[发明专利]对开关转换器的电流感测的动态校准

权利要求书

1.一种用于动态校准对开关转换器的电流感测的系统，其特征在于，包括：

多个电流感测通道中的第一电流感测通道、第二电流感测通道和第三电流感测通道，所述电流感测通道被配置成将在相应晶体管两端感测到的相应晶体管电压乘以增益，以产生相应电阻器两端的相应校准电压，其中所述增益由增益系数确定，并且每个相应晶体管具有匹配温度系数和相应栅极，

所述电流感测通道中的所述第一电流感测通道的所述相应晶体管连接于电压源与相位节点之间，在第一相位期间，相应校准电阻器通过相应开关连接至输出，并且在所述第一相位期间，所述相应栅极偏置为第一电压，

所述电流感测通道中的所述第二电流感测通道的所述相应晶体管连接于所述相位节点与接地之间，在不与所述第一相位重叠的第二相位期间，所述相应校准电阻器通过相应开关连接至所述输出，并且在所述第二相位期间所述相应栅极偏置为所述第一电压，

所述电流感测通道中的所述第三电流感测通道的所述相应晶体管连接于零温度系数(ZTC)电流源与接地之间，并且所述相应栅极偏置为所述第一电压；

比较器，其被配置成将所述第三感测信道的所述相应校准电压与目标电压进行比较，以产生误差电压；以及

模数转换器，其被配置成将所述误差电压转换成所述增益系数，由此最小化所述误差电压和所述目标电压与每个相应校准电压之间的差。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述电流感测通道中的每个电流感测通道包括被配置成感测所述相应晶体管电压的跨导放大器，被配置成将所述跨导放大器的放大器输出电流乘以所述增益以提供校准电流的乘法式数模转换器，以及被配置成吸收所述校准电流以产生所述校准电压的所述校准电阻器。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，锁存器被配置成存储所述增益系数的多个样本的平均增益系数，并且所述电流感测通道中的所述第一电流感测通道和所述第二电流感测通道的所述增益由所述平均增益系数确定。

4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，进一步包括连接于所述相位节点与负载电容器之间的负载电感器，其中在所述负载电容器上形成所述开关转换器的经调节电压。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，通过测量所述电流感测通道中的所述第三电流感测通道的与偏置为所述第一电压的所述相应晶体管相对应的相应校准电压以及流过所述负载电感器的平均目标电流来确定所述目标电压。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，在用脉冲源激活所述ZTC电流源的同时确定所述增益系数。

7.一种用于动态校准对开关转换器的电流感测的方法，其特征在于，包括：

用零温度系数(ZTC)电流源偏置参考晶体管，以及用栅极电压偏置所述参考晶体管和功率晶体管中的每一个的相应栅极，其中所述参考晶体管和所述功率晶体管中的每一个包括匹配温度系数；

将在所述参考晶体管两端感测到的参考电压乘以第一增益，由此产生第一校准电压，其中所述第一增益由增益系数确定；

将在所述功率晶体管两端感测到的晶体管电压乘以所述第一增益，由此产生第二校准电压；

将所述第一校准电压与目标电压进行比较，以产生误差电压；以及

响应于所述误差电压使用模数转换器来确定所述增益系数，由此最小化所述误差电压和所述目标电压与所述第一校准电压和所述第二校准电压中的每一个之间的差。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，产生所述第一校准电压进一步包括使用跨导放大器感测所述参考电压，使用由所述第一增益控制的乘法式数模转换器(MDAC)转换所述跨导放大器的放大器输出，以及通过借由校准电阻器吸收由所述MDAC产生的校准电流来产生所述第一校准电压。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，进一步包括通过测量与由所述栅极电压偏置的所述参考晶体管相对应的所述第一校准电压以及流过连接于负载电容器与所述功率晶体管之间的负载电感器的平均目标电流来确定所述目标电压。

10.一种用于动态校准对开关转换器的电流感测的设备，其特征在于，包括：

多个电流感测通道中的第一电流感测通道，其被配置成将在第一晶体管的第一漏极与第一源极之间感测到的第一电压乘以第一增益，并且从中产生第一校准电压，其中所述第一增益由增益系数限定，并且其中所述第一晶体管的第一栅极上的第一栅极电压控制在所述第一漏极与所述第一源极之间流动的第一电流；

所述多个电流感测通道中的第二电流感测信道，其被配置成将在第二晶体管的第二漏极与第二源极之间感测到的第二电压乘以所述第一增益，并且从中产生第二校准电压，所述第二漏极连接至零温度系数(ZTC)电流源，所述第二源极连接至接地，所述第二晶体管的第二栅极偏置为所述第一栅极电压，并且所述第一晶体管的第一温度系数等于所述第二晶体管的第二温度系数；

比较器，其被配置成根据所述第二校准电压与目标电压之间的差产生误差电压；以及

模数转换器，其被配置成确定与所述误差电压成比例的所述增益系数，由此最小化所述误差电压和所述目标电压与所述第一校准电压和所述第二校准电压中的每一个之间的差。