TW201929434A - 用於控制開關的裝置、方法及系統 - Google Patents
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Abstract
描述了一種用於控制開關的裝置，包括：差信號電路，用於檢測開關兩個傳導端子的電壓，其中所述開關包括兩個傳導端子和一個控制端子；參考信號電路，用於根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號；和控制電路，用於至少部分地基於所述電流參考信號發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
Description
本公開一般涉及無線通信電子技術領域，並且更具體地，涉及用於控制開關的裝置、方法及系統。
電子系統，例如移動設備，由電源供電，電源可以是電池，有線電源或無線電源。 電連接在電子系統和電源之間的電源開關控制電子系統的電源供應。
以下概述僅是說明性的，並不旨在以任何方式進行限制。也就是說，提供以下概述以介紹本文描述的新穎和非顯而易見的技術的概念，要點，益處和優點。下面在詳細描述中進一步描述選擇的實現。因此，以下發明內容並非旨在標識所要求保護的主題的必要特徵，也不旨在用於確定所要求保護的主題的範圍。
本發明提供一種用於控制開關的裝置，包括：差信號電路，用於檢測開關兩個傳導端子的電壓，其中所述開關包括兩個傳導端子和一個控制端子；參考信號電路，用於根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號；和 控制電路，用於至少部分地基於所述電流參考信號發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
本發明提供一種用於控制開關的方法，包括：檢測開關兩個傳導端子的電壓，其中所述開關包括兩個傳導端子和一個控制端子；根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號；和至少部分地基於所述電流參考信號發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
一種用於控制開關的系統，包括：開關，包括兩個傳導端子和一個控制端子；連接到所述開關的兩個傳導端子的第一設備和第二設備，其中，所述第一設備透過所述開關向所述第二設備提供電力；和連接到所述開關的所述控制端子的開關控制電路，其中所述開關控制電路包括： 差信號電路，用於檢測所述開關所述兩個傳導端子的電壓；參考信號電路，用於根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號；和控制電路，用於至少部分地基於所述電流參考信號發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。 由上可知，本發明的技術方案根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號，並透過所述電流參考信號控制開關，由此改善開關的功率效率並防止功耗的尖峰。
在說明書及申請專利範圍當中使用了某些詞彙來指稱特定的元件。本領域技術人員應可理解，硬體製造商可能會用不同的名詞來稱呼同一個元件。本說明書及申請專利範圍並不以名稱的差異來作為區分元件的方式，而是以元件在功能上的差異來作為區分的準則。在通篇說明書及申請專利範圍當中所提及的“包含”及“包括”為一開放式的用語，故應解釋成“包含但不限定於”。“大體上”是指在可接受的誤差範圍內，本領域技術人員能夠在一定誤差範圍內解決所述技術問題，基本達到所述技術效果。此外，“耦接”一詞在此包含任何直接及間接的電性連接手段。因此，若文中描述一第一裝置耦接於一第二裝置，則代表所述第一裝置可直接電性連接於所述第二裝置，或通過其它裝置或連接手段間接地電性連接至所述第二裝置。以下所述為實施本發明的較佳方式，目的在於說明本發明的精神而非用以限定本發明的保護範圍，本發明的保護範圍當視後附的申請專利範圍所界定者為准。
接下面的描述為本發明預期的最優實施例。這些描述用於闡述本發明的大致原則而不應用于限制本發明。本發明的保護範圍應在參考本發明的申請專利範圍的基礎上進行認定。
這裡描述的是用於控制電氣開關的系統和方法，所述電氣開關例如是電源和電子系統之間的電源開關。在一些實施例中，電路可以被配置為檢測開關連接所述電源和電子系統的兩端的電壓。基於開關連接所述電源和電子系統的兩端的電壓，電路可以產生電流參考信號。在一些實施例中，電流參考信號可用於限制通過開關的電流量。電路可以至少部分地基於電流參考信號來控制開關，例如通過控制到開關的電輸入。這樣的系統和方法可以限制開關中的功率耗散。此處，以開關連接在電源和電子系統之間為例進行說明，在其他實現中，開關可以連接到任意的兩個需相互交互電信號的電子設備之間，本發明可以配置為檢測開關連接到所述兩個電子設備的兩端的電壓來產生電流參考信號。進一步，在本發明中開關通常可包括兩個傳導端子和一個控制端子，其中 ，所述兩個傳導端子用於分別連接所述兩個電子設備（例如，電源和電子系統），所述控制端子用於接收至少部分地基於電流參考信號來控制所述開關的控制信號。
發明人已經認識並理解，當電氣開關閉合時，由於開關兩端（例如，連接所述電源和電子系統的兩端）的電壓差，可能發生快速的電流湧入。例如，當電源開關接通以初始向電子系統供電時，由於電源和電子系統處的電壓不同，開關兩端可能存在大電壓差。所述電壓差可能導致從第一電子設備（例如，電源）到第二電子設備（例如，電子系統）的電流湧入。如此大的電流浪湧可能產生大的功率耗散並損壞開關。為了避免開關中的大功率耗散，發明人已經意識到，當開關兩端的電壓差很大時，控制通過開關的電流的轉換速率可能是有益的。
在一些傳統方法中，可以使用放大器來使用單個固定電流參考信號來控制開關，所述固定電流參考信號指示允許流過開關的最大電流的限制。例如，運算放大器可以接收反饋電流以及固定電流參考信號，其中，所述反饋電流指示通過開關的測量電流。然後可以使用運算放大器的輸出來控制開關以限制電流流量。然而，在這樣的實施例中，發明人已經意識到可能難以選擇單個電流參考信號，因為大的電流參考信號可能導致開關中的初始高功率耗散。
在其他傳統方法中，可以使用多於一個的固定電流參考信號。通過將反饋信號與指示何時在電流參考信號之間切換的選擇電壓電平進行比較，可以一次選擇一個電流參考信號，每個電流參考信號可以表示單獨的和不同的參考信號電平（例如，高參考信號和低參考信號）。例如，兩個電流參考信號可以被解復用並提供給運算放大器以控制開關。在這樣的實施例中，當切換電流參考信號時，可以在開關消耗的功率中產生跳躍不連續性。電流參考信號之間的這種切換產生作為階躍函數的電流參考，而不是連續或平滑的函數。然而，在單獨的參考信號之間切換（例如，使用解復用器）在開關的功率耗散中產生潛在的不利且快速的尖峰。
發明人已經認識並理解，可以通過動態調整電流參考信號來改進前述實施例。在一些實施例中，可以基於開關兩個傳導端子之間的電壓差生成電流參考信號。例如，電流參考信號可以與電壓差成反比，使得當電壓差大時，電流參考信號可以在範圍的低振幅端開始，且當電壓差小時，電流參考信號可以達到範圍的高振幅端。以低幅度開始並隨著電壓差減小而增大的電流參考信號可以通過限制功耗來改善開關控制。而且，電流參考信號可以是平滑函數，其改善開關的功率效率並防止功耗的尖峰。此外，功耗和電流限制可以是可配置的。例如，電流限制可以被配置為以期望的速率增大或減少。
第1圖示出了可以操作本文描述的技術的一些實施例的說明性設備100，第1圖示出的設備100包括電源101，開關103，開關控制電路105和設備電路107。設備100和/或設備電路107可以通過將設備電路107連接到電源101的開關103在“開”和“關”狀態之間切換。
設備100可以是任何合適的設備。例如，設備100可以是電子設備，諸如移動或固定計算設備。設備100可以包括用於執行本文描述的技術和方法的處理電路（例如，現場可編程門陣列（FPGA），專用集成電路（ASIC）和/或處理器）。此外，設備100的所示組件被示出為非限制性示例，並且設備100可以包括另外的或不同的組件而不脫離本公開的範圍。
設備100包括電源101，其可以是用於設備100的任何合適的電能源。例如，電源101可以是電池，例如鋰離子電池，鋰聚合物電池，或任何合適的電池，超級電容器和/或任何合適的能量存儲裝置。電源101可以在設備100的內部（例如電池），外部和/或內部和外部電源的組合。例如，電源101可以包括電池和/或與外部電源接口的連接。電源101可以向設備100提供交流電或直流電。電源101可以被配置為在特定電壓和/或電壓範圍內供電。電源101還可以具有可以提供的最大電流量。
設備電路107可以是被配置為從電源101接收電力的任何合適的電路。設備電路107可以包括多個電路。例如，設備電路可以包括顯示器（例如，LED或LCD面板），處理電路（例如，微處理器），計算機存儲器和/或通信設備（例如，無線互聯網收發器）。在一些實施例中，設備電路107可以被配置為在可容忍的電壓和/或電流水平範圍內接收電功率。
開關103將電源101連接到設備電路107。開關103可以允許或阻止從電源101到設備電路107的電力傳輸。開關103可以是任何合適的開關電路。在一些實施例中，開關103是晶體管。例如，開關103可以是金屬氧化物半導體場效應晶體管（MOSFET）或雙極結型晶體管（BJT）。在這樣的實施例中，開關103由開關103的輸入端（例如晶體管的柵極）上的電信號控制。在一些實施例中，開關103包括兩個傳導端子（例如MOSFET中的源極和漏極或BJT中的集電極和發射極）以及控制端子（例如MOSFET柵極或BJT基極）。在第1圖的示例中，開關103的傳導端子分別連接到電源101和設備電路107。開關103的控制端子連接到開關控制電路105。如這裡所使用的，在傳導端子之間測量開關103兩端的電壓。
在第1圖的示例中，開關103可以由開關控制電路105控制，且開關控制電路105除連接到開關103的控制端子之外還可以連接到開關的兩個傳導端子並且被配置為測量開關兩個傳導端子的電壓。發明人已經認識並理解，可以基於開關103兩個傳導端子的電壓動態地生成電流參考信號。例如，電流參考信號可以與開關103傳導端子之間的電壓差成反比地設置，使得當電壓差較大時，電流參考信號可以從範圍的低振幅端開始，並且當電壓差較小時，電流參考信號可以達到範圍的高振幅端。電流參考信號可以是平滑函數，其提高接通開關的功率效率並限制功率耗散。在一些實施例中，功率耗散和電流限制可以使用開關控制電路105來配置。例如，電流參考信號及電流限制可以被配置為以期望的速率增大或減少。
可以通過從開關控制電路105向開關103提供控制信號來控制開關103。在一些實施例中，控制信號可以基於電流參考信號和/或感測為流過開關的電流的反饋電流信號。例如，開關控制電路105可以將電壓信號發送到開關103的控制端子作為所述控制信號。在另一示例中，電壓信號可以是使用放大器將反饋電流信號與電流參考信號進行比較的輸出。
第2圖示出了根據說明性實施例的開關控制電路205的框圖。在第2圖的說明性實施例中，開關203連接到開關控制電路205，開關控制電路205包括差信號電路211，參考信號電路213，反饋電流電路215和控制電路217。開關控制電路205可用於控制開關203。
差信號電路211從開關203接收輸入電壓VIN和相對側的輸出電壓VOUT。輸入電壓可以連接到電源，例如電源101。輸出電壓可以連接到電路（例如，設備電路107），所述電路響應於開關203閉合而被供電以允許電力從電源流出。在一些實施例中，開關203完全打開時輸入電壓和輸出電壓之間的差值將從初始輸入電壓範圍開始變化，然後當開關203完全關閉適宜的一段時間時減小到開關上的導通電壓降。
在一些實施例中，差信號電路211可以基於開關兩個傳導端子的電壓產生差信號。差信號可以是電壓或電流信號。在一些實施例中，差信號與開關203兩個傳導端子之間的電壓差成比例。在一些實施例中，差信號受到指示最大參考電流的峰值電流參考的限制。在一些實施例中，差信號電路211將差信號傳輸到參考信號電路213。差信號電路的示例性實施方式可參考第3圖（311），第4圖（411）及第5圖（511）的描述。
參考信號電路213從差信號電路211接收指示開關203兩端的電壓的信號（例如，電壓差信號）。基於開關兩端的電壓，參考信號電路213產生電流參考信號。開關控制電路205使用電流參考信號來控制允許流過開關203的電流量。在一些實施例中，電流參考信號可以表示峰值電流參考（指示最大參考電流）和電流形式的差信號的差值。參考信號電路的示例性實施方式可參考第3圖（313），第4圖（413）及第5圖（513）的描述。
在一些實施例中，參考信號電路將電流參考信號設置為與開關203兩端的電壓差成反比。例如，當開關203最初閉合時，開關兩端的電壓差可以處於最大值。作為響應，電流參考信號可以處於最小值。當開關閉合時，響應於開關兩端的電壓差幅度的減小，參考信號電路增大電流參考信號的幅度。在一些實施例中，可以基於開關兩端的電壓，峰值電流參考，最小參考電流和/或增益來生成電流參考信號。例如，在這樣的實施例中，電流參考信號可以位於最小參考電流和一個和值之間，其中所述和值為最小參考電流加上峰值電流參考和增益的乘積。
在一些實施例中，由參考信號電路213接收的差信號和/或參考信號電路213產生的電流參考信號可以是電流信號或電壓信號。在一些實施例中，可以在電壓域和電流域之間轉換差信號和/或電流參考信號。在一些實施例中，參考信號電路213在將電流參考信號發送到控制電路217之前將電流信號轉換為電壓信號。
除了電流參考信號作為第一輸入之外，反饋電流電路215還向控制電路217提供第二輸入。反饋電流電路215連接到開關203並且被配置為接收表示開關203中的電流電平的感測電流信號。在一些實施例中，反饋電流電路215被配置為基於感測到的電流產生反饋電流信號。例如，電流傳感器可以產生表示在開關203中感測的感測電流信號，並且將感測電流信號提供給電阻器，並且電阻器兩端的電壓降可以產生作為反饋電流信號的電壓信號。反饋電流電路的示例性實施方式可參考第3圖（315），第4圖（415）及第5圖（515）的描述。
控制電路217接收電流參考信號和反饋電流信號。控制電路217基於電流參考信號和/或反饋電流信號控制開關203。在一些實施例中，控制電路217可基於電流參考信號和反饋電流信號之間的差產生輸出信號（例如，電壓信號）。例如，控制電路可以包括放大器（例如，運算放大器），其產生與差值成比例的輸出信號。輸出信號可以被配置為具有用於控制開關203的合適的電特性。作為第一示例，在一些實施例中，當反饋電流信號大於電流參考信號時，當開關203是PMOS設備時可以增大輸出信號。然而，在其他實施例中，當開關203是NMOS器件時，可以減小輸出信號。作為另一示例，當反饋電流信號小於电流參考信號時，可以在開關203是PMOS器件時減小輸出信號。然而，在其他實施例中，當開關203是NMOS器件時，可以增大輸出信號。
在一些實施例中，控制電路將輸出信號發送到開關203。在一些實施例中，輸出信號被發送到開關203中的晶體管的柵極。輸出信號可以覆蓋控制開關打開程度的連續值範圍，從完全關閉到完全打開間有可控點。控制電路的示例性實施方式可參考第3圖（317），第4圖（417）及第5圖（517）的描述。
第3圖是根據本申請的非限制性實施例的開關控制電路305的電路圖。第3圖包括開關303和開關控制電路305，其中，開關控制電路305包括差信號電路311，參考信號電路313，反饋電流電路315和控制電路317。差信號電路311包括電阻器321a和321b，斜坡電阻器323，PMOS晶體管325，327和333，以及NMOS晶體管329，331a和331b，以及峰值電流參考源335。此外，在本發明中開關控制電路由VDD和VSS供電。在一些實施例中，不脫離本公開的範圍的情形下，峰值電流參考源335可以實現為和/或被認為是參考信號電路的一部分。參考信號電路313包括PMOS晶體管337，339，343和345，偏置晶體管341（用於接收偏置電壓VBias
），最小參考電流源347和參考電阻器349。反饋電流電路315包括感測電流源351和反饋電阻器353。控制電路317包括放大器355。如參考第1圖和第2圖所討論的那樣，開關控制電路305可操作以至少部分地基於電流參考信號來控制開關303，其中所述電流參考信號基於開關兩個傳導端子的電壓而產生。
差信號電路311產生指示開關303兩個傳導端子的電壓的差信號，例如，如參考第2圖中的差信號電路211所討論的那樣。開關303兩側的輸入和輸出電壓分別連接到電阻器321a和321b。電阻器321a連接到斜坡電阻器323，斜坡電阻器323連接到PMOS晶體管325的源極。PMOS晶體管325的柵極和漏極連接到PMOS晶體管327的柵極。PMOS晶體管325和327的漏極分別連接到NMOS晶體管331a和331b，被配置為鏡像通過NMOS晶體管329的電流。
PMOS晶體管333的源極連接到斜坡電阻器323。PMOS晶體管333的柵極連接到PMOS晶體管327的漏極。在第3圖的示例性電路配置中，差信號電路311被配置為通過PMOS晶體管333產生電流信號。在一些實施例中，電流信號的幅度等於輸入和輸出電壓（在開關303的相對側）之間的差除以斜率電阻器323的電阻值。斜坡電阻器323可以配置為任何合適的電阻值。例如，斜坡電阻器323的電阻值可以基於開關303兩個傳導端子之間的可允許電壓範圍，電流的可允許範圍和/或開關控制電路305的其他參數（例如期望的轉換速率）來配置以用於閉合開關303，其使開關303'接通'並允許電流流動。
在所示實施例中，峰值電流參考源335是合適的電流源（source）/吸收（sink），其被配置為吸收通過PMOS晶體管333的電流。在一些實施例中，峰值電流參考源335可被配置為提供通過PMOS晶體管333的最大參考電流（也即，峰值電流參考）。在一些實施例中，峰值電流參考源335可以被配置為吸收等於最大輸入電壓（例如，由電池提供的電壓）除以斜率電阻器323的電阻值的電流。
在所示實施例中，峰值電流參考源335連接到參考信號電路313。當通過PMOS晶體管333的電流信號小於峰值電流參考源335吸收的最大電流時，附加電流可以由參考信號電路313提供並由峰值電流參考源335吸收。在所示實施例中，PMOS晶體管337和339被配置成使得通過PMOS晶體管337和339的電流等於峰值電流參考源335吸收的最大參考電流和以電流信號形式存在的差信號的差值。
在一些實施例中，偏置晶體管341可以被配置為偏置來自PMOS晶體管339和峰值電流參考源335的電流。在一些實施例中，偏置晶體管341和輸入到偏置晶體管341的電壓信號VBias被配置為箝位峰值電流參考源335的節點電壓。可以使用偏置晶體管341來配置峰值電流參考源335的操作淨空和區域。
PMOS晶體管337和339與PMOS晶體管343和345配對。在一些實施例中，PMOS晶體管343和345可以分別是PMOS晶體管337和339的K倍。K可以是任何合適的縮放因子（例如，整數或實數）。在進一步的實施方案中，K大於或等於1。例如，K可以是1，1.275，2，2.5，5，10或任何合適的比例因子。在一些實施例中，K可以小於1。例如，K可以是0.25，0.5，1，1.25，1.5，2，2.5或5中的任何一個。由於尺寸不匹配，通過PMOS晶體管343和345的電流是通過PMOS晶體管337和339的電流的K倍。通過PMOS晶體管343和345的電流與來自電流源347的最小參考電流組合以產生電流域中的電流參考信號，所述電流參考信號等於K *（峰值電流參考 - 以電流信號形式存在的差信號）+（最小參考電流）。在這樣的實施例中，差信號可以小於或等於峰值電流參考。在一些實施例中，當峰值電流參考小於或等於以電流信號形式存在的差信號時，當峰值電流參考 - 以電流信號形式存在的差信號都將表現為0。
電流域中的電流參考信號在參考電阻器349上產生電壓降，以表示電壓域中的電流參考信號。反饋電流電路315接收電流流過開關303的指示。感測電流源351表示用於指示通過開關303的電流電平的電流信號（也即，為電流域的反饋電流信號）。感測的電流電平在反饋電阻器353上產生電壓降以產生指示開關303中的電流電平的電壓信號（也即，為電壓域的反饋電流信號）。電壓域的反饋電流信號和電壓域的電流參考信號輸入到控制電路317中的放大器355。放大器355的輸出連接到開關303以控制開關303。在所示實施例中，放大器355的輸出連接到開關303的柵極。
第4圖示出了根據本申請的非限制性實施例的開關控制電路405的電路圖。第4圖包括開關403和開關控制電路405，開關控制電路405包括差信號電路411，參考信號電路413，反饋電流電路415和控制電路417。差信號電路411包括電阻器421a，421b，461a和461b，PMOS晶體管425，427和433，以及NMOS晶體管429，431a和431b。在一些實施例中，差信號電路411包括放大器463，NMOS晶體管465和斜坡電阻器423。如圖所示，參考信號電路413包括放大器463，NMOS晶體管465，斜坡電阻器423，PMOS晶體管467，469，471，473，437，439，443和445，峰值電流參考源435，最小參考電流源447和參考電阻器449。反饋電流電路415包括感測電流源451和反饋電阻器453。控制電路417包括放大器455。如參考第1圖和第2圖所討論的那樣，開關控制電路405可操作以至少部分地基於電流參考信號來控制開關403，其中，所述電流參考信號基於開關傳導端子所在的兩端的電壓而產生。
與第3圖討論的差信號電路311相反，差信號電路411被配置為在電壓域中產生差信號。特別地，差信號電路411包括電阻器461a和461b。差信號被生成為電壓信號。電壓信號的幅度等於開關兩個傳導端子之間的電壓差乘以電阻器461b的電阻值與電阻器461a的電阻值之比。
差信號電路411將電壓域差信號（也即，前述電壓信號）發送到參考信號電路413。電壓域差信號輸入到放大器463，放大器463連接到NMOS晶體管465。放大器463因此被配置為基於電壓域差信號控制通過斜坡電阻器423的電流。由此，電壓域差信號由放大器463，NMOS晶體管465和斜坡電阻器423轉換為電流域差信號。如圖所示，參考信號電路413包括另一組晶體管PMOS晶體管467和469，與PMOS晶體管471和473配對。例如，如參考第2圖中的縮放因子K所描述的那樣，PMOS晶體管471和473可以是PMOS晶體管467和469的K1（縮放因子）倍。縮放因子K1可以將增益應用於差信號的電流域表示。在一些實施例中，縮放因子K1可以是單位增益或任何合適的增益。然後，參考信號電路中的剩餘電路可以如參考信號電路313所描述的那樣起作用。
第5圖示出了根據本申請的非限制性實施例的開關控制電路505的電路圖。第5圖包括開關503和開關控制電路505，開關控制電路505包括差信號電路511，參考信號電路513，反饋電流電路515和控制電路517。差信號電路511包括放大器581a，581b和583以及電阻器585a，585b，587a和587b。在一些實施例中，差信號電路511包括放大器563，NMOS晶體管565和斜坡電阻器523。如圖所示，參考信號電路513包括放大器563，NMOS晶體管565，斜坡電阻器523，PMOS晶體管567，569，571，573，537，539，543和545，峰值電流參考源535，最小參考電流源547和參考電阻器549。反饋電流電路515包括感測電流源551和反饋電阻器553。控制電路517包括放大器555。開關控制電路505可操作以至少部分地基於電流參考信號來控制開關503，所述電流參考信號基於開關兩個傳導端子的電壓而產生。
差信號電路511產生電壓域差信號，例如，如第4圖所述。放大器581a和581b被配置為單位增益緩衝器，分別用於接收開關503兩個傳導端子的電壓。在一些實施例中，放大器581a和581b可以被配置為提供任何合適的增益。
放大器581a和581b的輸出連接到放大器583，放大器583被配置為在電壓域中生成差信號。由放大器583產生的差信號等於兩個傳導端子之間的電壓差乘以電阻器585a和585b的電阻值與電阻器587a和587b的電阻值之比。在說明性實施例中，每對電阻器585a和585b以及587a和587b被配置為對於所述對中的每個電阻器具有相同的電阻值。應當理解，可以利用任何合適的電阻值來配置應用於電壓差的增益，以便產生差信號。參考信號電路513可以如第4圖所描述的那樣起作用。
第6圖示出了用於控制開關的說明性過程600。所述過程可以通過任何前面的附圖描述的開關控制電路來執行。
在動作601處，檢測開關兩個傳導端子的電壓。這可以例如通過合適的差信號電路來執行。在一些實施例中，可以生成與開關兩個傳導端子的電壓差成比例的差信號。在進一步的實施例中，差信號也可是受峰值参考電流（指示最大参考电流）的限制。峰值電流信號可以由合適的電路產生。
在動作603，生成基於開關兩個傳導端子的電壓的電流參考信號。這可以例如通過合適的參考信號電路來執行。在一些實施例中，響應於開關兩個傳導端子的電壓差幅度的減小，通過合適的電路增大電流參考信號的幅度。在一些實施例中，電路還被配置為將最小參考電流添加到電流參考信號。在進一步的實施例中，電路還被配置為將增益應用於電流參考信號。
在動作605，至少部分地基於在動作603中生成的電流參考信號來控制開關。這可以由合適的反饋電流電路和/或控制電路來執行。在一些實施例中，至少部分地基於電流參考信號來控制開關包括：基於電流參考信號確定要提供給開關的輸入端的最大輸入，以限制開關中的電流水平。在一些實施例中，電路還被配置為接收表示開關中的電流水平的反饋電流信號。在進一步的實施例中，電路還被配置為基於電流參考信號和反饋電流信號來控制開關。
在一些實施例中，術語“大約”，“大約”和“基本上”可以用於表示目標值的±10％以內。術語“大約”，“大約”和“基本上”可以包括目標值。應當理解，術語“大約”，“大約”和“基本上”可以用於指代小於目標值的±10％的範圍，例如：目標值的±5％，±2.5％目標值的±1％，目標值的±1％。
在申請專利範圍中使用諸如“第一”，“第二”，“第三”等的序數術語來修改申請專利範圍要素本身並不意味著一個申請專利範圍要素優先於另一個或者時間的任何優先權，優先權或順序。執行方法的行為的順序，但僅用作標籤以將具有特定名稱的一個申請專利範圍元素與具有相同名稱的另一個元素（但是用於使用序數術語）區分，以區分申請專利範圍元素。
本發明雖以較佳實施例揭露如上，然其並非用以限定本發明的範圍，任何本領域技術人員，在不脫離本發明的精神和範圍內，當可做些許的更動與潤飾，因此本發明的保護範圍當視申請專利範圍所界定者為准。
100‧‧‧設備
101‧‧‧電源
103，203，303，403，503‧‧‧開關
107‧‧‧設備電路
105，205，305，405，505 ‧‧‧開關控制電路
VIN‧‧‧輸入電壓
VOUT‧‧‧輸出電壓
215，315，415，515‧‧‧反饋電流電路
217，317，417，517‧‧‧控制電路
213，313，413，513 ‧‧‧參考信號電路
211，311，411，511‧‧‧差信號電路
321a，321b，421a，421b，461a，461b，585a，585b，587a，587b ‧‧‧電阻器
323，423，523‧‧‧斜坡電阻器
325，327，333，337，339，343，345，425，427，433，467，469，471，473，437，439，443，445，567，569，571，573，537，539，543，545‧‧‧PMOS晶體管
335，435，535 ‧‧‧峰值電流參考源
329，331a，331b，429，431a，431b，465，565‧‧‧NMOS晶體管
347，447，547‧‧‧最小參考電流源
341‧‧‧偏置晶體管
VBias
‧‧‧偏置電壓
349，449，549 ‧‧‧參考電阻器
351，451，551‧‧‧感測電流源
353，453，553‧‧‧反饋電阻器
355，463，455，581a，581b，583，563，555‧‧‧放大器
600‧‧‧過程
VDD，VSS‧‧‧供電電壓
601，603，605‧‧‧動作
第1圖示出了可以操作本文描述的技術的一些實施例的說明性設備100。 第2圖示出了根據說明性實施例的開關控制電路205的框圖。 第3圖是根據本申請的非限制性實施例的開關控制電路305的電路圖。 第4圖示出了根據本申請的非限制性實施例的開關控制電路405的電路圖。 第5圖示出了根據本申請的非限制性實施例的開關控制電路505的電路圖。 第6圖示出了用於控制開關的說明性過程600。
Claims (25)
- 一種用於控制開關的裝置，包括： 差信號電路，用於檢測開關兩個傳導端子的電壓，其中所述開關包括兩個傳導端子和一個控制端子； 參考信號電路，用於根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號；和 控制電路，用於至少部分地基於所述電流參考信號發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
- 根據申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，所述參考信號電路配置為使所述電流參考信號與所述開關兩個傳導端子的電壓差成反比。
- 根據申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，還包括： 反饋電流電路，用於接收表示所述開關中的電流電平的反饋電流信號。
- 根據申請專利範圍第3項所述的裝置，其中，所述控制電路還被配置為基於所述電流參考信號和所述反饋電流信號的差值發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
- 根據申請專利範圍第4項所述的裝置，其中，所述控制電路還被配置為當所述反饋電流信號大於電流參考信號，且所述開關是PMOS設備時增大所述控制信號；當所述反饋電流信號大於電流參考信號，且所述開關是NMOS設備時減小所述控制信號；當所述反饋電流信號小於電流參考信號，且所述開關是PMOS設備時減小所述控制信號；當所述反饋電流信號小於電流參考信號，且所述開關是NMOS設備時增大所述控制信號。
- 根據申請專利範圍第1項所述的裝置，其中所述控制電路還被配置為基於所述電流參考信號確定要提供給所述開關作為輸入端的傳導端子的最大輸入，以限制所述開關中的電流電平。
- 根據申請專利範圍第1項所述的裝置，其中，所述差信號電路還配置為生成與所述開關兩個傳導端子的電壓差成比例的差信號，所述參考信號電路還配置為根據所述差信號產生所述電流參考信號。
- 根據申請專利範圍第7項所述的裝置，其中，所述差信號為電壓信號或電流信號。
- 根據申請專利範圍第8項所述的裝置，其中，當所述差信號為電壓信號時，所述參考信號電路配置為將所述電壓信號轉換為電流信號，以得到電流域的差信號。
- 根據申請專利範圍第8項或第9項所述的裝置，其中，所述電流信號受最大參考電流限制。
- 根據申請專利範圍第10項所述的裝置，其中，所述參考信號電路還被配置為使所述電流參考信號為所述最大參考電流與電流形式的差信號之差。
- 根據申請專利範圍第10項所述的裝置，其中，所述參考信號電路還被配置為使所述電流參考為K *（最大參考電流 - 電流形式的差信號）+（最小參考電流），其中，K為增益。
- 一種用於控制開關的方法，包括： 檢測開關兩個傳導端子的電壓，其中所述開關包括兩個傳導端子和一個控制端子； 根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號；和 至少部分地基於所述電流參考信號發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
- 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中，所述根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號包括： 使所述電流參考信號與所述開關兩個傳導端子的電壓差成反比。
- 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中，還包括： 接收表示所述開關中的電流電平的反饋電流信號。
- 根據申請專利範圍第15項所述的方法，其中，基於所述電流參考信號和所述反饋電流信號的差值發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
- 根據申請專利範圍第16項所述的方法，其中，當所述反饋電流信號大於電流參考信號，且所述開關是PMOS設備時增大所述控制信號；當所述反饋電流信號大於電流參考信號，且所述開關是NMOS設備時減小所述控制信號；當所述反饋電流信號小於電流參考信號，且所述開關是PMOS設備時減小所述控制信號；當所述反饋電流信號小於電流參考信號，且所述開關是NMOS設備時增大所述控制信號。
- 根據申請專利範圍第13項所述的方法，其中基於所述電流參考信號確定要提供給所述開關作為輸入端的傳導端子的最大輸入，以限制所述開關中的電流電平。
- 根據申請專利範圍第13項所述的方法，還包括：生成與所述開關兩個傳導端子的電壓差成比例的差信號，且根據所述差信號產生所述電流參考信號。
- 根據申請專利範圍第19項所述的方法，其中，所述差信號為電壓信號或電流信號。
- 根據申請專利範圍第20項所述的方法，其中，當所述差信號為電壓信號時，將所述電壓信號轉換為電流信號，以得到電流域的差信號。
- 根據申請專利範圍第20項或第21項所述的方法，其中，所述電流信號受最大參考電流限制。
- 根據申請專利範圍第22項所述的方法，其中，根據所述差信號產生所述電流參考信號包括： 使所述電流參考信號為所述最大參考電流與電流形式的差信號之差。
- 根據申請專利範圍第22項所述的方法，其中，根據所述差信號產生所述電流參考信號包括： 使所述電流參考為K *（最大參考電流 - 電流形式的差信號）+（最小參考電流），其中，K為增益。
- 一種用於控制開關的系統，包括： 開關，包括兩個傳導端子和一個控制端子； 連接到所述開關的兩個傳導端子的第一設備和第二設備，其中，所述第一設備透過所述開關向所述第二設備提供電力；和 連接到所述開關的所述控制端子的開關控制電路，其中所述開關控制電路包括： 差信號電路，用於檢測所述開關所述兩個傳導端子的電壓； 參考信號電路，用於根據所述開關兩個傳導端子的電壓產生一個電流參考信號；和 控制電路，用於至少部分地基於所述電流參考信號發送控制信號至的所述控制端子以控制所述開關。
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