CN112578328A - 一种电流侦测校正电路及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种电流侦测校正电路及方法。所述电路包括：恒定电流源，用于维持电源管理集成电路输出电流值恒定；电流放大电路，用于按比例放大恒定电流源输出的电流值；电流转换反馈电路，用于将电流放大电路输出的电流值转换为电压值并与设定值进行运算，产生电源管理集成电路侦测值；远程电流校正电路，用于比较电流放大电路输出端电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度。所述方法利用上述电路实现电流侦测和校正。本发明实现了小电流应用下的电流侦测以及校准，增进侦测反馈的精准度，降低IC本身设计造成的电流读值误差。
Description
技术领域
本发明涉及服务器供电领域，具体涉及一种电流侦测校正电路及方法。
背景技术
在现有市场上，越来越多的系统需要电流侦测功能，具体到应用于服务器上，主流的中央处理器(Central Processing Unit，CPU)或是双倍数据速率同步动态随机存储器(Double Data Rate Synchronous Dynamic Random Access Memory，DDR SDRAM)都有这类应用。为了通过电流侦测使整体系统实时运作的功耗被远程软件追踪，电流侦测功能要求侦测范围能覆盖低电流到高电流，甚至需要做到全局侦测达到100％皆可以符合设计规范。另外，利用这种电流侦测功能，可以在不需要利用高功率运算的情况之下，将整体系统功耗输出率降低，从而达到优化系统功率的目的。
正是由于上述应用需求，在电源管理集成电路(Integrated Circuit，IC)部分也需要支持类似的功能，这已经是常态性并且是必要的功能，如果电源管理IC本身可以先自行透过IC内部电流反馈让真实的电流精准表现出来，将会是一项重要的技术要点。然而，在目前常见的电源IC技术中，主要都是着重于大功率应用的电流侦测，其使用的负载电流是数十安培甚至数百安培，由于大功率侦测时电流数值范围变化较大，电源IC可以将此变化量转化为电压值反馈回IC内部，同时将电流值反馈出来传递给用户或是远程侦测软件；但如果应用于低功率情况时，电流变化过小导致电压变化过小，电源IC将无法获得足够大的电压提供给IC内部进行电流读值，进而导致IC内部误判，因此，无法正确反馈给使用者正确的读值，所以目前大多数电源IC选择应用于大电流侦测，对于小电流情况下只能选择先行忽略。
可是现今服务器市场越来越着重于小功耗(将5安培左右的功耗输出定义为小功耗输出)的应用，基板管理控制器(Baseboard Management Controller，BMC)以及平台路径控制器(Platform Controller Hub，PCH)等都是小功耗应用，而这类功能在使用上，同样也需要电源管理IC去支持电流侦测应用。然而，这些小功耗集成电路不但是低电流应用，而且还是低电压应用，导致在电源管理IC设计上往往会遇到电压或是电流异常的问题，而目前的IC却无法改善小电流侦测精准度或是误判的问题。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明提出了一种电流侦测校正电路及方法，实现了小电流应用下的电流侦测以及校准，增进侦测反馈的精准度，降低IC本身设计造成的电流读值误差。
为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种电流侦测校正电路，应用于电源管理集成电路内部，包括：
恒定电流源，用于维持电源管理集成电路输出电流值恒定；
电流放大电路，用于按比例放大恒定电流源输出的电流值；
电流转换反馈电路，用于将电流放大电路输出的电流值转换为电压值并与设定值进行运算，产生电源管理集成电路侦测值；
远程电流校正电路，用于比较电流放大电路输出端电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度。
进一步地，所述恒定电流源包括电流镜，电流镜输入端接入实际应用电流IREF，输出端接入所述电流放大电路。
进一步地，所述电流放大电路包括放大器，所述放大器按照设定比例放大接入的恒定电流源输出值。
进一步地，所述电流转换反馈电路通过电阻Rshunt将电流放大电路输出的电流值转换为电压值，所述电压值与设定的VREF作放大运算，产生电源管理集成电路侦测值。
进一步地，所述电流转换反馈电路通过噪声滤波电容稳定输出电压有效值。
进一步地，所述远程电流校正电路包括模数转换器、逻辑比较单元、减法器和数模转换器；
所述模数转换器接入并处理电流放大电路输出的电流值；
所述逻辑比较单元比较模数转换器输出值和CPU远端侦测值；
所述减法器处理逻辑比较单元输出的校正结果；
所述数模转换器将校正结果处理并反馈至电流放大电路输出端。
本发明还提出了一种电流侦测校正方法，包括：
维持电源管理集成电路输出电流值恒定；
将输出电流值按比例放大；
将按比例放大的电流值转换为电压值，并与设定值进行运算，产生电源管理集成电路侦测值；
比较按比例放大的电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度。
进一步地，所述比较按比例放大的电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度，具体为：
将按比例放大的电流值进行模数转换处理；
比较经过模数转换处理的电流值和CPU远端侦测值；
通过减法器处理比较输出的校正结果；
将校正结果进行数模转换处理并反馈至比例放大输出端。
本发明的有益效果是：
本发明通过提出一种电流侦测校正电路及方法，弥补了目前电源IC设计在低功率下导致电流失真的现象，使电源IC能够稳定输出准确数值不被噪声或是其它电源干扰影响数值；
本发明还增加了远程CPU读值侦测，可以得到远近端电流误差，利用此方式得以得到校正准位，不仅在小电流侦测上面更加精准，还考虑由于PCB板或是原件上导致的电流损耗误差，使最终端系统芯片得以获得一稳定且准确之数值，让使用者可以不受限于IC本身的设计限制。
同时，本发明不仅仅局限于目前所提出单纯的小电流精准度调变，还可以发展成整个系统的精准度校正，由于此篇发明考虑到远程以及近端之电流，并以此基准下去做校正电流之侦测，让机柜的PSU不必输出过多不必要的功率，可以进一步优化机柜系统的整体功耗，达到管理以及改善效率，优化机柜服务器的目的。
附图说明
图1是本发明实施例电流侦测校正电路模块示意图。
图2是本发明实施例电流侦测校正电路结构示意图。
图3是本发明实施例电流侦测校正方法流程示意图。
具体实施方式
为能清楚说明本方案的技术特点，下面通过具体实施方式，并结合其附图，对本发明进行详细阐述。下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。应当注意，在附图中所图示的部件不一定按比例绘制。本发明省略了对公知组件和处理技术及工艺的描述以避免不必要地限制本发明。
如图1所示，本发明实施例公开了一种电流侦测校正电路，应用于电源管理集成电路内部，包括恒定电流源101、电流放大电路102、电流转换反馈电路103和远程电流校正电路104；
恒定电流源101，用于维持电源管理集成电路输出电流值恒定；
电流放大电路102，用于按比例放大恒定电流源输出的电流值；
电流转换反馈电路103，用于将电流放大电路输出的电流值转换为电压值并与设定值进行运算，产生电源管理集成电路侦测值；
远程电流校正电路104，用于比较电流放大电路输出端电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度。
具体地，图2所示为本发明实施例电流侦测校正电路的一种电路结构示意图。
所述恒定电流源101包括电流镜，利用实际应用的电流值(IREF)产生一恒定且误差及小的电流值，经过电流镜后输出1：1的恒定电流，维持稳定输出准确数值不被噪声或是其它电源干扰影响。
恒定电流源101输出电流进入电流放大电路102，电流放大电路102的放大器将其依设定的增益比例放大至相对应的电流数值，例如，1安培输入电流可被调整比例放大成10安培。
电流放大电路102输出电流经由电流转换反馈电路103的电阻Rshunt转换为电压值，所述电压值与设定的VREF(依据不同使用IC会更改其设定值)作放大运算，产生电源管理集成电路侦测值，反馈回IC内部。
一般数值转换上都会有信号干扰的问题，所以此线路电流转换反馈电路103添加噪声滤波电容，使输出的电压值为稳定的有效值，这个数值透过电源管理IC侦测之后，将初始的小电流及时并且稳定地显示出来，通常此类电源IC内部有缓存器可以让用户透过远程读取，知道当下的读取数值，藉此方式实现远程观察电源IC此时输出的电流，利用此架构可以准确将小电流输出读取出来。
远程电流校正电路104通过模拟数字转换器(Analog-to-Digital Converter，ADC)将侦测的IC端信号转换为数字信号，通过逻辑比较单元比较IC端侦测信号和CPU远端侦测信号，以此校准系统电流，使得设计排除掉PCB以及组件所造成的电流损耗，确保在CPU远程所得到的电流为最符合系统应用的条件。依次经过减法器和数模转换器(Digital-to-Analog Converter，DAC)后，将校正结果反馈至电流放大电路的输出端。
如图3所示，本发明实施例还公开了一种电流侦测校正方法，包括：
维持电源管理集成电路输出电流值恒定；
将输出电流值按比例放大；
将按比例放大的电流值转换为电压值，并与设定值进行运算，产生电源管理集成电路侦测值；
比较按比例放大的电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度。
所述比较按比例放大的电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度，具体为：
将按比例放大的电流值进行模数转换处理；
比较经过模数转换处理的电流值和CPU远端侦测值；
通过减法器处理比较输出的校正结果；
将校正结果进行数模转换处理并反馈至比例放大输出端。
上述虽然结合附图对本发明的具体实施方式进行了描述，但并非对本发明保护范围的限制。对于所属领域的技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的修改或变形。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。在本发明的技术方案的基础上，本领域技术人员不需要付出创造性劳动即可做出的各种修改或变形仍在本发明的保护范围以内。
Claims (8)
1.一种电流侦测校正电路，应用于电源管理集成电路内部，其特征在于，包括：
恒定电流源，用于维持电源管理集成电路输出电流值恒定；
电流放大电路，用于按比例放大恒定电流源输出的电流值；
电流转换反馈电路，用于将电流放大电路输出的电流值转换为电压值并与设定值进行运算，产生电源管理集成电路侦测值；
远程电流校正电路，用于比较电流放大电路输出端电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度。
2.根据权利要求1所述的电流侦测校正电路，其特征在于，所述恒定电流源包括电流镜，电流镜输入端接入实际应用电流IREF，输出端接入所述电流放大电路。
3.根据权利要求1所述的电流侦测校正电路，其特征在于，所述电流放大电路包括放大器，所述放大器按照设定比例放大接入的恒定电流源输出值。
4.根据权利要求1所述的电流侦测校正电路，其特征在于，所述电流转换反馈电路通过电阻Rshunt将电流放大电路输出的电流值转换为电压值，所述电压值与设定的VREF作放大运算，产生电源管理集成电路侦测值。
5.根据权利要求4所述的电流侦测校正电路，其特征在于，所述电流转换反馈电路通过噪声滤波电容稳定输出电压有效值。
6.根据权利要求1所述的电流侦测校正电路，其特征在于，所述远程电流校正电路包括模数转换器、逻辑比较单元、减法器和数模转换器；
所述模数转换器接入并处理电流放大电路输出的电流值；
所述逻辑比较单元比较模数转换器输出值和CPU远端侦测值；
所述减法器处理逻辑比较单元输出的校正结果；
所述数模转换器将校正结果处理并反馈至电流放大电路输出端。
7.一种电流侦测校正方法，其特征在于，包括：
维持电源管理集成电路输出电流值恒定；
将输出电流值按比例放大；
将按比例放大的电流值转换为电压值，并与设定值进行运算，产生电源管理集成电路侦测值；
比较按比例放大的电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度。
8.根据权利要求7所述的电流侦测校正方法，其特征在于，所述比较按比例放大的电流值和远端电流值，根据比较结果校正电流侦测精准度，具体为：
将按比例放大的电流值进行模数转换处理；
比较经过模数转换处理的电流值和CPU远端侦测值；
通过减法器处理比较输出的校正结果；
将校正结果进行数模转换处理并反馈至比例放大输出端。
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2023010790A1 (zh) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种感测器的测量校正方法、装置及服务器电源 |
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2020
- 2020-12-10 CN CN202011462099.9A patent/CN112578328A/zh not_active Withdrawn
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| WO2023010790A1 (zh) * | 2021-08-05 | 2023-02-09 | 苏州浪潮智能科技有限公司 | 一种感测器的测量校正方法、装置及服务器电源 |
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