[发明专利]电压调节器及其操作方法

说明书

公开了一种电压调节器及其操作方法。电压调节器包括电耦合至输入电压端子的功率级、用于控制功率级的控制器以及感测网络的串联连接在输入电压端子与功率级之间的分流电阻器。在非校准模式下，感测网络的第一电平移动电阻器串联地电连接在分流电阻器的第一端子与控制器的第一感测引脚之间，并且感测网络的第二电平移动电阻器串联地电连接在分流电阻器的第二端子与控制器的第二感测引脚之间。在校准模式下，控制器的第一感测引脚和第二感测引脚经由感测网络的第一电平移动电阻器和第二电平移动电阻器电连接至分流电阻器的同一端子。

技术领域

本申请涉及开关电压调节器，特别地涉及用于开关电压调节器的电压和电流感测校准。

背景技术

开关电压调节器根据输入电压生成输出电压，并且开关电压调节器利用有源元件和无源元件被实现，其中，有源元件例如脉冲宽度调制控制器(PWM)、驱动器、功率MOSFET，无源元件例如电感器、变压器或耦合电感器、电容器和电阻器。通常，控制器测量输出电流和输出电压，以调节和监视输出电压。测量输入电流和输入电压使得控制器能够改进调节和监视，以及针对电压、电流和功率约束来监视输入功率。

对于改进的调节算法以及针对电压、电流和功率约束而监视输入功率，在一些控制器中需要调节器输入电流和电压的知识。测量输入电流和电压需要控制器中的外部和内部感测电路。然而，感测网络中的元件可能随着时间漂移，这引入偏移误差。输入电压和工作温度也可能变化，从而引入另外的偏移误差。当负载被施加(有效)时，会引入附加的偏移误差。

可以使用校准来解决偏移误差。然而，偏移校准需要感测的输入信号为零，而这在系统运行时间期间——即当负载被施加(有效)时——不能得到保证。因此，传统上，替代地使用具有非常高的精度和准确度并且具有最低温度漂移的元件来执行偏移校准。这些种类的元件不是标准的，因此增加了整体成本。另一传统方法涉及仅当调节器系统关闭时才执行偏移校准。然而，一些调节器系统从不关闭，这意味着在运行时间期间由元件漂移引入的误差无法被解决。此外，一些调节器系统很少使电力再循环并且感测电路元件值可能在下一电力周期之前已经漂移。因此，期望的是可以在电压调节器运行时间期间使用的有成本效益的校准技术和电路。

发明内容

根据电压调节器的实施方式，电压调节器包括：输入电压端子；功率级，其电耦合至输入电压端子；控制器，其被配置成控制功率级的开关；感测网络；以及校准电路。感测网络包括串联连接在输入电压端子与功率级之间的分流(shunt)电阻器；串联连接在分流电阻器的第一端子与控制器的第一感测引脚之间的第一电平移动电阻器；以及串联连接在分流电阻器的第二端子与控制器的第二感测引脚之间的第二电平移动电阻器。校准电路被配置成响应于控制器进入校准模式而将控制器的第一感测引脚和第二感测引脚经由感测网络的第一电平移动电阻器和第二电平移动电阻器电连接至分流电阻器的同一端子。

根据操作电压调节器的方法的实施方式，电压调节器具有电耦合至输入电压端子的功率级、用于控制功率级的控制器以及感测网络的串联连接在输入电压端子与功率级之间的分流电阻器，方法包括：在非校准模式下，将感测网络的第一电平移动电阻器串联地电连接在分流电阻器的第一端子与控制器的第一感测引脚之间，并且将感测网络的第二电平移动电阻器串联地电连接在分流电阻器的第二端子与控制器的第二感测引脚之间；以及在校准模式下，将控制器的第一感测引脚和第二感测引脚经由感测网络的第一电平移动电阻器和第二电平移动电阻器电连接至分流电阻器的同一端子。

本领域技术人员通过阅读下面的具体实施方式并且通过查阅附图将认识到额外的特征和优点。

附图说明

附图中的元素相对于彼此不一定按照比例。相似的附图标记指示相应的类似部分。各个示出的实施方式的特征可以相组合，除非它们彼此排斥。实施方式在附图中绘出，并且在下面的描述中被详细说明。

图1示出了具有校准电路的电压调节器的实施方式的框图；