電路系統(tǒng)的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型電路系統(tǒng)，在一些實(shí)施例中，所述電路系統(tǒng)包括：與DC?DC變換器中的變換器電容器相關(guān)的估計(jì)電容器，所述估計(jì)電容器基于通過所述DC?DC變換器中的電感器的電感器電流接收估計(jì)電容器電流；以及耦接至所述估計(jì)電容器的放大器，所述放大器接收橫跨所述DC?DC變換器的變換器負(fù)載中而存在的負(fù)載電壓，并且接收橫跨所述估計(jì)電容器而存在的估計(jì)電壓，其中所述放大器生成估計(jì)電流，所述估計(jì)電流估計(jì)通過所述負(fù)載的負(fù)載電流。根據(jù)本實(shí)用新型，可以實(shí)現(xiàn)輸出電流的簡(jiǎn)單、無損耗、非干擾性的估計(jì)。
【專利說明】
電路系統(tǒng)
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本實(shí)用新型涉及電路系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]直流(DC)-DC變換器通常用于使電源電壓逐步降低以滿足特定電路的需要。在許多情況下，此類電路具有可變負(fù)載一例如，在DC電機(jī)中。DC電機(jī)存在于從醫(yī)療設(shè)備到汽車的無數(shù)種類型的電子產(chǎn)品中。為了節(jié)省電能同時(shí)保持對(duì)可變負(fù)載的適當(dāng)電壓供應(yīng)，DC-DC變換器常采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)，其中將快速切換接通和切換斷開的輸入電壓施加至輸出濾波器以便以有效方式對(duì)供應(yīng)給負(fù)載的電壓和電流進(jìn)行調(diào)節(jié)。使用PWM控制器控制該切換操作。許多此類控制器(如，電流模式控制器)對(duì)流動(dòng)通過變換器輸出電感器的電流進(jìn)行監(jiān)控，并且使用電感器電流信號(hào)作為反饋回路的一部分來提高PWM控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性。
[0003]電流模式控制器相對(duì)于其他類型控制器提高了穩(wěn)定性。然而，它們對(duì)負(fù)載電流中的變化響應(yīng)緩慢。這種緩慢響應(yīng)導(dǎo)致供應(yīng)給負(fù)載的電壓出現(xiàn)偏差。因此期望保持電流模式控制系統(tǒng)的絕佳穩(wěn)定性，同時(shí)提高對(duì)負(fù)載的變化的響應(yīng)時(shí)間。這可通過負(fù)載電流前饋控制方法而實(shí)現(xiàn)?？捎玫呢?fù)載電流前饋控制方法需要使用輸出濾波電容器和負(fù)載之間的串聯(lián)阻抗感測(cè)負(fù)載電流。然而，該方法是不利的，因?yàn)樽杩箍僧a(chǎn)生額外的功率損耗并且干擾對(duì)負(fù)載的電壓調(diào)節(jié)。因此需要一種簡(jiǎn)單、無損耗、非干擾性的估計(jì)輸出電流的技術(shù)。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)包括:估計(jì)電容器，所述估計(jì)電容器與DC-DC變換器中的變換器電容器相關(guān)，所述估計(jì)電容器接收基于通過所述DC-DC變換器中的電感器的電感器電流的估計(jì)電容器電流；以及放大器，所述放大器耦接至所述估計(jì)電容器，所述放大器接收跨所述DC-DC變換器中的變換器負(fù)載而存在的負(fù)載電壓，并且接收跨所述估計(jì)電容器而存在的估計(jì)電壓，其中所述放大器生成估計(jì)電流，所述估計(jì)電流估計(jì)通過所述負(fù)載的負(fù)載電流。
[0005]在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)還包括另一個(gè)放大器，所述另一個(gè)放大器用于基于通過所述DC-DC變換器中的所述電感器的所述電感器電流提供所述估計(jì)電容器電流。
[0006]在一個(gè)實(shí)施例中，所述另一個(gè)放大器的輸出耦接至節(jié)點(diǎn)，其中所述放大器的輸入耦接至所述節(jié)點(diǎn)，并且其中所述估計(jì)電容器耦接至所述節(jié)點(diǎn)。
[0007]在一個(gè)實(shí)施例中，所述放大器的輸出通過反饋回路耦接至所述節(jié)點(diǎn)。
[0008]根據(jù)本實(shí)用新型的一個(gè)方面，提供了一種電路系統(tǒng)，所述電路系統(tǒng)包括:DC_DC變換器，所述變換器包括耦接至變換器電容器和變換器負(fù)載的電感器，所述變換器電容器和所述變換器負(fù)載并聯(lián)耦接;第一差分放大器，所述第一差分放大器耦接至所述電感器，所述第一差分放大器感測(cè)通過所述電感器的電感器電流;估計(jì)電容器，所述估計(jì)電容器耦接至所述第一差分放大器，所述估計(jì)電容器具有基于所述變換器電容器電容的電容，基于所述第一差分放大器的輸出電流，估計(jì)電容器電流傳遞到所述估計(jì)電容器；以及第二差分放大器，所述第二差分放大器耦接至所述第一差分放大器和所述估計(jì)電容器，所述第二差分放大器朝向跨所述變換器負(fù)載而存在的負(fù)載電壓驅(qū)動(dòng)跨所述估計(jì)電容器的估計(jì)電壓，其中所述第二差分放大器基于所述負(fù)載電壓和所述估計(jì)電壓生成估計(jì)電流，以估計(jì)通過所述變換器負(fù)載的負(fù)載電流。
[0009]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一差分放大器的輸出、所述第二差分放大器的輸入以及所述估計(jì)電容器全部在公共節(jié)點(diǎn)處連接。
[0010]在一個(gè)實(shí)施例中，所述第一差分放大器和所述第二差分放大器中的每一者選自運(yùn)算放大器和運(yùn)算跨導(dǎo)放大器。
[0011]在一個(gè)實(shí)施例中，所述系統(tǒng)使用所述估計(jì)電流驅(qū)動(dòng)控制所述DC-DC變換器的脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器。
[0012]在一個(gè)實(shí)施例中，所述估計(jì)電流與所述負(fù)載電流的第一比率等于所述估計(jì)電容器電流與流至所述變換器電容器的電流的第二比率。
[0013]在一個(gè)實(shí)施例中，作為時(shí)間的函數(shù)的所述估計(jì)電容器電流等于所述估計(jì)電容器的電容乘以所述估計(jì)電壓的變化速率。
[0014]本文所公開實(shí)施例中的至少一些實(shí)施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:與DC-DC變換器中的變換器電容器相關(guān)的估計(jì)電容器，所述估計(jì)電容器基于通過DC-DC變換器中的電感器的電感器電流接收估計(jì)電容器電流；以及耦接至估計(jì)電容器的放大器，該放大器接收橫跨DC-DC變換器的變換器負(fù)載的負(fù)載電壓并且接收橫跨估計(jì)電容器的估計(jì)電壓，其中放大器生成估計(jì)通過所述負(fù)載的負(fù)載電流的估計(jì)電流。這些實(shí)施例中的至少一些實(shí)施例可以按一種或多種方式進(jìn)行修改，從而以按任何順序和任何組合包括如下概念中的任一者或全部:還包括另一個(gè)放大器，該放大器用于基于通過DC-DC變換器中的所述電感器的電感器電流提供所述估計(jì)電容器電流;其中所述另一個(gè)放大器的輸出耦接至節(jié)點(diǎn)，其中所述放大器的輸入耦接至該節(jié)點(diǎn)，并且其中所述估計(jì)電容器耦接至該節(jié)點(diǎn)；其中所述放大器的輸出通過反饋回路耦接至所述節(jié)點(diǎn)；其中所述放大器的另一輸入耦接至所述變換器負(fù)載;其中DC-DC變換器為降壓變換器。
[0015]至少一些實(shí)施例涉及一種系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括:DC-DC變換器，該變換器包括耦接至變換器電容器和變換器負(fù)載的電感器，所述變換器電容器和所述變換器負(fù)載并聯(lián)在一起；耦接至電感器的第一差分放大器，該第一差分放大器感測(cè)通過電感器的電感器電流;耦接至第一差分放大器的估計(jì)電容器，該估計(jì)電容器具有基于所述變換器電容器電容的電容，基于第一差分放大器的輸出電流傳遞到估計(jì)電容器的估計(jì)電容器電流；以及耦接至第一差分放大器和估計(jì)電容器的第二差分放大器，該第二差分放大器朝向橫跨所述變換器負(fù)載的負(fù)載電壓驅(qū)動(dòng)橫跨估計(jì)電容器的估計(jì)電壓，其中第二差分放大器基于負(fù)載電壓和估計(jì)電壓生成估計(jì)電流以估計(jì)通過所述變換器負(fù)載的負(fù)載電流。這些實(shí)施例中的至少一些實(shí)施例可以一種或多種方式進(jìn)行修改，從而以按任何順序和任何組合包括如下概念中的任一者或全部:其中第一差分放大器的輸出、第二差分放大器的輸入以及所述估計(jì)電容器全部在公共節(jié)點(diǎn)處連接;其中第一差分放大器和第二差分放大器中的每一者選自運(yùn)算放大器和運(yùn)算跨導(dǎo)放大器;其中系統(tǒng)使用估計(jì)電流驅(qū)動(dòng)控制DC-DC變換器的脈沖寬度調(diào)制(P麗)控制器;其中估計(jì)電流與負(fù)載電流的第一比率等于估計(jì)電容器電流與流至所述變換器電容器的電流的第二比率;其中作為時(shí)間的函數(shù)的估計(jì)電容器電流等于估計(jì)電容器的電容乘以估計(jì)電壓的變化速率;其中DC-DC變換器為降壓變換器。
[0016]根據(jù)本實(shí)用新型，可以實(shí)現(xiàn)輸出電流的簡(jiǎn)單、無損耗、非干擾性的估計(jì)。
【附圖說明】
[0017]在附圖中以及下面的描述中公開了一種估計(jì)電路，該電路估計(jì)DC-DC變換器中的負(fù)載電流。在附圖中:
[0018]圖1為耦接至DC-DC降壓變換器和脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器的示例性估計(jì)電路的示意圖。
[0019]圖2為根據(jù)實(shí)施例的估計(jì)DC-DC變換器中的負(fù)載電流的示例性方法的流程圖。
[0020]然而，應(yīng)當(dāng)理解，附圖中給定的具體實(shí)施例以及對(duì)它們的詳細(xì)描述并不限制本實(shí)用新型。相反，這些實(shí)施例和詳細(xì)描述為普通技術(shù)人員提供了識(shí)別替代形式、等同形式和修改形式的基礎(chǔ)，這些替代形式、等同形式和修改形式與給定實(shí)施例中的一個(gè)或多個(gè)一起被包括在所附權(quán)利要求書的范圍內(nèi)。
【具體實(shí)施方式】
[0021]本文公開了一種可用于估計(jì)DC-DC變換器中的負(fù)載電流的估計(jì)電路。估計(jì)電路使用脈沖寬度調(diào)制(PWM)控制器通常已經(jīng)可用的信號(hào)估計(jì)負(fù)載電流，該控制器控制DC-DC變換器的切換操作。具體地講，估計(jì)電路包括估計(jì)電容器，該估計(jì)電容器為DC-DC變換器中的變換器電容器的縮小版本。估計(jì)電路使用放大器(如，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA))將DC-DC變換器的縮小版本的電感濾波器電流提供給估計(jì)電路中的估計(jì)電容器。估計(jì)電容器電容和DC-DC變換器電容器電容的比率與估計(jì)電容器電流和電感濾波器電流的比率相同或基本上類似。將橫跨估計(jì)電容器的估計(jì)電壓和橫跨DC-DC變換器負(fù)載的負(fù)載電壓提供給放大器(如，0ΤΑ)，該放大器產(chǎn)生估計(jì)電流。估計(jì)電流迫使估計(jì)電壓與DC-DC變換器中的負(fù)載電壓的預(yù)定比率匹配或?yàn)樵擃A(yù)定比率，其中估計(jì)電流估計(jì)DC-DC變換器中的負(fù)載電流。HVM控制器隨后使用估計(jì)電流控制變換器切換操作。估計(jì)電路和PWM控制器使用估計(jì)電流而產(chǎn)生的對(duì)變換器負(fù)載的變化的瞬態(tài)響應(yīng)，比通常通過電流模式PWM控制器實(shí)現(xiàn)的瞬態(tài)響應(yīng)快速。
[0022]圖1為系統(tǒng)100的示意圖，該系統(tǒng)100包括DC-DC降壓變換器102、示例性估計(jì)電路104和脈沖寬度調(diào)制(PffM)控制器106，它們?nèi)勘舜笋罱?。首先?duì)系統(tǒng)100的結(jié)構(gòu)進(jìn)行描述，然后是對(duì)系統(tǒng)100的操作的描述。DC-DC變換器102包括柵極驅(qū)動(dòng)器108;基于晶體管的開關(guān)110，112;耦接至開關(guān)110的Vin導(dǎo)軌式電壓電源114和耦接至開關(guān)112的接地116;開關(guān)110，112彼此耦接的節(jié)點(diǎn)117;耦接至節(jié)點(diǎn)117的電感器118;耦接至電感器118的感測(cè)電阻器120;耦接至感測(cè)電阻器120的變換器電容器122;以及耦接至變換器電容器122和感測(cè)電阻器120的可變變換器負(fù)載124。電感器電流out 126流經(jīng)電感器118和感測(cè)電阻器120;電流ICqut 128流至變換器電容器122;負(fù)載電流Ilqad 130流經(jīng)變換器負(fù)載124;負(fù)載電壓Vqut 132橫跨變換器負(fù)載124而存在;接地131耦接至變換器電容器122;并且接地133耦接至變換器負(fù)載124。本實(shí)用新型的范圍并不限于示例性DC-DC降壓變換器102中所示的電路邏輯的具體布置方式，本文所公開的技術(shù)也并不限于與降壓變換器一起使用。相反，本實(shí)用新型所公開的估計(jì)電路可結(jié)合任何合適類型的電流模式控制DC-DC變換器使用。
[0023]示例性估計(jì)電路104包括具有同相輸入138和反相輸入136的放大器(如，運(yùn)算跨導(dǎo)放大器(OTA)) 134;耦接至放大器134的輸出的節(jié)點(diǎn)140;耦接至節(jié)點(diǎn)140的估計(jì)電容器142;以及具有耦接至節(jié)點(diǎn)140的反相輸入152的另一個(gè)放大器(如，0TA)148。放大器148還包括耦接至DC-DC變換器102中的負(fù)載124的同相輸入150。放大器148產(chǎn)生兩個(gè)相同或幾乎相同的輸出，其中一者耦接至節(jié)點(diǎn)140作為反饋回路，并且其中另一者耦接至PWM控制器106，如下文所述。放大器134的輸出產(chǎn)生電流158;估計(jì)電容器電流ICest 160流至估計(jì)電容器142;估計(jì)電流Iest 156流經(jīng)將放大器148連接至節(jié)點(diǎn)140的反饋回路;估計(jì)電流Iest2 154(與Iest156相同)在放大器148和PffM控制器106之間流動(dòng);并且估計(jì)電壓V2 146橫跨估計(jì)電容器142而存在。估計(jì)電容器142耦接至接地144。
[0024]基于DC-DC變換器102中的各種組件的參數(shù)選擇放大器134，148和估計(jì)電容器142的參數(shù)。具體地講，估計(jì)電容器142與變換器電容器122的電容比率在本文稱之為A1，并且估計(jì)電流Iest2 154(或，等同地，估計(jì)電流156)與負(fù)載電流Ilqad 130的電流比率也SA1。相似地，估計(jì)電容器電流160與流至變換器電容器122的電流128的電流比率為A1，并且電流158等同于電感器電流1lit 126和仏的乘積的值可根據(jù)需要和根據(jù)可能合適來選擇。然而，在至少一些實(shí)施例中，六工的值被選擇為在0.00001至0.001的范圍內(nèi)，但本實(shí)用新型的范圍并不限于此或者任何其他特定值或特定范圍的值。實(shí)現(xiàn)AHt為估計(jì)電容器142與變換器電容器122的電容比率是通過選擇具有適當(dāng)電容參數(shù)的電容器122，142來完成。對(duì)于上述電流比率實(shí)現(xiàn)A1是通過選擇具有適當(dāng)增益值的放大器134，148而實(shí)現(xiàn)。并非上文所述的全部比率均需要精確等于六:。電路設(shè)計(jì)者可適當(dāng)?shù)卦试S比率中有合適程度的誤差。在至少一些實(shí)施例中，此程度的誤差可為加或減百分之五。本實(shí)用新型的范圍并不限于圖1的估計(jì)電路104中所示的電路邏輯的具體布置方式。
[0025]Pmi控制器106包括具有反相輸入164和同相輸入166的放大器(如，0ΤΑ) 162。放大器162將電流ILsense 170輸出至節(jié)點(diǎn)168，節(jié)點(diǎn)168繼而耦接至放大器148的輸出(Iest2 154在放大器148的輸出上流動(dòng)KPWM控制器106還包括耦接至節(jié)點(diǎn)168以及耦接至偏置電壓源極174的電阻器172。偏置電壓源極174繼而耦接至接地176。節(jié)點(diǎn)168還耦接至求和塊178，求和塊178繼而耦接至斜坡電壓(ramp vo Itage)源極180和接地182。求和塊178的輸出耦接至比較器184的反相輸入186。比較器184的同相輸入耦接至電壓反饋回路的輸出。電壓反饋回路包括電阻器190，該電阻器190接收負(fù)載電壓Vqut 132;節(jié)點(diǎn)192，該節(jié)點(diǎn)192耦接至電阻器190、耦接至放大器(如，運(yùn)算放大器)202的反相輸入204以及耦接至反饋回路，該反饋回路包括耦接至電容器196的電阻器194;節(jié)點(diǎn)208，該節(jié)點(diǎn)208耦接至放大器202的輸出以及耦接至包括電阻器194和電容器196的反饋回路；以及參考電壓源極198，該源極198向放大器202的同相輸入206提供參考電壓Vref并且耦接至接地200。節(jié)點(diǎn)208將誤差信號(hào)Verrqr提供給比較器184的同相輸入188。比較器184的輸出為PffM控制信號(hào)210，該控制信號(hào)210被提供給柵極驅(qū)動(dòng)器108并且控制柵極驅(qū)動(dòng)器108的操作，從而控制提供給變換器負(fù)載124的電壓。本實(shí)用新型的范圍并不限于圖1的PWM控制器106中所示的電路邏輯的具體布置方式。
[0026]現(xiàn)在對(duì)系統(tǒng)100的一般操作進(jìn)行描述。使用PWM信號(hào)210進(jìn)行控制的柵極驅(qū)動(dòng)器108打開和關(guān)閉開關(guān)110，112以調(diào)節(jié)提供給負(fù)載124的電壓。電感器電流Iqut 126通過節(jié)點(diǎn)117、電感器118和電阻器120。電感器電流Iqut 126隨后分為兩個(gè)獨(dú)立電流:流至變換器電容器122的電流ICqut 128，和流至負(fù)載124的負(fù)載電流Ilqad 130。橫跨負(fù)載124生成負(fù)載電壓Vout132，并且由于負(fù)載124和變換器電容器122并聯(lián)在一起，因此橫跨變換器電容器122生成相同電壓。
[0027]通過放大器134將橫跨電阻器120而存在的電壓變換成電流158。電流158在節(jié)點(diǎn)140處產(chǎn)生，具有A1的增益。在至少一些實(shí)施例中，A1小于I，意指電流158為電流Iqut 126的縮小版本。從節(jié)點(diǎn)140，估計(jì)電容器電流ICest 160朝向估計(jì)電容器142流動(dòng)。將橫跨估計(jì)電容器142而存在的估計(jì)電壓V2 146提供給放大器148的反相輸入152，并且將負(fù)載電壓Vqut 132提供給放大器148的同相輸入150。該放大器具有兩個(gè)輸出，其中每一個(gè)攜帶估計(jì)電流Iest 156或Iest2 154。攜帶Iest 156的輸出耦接至反饋回路中的節(jié)點(diǎn)140。
[0028]估計(jì)電路104的一個(gè)目標(biāo)是使用易得自DC-DC變換器12的信號(hào)來模擬變換器電容器122和變換器負(fù)載124處的條件。估計(jì)電路104因而產(chǎn)生估計(jì)電流Iest2 154，該電流為實(shí)際負(fù)載電流Iload 130的基本精確估計(jì)，并且估計(jì)電流Iest2 154由PffM控制器106用來控制DC-DC變換器102中的切換操作。為此，估計(jì)電容器142為變換器電容器122的縮小版本。放大器134，148用于調(diào)節(jié)施加于該估計(jì)電容器142的電壓和電流。具體地講，流至估計(jì)電容器142的電流ICest 160為流至變換器電容器122的電流ICqut 128的縮小版本，并且放大器148使用攜帶有Iest 156的反饋回路朝向負(fù)載電壓Vqut 132驅(qū)動(dòng)估計(jì)電壓V2 146。這些活動(dòng)的凈效應(yīng)是，估計(jì)電壓V2 146與負(fù)載電壓Vqut 132匹配或幾乎匹配，從而橫跨估計(jì)電容器142提供與橫跨變換器電容器122而存在的電壓相同的電壓;并且傳遞到估計(jì)電容器142的估計(jì)電容器電流ICest 160為傳遞到變換器電容器122的電流ICqut 128的縮小版本。(假設(shè)估計(jì)電壓V2146等于或非常接近負(fù)載電壓Vqut 132，估計(jì)電容器電流ICest 160(表示為時(shí)間的函數(shù))等于估計(jì)電容器電容乘以估計(jì)電壓V2 146的變化速率。)基于這些條件，放大器148產(chǎn)生基本相同的估計(jì)電流Iest 156和Iest2 154，所述兩個(gè)估計(jì)電流均可為電流Ilciad 130的縮小估計(jì)。
[0029]現(xiàn)在參見HVM控制器106，放大器162—如同放大器134—放大橫跨電阻器120的電壓并且產(chǎn)生流向節(jié)點(diǎn)168的電流ILsense 170 ο ILsense 170和估計(jì)電流Iest2 154之間的差值流至電阻器172。橫跨電阻器172的電壓因而為電阻器172的電阻和ILsense 170與]^12 154之間的差值的乘積。可通過偏置電壓源極174引入合適的偏置電壓。求和塊178將橫跨電阻器172的電勢(shì)與電壓源極180產(chǎn)生的斜坡信號(hào)(ramp signal)相組合，以產(chǎn)生被提供給比較器184的反相輸入186的輸出信號(hào)。為比較器184的同相輸入188提供來自節(jié)點(diǎn)208的信號(hào)Verrqr，該信號(hào)如下產(chǎn)生。將負(fù)載電壓Vqut 132提供給電阻器190。將節(jié)點(diǎn)192處的電壓提供給放大器202的反相輸入204，同相輸入206耦接至參考電壓源極198。節(jié)點(diǎn)192通過包含電阻器194和電容器196的反饋回路耦接至放大器202的輸出。比較器184將從節(jié)點(diǎn)208接收的信號(hào)與從求和塊178接收的信號(hào)進(jìn)行比較。將比較器184的輸出210提供給柵極驅(qū)動(dòng)器108，該驅(qū)動(dòng)器108如上所述操作。使用估計(jì)電路104的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)是，負(fù)載124的變化導(dǎo)致橫跨電阻器172的電壓的變化，這可比信號(hào)Verrqr更快速地并且更顯著地準(zhǔn)時(shí)改變PWM。因此，估計(jì)電路104提供對(duì)負(fù)載124的變化的絕佳瞬態(tài)響應(yīng)。盡管估計(jì)電路104和DC-DC變換器102中的組件的參數(shù)在本文中有詳細(xì)地描述，但PWM控制器106中的組件的參數(shù)并沒有詳細(xì)描述，因?yàn)樗鼈兛捎杀绢I(lǐng)域的普通技術(shù)人員根據(jù)需要適當(dāng)?shù)剡x擇。
[0030]圖2為根據(jù)實(shí)施例的估計(jì)DC-DC變換器中的負(fù)載電流的示例性方法250的流程圖。方法250從識(shí)別變換器電容器(步驟252)和基于變換器電容器提供估計(jì)電容器(步驟254)開始。如上所述，這些電容器可根據(jù)需要選擇，其中估計(jì)電容器電容與變換器電容器電容的比率八:也是電流與這些電容器的比率以及通過估計(jì)電路產(chǎn)生的估計(jì)電流與DC-DC變換器電路中的負(fù)載電流的比率。方法250隨后包括向變換器電容器電壓(S卩，負(fù)載電壓)驅(qū)動(dòng)橫跨估計(jì)電容器的估計(jì)電壓，并且引發(fā)流向估計(jì)電容器的估計(jì)電容器電流，該電流與流向變換器電容器的電流成比例(即，值A(chǔ):)(步驟256)。以這種方式，為估計(jì)電容器142模擬了與變換器電容器122相關(guān)的電壓和電流條件。方法250接下來包括使用橫跨估計(jì)電容器的估計(jì)電壓和變換器負(fù)載電壓產(chǎn)生估計(jì)電流(步驟258)。如上所述，估計(jì)電流為負(fù)載電流Ilqad 130的估計(jì)(如，縮小版本)。估計(jì)電流隨后用于驅(qū)動(dòng)PWM控制器(步驟260)。
[0031]本文所公開實(shí)施例中的至少一些實(shí)施例涉及一種用于估計(jì)DC-DC變換器中的負(fù)載電流的方法，該方法包括:識(shí)別與DC-DC變換器中的變換器負(fù)載并聯(lián)的變換器電容器;基于變換器電容器的電容提供估計(jì)電容器;基于流動(dòng)通過DC-DC變換器中的電感器的電感器電流為所述估計(jì)電容器提供估計(jì)電容器電流;朝向橫跨變換器電容器而存在的電壓驅(qū)動(dòng)橫跨估計(jì)電容器的估計(jì)電壓;并且使用估計(jì)電壓生成估計(jì)電流，該估計(jì)電流估計(jì)通過所述變換器負(fù)載的負(fù)載電流。這些實(shí)施例中的至少一些實(shí)施例可以按一種或多種方式進(jìn)行修改，從而以按任何順序和任何組合包括如下概念中的任一者或全部:其中變換器電容器的電容與估計(jì)電容器的電容的第一比率等于估計(jì)電流與負(fù)載電流的第二比率;其中流至估計(jì)電容器的估計(jì)電容器電流與流至變換器電容器的電流的第一比率等于估計(jì)電流與負(fù)載電流的第二比率;其中作為時(shí)間的函數(shù)的流至估計(jì)電容器的估計(jì)電容器電流等于估計(jì)電容器的電容乘以估計(jì)電壓的變化速率;其中驅(qū)動(dòng)所述估計(jì)電壓包括將估計(jì)電壓和橫跨所述變換器負(fù)載上的負(fù)載電壓提供給產(chǎn)生所述估計(jì)電流的運(yùn)算跨導(dǎo)放大器;還包括使用估計(jì)電流驅(qū)動(dòng)控制DC-DC變換器的脈沖寬度調(diào)制(PffM)控制器;其中使用估計(jì)電流驅(qū)動(dòng)PffM控制器導(dǎo)致PffM控制器對(duì)所述變換器負(fù)載的變化的響應(yīng)比PWM控制器電壓反饋回路產(chǎn)生的響應(yīng)快。
[0032]一旦完全理解了上述公開的內(nèi)容，對(duì)于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說許多其他變型形式和修改形式就將變得顯而易見。以下權(quán)利要求書被解釋為旨在包含所有此類變型形式、修改形式和等同形式。另外，術(shù)語“或”應(yīng)當(dāng)被解釋為包含的含義。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種電路系統(tǒng)，其特征在于，所述電路系統(tǒng)包括: 估計(jì)電容器，所述估計(jì)電容器與DC-DC變換器中的變換器電容器相關(guān)，所述估計(jì)電容器接收基于通過所述DC-DC變換器中的電感器的電感器電流的估計(jì)電容器電流；以及 放大器，所述放大器耦接至所述估計(jì)電容器，所述放大器接收跨所述DC-DC變換器中的變換器負(fù)載而存在的負(fù)載電壓，并且接收跨所述估計(jì)電容器而存在的估計(jì)電壓， 其中所述放大器生成估計(jì)電流，所述估計(jì)電流估計(jì)通過所述負(fù)載的負(fù)載電流。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括另一個(gè)放大器，所述另一個(gè)放大器用于基于通過所述DC-DC變換器中的所述電感器的所述電感器電流提供所述估計(jì)電容器電流。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，其中所述另一個(gè)放大器的輸出耦接至節(jié)點(diǎn)，其中所述放大器的輸入耦接至所述節(jié)點(diǎn)，并且其中所述估計(jì)電容器耦接至所述節(jié)點(diǎn)。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，其中所述放大器的輸出通過反饋回路耦接至所述節(jié)點(diǎn)。5.一種電路系統(tǒng)，其特征在于，所述電路系統(tǒng)包括: DC-DC變換器，所述變換器包括耦接至變換器電容器和變換器負(fù)載的電感器，所述變換器電容器和所述變換器負(fù)載并聯(lián)耦接； 第一差分放大器，所述第一差分放大器耦接至所述電感器，所述第一差分放大器感測(cè)通過所述電感器的電感器電流； 估計(jì)電容器，所述估計(jì)電容器耦接至所述第一差分放大器，所述估計(jì)電容器具有基于所述變換器電容器電容的電容，基于所述第一差分放大器的輸出電流，估計(jì)電容器電流傳遞到所述估計(jì)電容器；以及 第二差分放大器，所述第二差分放大器耦接至所述第一差分放大器和所述估計(jì)電容器，所述第二差分放大器朝向跨所述變換器負(fù)載而存在的負(fù)載電壓驅(qū)動(dòng)跨所述估計(jì)電容器的估計(jì)電壓， 其中所述第二差分放大器基于所述負(fù)載電壓和所述估計(jì)電壓生成估計(jì)電流，以估計(jì)通過所述變換器負(fù)載的負(fù)載電流。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，其中所述第一差分放大器的輸出、所述第二差分放大器的輸入以及所述估計(jì)電容器全部在公共節(jié)點(diǎn)處連接。7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，其中所述第一差分放大器和所述第二差分放大器中的每一者選自運(yùn)算放大器和運(yùn)算跨導(dǎo)放大器。8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，其中所述系統(tǒng)使用所述估計(jì)電流驅(qū)動(dòng)控制所述DC-DC變換器的脈沖寬度調(diào)制(PffM)控制器。9.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，其中所述估計(jì)電流與所述負(fù)載電流的第一比率等于所述估計(jì)電容器電流與流至所述變換器電容器的電流的第二比率。10.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路系統(tǒng)，其特征在于，其中作為時(shí)間的函數(shù)的所述估計(jì)電容器電流等于所述估計(jì)電容器的電容乘以所述估計(jì)電壓的變化速率。
【文檔編號(hào)】H02M3/156GK205566099SQ201620349948
【公開日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月22日
【發(fā)明人】保羅·J·哈里曼
【申請(qǐng)人】半導(dǎo)體元件工業(yè)有限責(zé)任公司