[发明专利]芯片上端口电流控制装置

说明书

技术领域

本发明一般涉及芯片上的电流感测及控制领域。

背景

在许多应用中，提供电子芯片来执行一个或多个功能，包括控制提供给外部设备或负载的电流。为了确保外部设备或负载被适宜地供电，所提供的电流应被精确地测量和/或控制。例如，根据IEEE 802.3af-2003和IEEE 802.3at-2009(各自由纽约的电子电气工程师协会发布，其每一个的全部内容通过引用全部结合于此)两者，以太网上供电(PoE)定义了在不干扰数据通信的情况下通过一组2个双绞线对的供电。上述标准尤其针对电源装置(PSE)和一个或多个被供电设备(PD)提供。为了给PD适宜地供电以及避免在短路情况下的过载，由PSE输出的电流应被控制以便不超过预定限制。另外，由PSE输出的电流应被精确地测量以便确定是否有足够的功率用于所有PD。

现有技术中测量及闭环控制电流的方法包括测量跨外部感测电阻器的电流的电压表示，然而这需要额外的输入/输出引脚和外部连接，从而增加了成本。因此，内部感测电阻器将是优选的，然而遗憾的是芯片上电阻器仅仅呈现具有大公差的近似已知的电阻，结果在没有昂贵的修整或校准的情况下使用芯片上电阻器不能执行对电流的精确测量和调整。尽管对于单独的电阻器而言宽的公差是典型的，但是在集成电路范围内的各种电阻器之间的关系可以被很好地控制。

因此对于使用芯片上电阻器而无需昂贵的修整或校准来精确测量和控制由集成电路芯片提供的电流的方法存在长期的迫切需求。

发明内容

因此，本发明的主要目的是克服现有技术端口电流控制电路的缺点。在一个实施例中，提供了芯片上感测电阻器和芯片上参考电阻器，其中芯片上感测电阻器和芯片上参考电阻器的电阻之间具有预定的关系。生成预定值的参考电流源，所生成的参考电流被配置成流经芯片上的参考电阻器从而产生跨越其的参考电压。响应于流经芯片上感测电阻器的端口电流，跨芯片上感测电阻器产生感测电压，并且确定参考电压和感测电压中每一者的值。响应于所产生的确定的参考电压和所产生的确定的感测电压来确定端口电流。

根据以下附图和描述，本发明的附加特征和优点将变得明显。

附图说明

为了更好地理解本发明并示出本发明可如何发挥作用，现在将纯粹作为示例地参考附图，其中相同的附图标记贯穿始终指示相应的元件或部件。

现在具体详细地参考附图，要强调的是，所示的细节是作为示例且只是出于对本发明的优选实施例的说明性讨论的目的，并且是为了提供什么被认为是对本发明的原理和概念方面最有用和容易理解的描述而呈现的。在这一点上，未尝试比基本理解本发明所必需的更详细地示出本发明的结构细节，参考附图的描述使得在实践中可如何实施本发明的若干形式对本领域技术人员而言是明显的。在附图中：

图1A示出使用可变电流源的芯片上端口电流控制装置的高层示意图；

图1B示出使用可选择参考电阻器的芯片上端口电流控制装置的高层示意图；

图2A示出进一步包括端口电流确定电路的图1的芯片上端口电流控制装置的高层示意图；

图2B示出图2A的端口电流确定电路的操作的方法的高层流程图；

图3示出使用图1的芯片上端口电流控制装置的PoE系统的高层框图；

图4A示出芯片上端口电流控制装置的高层框图，其中单个A/D被配置成处理宽范围电流控制电平；

图4B示出图4A的芯片上端口电流控制装置的操作的方法的高层流程图；

图5A示出针对单个A/D的输入电路从而使单个A/D被配置成处理宽范围电流控制电平的高层框图；以及

图5B示出图5A的A/D输入电路的操作的方法的高层流程图；

具体实施方式

在详细地解释本发明的至少一个实施例之前，应当理解本发明的应用不限于在以下描述中阐述或者在附图中示出的组件的构造和安排的细节。本发明适用于其他实施例或者适用于以各种方式实践或实现。同样，应当理解本文中所采用的词组和术语是出于描述目的，而不应被视为限制。本文中所使用的术语电阻器涉及被配置成对流经其的电流呈现电阻的界定在集成电路中的元件。