精度的方法，包括：

连接(90)电源开关电路布置的第一输入到电源；

连接(92)所述电源开关电路布置的第一输出到负载；

切换(94)电源开关装置和感应器件到连接状态；

将包括与第一模式相关联的值的模式信号至少应用(96)到第一交叉耦合切换模块并且在所述电源开关电路布置的第二输出处接收感应电流；以及

将包括与第二模式相关联的值的所述模式信号至少应用(98)到所述第一交叉耦合切换模块并且接收在所述电源开关电路布置的所述第二输出处所述感应电流。

12.根据权利要求11所述的方法，其中所述电源开关装置包括感应电流偏移补偿模块；所述方法包括通过从感应电流的至少两个值计算平均值来生成(100)偏移补偿感应电流，其中当所述第一交叉耦合模块处于所述第一模式时，在所述电源开关电路布置的所述第二输出处提供所述至少两个值中的第一个值，以及当所述第一交叉耦合模块处于所述第二模式时，提供第二个值。