[发明专利]具有电流感测及控制的DC-DC转换器

说明书

一种电压调节器利用非侵入性感测电容器来差分地感测指示所述电压调节器的输出电容器的电流的电流。一些实施例利用电流镜及反相器来确定指示所述输出电容器的电流的所述电流是高于还是低于特定量值。一些实施例利用指示输出电容器电流的信息来确定切换电压调节器的工作循环，且一些实施例利用所述信息来激活瞬态控制电路。

背景技术

本发明一般来说涉及经调节DC-DC电压转换器，且更特定来说涉及针对DC-DC电压转换器的电容器电流控制。

经调节DC-DC电压转换器一般对操作电路(举例来说，用于各种各样的应用中的半导体装置中的集成电路)提供经调节电力。集成电路一般需要在操作期间提供特定参数内的电力。此电力的提供可面临许多复杂性。举例来说，包含集成电路的半导体芯片可具有在相同或不同时间需要电力的不同部分，不同部分可需要不同参数内的电力，且一些部分可在不同时间利用不同量的电力。复杂的是，一些装置可由具有相对较小容量的电池供电，而装置本身至少在各种时间可需要大量电力。

向集成电路提供大量电力可能对装置造成损坏。出于此原因及其它原因，经调节电压转换器可尝试确定由电压转换器的输出电容器提供或提供到所述输出电容器的电流。

另外，在许多情形中，操作电路的电力需求可极大地变化，且在短时间帧内极大地变化。面对所要输出电力的突然改变，恰当地控制转换器操作可难以实现。

发明内容

一些实施例的方面可提供使用至少一个差分电流比较器块来感测电压调节器的输出电容器的电流的指示。在一些实施例中，差分电流比较器块包括耦合到输出电容器的输出节点的至少一个感测电容器、耦合到感测电容器的至少一个电流镜、耦合到输出电容器的接地节点的至少一个接地感测电容器、耦合到接地感测电容器的至少一个其它电流镜，以及用于确定感测电容器的电流与接地感测电容器的电流之间的差的指示的至少一个电流比较器。在一些实施例中，至少一个电流比较器包括反相器。一些实施例的方面可提供对多个差分电流比较器块的使用，所述多个差分电流比较器块中的每一者共享对耦合到输出电容器的至少一个其它电流镜的使用。一些此类实施例的方面提供针对所述多个差分比较器块中的至少一些差分比较器块的不同偏移。

一些实施例的方面可提供使用多个差分电流比较器块来感测切换DC-DC电压调节器的输出电容器的电流的指示，所述多个差分电流比较器块中的至少一些差分电流比较器块经配置以便利用不同偏移，借此可确定输出电容器的不同电流电平。一些实施例的方面经配置以利用输出电容器的不同电流电平的指示来调整电压调节器的工作循环。一些实施例的方面经配置以基于不同电流电平中的至少一些电流电平的指示而激活瞬态控制电路。在一些实施例中，有源瞬态控制电路包含多个支路，每一支路经配置以向将输出电容器与负载耦合的输出线路提供电流及/或从将输出电容器与负载耦合的输出线路拉取电流，且一些实施例的方面确定支路以基于不同电流电平中的至少一些电流电平的指示而激活。

一些实施例的方面可提供一种确定电压调节器的输出电容器的电流的方法，其包括：将跨越耦合到所述电压调节器的输出电容器的输出节点的第一感测电容器的第一电压转换为第一电流；将跨越耦合到所述电压调节器的所述输出电容器的接地节点的接地感测电容器的电压转换为接地电流；及将所述第一电流减去所述电流与第一特定电流进行比较。

一些实施例的方面可提供一种用于确定电压调节器的输出电容器的电流的电路，其包括：至少一个感测电容器，其耦合到所述电压调节器的输出电容器的输出节点；至少一个电流镜，其耦合到所述感测电容器；至少一个接地感测电容器，其耦合到所述输出电容器的接地节点；至少一个其它电流镜，其耦合到所述接地感测电容器；及至少一个电流比较器，其用于相对于至少一个偏移电流确定所述感测电容器的电流与所述接地感测电容器的电流之间的差的指示。