CN108398589B - 用于智能功率级应用的带有自动转换的精确高端电流仿真 - Google Patents

用于智能功率级应用的带有自动转换的精确高端电流仿真 Download PDF

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Abstract

一种用于检测开关模式电源(SMPS)的电流检测电路,其中SMPS具有一个第一开关、一个第二开关和一个输出滤波器,第一开关和第二开关串联耦合,输出滤波器包括一个电感器和一个电容器,耦合到第一和第二开关形成的开关节点上,电流检测电路具有一个电流传感电路和一个电流仿真电路,其中电流传感电路用于传感第二开关上的电流,产生电流传感信号,指示第二开关的电流信息,电流仿真电路用于仿真第一开关的电流信息。电流仿真电路包括一个电感传感电路和一个AC仿真电路,其中电感传感电路用于获得电感电流的实时变化速度,AC仿真电路用于根据电感电流的实时变化速度,计算第一开关电流信息的AC部分。

Description

用于智能功率级应用的带有自动转换的精确高端电流仿真
技术领域
本发明主要涉及集成电路,更确切地说是关于用于开关模式电源(SMPS)的电流检测电路。
背景技术
微处理器和存储设备等集成电路包括多个金属-氧化物-半导体场效应晶体管(MOSFET),提供基本的开关功能,以配置逻辑门、数据存储、电源开关等类似功能。在一个应用中,MOSFET因其功率高效和热学高效,已被广泛应用于开关模式电源(SMPS)。例如,体型转换器等SMPS将输入电压转换成输出电压,并供给负载。图1表示一种传统的SMPS,包括串联在输入电压源上的电源开关元件SW1和SW2。电源开关元件SW1耦合到电压源(Vin),电源开关元件SW2接地(GND)。电源开关元件SW1也称为高端(HS)开关元件,电源开关元件SW2也称为低端(LS)开关元件。电源开关元件SW1和SW2分别由一个HS和一个LS驱动器(图中没有表示出)驱动。含有一个电感器(L)和一个电容器(C)的输出滤波器连接到由这对开关元件SW1和SW2构成的结105(即相位节点或开关节点),以便为负载提供输出电压(Vout)。通过开关元件SW1和SW2,输出电感器L可以由一端交替切换到输入电压Vin和接地级GND。因此,通过一个控制器(图中没有表示出),控制开关元件SW1和SW2的接通和断开动作,可以产生高于或低于输入电压级Vin的输出电压Vout。输出电压Vout缓冲在电容器C上。负载(图中没有表示出)可以耦合到输出节点107,通过到负载的电感器L,可以提供电流IL。
电源是任何电子器件中的关键元件,其性能将影响电源效率、产品安全性和产品性能。因此,电源必须包含一个电源监控系统,以理解其加载的环境。确切地说,电源监控系统可以保护电源过载和自监控其电流造成的短路。因此,电源监控系统通常需要一个电流传感电路,以获得电流信息。
对于带有SMPS的高性能计算应用来说,必须获得HS和LS开关元件的实时电流信息。电流信息应包括电感器提供给负载的交流电(AC)部分和直流电(DC)部分,用于精确控制、相位电流共享和电源监控。在目前的计算应用中,转换比保持较小,开关频率必须更高。因此,每个相位的输出电流变得更高。在某些情况下,HS开关元件必须在100纳秒内承载100A电流。然而,由于二极管的转换效率、环路寄生电感及其他问题,要精确获得或传感高端电流信息是极具挑战的。正是在这一前提下,提出了本发明的各种实施例。
发明内容
本发明的目的是提供一种用于开关模式电源的电流检测电路,其通过电流仿真电路的电感传感电路和交流电仿真电路,可以获得电流的实时变化速度以及实时电感值,实现准确的HS电流信息的获取,解决了传统开关模式电源中因HS电流的震荡问题或环境问题导致的HS电流信息不精确。
本发明的一种用于检测开关模式电源的电流检测电路,其中开关模式电源具有一个第一开关和一个串联耦合的第二开关,以及一个输出滤波器,输出滤波器包括一个电感器和一个电容器,耦合到第一和第二开关形成的开关节点上,该电流检测电路包括:
一个电流传感电路,用于传感流经第二开关的电流,产生电流传感信号,指示第二开关的电流信息,其中电流传感电路具有一个输入端和一个输出端,输入端耦合到开关节点上,输出端提供电流传感信号,以及
一个电流仿真电路,用于仿真第一开关的电流信息,其中电流仿真电路具有一个第一输入端和一个输出端,第一输入端接收电流传感信号,输出端提供表示第一开关电流信息的电流仿真信号,其中电流仿真信号包括第一开关的电流信息的AC部分和DC部分,其中电流仿真电路包括一个电感传感电路和一个AC仿真电路,电感传感电路用于获得电流的实时变化速度,AC仿真电路用于根据电流的实时变化速度,计算第一开关电流信息的AC部分。
优选地,电流检测电路还包括一个采样保持电路,耦合在电流传感电路和电流仿真电路之间,其中采样保持电路用于对来自电流传感电路的电流传感信号进行采样,以获得第二开关的第一电流值,其中采样保持电路用于为电流仿真电路提供采样电流信号,指示第二开关的第一电流值。
优选地,电流检测电路还包括一个多路复用器,用于产生电感电流信号,根据电流传感信号和电流仿真信号,指示开关模式电源的电流信息,其中多路复用器具有一个第一输入端、一个第二输入端和一个输出端,第一输入端用于接收指示第二开关电流信息的电流传感信号,第二输入端耦合到电流仿真电路上,用于接收指示第一开关电流信息的电流仿真信号,输出端用于为电流控制单元提供电感电流信号,指示开关模式电源的电流信息,用于电流显示和控制。
优选地,第一开关电流信息的DC部分,是根据第二开关的第一电流值产生的。
优选地,电流仿真电路包括一个加法电路,用于结合第一开关电流信息的AC部分和DC部分,产生指示第一开关电流信息的电流仿真信号。
优选地,AC仿真电路具有一个第一输入端、一个第二输入端和一个第三输入端,第一输入端用于接收第一输入值,指示开关模式电源的输入电压Vin与开关模式电源的输出电压Vo之间差值的大小,第二输入端用于接收第二输入值,指示开关模式电源产生的输出电压Vo的大小,第三输入端用于接收第三输入值,表示电感电流的变化速度大小(di/dt),其中AC仿真电路用于根据第一、第二和第三输入值,来计算第一开关电流信息的AC部分。
优选地,AC仿真电路包括多个运算放大器,进行数值运算,根据方程式:(Vin-Vo)/Vo*(di/dt),产生第一开关电流信息的AC部分,其中Vin表示开关模式电源的输入电压,Vo表示开关模式电源产生的输出电压,di/dt表示电流的实时变化速度。
优选地,电感传感电路包括根据从电流传感信号采样两个电流值和两个样品之间隔获得电流实时变化速度的电路。
优选地,电感传感电路包括负单位增益放大器、第一和第二采样保持电路以及第三采样保持电路,负单位增益放大器用于转换电流传感信号,第一和第二采样保持电路用于采样转换后的电流传感信号,以获得电流传感信号的两个电流值,第三采样保持电路用于获得电感电流的变化速度。
本发明还提供了一种用于检测开关模式电源中电流的方法,其中开关模式电源具有第一开关和第二开关以及输出滤波器,第一和第二开关串联耦合,输出滤波器包括一个电感器和一个电容器,电容器耦合到第一和第二开关形成的开关节点上,该方法包括:
通过电流传感电路传感流经第二开关的电流,产生电流传感信号,指示第二开关的电流信息,其中电流传感电路具有一个输入端和一个输出端,输入端耦合到开关节点上,输出端用于提供电流传感信号;并且
通过电流仿真电路,仿真第一开关的电流信息,其中电流仿真电路具有一个第一输入端和一个输出端,第一输入端用于接收电流传感信号,输出端用于提供指示第一开关电流信息的电流仿真信号,其中电流仿真信号包括AC部分和DC部分,其中仿真第一开关的电流信息包括,根据电感传感电路获得电流的实时变化速度,根据电流的实时变化速度,由AC仿真电路计算第一开关电流信息的AC部分。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明的提出了用于SPS应用,带自动转换的仿真HS电流以及提供精确的HS电流仿真的方法。本发明可以根据电感电流变化的实时速率,HS电流信息自动转换。由于本发明的各个方面消除了预置或估计电感值的必要性,因此即使环境引起电源随时间或变化衰减,HS电流信息仍然保持稳定。
附图说明
阅读以下详细说明并参照以下附图之后,本发明的其他特征和优势将显而易见:
图1表示一种传统的开关模式电源(SMPS)的示意图。
图2表示带有电流检测和控制电路的传统SMPS结构的一个示例的示意图。
图3表示依据本发明的各个方面,带有电流检测和控制电路的SMPS概貌的示意图。
图4表示依据本发明的各个方面,电流仿真电路的示意图。
图5表示经过负单位增益放大器之后,低端电流的AC部分的信号及其转换信号的图形。
图6表示依据本发明的各个方面,一种AC仿真电路的一个示例的电路图。
具体实施方式
对于SMPS中的电流传感已经提出了多种设计方案,以监控其电流信息。电流传感电路的最基本形式是在电流通路中使用传感电阻器。确切地说,SMPS中的电流IL,例如图1所示的转换器,可以利用串联到输出电感器L上的分流电阻器传感。电流IL引起分流电阻器上的电压降,电流IL可以通过传感分流电阻器的输入和输出节点之间的电压差获得。由于分流电阻器引入了功率损失,因此这种设计方案可能并不受欢迎。
引言
图2表示带有电流检测和控制电路的一种传统SMPS的另一个示例,传统的SMPS200包括一个HS开关元件SW1和一个LS开关元件SW2,串联在输入电压源上,作为图1所示的SMPS 100。输出滤波器包括一个电感器(L)和一个电容器(C),连接到这对开关元件SW1和SW2所形成的结105(即相位节点或开关节点)上,用于为负载提供输出电压(Vout)。因此,通过控制器(例如一个脉宽调制(PWM)控制器)(图中没有表示出),控制电源开关元件SW1和SW2的接通和断开动作,从而产生输出电压Vout
为了传感电感器电流IL,两个传感电路202和204分别耦合到开关元件SW1和SW2。当控制信号(例如PWM信号)处于高逻辑态时,HS开关元件SW1接通,流经电感器的电流IL增大。此时,电流传感电路202产生的电流传感信号包括HS电流信息IHS。当控制信号处于低逻辑态时,LS开关元件SW2接通,流经电感器L的电流IL减小。此时,电流传感电路204产生的电流传感信号含有LS电流信息ILS。多路复用器206根据电流传感电路202和204提供的HS和LS电流信息,将含有电感器L电流信息的电流信号,输出到电流控制单元208上。
该设计方案需要两个电流传感电路。在一个示例中,电流传感电路202或204可能含有一个传感FET。传感FET可以是一个与开关元件SW1或SW2一致的晶体管,但尺寸更小。传感FET可以通过电流镜像结构,传感相应的开关元件上的电流。然而,这种设计方案的缺点是HS电流信息的精确性。由于寄生电感和LS二极管恢复可能导致HS电流震荡,所产生的震荡电流不会反映出精确的HS电流信息。
提出的另一种设计方案要求HS电流信息包括一个电流传感电路,用于传感LS电流,以及一个电流仿真电路,用于仿真HS电流。HS电流可以根据下列方程式(1)仿真
IHS=ILS-valley+(Vin-Vo)/L (1)
ILS-valley为LS开关元件SW2在开关周期上最小的传感电流值(或谷值)。它可以利用样品和保持电路获得。然而,方程式(1)要求的电感器L的电感值通常是未知的,必须预置。因此,仿真HS电流无法精确。另外,电感值可能随时间降低,并随环境(例如温度改变)变化。
要注意的是,精确的HS电流信息在智能电源级(SPS)应用中非常重要,是英特尔VR13用于下一代服务器的电压调制器的规格要求。由于原有技术设计方案或许有HS电流的震荡问题(或振铃问题),或要求HS电流仿真预置或估计电感值,因此,这些设计方案不可能配置在需要高开关频率、低工作周期和大电流的SPS应用中。
本发明的各个方面提出了用于SPS应用,带自动转换的仿真HS电流以及提供精确的HS电流仿真的方法。确切地说,根据电感电流变化的实时速率,HS电流信息自动转换。由于本发明的各个方面消除了预置或估计电感值的必要性,因此即使环境引起电源随时间或变化衰减,HS电流信息仍然保持稳定。
带有电流检测和控制电路的SMPS
图3表示依据本发明的各个方面,带有电流检测和控制电路的SMPS。SMPS300包括一个HS开关元件SW1和一个LS低端元件SW2、一个电感器L和一个电容器C。SMPS300还包括一个电流检测单元310和一个电流控制单元208。电流检测单元310用于保护SMPS中的实时电感电流IL。电流检测单元310具有一个耦合到开关节点105上的输入端以及一个输出端,提供电感电流信号,表示到电流控制单元208的实时电感电流IL。电流控制单元208可以使用实时电流信息,用于电流监控和控制。作为一个示例,根据电感电流信号,电流控制单元208可以控制/调节SMPS的电压(Vout)和到负载的电流输出(IL),布置电流平衡并分享多个相位,监控和报告功率消耗,并/或警告SMPS,启用电流限制等保护功能。
确切地说,SMPS300,如图2所示的SMPS200一样,包括一个HS开关元件SW1和一个LS开关元件SW2,串联在输入电压源上。HS开关元件耦合到电压源(Vin),LS开关元件SW2接地(GND)。在一个示例中,HS开关元件SW1和LS开关元件SW2都包括一个晶体管,例如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。
HS和LS开关元件SW1和SW2都由控制器(图中没有表示出)产生的脉宽调制信号控制。在一个示例中,HS开关元件SW1由PWM信号控制,LS开关元件SW2由PWM信号或PWM信号的NOT信号的互补模式控制。因此,当PWM信号位于第一逻辑态(例如高逻辑信号),以及PWM信号的NOT信号为低时,HS开关元件SW1接通,LS开关元件SW2断开。此时,电流从输入节点开始,通过HS开关元件SW1,流至电感器L。流经电感器L的电感电流IL等于流经HS开关元件SW1的HS电流IHS,流经LS开关元件SW2的LS电流ILS为零。与此同时,电感电流值IL增大。当PWM信号处于第二逻辑态(例如逻辑低),PWM信号的NOT信号处于逻辑高时,HS开关元件SW1断开,LS开关元件SW2接通。电流从地开始,通过LS开关元件SW2,流至电感器L。在这个时间段内,电感电流IL等于LS开关元件SW2,HS开关元件SW1为零。与此同时,电感电流值IL减小。
再次参见图3,电流检测单元310可以包括一个电流传感电路312、一个采样保持电路314、一个电流仿真电路400以及一个多路复用器206。
电流传感电路312用于传感流经LS开关元件SW2的电流,并且产生电流传感信号,指示LS开关元件SW2的电流信息(即LS电流ILS)。电流传感电路312具有一个耦合到开关节点105上的输入端,以及一个输出端,输出端为采样保持电路314以及多路复用器206提供电流传感信号。在一个实施例中,电流传感电路312包括一个传统的电路传感元件,例如传感FET。
采样保持电路314用于对电流传感电路312提供的电流传感信号进行采样,以获得LS开关元件SW2的电流值,其中包括其电流谷值和电流峰值。采样保持电路314具有一个输入端,用于接收电流传感电路312提供的电流传感信号,以及一个输出端,用于提供采样的电流信号,指示LS开关元件SW2到电流仿真电路400的电流值。在一个实施例中,采样保持电路314用于对电流传感信号进行采样,以获得LS开关元件SW2最小的电感电流值(ILS-valley),并供给电流仿真电路400。电流谷值ILS-valley可以通过在LS开关元件SW2断开时进行电流传感信号采样获得。在另一个实施例中,采样保持电路314也可以用于采样电流传感信号,以获得LS开关元件SW2(ILS-peak)的电感电流峰值,并供给电流仿真电路400。电流峰值ILS-peak可以通过在LS开关元件SW2接通时进行电流传感信号采样获得。采样保持电路314可以包括一个传统的采样保持电路。
电流仿真电路400用于仿真HS开关元件SW1上的电流。电流仿真电路400具有一个第一输入端,用于接收来自采样保持电路314的采样电流值,以及一个输出端,用于提供电流仿真信号,指示流向多路复用器206上的HS开关元件SW1的电流信息(即HS电流IHS)。电流仿真电路400还包括一个电感传感电路410,用于获得电感器L的实时电感值,以及一个AC仿真电路420,用于根据电感器L的实时电感值计算HS电流的AC部分。电流仿真电路400的详细说明将在下文中结合图4进行讨论。
多路复用器206用于根据电流传感信号和电流仿真信号,产生指示SMPS中电流IL的电感电流信号。多路复用器206具有一个第一输入端,耦合到电流传感电路312上,用于接收指示LS电流ILS的电流传感信号,以及一个第二输入端,耦合到电流仿真电路400上,用于接收指示HS电路IHS的电流仿真信号,以及一个输出端,用于将指示SMPS中电流IL的电感电流信号,供给电流控制单元208,用作电流显示和控制。
依据本发明的各个方面,图4表示一种电流仿真电路。仿真电路400用于产生电流仿真信号,指示流经HS开关元件SW1的电流。要注意的是,电流仿真信号包括HS电流(IHS)的AC部分(IHS-AC)和DC部分(IHS-DC)。HS电流(IHS)的DC部分(IHS-DC)可以根据供给采样保持电路314的LS电流谷值ILS-valley获得。HS电流(IHS)的AC部分(IHS-AC)可以通过电感传感电路410和AC仿真电路420获得。
关于DC部分,电流仿真电路400包括一个放大器402,用于接收指示来自采样保持电路312的LS电流的电流谷值ILS-valley大小的输入值,并将其转换到HS电流的DC部分IHS-DC。然后,HS电流的DC部分IHS-DC供给加法电路404,用于结合HS电流的AC部分。
关于HS AC部分(IHS-AC),可以根据下列方程式(2)获得:
IHS-AC=(Vin-Vo)/L (2)
输入电压Vin和输出电压Vo的电压值,可以通过实时传感获得。传感电压可以作为输入,供给电流仿真电路400。因此,参见方程式(2),准确的电感值是获得HS AC电流的关键因素。由于电感值L等于电感器产生的电压(例如Vo)除以电感电流的变化速度(di/dt),如下列方程式(3)所示,因此必须获得两次电流测量,以及它们之间消耗的时间,才能计算电感电流变化速度。
L=Vo/(di/dt) (3)
因此,电流仿真电路400包括电感传感电路410和AC仿真电路420,电感传感电路410用于获得电感电流的变化速度(di/dt),AC仿真电路420用于根据方程式(2)和(3),计算HS电流的AC部分IHS-AC。要注意的是,根据方程式(2)和(3),HS电流的AC部分IHS-AC可以由下列方程式(4)计算:
IHS-AC=(Vin-Vo)/Vo·(di/dt) (4)
参见图4,电感传感电路410可以用于获得电感电流的变化速度(di/dt)。电感传感电路410包括一个输入端,接收来自电流传感电路312的LC电流的AC部分ILC-AC。图5中的线4a表示LC电流的AC部分ILC-AC。然后,如图5中的线4b所示,通过负单位增益放大器412,转换信号。两个采样保持电路414和416的作用是,通过在LS开关元件SW2接通和LS开关元件SW2断开之前,对转换信号采样,分别获得电流峰值ILC-peak和电流谷值ILC-valley。一旦获得电流峰值ILC-peak和电流谷值ILC-valley之后,带有合适电容值的第三个采样保持电路418利用单元增益放大器415,可以用于获得电感电流的变化速度(di/dt)。在SPS应用中,LS接通时间通常比HS接通时间大10倍或10倍以上。在一个实施例中,HS接通时间约为100纳秒,LS接通时间约为1100纳秒。因此,可以利用获得的两次电流测量和用时,以及供给AC仿真电路420的速度,来计算电感电流的变化速度(di/dt)。
AC仿真电路420用于根据方程式(4)来计算HS电流的AC部分IHS-AC。AC仿真电路420包括一个第一输入端,用于接收第一输入值,指示SMPS 300产生为负载供电的输出电压Vo的输入电压Vin与SMPS 300产生的输出电压Vo之间差值的大小。AC仿真电路420包括一个第二输入端,用于接收第二输入值,指示SMPS 300产生的输出电压Vo的大小。AC仿真电路420包括一个第三输入端,用于接收电感传感电路410,第三输入值表示电感电流的变化速度大小(di/dt)。AC仿真电路420用于根据第一、第二和第三输入值,利用方程式(4),来计算HS电流的AC部分IHS-AC。AC仿真电路420具有一个将HS电流的AC部分输出到加法电路404的输出端,以便与它的DC部分结合。
AC仿真电路420包括多个运算放大器,进行方程式(4)的数值运输,以获得HS电流的AC部分IHS-AC。图6表示含有多个运算放大器的AC仿真电路420的一个示例,根据方程式(4),将第一输入值除以第二输入值,然后乘以第三输入值,来进行计算。由于进行数值运算的运算放大器的结构在本领域内众所周知,因此本文不再对图6进行详细说明。要注意的是,图6所示的运算放大器的结构仅是一个示例,可以配置其他结构进行方程式(4)的运算操作。
再次参见图4,电流仿真电路400还包括一个加法电路404,用于结合HS电流的AC部分(IHS-AC)和DC部分(IHS-DC),产生电流仿真信号,指示供给多路复用器206的HS电流IHS
根据本发明的各个方面,具有电流检测和控制电路的SMPS具有一个电感传感电路410,用于实时追踪电感电流的变化速度(di/dt),从而获得实时电感值。因此,利用实时电感值,可以获得准确的HS电流信息。
尽管本发明关于某些较佳的版本已经做了详细的叙述,但是仍可能存在其他版本。因此,本发明的范围不应由上述说明决定,与之相反,本发明的范围应参照所附的权利要求书及其全部等效内容。任何可选件(无论首选与否),都可与其他任何可选件(无论首选与否)组合。在以下权利要求中,除非特别声明,否则不定冠词一个一种”都指下文内容中的一个或多个项目的数量。除非用“意思是”明确指出限定功能,否则所附的权利要求书并不应认为是意义和功能的局限。权利要求书中没有进行特定功能的精确指明“意义是”的任何项目,都不应理解为美国§112,
Figure GDA0002400104340000101
6中35所述的“意义”或“步骤”。

Claims (10)

1.一种用于检测开关模式电源的电流检测电路,其特征在于,其中开关模式电源具有一个第一开关和一个第二开关,以及一个输出滤波器,第一开关和第二开关串联耦合在输入电压源和地之间,第一开关耦合到电压源,第二开关接地,输出滤波器包括一个电感器和一个电容器,耦合到第一和第二开关形成的开关节点上,该电流检测电路包括:
一个电流传感电路,用于传感流经第二开关的电流,产生电流传感信号,指示第二开关的电流信息,其中电流传感电路具有一个输入端和一个输出端,输入端耦合到开关节点上,输出端提供电流传感信号,以及
一个电流仿真电路,用于仿真第一开关的电流信息,其中电流仿真电路具有一个第一输入端和一个输出端,第一输入端接收电流传感信号,输出端提供表示第一开关电流信息的电流仿真信号,其中电流仿真信号包括第一开关的电流信息的AC部分和DC部分,其中电流仿真电路包括一个电感传感电路和一个AC仿真电路,电感传感电路用于获得电流的实时变化速度,AC仿真电路用于根据电流的实时变化速度,计算第一开关电流信息的AC部分。
2.如权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,还包括一个采样保持电路,耦合在电流传感电路和电流仿真电路之间,其中采样保持电路用于对来自电流传感电路的电流传感信号进行采样,以获得第二开关的第一电流值,其中采样保持电路用于为电流仿真电路提供采样电流信号,指示第二开关的第一电流值。
3.如权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,还包括一个多路复用器,用于产生电感电流信号,根据电流传感信号和电流仿真信号,指示开关模式电源的电流信息,其中多路复用器具有一个第一输入端、一个第二输入端和一个输出端,第一输入端用于接收指示第二开关电流信息的电流传感信号,第二输入端耦合到电流仿真电路上,用于接收指示第一开关电流信息的电流仿真信号,输出端用于为电流控制单元提供电感电流信号,指示开关模式电源的电流信息,用于电流显示和控制。
4.如权利要求2所述的电流检测电路,其特征在于,其中第一开关电流信息的DC部分,是根据第二开关的第一电流值产生的。
5.如权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,其中电流仿真电路包括一个加法电路,用于结合第一开关电流信息的AC部分和DC部分,产生指示第一开关电流信息的电流仿真信号。
6.如权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,其中AC仿真电路具有一个第一输入端、一个第二输入端和一个第三输入端,第一输入端用于接收第一输入值,指示开关模式电源的输入电压Vin与开关模式电源的输出电压Vo之间差值的大小,第二输入端用于接收第二输入值,指示开关模式电源产生的输出电压Vo的大小,第三输入端用于接收第三输入值,表示电感电流的变化速度大小(di/dt),其中AC仿真电路用于根据第一、第二和第三输入值,来计算第一开关电流信息的AC部分。
7.如权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,其中AC仿真电路包括多个运算放大器,进行数值运算,根据方程式:(Vin-Vo)/Vo*(di/dt),产生第一开关电流信息的AC部分,其中Vin表示开关模式电源的输入电压,Vo表示开关模式电源产生的输出电压,di/dt表示电流的实时变化速度。
8.如权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,其中电感传感电路包括根据从电流传感信号采样两个电流值和两个样品之间隔获得电流实时变化速度的电路。
9.如权利要求1所述的电流检测电路,其特征在于,其中电感传感电路包括负单位增益放大器、第一和第二采样保持电路以及第三采样保持电路,负单位增益放大器用于转换电流传感信号,第一和第二采样保持电路用于采样转换后的电流传感信号,以获得电流传感信号的两个电流值,第三采样保持电路用于获得电感电流的变化速度。
10.一种用于检测开关模式电源中电流的方法,其特征在于,其中开关模式电源具有第一开关和第二开关以及输出滤波器,第一和第二开关串联耦合在输入电压源和地之间,第一开关耦合到电压源,第二开关接地,输出滤波器包括一个电感器和一个电容器,电容器耦合到第一和第二开关形成的开关节点上,该方法包括:
通过电流传感电路传感流经第二开关的电流,产生电流传感信号,指示第二开关的电流信息,其中电流传感电路具有一个输入端和一个输出端,输入端耦合到开关节点上,输出端用于提供电流传感信号;并且
通过电流仿真电路,仿真第一开关的电流信息,其中电流仿真电路具有一个第一输入端和一个输出端,第一输入端用于接收电流传感信号,输出端用于提供指示第一开关电流信息的电流仿真信号,其中电流仿真信号包括AC部分和DC部分,其中仿真第一开关的电流信息包括,根据电感传感电路获得电流的实时变化速度,根据电流的实时变化速度,由AC仿真电路计算第一开关电流信息的AC部分。
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