[发明专利]开关调节器电流感测电路和方法

说明书

相关申请的交叉引用

本申请要求于2015年8月4日提交的美国申请No.14/818,209的优先权，其全部内容为了所有目的通过引用并入本文。

技术领域

本公开涉及电子电路、系统和装置，并且具体地涉及开关调节器电流感测电路和方法。

背景技术

开关调节器是一种用于提供和/或转换已调节电压的非常有效的技术。这样的调节器使用一个或多个电感器和开关来存储当电流流过电感器时生成的磁场中的能量。例如，开关用于选择性地将参考电压耦合到电感器以增加电感器中的能量或允许能量流向输出。因此，开关调节器有时被称为“切换器”、“转换器”(例如，升压转换器或降压切换器)。

图1示出了示例升压开关调节器。在升压开关调节器中，输入电压通常小于输出电压。另一方面，降压调节器的输入电压大于输出电压。存在各种开关调节器，其将能量存储在电感器中并且使用开关来传送能量。在这个示例中，恒定(或直流“DC”)输入电压Vin耦合到电感器L 101的一个端子。电感器101的另一端子通过第一开关102耦合到参考电压(这里为接地)并且通过第二开关103耦合到输出端子以产生恒定的已调节输出电压Vout。

升压开关调节器如下操作。当开关102闭合(短路)并且开关103断开(开路)时，电感器101的第二端子耦合到接地并且正电压Vout被施加在电感器101的端子两端。因此，在被表示为的这个第一阶段期间，电感器中的电流IL增加并且能量被存储在电感器中。当开关102断开并且开关103闭合时，瞬时电感器电流保持不变，并且这样的电感器电流流向输出端子并且流入负载，该负载在这里被表示为电阻器Ro。在被表示为的这个第二阶段，电感器两端的电压反转极性，因为在升压转换器中Vout大于Vin。相应地，在这个操作阶段期间，电感器电流IL减小。开关102和103可以在特定时间段或周期内导通和断开，以交替地对电感器中的能量进行充电和放电。在一些应用中，开关103导通(闭合)并且开关102断开(开路)的时间可能导致从电感器101流过开关103的电感器电流IL在开关周期结束之前从正值降低到较低的正值。在一些应用中，周期和反向电压(Vout-Vin)可能引起电感器电流IL和流过开关103的电流改变极性并且从正(即，流向输出)变为负(从输出流向输入)。

已调节输出电压Vout由使用控制电路104实现的反馈回路来控制。在这个示例中，控制电路104感测输出电压Vout和电感器电流IL，以通过控制开关102和103在每个循环期间导通和断开的时间来调节输出电压Vout。

与开关调节器相关联的一个问题涉及使用电流来控制系统(被称为电流控制)。如上所述，升压开关调节器可以具有在开关周期期间改变极性的电感器电流。这样的极性变化针对试图实现电流控制方案的控制电路造成问题。

发明内容

本公开涉及开关调节器电流感测电路和方法。在一个实施例中，一种开关调节器电路包括电感器、具有第一端子和第二端子的第一开关以及具有第一端子和第二端子的第二开关。第一开关的第一端子和第二开关的第一端子形成开关节点，并且电感器耦合到开关节点。控制电路基于输出电压和电感器电流来控制第一开关和第二开关。控制电路包括耦合到第二开关的第一端子和第二开关的第二端子的电流感测电路。电感器电流流经第二开关，并且在周期内从正极性转变为负极性。电流感测电路生成表示通过第二开关的电感器电流的电平移位信号，其中电平移位信号的极性在通过第二开关的电感器电流的周期内为正。

以下详细描述和附图提供对本公开的本质和优点的更好理解。

附图说明

图1示出了典型的升压开关调节器。

图2示出了根据实施例的示例开关调节器。

图3示出了根据实施例的具有电压和电流控制的升压开关调节器。

图4示出了根据实施例的电平移位信号的示例。

图5示出了根据实施例的具有电流感测的示例升压开关调节器。

图6示出了根据实施例的电平移位信号的另一示例。

图7示出了根据实施例的电流感测的示例实现。

图8示出了根据实施例的电流感测和斜率补偿斜坡生成的示例实现。

图9示出了根据实施例的方法。

图10示出了根据另一实施例的方法。

具体实施方式