CN104412194B - 测量电力调节器系统中的电流 - Google Patents
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Abstract
一个实施例包含一种电力调节器系统(10)。所述系统包含经配置以产生切换信号的栅极驱动器电路(28)及经配置以在栅极端子(18)处接收所述切换信号的切换电路封装(12)。在栅极回路端子(30)处提供与所述切换信号相关联的信号回路。所述切换电路封装(12)还包含响应于所述切换信号而周期性地激活以在切换节点端子(22)处产生切换电压的开关(14)。滤波器级(32)包含互连所述切换节点端子(22)与节点(34)的电感器。所述电感器可经配置以响应于所述切换电压而传导电流以产生输出电压。电流感测电路(36)互连所述栅极回路端子(30)与所述节点(34)且测量输出电流的量值。
Description
技术领域
本发明大体来说涉及电子电路系统,且更具体来说涉及测量电力调节器系统中的电流。
背景技术
可在多种电子装置中实施电力调节器系统以用于调节输出电压以将电力提供到所述电子装置中的一或多个电路组件。一个此种类型的电力调节器系统为切换电力调节器(例如降压转换器),其中交替地激活高侧开关及低侧开关以产生切换电压,所述切换电压提供穿过输出电感器的输出电流以产生输出电压。一些电力调节器系统实施电流感测以测量输出电流的量值(例如用于反馈调节、过电流保护)或以实现电流报告及遥测。为了满足对较低电力耗散及较大效率的增加的要求,通常需要以实质上高效的方式执行电流感测。
发明内容
一个实施例包含一种电力调节器系统。所述系统包含经配置以产生切换信号的栅极驱动器电路及经配置以在栅极端子处接收所述切换信号的切换电路封装。在栅极回路端子处提供与所述切换信号相关联的信号回路。所述切换电路封装还包含响应于所述切换信号而周期性地激活以在切换节点端子处产生切换电压的开关。滤波器级包含互连所述切换节点端子与节点的电感器。所述电感器可经配置以响应于所述切换电压而传导电流以产生输出电压。电流感测电路互连所述栅极回路端子与所述节点且测量输出电流的量值。
另一实施例包含一种用于组装切换电力调节器系统的方法。所述方法包含将高侧切换信号导体耦合到切换电路封装的顶部栅极端子及顶部栅极回路端子并将低侧切换信号导体耦合到所述切换电路封装的底部栅极端子。所述方法还包含将输出级耦合到所述切换电路封装的切换节点端子。所述输出级可包含互连所述切换节点端子与输出节点的输出电感器,基于穿过所述输出电感器的输出电流而在所述输出节点上产生输出电压。所述方法进一步包含将电流感测电路耦合到所述切换电路封装的所述顶部栅极回路端子及所述输出节点,所述电流感测电路经配置以测量所述输出电流的量值。
另一实施例包含一种印刷电路板(PCB),其包含经配置以产生高侧切换信号及低侧切换信号的栅极驱动器电路。所述PCB还包含切换电路封装,其经配置以在底部栅极端子处接收所述低侧切换信号并在顶部栅极端子处接收所述高侧切换信号且在顶部栅极回路端子处提供与所述高侧切换信号相关联的高侧信号回路。所述切换电路封装可包含分别响应于所述高侧切换信号及所述低侧切换信号而交替地激活以在切换节点端子处产生切换电压的高侧开关及低侧开关。所述切换节点端子及所述顶部栅极回路端子可由具有寄生电阻的导体互连。所述PCB还包含输出级,其包括输出电感器,所述输出电感器经配置以响应于所述切换电压而传导输出电流以在输出节点处产生输出电压。所述PCB进一步包含电流感测电路,其互连所述栅极回路端子与所述输出节点且经配置以基于包括所述输出电感器的DC电阻及所述寄生电阻的有效电阻而测量所述输出电流的量值。
附图说明
图1图解说明电力调节器系统的实例。
图2图解说明电力调节器系统的实例。
图3图解说明切换电路封装的实例。
图4图解说明用于组装切换电力调节器系统的方法的实例。
具体实施方式
本发明大体来说涉及电子电路系统,且更具体来说涉及测量电力调节器系统中的电流。电力调节器系统(例如降压调节器系统)包含经配置以产生高侧切换信号及低侧切换信号的栅极驱动器。所述电力调节器系统还包含可实施为经包封电路封装(例如,垂直堆叠金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)封装)的切换电路封装,所述经包封电路封装可在顶部栅极端子处接收所述高侧切换信号且在底部栅极端子处接收所述低侧切换信号。所述切换电路封装还可在栅极回路端子处提供与所述高侧及低侧切换信号中的一者相关联的回路信号。举例来说,所述栅极回路端子可为所述高侧切换信号提供高侧回路信号,使得所述回路栅极端子为顶部栅极回路端子。所述高侧及低侧切换信号可分别交替地激活所述切换电路封装中的高侧开关及低侧开关以在切换节点端子处产生切换电压。所述切换电压可提供穿过耦合到所述切换节点端子的电感器的电流以在相应节点(例如,输入节点或输出节点,此取决于调节器拓扑)处产生电压。
电流感测电路可耦合到所述栅极回路端子及所述相应节点且可经配置以测量电流的量值。作为一实例,所述栅极回路端子及所述切换节点端子可由所述切换电路封装中的导体分离,所述导体具有寄生电阻。因此,所述寄生电阻可与所述电感器的DC电阻组合,使得可基于包含所述电感器的DC电阻及所述寄生电阻的有效电阻而测量所述电流。因此,与现有电流测量技术相比,所述电流的测量可具有实质上更大的信噪比(SNR)且可为实质上更稳定的且具有实质上更大的振幅,包含如本文中所描述。
图1图解说明电力调节器系统10的实例。可在例如用于计算装置、无线通信装置及/或电池充电装置的多种电力提供应用中的任一者中实施电力调节器系统10。举例来说,电力调节器系统10可实施为经配置以基于DC输入电压VIN而产生DC输出电压VOUT的高侧及低侧DC降压电力调节器。作为一实例,输入电压VIN可具有实质上大于输出电压VOUT(例如,1.2V)的量值(例如,12V)。作为一实例,电力调节器系统10可实施为印刷电路板(PCB)上的调节器电路。
电力调节器系统10包含例如可实施为经包封电路封装的切换电路封装12。如本文中所描述,术语“经包封电路封装”描述具有内部电路且具有将所述内部电路耦合到外部电路的端子的独立封装。如本文中所描述,如关于切换电路封装12所描述的术语“端子”是指用于在切换电路封装12外部提供以耦合到切换电路封装12内的电路的导体的连接点。将切换电路封装12示范为包含高侧开关14及低侧开关16。高侧开关14在顶部栅极端子(TG)18处接收高侧切换信号HS且互连接收输入电压VIN的电力端子(PWR)20与切换节点端子(SW)22。低侧开关16在底部栅极端子(BG)24处接收低侧切换信号LS且互连切换节点端子22与接收低轨电压(在图1的实例中示范为接地)的低电压轨端子(GND)26。作为一实例,端子18、20、22、24及26可配置为多种不同类型的端子中的任一者,例如螺旋连接、焊料垫、引脚或任何其它导电连接类型。
切换节点端子22可包含互连高侧开关14与低侧开关16的例如具有寄生电阻的导体(例如,铜)。举例来说,所述导体可与切换节点端子22成整体。如本文中所描述,所述寄生电阻包含与切换节点端子22成整体的导体的寄生电阻且还可包含与切换电路封装12相关联的其它连接的寄生电阻以及与相关联PCB上的迹线相关联的寄生电阻。作为一实例,高侧开关14及低侧开关16可配置为垂直堆叠金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),例如N沟道功率FET。举例来说,高侧开关14可提供于切换电路封装12中的第一半导体裸片上,且低侧开关14可提供于切换电路封装12中的第二半导体裸片上,使得第一及第二裸片可由构成切换节点端子22的导体分离。
电力调节器系统10包含栅极驱动器电路28,栅极驱动器电路28经配置以产生基于脉宽调制(PWM)工作循环而交替地断言的高侧切换信号HS及低侧切换信号LS。作为一实例,所述PWM工作循环可包含高侧切换信号HS与低侧切换信号LS的断言之间的空载时间。因此,高侧切换信号HS经断言以激活高侧开关14,且低侧切换信号LS经断言以激活低侧开关16。另外,栅极驱动器电路28从切换电路封装12接收高侧回路信号HSR及低侧回路信号LSR。在图1的实例中,高侧回路信号HSR是从顶部栅极回路端子(TGR)30提供,且低侧回路信号LSR是从低电压轨端子26接收。顶部栅极回路端子30可配置为多种导电连接类型(例如,如先前所描述)中的任一者。高侧回路信号HSR可因此对应于用于以足以激活高侧开关14而不损坏高侧开关14的电压断言高侧切换信号HS的经电平移位参考电压。作为一实例,顶部栅极回路端子30可相对于高侧回路信号HSR配置为开尔文(Kelvin)栅极连接。
响应于高侧开关14及低侧开关16的激活(例如,经由栅极驱动器电路28),可在切换节点端子22处产生切换电压VSW。电力调节器系统10包含滤波器级32,滤波器级32耦合到切换节点端子22且包含作为LC滤波器操作的输出电感器LO及输出电容器CO。切换电压VSW可提供流动穿过输出电感器LO的输出电流IOUT。举例来说,响应于高侧激活信号HS而激活高侧开关14以提供从输入电压VIN穿过切换节点端子22且穿过输出电感器LO的输出电流IOUT,且响应于低侧激活信号LS而激活低侧开关14以提供从接地穿过切换节点端子22且穿过输出电感器LO的输出电流IOUT。因此,滤波器级32可充当输出级以响应于输出电流IOUT流动穿过输出电感器LO而在输出节点34处提供输出电压VOUT。
电力调节器系统10进一步包含经配置以测量输出电流IOUT的量值的电流感测电路36。作为一实例,电流感测电路36可出于多种原因(例如用于输出电压VOUT的调节及/或用于过电流保护)而测量输出电流IOUT的量值。将电流感测电路36示范为互连顶部栅极回路端子30与输出节点34。作为一实例,电流感测电路36可包含串联连接的感测电阻器及感测电容器,使得所述感测电容器可经配置以基于输出电感器LO的DC电阻而对对应于输出电流IOUT的量值的电压进行取样。
顶部栅极回路端子30可耦合到低侧开关16的端子(例如,低侧开关16的漏极),且可因此经由构成切换节点端子22的导体与输出电感器LO分离。因此,电流感测电路36可基于包括输出电感器LO的DC电阻及切换节点端子22的导体的寄生电阻的有效电阻而测量输出电流IOUT的量值。作为一实例,切换节点端子22的导体的寄生电阻可基于导致输出电流IOUT从接地流动的对低侧开关16的激活且可因此基于高侧激活信号HS及低侧激活信号LS的PWM工作循环。
基于在输出电流IOUT的测量中并入切换节点端子22的寄生电阻,可相对于现有电力调节器系统中的典型测量系统实现较大信噪比(SNR)。例如,现有电力调节器系统通常通过将电流感测电路耦合到相应切换节点端子而测量输出电流且因此仅基于相应输出电感器的DC电阻而测量输出电流。此外,包括输出电感器LO的DC电阻及切换节点端子22的导体的寄生电阻的有效电阻相对于切换为稳定的且相对于温度为可预测的(例如,基于可预测温度系数),使得电流感测电路36以温度补偿方式实现输出电流IOUT的测量。这与典型电力调节器系统中的电流测量形成对比,典型电力调节器系统测量穿过高侧开关及低侧开关中的一者的不连续电流且因此经受基于温度及/或半导体工艺的开关接通状态电阻(例如,RDSON)的变化。
图2图解说明电力调节器电路50的实例。电力调节器系统50可实质上类似于图1的实例中的电力调节器系统10而配置。电力调节器电路50包含在图2的实例中示范为N沟道功率FET的高侧开关N1及低侧开关N2。作为一实例,可在例如类似于图1的实例中的切换电路封装12的经包封电路封装中提供高侧开关N1及低侧开关N2。
高侧开关N1具有耦合到顶部栅极端子(TG)52的栅极、耦合到电力端子(PWR)54的漏极及耦合到切换节点端子(SW)56的源极。作为一实例,顶部栅极端子52可接收高侧切换信号HS以激活高侧开关N1,且电力端子54可耦合到输入电压(例如,输入电压VIN)。低侧开关N2具有耦合到底部栅极端子(BG)58的栅极、耦合到顶部栅极回路端子(TGR)60的漏极及耦合到低电压轨端子(GND)62的源极。作为一实例,底部栅极端子58可接收低侧切换信号(例如,来自驱动器电路的低侧切换信号LS)以激活低侧开关N2,低电压轨端子62可耦合到低电压轨(例如,接地)且可为低侧切换信号提供回路(例如,回路信号HSR),且顶部栅极回路端子60可为高侧切换信号提供回路(例如,回路信号LSR)。顶部栅极回路端子60可耦合到切换节点端子56。在一些实例中,顶部栅极回路端子60可相对于高侧回路信号HSR配置为开尔文栅极连接。电力调节器电路50还包含滤波器级64,滤波器级64包含输出电感器LO及输出电容器CO。输出电流IOUT流动穿过输出电感器LO以基于高侧开关N1及低侧开关N2的激活而在输出节点66处产生DC输出电压VOUT,类似于如先前在图1的实例中所描述。
在图2的实例中,电力调节器电路50包含在高侧开关N1的源极与切换节点端子56之间的电阻器RT、在低侧开关N2的漏极之间的电阻器RB及在输出电感器LO与切换节点端子56之间的电阻器RDCR。电阻器RT及RB表示与切换节点端子56成整体的导体的寄生电阻。举例来说,切换节点端子56的导体可提供为互连高侧开关N1与低侧开关N2,且顶部栅极回路端子60可直接耦合到低侧开关N2的漏极。电阻器RDCR可表示输出电感器LO的DC电阻。
电力调节器电路50进一步包含电流感测电路68,电流感测电路68可为经配置以测量输出电流IOUT的量值的电流测量电路的一部分。电流感测电路68包含串联耦合于顶部栅极回路端子60与输出节点66之间的感测电阻器RS及感测电容器CS。电流感测电路68可因此经配置以基于有效电阻REFF而测量输出电流IOUT,有效电阻REFF基于由于低侧开关N2的激活所致的电阻器RB的寄生电阻及电阻器RDCR的电阻。由于低侧开关N2通常基于PWM工作循环(例如,大约10%工作循环)而传导达比高侧开关N1长的持续时间以实现电力调节器电路50的较高效操作,因此电阻器RB可为测量路径的有效电阻REFF及因此输出电流IOUT的测量贡献显著量的电阻以提供显著SNR及信号振幅。作为一实例,可如下表达有效电阻:
REFF=RDCR+(1-D)*RB 方程式1
其中:RDCR为输出电感器LO的DC电阻;
D为高侧切换信号N1的工作循环;且
RB为电阻器RB的电阻。
感测电容器CS及感测电阻器RS可经配置以作为RC滤波器操作,所述RC滤波器允许输出电流IOUT的时间平均测量,而不管低侧开关N2的周期性激活及因此电阻器RB对有效电阻REFF的周期性贡献如何。作为一实例,感测电阻器RS及感测电容器CS可具有与和有效电阻及输出电感器LO相关联的LR时间常数实质上匹配的RC时间常数。举例来说,可如下表达时间常数的匹配:
LO/REFF=RS*CS 方程式2
其中:LO为输出电感器LO的电感;
RS为感测电阻器的电阻;且
CS为感测电容器的电容。
响应于LR时间常数与RC时间常数的匹配,感测电容器CS可对对应于输出电流IOUT的感测电压VSNS进行取样。可因此基于感测电压VSNS而测量输出电流IOUT,例如如下:
IOUT=VSNS/REFF 方程式3
如先前关于图1的实例所描述,基于在输出电流IOUT的测量中并入切换节点端子56的寄生电阻RB,可实现较大的SNR及信号振幅而不是仅仅基于输出电感器LO的DC电阻RDCR对IOUT的测量。举例来说,输出电感器LO的DC电阻RDCR可为极低的(例如,约0.2mΩ)。因此,如果电流感测电路68耦合到切换节点端子56而非顶部栅极回路端子60(如在典型电力调节器系统中所提供),那么电流感测电路68将不包含切换节点端子56的导体的在高侧开关N1与低侧开关N2之间提供的部分且因此将不在有效电阻REFF中包含电阻RB。因此,对于大约30安的输出电流IOUT,感测电压VSNS可仅为大约6mV,其可导致可产生显著测量误差的低SNR。
另外,由于输出电流IOUT的测量是基于输出电流IOUT流动穿过可为制造输出电感器LO的相同导体的导体(例如,铜),因此输出电流IOUT的测量可实质上经温度补偿,使得有效电阻REFF可为实质上稳定的且可基于温度的变化而预测。因此,输出电流IOUT的测量可为实质上准确的,此与典型电力调节器系统相对,典型电力调节器系统基于测量穿过高侧开关及/或低侧开关的电流而测量输出电流,此可展现基于温度及/或激活时序的不可预测电阻(例如,RDSON的改变)。此外,可在不对市售切换电路封装(例如包含回路端子(例如,顶部栅极回路端子60))进行改变的情况下实施电流感测电路68相对于耦合到顶部栅极回路端子60的布置。因此,本文中所揭示的方法实现以廉价且高效的方式对输出电流IOUT的准确测量。
应理解,电力调节器系统10及电力调节器电路50并不打算分别限于图1及2的实例。举例来说,尽管将电力调节器系统10及电力调节器电路50示范为降压转换器,但应理解,电流感测技术以及与电流感测电路(例如,电流感测电路36)相关联的连接可适用于其它类型的切换电力调节器(隔离及非隔离拓扑变体两者),例如升压电力调节器系统(例如,其中反转输出节点34及输入电力端子20)。作为另一实例,高侧开关N1及低侧开关N2并不限于实施为N沟道FET,而是可配置为多种不同类型的开关中的任一者。作为另一实例,电流感测电路68并不限于耦合到顶部栅极回路端子60,而是可代替地耦合到切换电路封装12的另一部分以提供穿过与切换节点端子56成整体的导体的输出电流IOUT的测量。举例来说,电流感测电路68可代替地耦合到例如与低侧开关N2相关联的单独栅极回路端子(例如,针对不同开关配置)。作为另一实例,有效电阻REFF可包含电阻器RT而非电阻器RB或除电阻器RB以外还包含电阻器RT。因此,电力调节器系统10及电力调节器电路50并不打算分别限于图1及2的实例,而是可以多种方式配置。
图3图解说明切换电路封装100的实例。切换电路封装100可对应于图1的实例中的切换电路封装12。在图3的实例中,将切换电路封装100示范为垂直堆叠切换电路封装100。作为一实例,切换电路封装100可包含包封切换电路封装100的除下文所描述的端子之外的实质上全部的外壳(在图3的实例中未展示)。
切换电路封装100包含包含高侧开关的高侧裸片102及包含低侧开关的低侧裸片104。低侧裸片104布置于对应于低电压轨端子26的接地平面106上方。在图3的实例中,切换电路封装100还包含可经配置以耦合到输入电压(例如,输入电压VIN)且经由导体109耦合到与高侧裸片102相关联的高侧开关的漏极的两个电力端子108。切换电路封装100还包含可经配置以接收高侧切换信号HS且经由导体111耦合到与高侧裸片102相关联的高侧开关的栅极的顶部栅极端子110。切换电路封装100还包含可经配置以提供高侧回路信号HSR且经由导体113耦合到与低侧裸片104相关联的低侧开关的漏极的顶部栅极回路端子112。切换电路封装100进一步包含可经配置以接收低侧切换信号LS且经由导体115耦合到与低侧裸片104相关联的低侧开关的栅极的底部栅极端子114及可经配置以与滤波器级(例如,滤波器级32)耦合的三个切换节点端子116。将切换节点端子116示范为与互连高侧裸片102与低侧裸片104(例如,互连高侧开关的源极与低侧开关的漏极)的导体118成整体。
类似于如先前所描述,电流感测电路可耦合到顶部栅极回路端子112及输出节点(例如,输出节点34)。因此,所述电流感测电路可经配置以基于相关联输出电感器的DC电阻及互连高侧裸片102与低侧裸片104的导体118的寄生电阻的有效电阻而测量输出电流的量值。因此,电流感测电路可提供具有比典型电力调节器系统中的电流感测电路(例如耦合到切换节点端子116且因此仅基于输出电感器的DC电阻而测量输出电流)高的SNR及高的振幅的感测电压(例如,感测电压VSNS)。
鉴于上文所描述的前述结构及功能特征,参考图4将更好地了解某些方法。应理解及了解,在其它实施例中,所图解说明的动作可以不同次序发生及/或与其它动作同时发生。此外,实施方法可能并不需要所有所图解说明的特征。
图4图解说明用于组装切换电力调节器系统的方法150的实例。在152处,将高侧切换信号导体(例如,在其上提供高侧切换信号HS及高侧回路信号HSR)耦合到切换电路封装(例如,切换电路封装12)的顶部栅极端子(例如,顶部栅极端子18)及顶部栅极回路端子(例如,顶部栅极回路端子30)。在154处,将低侧切换信号导体(例如,在其上提供低侧切换信号LS)耦合到切换电路封装的底部栅极端子(例如,底部栅极端子24)。在156处,将滤波器级(例如,滤波器级32)耦合到切换电路封装的切换节点端子(例如,切换节点端子22)。所述滤波器级可包含互连切换节点端子与输出节点(例如,输出节点34)的输出电感器(例如,输出电感器LO),基于穿过输出电感器的输出电流(例如,输出电流IOUT)而在所述输出节点上产生输出电压(例如,输出电压VOUT)。在158处,将电流感测电路(例如,电流感测电路36)耦合到切换电路封装的顶部栅极回路端子及输出节点。所述电流感测电路可经配置以测量输出电流的量值。
所属领域的技术人员将了解,在所主张发明的范围内,可对所描述的实施例做出修改,且许多其它实施例也为可能的。
Claims (19)
1.一种电力调节器系统,其包括:
栅极驱动器电路,其经配置以产生切换信号;
切换电路封装,其经配置以在栅极端子处接收所述切换信号且在单独栅极回路端子处提供与所述切换信号相关联的信号回路,所述栅极回路端子提供开尔文栅极驱动连接,所述切换电路封装包括响应于所述切换信号而周期性地激活以在切换节点端子处产生切换电压的开关;
滤波器级,其包括互连所述切换节点端子与另一节点的电感器,所述电感器经配置以响应于所述切换电压而传导电流以产生输出电压;及
电流感测电路,其互连所述栅极回路端子与所述另一节点且经配置以测量所述电流的量值,由此,与所述切换电路封装的寄生电阻相关联的累积路径电阻增加了与所述电流相关的电压。
2.根据权利要求1所述的系统,其中所述切换信号配置为提供到底部栅极端子的低侧切换信号,且其中所述栅极回路端子配置为顶部栅极回路端子以提供与提供到顶部栅极端子的高侧切换信号相关联的高侧回路信号。
3.根据权利要求2所述的系统,其中所述电流感测电路经配置以基于表达为下式的有效电阻REFF而测量所述电流的所述量值:
REFF=RDCR+(1-D)*RB
其中:RDCR为所述电感器的DC电阻;
D为所述高侧切换信号的工作循环;且
RB为互连所述顶部栅极回路端子与所述切换节点端子的导体的寄生电阻。
4.根据权利要求1所述的系统,其中所述切换电路封装包括与高侧开关相关联的高侧裸片及与配置为低侧开关的所述开关相关联的低侧裸片,所述高侧裸片及所述低侧裸片由与所述切换节点端子成整体的导体互连,所述导体具有寄生电阻。
5.根据权利要求4所述的系统,其中所述栅极回路端子配置为顶部栅极回路端子以提供高侧回路信号,所述顶部栅极回路端子在所述低侧开关的第一端子处耦合到所述低侧裸片,所述第一端子经由所述导体耦合到所述切换节点端子。
6.根据权利要求5所述的系统,其中所述低侧开关的所述第一端子经由互连所述栅极回路端子与所述切换节点端子的所述导体电耦合到所述高侧开关的第一端子。
7.根据权利要求6所述的系统,其中所述低侧开关的所述第一端子对应于所述低侧开关的漏极,且其中所述高侧开关的所述第一端子对应于所述高侧开关的源极。
8.根据权利要求1所述的系统,其中所述开关配置为低侧开关,其中所述切换电路封装配置为包括高侧开关及所述低侧开关的经包封电路封装,且其中所述高侧开关及所述低侧开关配置为垂直堆叠金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
9.根据权利要求1所述的系统,其中所述栅极回路端子及所述切换节点端子经由互连所述栅极回路端子与所述切换节点端子的导体电耦合,所述导体具有寄生电阻值。
10.根据权利要求9所述的系统,其中所述电流感测电路包括感测电阻器及感测电容器,所述感测电阻器及所述感测电容器的RC时间常数与包括所述电感器的电感及有效组合电阻的LR时间常数实质上匹配,所述有效组合电阻包括所述电感器的DC电阻及所述导体的所述寄生电阻值。
11.一种包括根据权利要求1所述的电力调节器系统的印刷电路板PCB。
12.一种用于切换电力调节器系统的方法,所述方法包括:
将高侧切换信号导体耦合到切换电路封装的顶部栅极端子及单独顶部栅极回路端子,所述顶部栅极回路端子提供开尔文栅极驱动连接;
将低侧切换信号导体耦合到所述切换电路封装的底部栅极端子;
将输出级耦合到所述切换电路封装的切换节点端子,所述输出级包括互连所述切换节点端子与输出节点的输出电感器,基于穿过所述输出电感器的输出电流而在所述输出节点上产生输出电压;及
将电流感测电路耦合到所述切换电路封装的所述顶部栅极回路端子及所述输出节点,所述电流感测电路经配置以测量所述输出电流的量值,由此,与所述切换电路封装的寄生电阻相关联的累积路径电阻增加了与所述电流相关的电压。
13.根据权利要求12所述的方法,其中所述电流感测电路包括感测电阻器及感测电容器。
14.根据权利要求13所述的方法,其进一步包括使所述感测电阻器及所述感测电容器的RC时间常数与包括所述输出电感器的电感及有效组合电阻的LR时间常数匹配,所述有效组合电阻包括所述输出电感器的DC电阻及分离所述切换节点端子与所述顶部栅极回路端子的导体的寄生电阻。
15.根据权利要求12所述的方法,其中所述切换电路封装配置为包括高侧开关及低侧开关的经包封电路封装,且其中所述高侧开关及所述低侧开关配置为垂直堆叠金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
16.根据权利要求12所述的方法,其中所述切换电路封装包括由与所述切换节点端子成整体的导体互连的高侧裸片及低侧裸片,所述导体具有寄生电阻值。
17.一种印刷电路板PCB,其包括:
栅极驱动器电路,其经配置以产生高侧切换信号及低侧切换信号;
切换电路封装,其经配置以在底部栅极端子处接收所述低侧切换信号并在顶部栅极端子处接收所述高侧切换信号且在单独顶部栅极回路端子处提供与所述高侧切换信号相关联的高侧信号回路,所述顶部栅极回路端子提供开尔文栅极连接,所述切换电路封装包括分别响应于所述高侧切换信号及所述低侧切换信号而交替地激活以在切换节点端子处产生切换电压的高侧开关及低侧开关,所述顶部栅极回路端子耦合到具有寄生电阻且与所述切换节点端子成整体的导体;
输出级,其包括输出电感器,所述输出电感器经配置以响应于所述切换电压而传导输出电流以在输出节点处产生输出电压;及
电流感测电路,其互连所述顶部栅极回路端子与所述输出节点且经配置以基于包括所述输出电感器的DC电阻及所述寄生电阻的有效电阻而测量所述输出电流的量值,由此,与所述切换电路封装的寄生电阻相关联的累积路径电阻增加了与所述电流相关的电压。
18.根据权利要求17所述的印刷电路板PCB,其中所述切换电路封装包括由所述导体互连的高侧裸片及低侧裸片。
19.根据权利要求17所述的印刷电路板PCB,其中所述切换电路封装配置为经包封电路封装,且其中所述高侧开关及所述低侧开关配置为垂直堆叠金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET。
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CN1416132A (zh) * | 2001-10-29 | 2003-05-07 | 三菱电机株式会社 | 半导体装置 |
CN1841900A (zh) * | 2005-01-19 | 2006-10-04 | 精工电子有限公司 | 开关调节器电路 |
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