CN113992230B - 电子器件的信号拟合方法、模块以及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电子器件的信号拟合方法、模块以及系统,方法包括,在一个输入信号周期的第一开关器件的导通时段,对第一开关器件的电信号进行检测,保存第一开关器件的第一极值信号和第二极值信号;在下一个输入信号周期的第二开关器件的导通时段,在第一开关器件的第二极值信号的基础上,对第二开关器件的电信号进行拟合,并记录第二开关器件的拟合信号的第一极值信号;判断第一开关器件的第一极值信号和第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值并调整;重复以上步骤,直至第二开关器件的拟合信号的第一极值信号和第一开关器件的第一极值信号相等。本发明解决了传统的电流检测电路导致的影响电源效率,需设计高压检测电路等问题。
Description
技术领域
本发明涉及芯片的电信号检测技术,具体涉及一种电子器件的信号拟合方法、模块以及系统。
背景技术
SPS(Smart Power Stage,智能功率级)芯片的负载连接端,一般会设置有高端功率管(HS FET,High Side Field-Effect Transistor)和低端功率管(LS FET, Low SideField-Effect Transistor),在高端功率管和低端功率管的公共端,连接有电感,并通过电感连接负载。出于安全考虑,需要实时监控电感电流大小,且对于电感电流的大小的精度要求≤±5%。
在现有技术中,有以下几种电感电流的检测方法:
(1)在高端功率管和低端功率管串入电阻用于电流检测,但是由于服务器电源系统电流特别大(最大达到120A),这种方法会极大影响效率;
(2)高端功率管和低端功率管的功率管镜像方法检测电流,但是由于高端功率管和低端功率管均为外置功率管,采用这种方法不是很现实;
(3)直接通过检测高端功率管导通期间的电压降的电流检测方法,但是,由于高端功率管导通时间短,占空比(duty)为15%(输入电压VIN=12V,输出电压VOUT=1.8V的情况下),因此高端功率管电流检测精度对整个电流检测精度贡献小,其次,高端功率管检测电路需要在高压部分进行设计,会额外增加电路设计难度和芯片面积,因此直接对高端功率管电流检测,从成本和可靠性方面都不是最佳选择。
发明内容
针对现有技术的不足,本发明公开了一种电子器件的信号拟合方法、模块以及系统。
本发明所采用的技术方案如下:
一种电子器件的信号拟合方法,包括:
在一个输入信号周期的第一开关器件的导通时段,对所述第一开关器件的电信号进行检测,保存所述第一开关器件的第一极值信号和第二极值信号;
在下一个输入信号周期的第二开关器件的导通时段,在所述第一开关器件的第二极值信号的基础上,对所述第二开关器件的电信号进行拟合,并记录所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号;
判断所述第一开关器件的第一极值信号和所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值,调整所述第二开关器件的拟合信号的特征使得第一开关器件的第一极值信号和所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值减小;
重复以上步骤,直至所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号和所述第一开关器件的第一极值信号相等。
其进一步的技术方案为:将第二开关器件的拟合信号和第一开关器件的电信号进行合并,作为完整电信号。
其进一步的技术方案为:所述电信号为流过连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电子器件的电流信号。
其进一步的技术方案为:所述第一极值信号为峰值信号;所述第二极值信号为谷值信号。
其进一步的技术方案为:所述输入信号为包括高电平和低电平的周期信号;所述输入信号使得第一开关器件和第二开关器件交替改变开关状态。
其进一步的技术方案为:判断所述第一开关器件的第一极值信号和所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值,并调整所述第二开关器件的拟合信号的斜率。
一种环路控制方法,包括:
第一芯片实施如上任一项所述的电子器件的信号拟合方法,将包括第二开关器件的拟合信号和第一开关器件的电信号的完整电信号输入至第二芯片;第二芯片根据所述完整电信号产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号输入至第一芯片;第一芯片根据所述输入信号控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态。
一种电子器件的信号拟合模块,包括:
信号检测模块:对第一开关器件的电信号进行检测;
第一极值检测模块:接收所述信号检测模块的输出信号并进行第一极值检测,输出所述第一开关器件的第一极值信号;
第二极值检测模块:接收所述信号检测模块的输出信号并进行第二极值检测,输出所述第一开关器件的第二极值信号;
拟合信号第一极值检测模块:对第二开关器件的拟合信号进行第一极值检测,输出拟合信号的第一极值信号;
自适应拟合模块:在第一开关器的第二极值信号的基础上对第二开关器件的电信号进行拟合;并根据第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号,调整拟合信号的特征,直至第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号相等。
其进一步的技术方案为:所述自适应拟合模块根据第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号,调整拟合信号的斜率。
其进一步的技术方案为:第一极值检测模块、第二极值检测模块和拟合信号第一极值检测模块均包括采样和保持模块;所述采样和保持模块对所检测到的信号经过采样保持后输出。
其进一步的技术方案为:所述自适应拟合模块包括误差放大模块、压控电流源和电压转换模块;所述误差放大模块接收第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号并输出电压至压控电流源的控制端;压控电流源的输出端连接至电压转换模块的第一端;第二极值检测模块的输出端连接电压转换模块的第二端;压控电流源的和电压转换模块的公共端作为输出端,输出第二开关器件的拟合信号,同时,将所述拟合信号输入至拟合信号第一极值检测模块。
其进一步的技术方案为:还包括合并模块:将第一开关器件的电信号和自适应拟合模块所输出的拟合信号合并为完整电信号。
其进一步的技术方案为:所述电信号为流过连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电子器件的电流信号。
其进一步的技术方案为:所述第一极值信号为峰值信号;所述第二极值信号为谷值信号。
一种环路控制系统,包括第一芯片和第二芯片;第一芯片包括第一开关器件、第二开关器件以及如上任一项所述的电子器件的信号拟合模块;电子器件的信号拟合模块所输出的包括第一开关器件的电信号和第二开关器件的电信号拟合信号的合并信号输入至所述第二芯片,第二芯片根据合并信号产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号;周期性的输入信号输入至第一芯片,控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态。
其进一步的技术方案为:所述第一芯片为SPS芯片;所述第二芯片为可产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号的控制芯片;所述第一开关器件为 SPS芯片的低端功率管;所述第二开关器件为SPS芯片的高端功率管;所述电信号为流过连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电感的电流信号。
本发明的有益效果如下:
本发明解决了传统的电流检测电路导致的影响电源效率,需设计高压检测电路等问题。
1.本发明通过对高端功率管的电流进行拟合的办法,解决了由于高端功率管导通时间短,高端功率管电流检测精度对整个电流检测精度贡献小,因此难以测量的问题,提高了SPS电感电流检测精度;
2.本发明可以省去直接对高端功率管电流检测耐高压电路,降低电路设计难度;
3.本发明通过对高端功率管的电流进行拟合的办法,解决了由于高端功率管导通时间短,高端功率管电流检测精度对整个电流检测精度贡献小,因此难以测量的问题,可以适应更高的PWM开关频率;
4.本发明的测量结果与外部参数无关,所以可以自适应外部工作环境变化,在SPS芯片的外部工作环境变化的情况下,仍能正常工作,例如SPS的输入电压、输出电压、占空比、电感值的变化均不影响测量结果。
5.本发明由于无需串联电阻进行电流检测,提高了SPS电源系统效率。
附图说明
图1为SPS芯片中高端功率管导通期间电感电流的拟合模块示意图。
图2是SPS芯片的环路控制系统的示意图。
图3是SPS芯片多个开关周期中高端功率管电流自适应拟合的过程示意图。
图4是实施例中对电子器件的信号拟合的仿真波形图。
图5是图4中拟合未建立阶段的仿真波形放大图。
图6是图4中拟合正在建立阶段的仿真波形放大图。
图7是图4中拟合建立完成阶段的仿真波形放大图。
图8是实施例中对电子器件的信号拟合的测试波形图。
图9是图8中拟合未建立阶段的测试波形放大图。
图10是图8中拟合正在建立阶段的测试波形放大图。
图11是图8中拟合建立完成阶段的测试波形放大图。具体实施方式
下面结合附图,说明本发明的具体实施方式。
实施例1。
实施例1为电子器件的信号拟合模块,包括:
信号检测模块:对第一开关器件的电信号进行检测。具体的,电信号可以为流过连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电子器件的电流信号。电子器件可以为电感。
第一极值检测模块:接收信号检测模块的输出信号并进行第一极值检测,输出第一开关器件的第一极值信号。具体的,第一极值信号可以为峰值信号。
第二极值检测模块:接收信号检测模块的输出信号并进行第二极值检测,输出第一开关器件的第二极值信号。具体的,第二极值信号可以为谷值信号
拟合信号第一极值检测模块:对第二开关器件的拟合信号进行第一极值检测,输出拟合信号的第一极值信号。
自适应拟合模块:在第一开关器的第二极值信号的基础上对第二开关器件的电信号进行拟合。并根据第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号,调整拟合信号的特征,直至第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号相等。具体的,调整拟合信号的特征是调整拟合信号的斜率。
具体的,自适应拟合模块包括误差放大模块、压控电流源和电压转换模块。误差放大模块接收第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号并输出电压至压控电流源的控制端。压控电流源的输出端连接至电压转换模块的第一端。第二极值检测模块的输出端连接电压转换模块的第二端。压控电流源的和电压转换模块的公共端作为输出端,输出第二开关器件的拟合信号,同时,也将拟合信号输入至拟合信号第一极值检测模块。具体的,电压转换模块可以是一个电容器,将压控电流源的电流信号转换为电压信号,以便于将拟合信号反馈回拟合信号第一极值检测模块,也便于后续将其与第一开关器件的电信号进行合并。
进一步的,第一极值检测模块、第二极值检测模块和拟合信号第一极值检测模块均包括采样和保持模块。采样和保持模块对所检测到的信号经过采样保持后再输出。
还包括合并模块:将第一开关器件的电信号和自适应拟合模块所输出的拟合信号合并为完整电信号。
实施例1提供了一种电子器件的信号拟合模块,用于对连接于两个开关器件的公共端的电子器件,如电感的电流进行检测。两个开关器件是可以在具有周期性的高低电平的输入信号的情况下,周期性的轮流开关,则可以在仅测量一个开关器件的电信号的情况下,通过对另一个开关器件的电信号进行自适应拟合,最后可以得到包括于两个开关器件的电信号的完整的电信号,方便电信号的检测。
实施例2。
实施例2是将实施例1具体应用于SPS芯片中,实现高端功率管导通期间电感电流的拟合模块的实施方式,图2是SPS芯片中高端功率管导通期间电感电流的拟合模块示意图,如图2所示,具体包括:
低端功率管电流检测电路1:根据对低端功率管的导通电阻Ron的第一端 sw和第二端pgnd之间的电压降,检测流过低端功率管的电流信号。
低端功率管电流信号峰值检测及采样保持电路2:接收低端功率管电流检测电路1的输出信号并进行峰值检测,且对检测出的峰值信号经过采样保持,输出直流电压形式的低端功率管电流峰值信号VLS_PK。
低端功率管电流信号谷值检测及采样保持电路3:接收低端功率管电流检测电路1的输出信号并进行谷值检测,且对检测出的谷值信号经过采样保持,输出直流电压形式的低端功率管电流谷值信号VLS_VAL。
高端功率管电流拟合信号峰值检测及采样保持电路4:对高端功率管电流拟合信号进行峰值检测,且对检测出的峰值信号经过采样保持,输出直流电压形式的高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK。
自适应拟合电路,包括低带宽误差放大器5和压控电流源电路。低带宽误差放大器5的两个输入端分别接收低端功率管电流峰值信号VLS_PK和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK,低带宽误差放大器5的输出端连接至压控电流源6的控制端。压控电流源6的输出端连接电容7的第一端,低端功率管电流信号谷值检测及采样保持电路3连接电容7的第二端。压控电流源6和电容7的公共端输出高端功率管电流拟合信号至合并电路。同时,高端功率管电流拟合信号还输入至高端功率管电流拟合信号峰值检测及采样保持电路4,高端功率管电流拟合信号峰值检测及采样保持电路4所输出的高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK反馈至低带宽误差放大器5的一个输入端。
自适应拟合电路根据低端功率管电流峰值信号VLS_PK和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK的差值,调整高端功率管电流拟合信号的斜率,直至低端功率管电流峰值信号VLS_PK和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK相等。
合并电路,将低端功率管电流信号与高端功率管电流拟合信号合并为完整的电感电流信号。
使用实施例2所示的SPS芯片中,实现高端功率管导通期间电感电流的拟合模块,在仅测量低端功率管的电流信号的情况下,通过对高端功率管的电流信号进行自适应拟合,最后可以得到包括于低端功率管和高端功率管的电流信号合并在一起的完整的电感电流信号。最后,所检测到的连接于高端功率管和低端功率管的公共端的电感电流信号是完整的电感电流信号,优于现有技术中仅有低端功率管电流信号的情况。
实施例3。
实施例3是在实施例1的基础上的一种环路控制系统,包括第一芯片和第二芯片。第一芯片包括第一开关器件、第二开关器件以及实施例1中的电子器件的信号拟合模块。在第一开关器件、第二开关器件的公共端连接有电子器件,并经由电子器件连接负载。电子器件的信号拟合模块所输出的包括第一开关器件的电信号和第二开关器件的电信号拟合信号的合并信号输入至第二芯片,第二芯片根据合并信号产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号。周期性的输入信号输入至第一芯片,控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态。
实施例3实现了有关于第一芯片的电信号检测和监控的完整控制系统。
实施例4。
实施例4是将实施例3具体应用于SPS芯片中,对于高端功率管导通期间电感电流检测的环路控制系统。
图2是SPS芯片的环路控制系统的示意图。如图2所示,在实施例3的基础上,第一芯片11为SPS芯片,第一芯片11包括高端功率管12、低端功率管 13和驱动控制模块10(driver&controller),在第一芯片11中。第二芯片9为可产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号的控制芯片,具体的,第二芯片9可以是MPC芯片(multi-phase controller多相控制器),其产生的包括高电平和低电平的周期性的输入信号为PWM信号。高端功率管12和低端功率管13 的公共端连接有电感,并通过电感连接有动态负载(dynamic load)14。
实施例4中的电子器件的信号拟合模块的具体结构可以参考实施例2和图 2。在实施例4中的环路控制系统中,MPC芯片是SPS芯片的控制芯片,通过输出PWM信号控制SPS芯片的高端功率管12和低端功率管13的开和关。SPS 芯片通过驱动控制模块10的端口imon向MPC芯片输出完整的电感电流信号(包括低端功率管的电流信号和高端功率管电流拟合信号的合并信号),MPC芯片根据电感电流信息,在PWM端口产生PWM信号,完成整个服务器电源系统环路控制。在图3中,MPC芯片可以同时控制多个SPS芯片。
实施例5。
实施例5是一种电子器件的信号拟合方法。
在一个输入信号周期的第一开关器件的导通时段,对第一开关器件的电信号进行检测,保存第一开关器件的第一极值信号和第二极值信号。具体的,电信号可以为连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电子器件的电流信号。电子器件为电感。第一极值信号可以为峰值信号。第二极值信号可以为谷值信号。输入信号为包括高电平和低电平的周期信号,可以使得第一开关器件和第二开关器件交替导通。
在下一个输入信号周期的第二开关器件的导通时段,在第一开关器件的第二极值信号的基础上,对第二开关器件的电信号进行拟合,并记录第二开关器件的拟合信号的第一极值信号。
判断第一开关器件的第一极值信号和第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值,调整第二开关器件的拟合信号的特征。具体的,是调整第二开关器件的电信号拟合信号的斜率。
重复以上步骤,直至第二开关器件的拟合信号的第一极值信号和第一开关器件的第一极值信号相等。
进一步的,将第二开关器件的拟合信号和第一开关器件的电信号进行合并,作为完整电信号。
实施例5提供了一种电子器件的信号拟合方法,用于对连接于两个开关器件的公共端的电子器件,如电感的电流进行检测。两个开关器件是可以在具有周期性的高低电平的输入信号的情况下,周期性的交替开关,则可以在仅测量一个开关器件的电信号的情况下,通过对另一个开关器件的电信号进行自适应拟合,最后可以得到包括于两个开关器件的电信号的完整的电信号,方便电信号的检测。
实施例6。
实施例6是将实施例5应用于SPS芯片中,实现高端功率管导通期间电感电流检拟合方法的具体实施方式。
实施例6中,输入信号是PWM信号。每个开关周期均包括PWM的高电平信号和低电平信号。
在第一个开关周期,PWM信号为低时,低端功率管导通,对低端功率管的电流进行检测,保存低端功率管电流峰值信号VLS_PK和低端功率管电流谷值信号 VLS_VAL;
在第二个开关周期,在低端功率管电流谷值信号VLS_VAL的基础上,用具有一定斜率的上升沿电压波形,对流过高端功率管的电流信号进行拟合,在PWM高电平结束的时候,对高端功率管电流拟合信号进行峰值检测,记录高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK,
判断低端功率管电流峰值信号VLS_PK和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK的差值,调整高端功率管电流拟合信号的斜率,
重复上述步骤,经过连续几个周期的拟合信号的调整,最终使得低端功率管电流峰值信号VLS_PK和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK相等。
进一步的,将高端功率管电流拟合信号和低端功率管的电流信号进行合并,作为完整的电感电流信号输出。
根据实施例6的方法,可以实现高端功率管导通期间电感电流信号的拟合,在仅测量低端功率管的电流信号的情况下,通过对高端功率管的电流信号进行自适应拟合,最后可以得到包括于低端功率管和高端功率管的电流信号合并在一起的完整的电感电流信号。
图3是SPS芯片多个开关周期中高端功率管电流自适应拟合的过程示意图。实施例6的电感电流检拟合的一部分过程可参考图3所示。图3显示了在电流自适应拟合的过程中的三个PWM信号周期。
在第一个开关周期的PWM信号为高的结束时间点,高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK1和低端功率管电流峰值信号VLS_PK1之间具有差值VGAP1。
在第一个开关周期的PWM信号为低时,低端功率管导通,对低端功率管的电流进行检测,保存低端功率管电流峰值信号VLS_PK1和低端功率管电流谷值信号VLS_VAL1;
在第二个开关周期的PWM信号为高时,在低端功率管电流谷值信号VLS_VAL1的基础上,用具有一定斜率的上升沿电压波形,对流过高端功率管的电流信号进行拟合。
在第二个开关周期的PWM信号为高的结束时间点,对高端功率管电流拟合信号进行峰值检测,记录高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK2,判断低端功率管电流峰值信号VLS_PK2和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK2的差值VGPA2,此时差值VGPA2已经小于差值VGAP1,调整高端功率管电流拟合信号的斜率。
在第二个开关周期的PWM信号为低时,低端功率管导通,对低端功率管的电流进行检测,保存低端功率管电流峰值信号VLS_PK2和低端功率管电流谷值信号VLS_VAL2;
在第三个开关周期的PWM信号为高时,在低端功率管电流谷值信号VLS_VAL2的基础上,用具有一定斜率的上升沿电压波形,对流过高端功率管的电流信号进行拟合。
在第三个开关周期的PWM信号为高的结束时间点,对高端功率管电流拟合信号进行峰值检测,记录高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK3,判断低端功率管电流峰值信号VLS_PK3和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK3的差值VGPA3,此时显然,差值VGPA3进一步的小于差值VGAP2,之后继续调整高端功率管电流拟合信号的斜率。
以此类推,在这样的过程中,经过多个开关周期,差值VGAP会越来越小,直至低端功率管电流峰值信号VLS_PK和高端功率管电流拟合峰值信号VHS_PK相等。
实施例7。
实施例7是在实施例5的基础上的一种环路控制方法,在实施例7中,第一芯片实施例5中的信号拟合方法,将包括第二开关器件的拟合信号和第一开关器件的电信号的完整电信号输入值第二芯片。第二芯片根据完整电信号产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号输入至第一芯片。第一芯片根据输入信号控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态。
实施例7实现了一个有关于第一芯片的电信号检测和监控的完整控制方法。
实施例8。
实施例8是将实施例7应用于SPS芯片中,实现高端功率管导通期间电感电流检测的实施方式。
实施例8是在实施例7的基础上,第一芯片为SPS芯片。第二芯片为可产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号的控制芯片,具体的,第二芯片可以是MPC芯片,其产生的包括高电平和低电平的周期性的输入信号为PWM信号。第一开关器件为SPS芯片的低端功率管。第二开关器件为SPS芯片的高端功率管。
在实施例8中,第一芯片的高端功率管导通期间电感电流检拟合方法具体可参考实施例6。实施例8实现了包括高端功率管导通期间电感电流检测的关于 SPS芯片的电感电流检测和监控的完整控制系统。
图4是实施例中对电子器件的信号拟合的仿真波形图。在图4中,波形1 为PWM信号,波形2为使能信号,波形3为端口imon所输出的imon_out信号,波形4为电感电流信号。沿图4的时间轴的方向,波形为信号拟合建立的整个过程的仿真结果,图4中左部分的波形为拟合未建立阶段,中部为拟合正在建立阶段,右部分为拟合建立之后阶段。
图5是图4中拟合未建立阶段的仿真波形放大图。如图5所示,需要对波形4中的电感电流ef段进行拟合,在拟合还未建立的时候,与电感电流ef段所对应的波形3中的ab段,近似于水平直线,波形4中的电感电流fg段为实时采样阶段,对应波形3中的cd段。
图6是图4中拟合正在建立阶段的仿真波形放大图。如图6所示,在对波形4中的电感电流ef段的拟合正在建立的阶段,可以看到波形3中,对应于电感电流ef段,已经拟合出部分波形ab。
图7是图4中拟合建立完成阶段的仿真波形放大图。如图7所示,在拟合完成阶段,对应于波形4的电感电流de段,波形3中,已经正常拟合出imon_out 波形的ab段。
图8是实施例中对电子器件的信号拟合的测试波形图。如图8所示,波形1 为端口imon所输出的imon_out信号,波形2为电感电流信号,波形3为使能信号,波形4为PWM信号。沿图8的时间轴的方向,波形为拟合建立的整个过程的测试结果,图8中左部分的波形为拟合未建立阶段,中部为拟合正在建立阶段,右部分为拟合建立之后阶段。
图9是图8中拟合未建立阶段的测试波形放大图。如图9所示,对波形2 中的电感电流ef段进行拟合测试,在拟合还未建立的时候,与波形2中电感电流ef段所对应波形1的ab段,基本为水平直线,波形2的电感电流fg段为实时采样阶段,对应波形1中的cd段。
图10是图8中拟合正在建立阶段的测试波形放大图。对波形2的电感电流 ef段的拟合正在建立阶段,可以看到波形1的ab段已经对电感电流ef段拟合出部分波形。
图11是图8中拟合建立完成阶段的测试波形放大图。如图11,可以看出,对波形2中的电感电流de阶段,波形1正常拟合出所对应的ab段。由图4~图 7的仿真波形,和图8~图11的实际测试波形都可以看出,本发明的拟合方法、模块以及系统可以对电感电流有比较好的拟合效果。
以上描述是对本发明的解释,不是对发明的限定,本发明所限定的范围参见权利要求,在不违背本发明的基本结构的情况下,本发明可以作任何形式的修改。
Claims (16)
1.一种电子器件的信号拟合方法,其特征在于:
在一个输入信号周期的第一开关器件的导通时段,对所述第一开关器件的电信号进行检测,保存所述第一开关器件的第一极值信号和第二极值信号;
在下一个输入信号周期的第二开关器件的导通时段,在所述第一开关器件的第二极值信号的基础上,对所述第二开关器件的电信号进行拟合,并记录所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号;
判断所述第一开关器件的第一极值信号和所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值,调整所述第二开关器件的拟合信号的特征使得第一开关器件的第一极值信号和所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值减小;
重复以上步骤,直至所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号和所述第一开关器件的第一极值信号相等;
所述第一开关器件为低端功率管,所述第二开关器件为高端功率管。
2.根据权利要求1所述的电子器件的信号拟合方法,其特征在于,还包括:将第二开关器件的拟合信号和第一开关器件的电信号进行合并,作为完整电信号。
3.根据权利要求1所述的电子器件的信号拟合方法,其特征在于:所述电信号为流过连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电子器件的电流信号。
4.根据权利要求1所述的电子器件的信号拟合方法,其特征在于:所述第一极值信号为峰值信号;所述第二极值信号为谷值信号。
5.根据权利要求1所述的电子器件的信号拟合方法,其特征在于:所述输入信号为包括高电平和低电平的周期信号;所述输入信号使得第一开关器件和第二开关器件交替改变开关状态。
6.根据权利要求1所述的电子器件的信号拟合方法,其特征在于:判断所述第一开关器件的第一极值信号和所述第二开关器件的拟合信号的第一极值信号的差值,并调整所述第二开关器件的拟合信号的斜率。
7.一种环路控制方法,其特征在于:
第一芯片实施所述权利要求1~6任一项所述的电子器件的信号拟合方法,将包括第二开关器件的拟合信号和第一开关器件的电信号的完整电信号输入至第二芯片;第二芯片根据所述完整电信号产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号输入至第一芯片;第一芯片根据所述输入信号控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态。
8.一种电子器件的信号拟合模块,其特征在于,包括:
信号检测模块:对第一开关器件的电信号进行检测;
第一极值检测模块:接收所述信号检测模块的输出信号并进行第一极值检测,输出所述第一开关器件的第一极值信号;
第二极值检测模块:接收所述信号检测模块的输出信号并进行第二极值检测,输出所述第一开关器件的第二极值信号;
拟合信号第一极值检测模块:对第二开关器件的拟合信号进行第一极值检测,输出拟合信号的第一极值信号;
自适应拟合模块:在第一开关器件的第二极值信号的基础上,对第二开关器件的电信号进行拟合;并根据第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号,调整拟合信号的特征,直至第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号相等;
所述第一开关器件为低端功率管,所述第二开关器件为高端功率管。
9.根据权利要求8所述的电子器件的信号拟合模块,其特征在于:所述自适应拟合模块根据第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号,调整拟合信号的斜率。
10.根据权利要求8所述的电子器件的信号拟合模块,其特征在于,第一极值检测模块、第二极值检测模块和拟合信号第一极值检测模块均包括采样和保持模块;所述采样和保持模块对所检测到的信号经过采样保持后输出。
11.根据权利要求8所述的电子器件的信号拟合模块,其特征在于,所述自适应拟合模块包括误差放大模块、压控电流源和电压转换模块;所述误差放大模块接收第一开关器件的第一极值信号和拟合信号的第一极值信号并输出电压至压控电流源的控制端;压控电流源的输出端连接至电压转换模块的第一端;第二极值检测模块的输出端连接电压转换模块的第二端;压控电流源的和电压转换模块的公共端作为输出端,输出第二开关器件的拟合信号,同时,将所述拟合信号输入至拟合信号第一极值检测模块。
12.根据权利要求8所述的电子器件的信号拟合模块,其特征在于,还包括合并模块:将第一开关器件的电信号和自适应拟合模块所输出的拟合信号合并为完整电信号。
13.根据权利要求8所述的电子器件的信号拟合模块,其特征在于:所述电信号为流过连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电子器件的电流信号。
14.根据权利要求8所述的电子器件的信号拟合模块,其特征在于:所述第一极值信号为峰值信号;所述第二极值信号为谷值信号。
15.一种环路控制系统,其特征在于,包括第一芯片和第二芯片;第一芯片包括第一开关器件、第二开关器件以及权利要求8~14任一项所述的电子器件的信号拟合模块;电子器件的信号拟合模块所输出的包括第一开关器件的电信号和第二开关器件的电信号拟合信号的合并信号输入至所述第二芯片,第二芯片根据合并信号产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号;周期性的输入信号输入至第一芯片,控制第一开关器件和第二开关器件的开关状态;所述第一开关器件为低端功率管,所述第二开关器件为高端功率管。
16.根据权利要求15所述的环路控制系统,其特征在于,所述第一芯片为SPS芯片;所述第二芯片为可产生包括高电平和低电平的周期性的输入信号的控制芯片;所述第一开关器件为SPS芯片的低端功率管;所述第二开关器件为SPS芯片的高端功率管;所述电信号为流过连接于第一开关器件和第二开关器件的公共端的电感的电流信号。
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