電路布置和用于再生電流的方法
【專利摘要】提供了一種電路布置和用于再生電流的方法。提供了一種電路布置，包含第一分支、第二分支和開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)。開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以被耦合到第一分支，以及被耦合到第二分支。開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以被配置為調(diào)整在第二分支中的電流以跟蹤在第一分支中的電流。
【專利說明】電路布置和用于再生電流的方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 多種實施例大體涉及電路布置和用于再生電流的方法。

【背景技術(shù)】
[0002] -些申請需要電流的測量，例如用于電流控制或者用于過流保護。被測量的大電 流可以通過更容易處理的較小的電流被跟蹤。例如可以通過使用具有運算放大器的反饋回 路實施跟蹤。但是，由于用于穩(wěn)定性所需要的電容，運算放大器一般具有有限的轉(zhuǎn)換速率和 有限的帶寬。當(dāng)快速跟蹤變化較大的電流時，這可能導(dǎo)致較小的電流的系統(tǒng)偏移。在最壞 的情況中，較小的電流不能夠跟蹤較大的電流。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0003] 在多種實施例中，提供了一種電路布置。電路布置可以包括第一分支、第二分支和 開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)。開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以被耦合到第一分支并且被耦合到第二分支。開關(guān)反饋結(jié) 構(gòu)可以被配置為調(diào)整在第二分支中的電流以跟蹤在第一分支中的電流。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0004] 在附圖中，相似的附圖標(biāo)記通常指的是貫穿不同視圖的相同的部分。附圖不是必 須按比例繪制，而是重點通常地被放在圖示本發(fā)明的原理上。在附圖中，附圖標(biāo)記的最左邊 的數(shù)字能夠標(biāo)識附圖標(biāo)記在其中第一次出現(xiàn)的附圖。相同的數(shù)字能夠貫穿附圖被使用以指 示相似的特征和組件。在下文中的描述中，本發(fā)明的各種實施例參考下文中的附圖來描述， 其中：
[0005] 圖1示出電路布置的實施例；
[0006] 圖2示出電路布置的另一個實施例；
[0007] 圖3示出在電路布置的實施例中的信號；
[0008] 圖4示出再一個電路布置的實施例；以及
[0009] 圖5示出又一個電路布置的實施例。
[0010] 具體實施方法
[0011] 下文中的詳細描述參考附圖，附圖通過圖示的方式示出了具體的細節(jié)和本發(fā)明可 以在其中被實踐的實施例。
[0012] 單詞"示例性"在本文中被使用以表示"用作示例、實例、或者圖示"。本文中描述 為"示例性"的任何實施例或者設(shè)計不必要被認為是優(yōu)選的或者勝過其他實施例或者設(shè)計。
[0013] 圖1示出電路布置100的實施例。電路布置100可以包括第一分支102和第二分 支104。分支102U04都可以被連接到共同的的電壓Vinl，例如該電壓可以是用于負載的 供給電壓。
[0014] 第一分支102可以是負載電流分支。它可以運送流經(jīng)負載的負載電流的電流II (圖1中未示出）。負載可以被耦合到端子103。電流II可以通過第一晶體管Ml控制。第 一晶體管Ml的第一端子可以被耦合到供給電壓Vinl。第一晶體管Ml的第二端子可以經(jīng)由 端子103被耦合到負載。第一晶體管Ml可以是功率晶體管，例如功率場效應(yīng)晶體管（FET)。 功率FET可以是功率金屬氧化物半導(dǎo)體（MOS)FET，例如擴散MOS (DMOS)或者垂直擴散MOS (VDM0S)。第一晶體管Ml可以形成第一分支102的部分。它可以通過應(yīng)用于其柵極的信號 被控制，例如經(jīng)由端子101。信號可以通過例如功率集成電路的驅(qū)動級提供。它可以是具有 兩個狀態(tài)的數(shù)字信號，例如邏輯低狀態(tài)和邏輯高狀態(tài)。第一晶體管Ml可以在一個邏輯狀態(tài) 中導(dǎo)通，并且在其他邏輯狀態(tài)中不導(dǎo)通。
[0015] 第二分支104可以是感測電流分支。它可以運送電流12,其可以是感測電流。電 流12可以通過電路布置100被調(diào)整以再生流經(jīng)第一分支102的電流II，S卩，它可以跟蹤或 者跟隨電流II的波形。電流12可以通過第二晶體管M2控制。第二晶體管M2可以形成第 二分支104的部分。第二晶體管M2的第一端子可以被耦合到供給電壓Vinl。第二晶體管 M2可以通過應(yīng)用信號到它的柵極來被控制，該信號是應(yīng)用于第一晶體管Ml的柵極的相同 的信號。第二晶體管M2也可以是FET。
[0016] 第一晶體管Ml和第二晶體管M2可以具有不同的縱橫比。它們可以通過因子N來 區(qū)別。因子N可以是整數(shù)。它可能在1000到100000的范圍內(nèi)。它可能在10000到50000 的范圍內(nèi)。它可能近似于30000。通過設(shè)計第二晶體管M2的寬度W與長度L的比W/L為比 第一晶體管Ml的寬度W與長度L的比W/L小N倍，可以設(shè)置因子N。由于不同的縱橫比，僅 流經(jīng)晶體管Ml的電流II的小部分會流經(jīng)第二晶體管M2。例如，電流II可能是30A，并且 電流12可能是1mA。
[0017] 電路布置100可以包括開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)105。開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)105可以被耦合到第一 分支102并且被耦合到第二分支104。它可以被配置為調(diào)整在第二分支104中的電流12以 跟蹤或者跟隨在第一分支102中的電流II。
[0018] 開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)105可以包括比較器106。比較器可以比較兩個信號，并且在其輸出 指不哪個信號較大。比較器106可以具有正輸入端108、負輸入端110和輸出112。它可以 被連接到供給電壓，例如Vin2,并且被連接到參考電位，例如地電位。比較器106的負輸入 110可以被耦合到第一分支102。它可以被耦合到第一分支Ml的第二端子。正輸入端108 可以被耦合到第二分支104。它可以被耦合到第二晶體管M2的第二端子。
[0019] 比較器106可以被配置為將諸如第一電位VI的第一分支102的信號與諸如第二 電位V2的第二分支104的信號進行比較。第一電位VI可以是第一晶體管Ml的第二端子 的電位。第二電位V2可以是第二晶體管M2的第二端子的電位。在比較器106的輸出112 處的信號可以是不連續(xù)的信號。不連續(xù)的信號可以例如具有兩個不同的值，并且除了兩個 值不會停留在任何值。它可以具有階梯函數(shù)的形式。在輸出112處的信號可以具有至少兩 個不同的或者離散的狀態(tài)，例如邏輯低狀態(tài)和邏輯高狀態(tài)。當(dāng)?shù)诙种?04的電位V2高于 第一分支102的電位VI時，比較器106可以在邏輯高狀態(tài)中輸出信號，例如"1"。當(dāng)?shù)诙?分支104的電位V2低于第一分支102的電位VI時，它可以在邏輯低狀態(tài)中輸出信號，例如 "0"。
[0020] 開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)105可以包括受控電阻M3。受控電阻M3可以具有控制輸入或者可 以在兩個其他端子之間控制或者調(diào)整電阻的控制端子114。受控電阻M3可以是第二分支 104的部分。它可以與第二晶體管M2串聯(lián)耦合，例如它可以被耦合到第二晶體管M2的第 二端子。受控電阻M3的一個端子可以被連接到連接器106的正輸入108,并且其他端子可 以被連接到參考電位，例如地電位。受控電阻M3可以是晶體管。它可以具有與第二晶體管 M2類似的尺寸。
[0021] 比較器106的輸出112可以被耦合到受控電阻M3,例如被耦合到其控制端子114。 受控電阻M3可以被配置為取決于在比較器106的輸出112處的信號控制在第二分支104中 流動的電流12的量。當(dāng)?shù)诙种?04的電位V2高于第一分支102的電位VI時，受控電阻 M3的電阻可以被減少。當(dāng)?shù)诙种?04的電位V2低于第一分支102的電位VI時，受控電 阻M3的電阻可以被增加。減少或增加受控電阻M3的電阻可以改變在第二分支104中流動 的電流12。由于反饋結(jié)構(gòu)，電流12將被調(diào)整，直到電位VI和電位V2是相等的。由于第一 晶體管Ml和第二晶體管M2通過應(yīng)用于端子101的相同的信號被控制，在第二分支104中 的電流12將跟蹤在第一分支102中的電流11。受控電阻M3可以通過比較器106從一個狀 態(tài)被切換到另一個狀態(tài)。受控電阻M3和比較器106可以形成電路布置100的開關(guān)反饋結(jié) 構(gòu)。
[0022] 電路布置100可以包括電流源116。它可以被耦合到第二分支104,例如被耦合到 比較器106的正輸入108。它可以被耦合到供給電壓，例如Vboot。Vboot可以大于Vinl。 Vboot可以通過升壓電路，例如通過電荷泵提供。電流源116可以被配置為偏置在第二分 支104在流動的電流12。它可以提供電流lb以流入第二分支104。電流lb可以被用于偏 置電流12,例如通過12=頂3-Ib，其中頂3是流經(jīng)受控電阻的電流。由于電流源116,負電 流II可以被測量，該負電流II例如從負載通過Ml流入供給電壓Vinl的電流II。例如當(dāng) 負載包括電感器時，負電流II可以發(fā)生。負電流II可以伴隨有負電流12,因為由于電流 源116的偏置，負電流12可以被測量。電流源116可以是任選的，例如，當(dāng)電流II不假定 負值時。電流布置100的操作結(jié)合圖3被更詳細的描述。
[0023] 圖2示出電路布置200的實施例。電路布置200的相同部件可以對應(yīng)于圖1的電 路布置100,并且將不會再次被描述。除了在電路布置100中所示的部件，電路布置200可 以包括第一開關(guān)202、第一電流源204、電容器206、反相器208、第二開關(guān)210和第二電流源 212。
[0024] 第一開關(guān)202可以通過比較器106的輸出112處的信號S控制，比較器106可以 斷開或閉合第一開關(guān)202。第一電流源204可以用第一端子被耦合到供給電壓Vin3,并且 用第二端子被耦合到第一開關(guān)202的第一端子。電容器206可以用第一端子被耦合到第一 開關(guān)202的第二端子，并且用第二端子被耦合到參考電位，例如地電位。反相器208可以被 耦合到比較器106的輸出112。它可以提供信號S的反相信號SN應(yīng)用到其輸入。第二開 關(guān)210可以通過反相信號SN被控制以斷開或閉合。第二電流源212可以用第一端子被耦 合到第二開關(guān)210的第二端子，并且用第二端子被耦合到參考電位，例如地電位。第二開關(guān) 210的第一端子可以被耦合到比較器206的第一端子。
[0025] 與圖1中所示的電路布置100相反，比較器106的輸出112不直接耦合到受控電 阻M3。取而代之的是，比較器106的輸出112可以被配置為控制電容器206的充電和放電。 第一開關(guān)202可以被配置為將電容器206連接到第一電流源204。第一電流源204可以被 配置為例如用電流13給電容器206充電。第二開關(guān)210可以被配置為將電容器206連接 到第二電流源212。第二電流源212可以被配置為例如用電流14給電容器212放電。由于 反相器208,信號S和信號SN可以邏輯上反相。當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)202閉合時，第二開關(guān)210可以 斷開，并且當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)202斷開時，第二開關(guān)210可以閉合。
[0026] 由于第一電流源204用電流13給電容器206充電，當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)202斷開時，跨電 容器206的電壓Vc可以隨著時間增加。當(dāng)?shù)诙_關(guān)210閉合并且第二電流源212用電流 14給電容器206放電時，跨電容器206的電壓Vc將隨著時間減小。電容器206可以被耦合 到受控電阻M3的控制輸入114,例如其可以是晶體管。與其中電容器使用非常弱的電流被 充電或者放電的運算放大器相比，第一電流源204和第二電流源212可以被選擇以提供大 電流13、14以使得電容器206可以快速地充電或者放電。因此受控電阻M3可以足夠快速 地調(diào)整在第二分支104中流動的電流12以跟蹤在第一分支102中流動的電流II中的任何 變化。
[0027] 在實施例中，電容器可以是受控電阻M3的部分，例如是晶體管的部分。電容器可 以通過晶體管M3的柵極一源極來形成。在這種實施例中，圖2中所示的單獨的電容器206 是不必要的。
[0028] 在實施例中，在比較器106的輸出112處的信號可以提供電流，該電流足夠大用于 電容206器以被充電和放電，足夠快用于在第二分支104的電流12以跟蹤在第一分支102 中的電流II。在這種情況中，第一電流源204、第二電流源212、反相器208和開關(guān)202是不 必要的。這種實施例的示例在圖1中被圖示。
[0029] 在實施例中，第一電流源204的電流13可以是可變的。在實施例中，第二電流源 212的電流14可以是可變的。這些實施例的示例如圖4所示。
[0030] 在實施例中，第二電流源212是不必要的。取而代之的是，電容器206可以通過短 路它被放電，例如通過閉合第二開關(guān)210,其可以具有連接到與電容器206相同的參考電位 的第二端子。
[0031] 圖3示出在圖300、302、304、306和308中的電路布置的實施例的信號。圖300示 出隨著時間t的第一電流II和第二電流12。圖302示出隨著時間t的第一電流源204的 電流13,同時圖304示出隨著時間t的第二電流源212的電流14。圖306示出在比較器 106的輸出112處的信號S，同時圖308示出比較器106的使能信號EN。
[0032] 首先，在時刻tl之前，信號可以例如經(jīng)由端子101被提供給第一晶體管Ml的柵 極，以使得第一晶體管Ml不導(dǎo)通。沒有電流II流動的周期通過Toff指示。提供給第一晶 體管Ml的柵極的信號可以被用作用于比較器106有效的信號EN。第一開關(guān)202和第二開 關(guān)210可以被斷開。沒有電流13和電流14流動。在比較器106的輸出112處的信號S可 以具有低值("0")?？珉娙萜?06的電壓Vc可以是零。
[0033] 在時刻tl，信號可以例如經(jīng)由端子101被提供給第一晶體管Ml的柵極，以使得第 一晶體管Ml可以導(dǎo)通。信號可以被提供用于周期Ton。電流II可以快速地增加到初始值 Iini，并且可以繼續(xù)增加到在時刻t6處的最終值Ifin。在時刻t6,信號可以被提供給第一 晶體管Ml的柵極，以使得第一晶體管Ml再次變?yōu)榉菍?dǎo)通，開始另一個周期Toff。電流II 可以急劇下降到零。
[0034] 隨著電流II的增加，第一分支102的電位VI可以降至低于第二分支104的電位 V2。由于比較器106的正輸入108處的電位大于在比較器106的負輸入端110處的電位， 比較器106可以在其輸出112處產(chǎn)生具有高值的信號S。信號S可以閉合第一開關(guān)202,并 且可以將第一電流源204連接到電容器206。電流13可以具有幅度A，并且可以給電容器 206充電。給電容器206充電可以增加其可以控制受控電阻M3的電壓Vc。隨著電壓Vc的 增加，受控電阻M3的電阻可以被減少，允許經(jīng)過第二分支104的電流12的流動。
[0035] 隨著電流12的增加，例如在時刻t2上，第二分支102的電位V2可以降到第一分 支102的電位VI。自比較器106的正輸入108處的電位不再大于比較器106的負輸入110 處的電位之后，比較器106可以在其輸出112處產(chǎn)生具有低值"0"的信號S。信號S可以 斷開第一開關(guān)202,并且可以將第一電流源204與電容器206斷開連接。在相同的時間，對 應(yīng)于反相信號S的信號SN可以閉合第二開關(guān)210,并且可以將第二電流源212連接到電容 器206。第二電流源212可以用電流14給電容206放電，電流14可能具有幅度C。給電容 206放電可以減小其電壓Vc，電壓Vc可以控制受控電阻M3。受控電阻M3的電阻可以隨著 電壓Vc的減小而增加，由此減少經(jīng)過第二分支104的電流12的流動。
[0036] 隨著電流12的減小，第二分支104的電位V2可以開始再次上升，并且可以在時刻 t3上等于第一分支102的電位VI。當(dāng)在比較器106的正輸入108處的電位等于或者大于 比較器106的負輸入110處的電位時，比較器可以在其輸出112處再次產(chǎn)生具有高值"1" 的信號S。信號S可以再次閉合第一開關(guān)202,并且可以將第一電流源204連接到電容器 206。在大約相同的時間，信號SN可以斷開第二開關(guān)210,并且可以從電容器206上斷開第 二電流源212。電流13可以再次給電容器206充電。電流13可以具有小于幅度A的幅度 B。但是，幅度A和幅度B也可以是相同的。
[0037] 給電容206充電可以再次增加其可以控制受控電阻M3的電壓Vc。隨著電壓Vc的 增加，受控電阻M3的電阻可以被減少，允許更多的電流12以流經(jīng)第二分支104。例如在時 亥Ijt4,第二分支102的電位V2可以再次降到第一分支102的電位VI。自在比較器106的 正輸入108處的電位V2不再大于在比較器106的負輸入110處電位VI時，比較器106可 以在其輸出112處再次產(chǎn)生具有低值"0"的信號S。信號S可以斷開第一開關(guān)202,并且可 以從電容器206上斷開第一電流源204。在相同的時間，對應(yīng)于反相信號S的信號SN可以 再次閉合第二開關(guān)212,并且可以將第二電流源212連接到電容器206。第二電流源212可 以用電流14給電容器206放電，電流14可以具有幅度D。幅度D可能小于幅度C。但是， 幅度D可以與幅度C相同。圖4示出電路布置400的實施例，其中電流14的幅度可以在兩 個幅度之間切換。
[0038] 給電容器206放電可以減小其可以控制受控電阻M3的電壓Vc以增加其電阻，由 此減少經(jīng)過第二分支104的電流12的流動。
[0039] 電容器206的充電和放電可以持續(xù)到時刻t6,在該時刻電流II可以例如通過應(yīng)用 信號給第一晶體管Ml的輸入102被切斷。圖300示出電流12如何跟蹤電流II。在第一分 支102中流動的電流II的波形因此可以在第二分支104中被再生。第一分支102的電位 VI可以充當(dāng)用于比較器106的移動參考電壓。電流12可以在電流II的實際值附近振蕩。 振蕩是由于反饋結(jié)構(gòu)的開關(guān)特性。電路布置在第一狀態(tài)和第二狀態(tài)之間切換。第一狀態(tài)可 以例如是充電狀態(tài)，并且第二狀態(tài)可以例如是放電狀態(tài)。開關(guān)可以通過在比較器106的輸 出112處的不連續(xù)的信號被觸發(fā)。不連續(xù)的信號可以被用于直接控制受控電阻M3,如圖1 所示，或者可以被用于控制電容器206的充電和放電，如圖2所示。開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以被描 述為開關(guān)式控制器、通斷控制器、數(shù)字或者二進制控制器，并且可以提供用于高速跟蹤電流 II的方法。
[0040] 在穩(wěn)定狀態(tài)中，電流12的振蕩可以具有幅度R和周期T。電流12的幅度R和周期 T可能取決于隨著時刻t的電流12的增加和減小減小的速率，比較器106可以具有用于實 施電路布置的技術(shù)的并且在任何滯后之上的最大切換速度。用于給電容器206充電和放電 所需的時間可以取決于它的容量，以及分別地由第一電流源204所提供的電流13和由第二 電流源212所提供的電流14。正如在圖300中從電流12的上升斜率能夠看到，用電流13 的更大的幅度A給電容器206充電比用電流13的較小的幅度B的給電容器206充電導(dǎo)致 更快的增加。相似地，正如在圖300中從電流12的下降斜率能夠看到，用電流14的更大的 幅度C給電容器206放電比用電流14的較小的幅度D給它放電導(dǎo)致更快的放電。
[0041] 跟蹤速度可以通過增加電流13和14的幅度被增加。但是，增加幅度也可以導(dǎo)致 可能影響電流感測的精度的振蕩的較大的幅度R。取決于本申請，電路布置可以被設(shè)計成在 跟蹤電流II的開始，大充電電流13和大放電電流14被使用以使得電流12可以快速到達 其對應(yīng)于電流II的區(qū)域。到達電流12的近似值之后，充電電流13和放電電流14可以被 減少以減少振蕩的幅度R。如圖4所示的實施例中的描述，例如在預(yù)定的時間周期之后或 者在計數(shù)振蕩的預(yù)定的數(shù)量之后，充電電流13和放電電流14可以是變化的。例如在時刻 t6,給電流14放電也可以在第一晶體管Ml被切換閉合之后被增加。通過改變?nèi)缟纤龅?充電電流13和放電電流14,實現(xiàn)快速跟蹤和減少振蕩的幅度R是可能的。
[0042] 圖4示出電路布置400的實施例。電路布置400的一些部件對應(yīng)于圖2的電路布 置200,并且將不會被再次描述。除了在電路布置200中所示的部件之外，電路布置400的 開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以包括計數(shù)器402。計數(shù)器402可以具有耦合到比較器106的輸出112的 輸入，并且可以具有提供信號F的輸出。開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以包括第三電流源406和第三開 關(guān)404。第三電流源406的第一端子可以被耦合到供給電壓Vin3,其可以是第一電流源204 被耦合到的相同的供給電壓Vin3。但是，它也可以是不同的供給電壓。第三電流源406的 第二端子可以經(jīng)由第三開關(guān)404被耦合到第一電流源204的第二端子。第三開關(guān)404可以 被配置為將第三電流源406與到第一電流源204并聯(lián)連接，因此增加用于給電容器206充 電的電流13。第三開關(guān)404可以通過計數(shù)器402的輸出的信號F來控制。
[0043] 計數(shù)器402可以計數(shù)在比較器106的輸出112處的信號S中的變化的數(shù)量。在信 號S中的變化可以例如是信號S的正或者負躍遷。計數(shù)器可以在變化的預(yù)定的數(shù)量被計數(shù) 之后以輸出信號F。例如，變化的預(yù)定的數(shù)量可以是兩個，以使得信號F可以在信號S改變 其值兩次之后被輸出。圖3的圖302示出電流13如何從幅度A被減少到幅度B，例如通過 斷開第三開關(guān)304,因此在信號S的兩個正躍遷之后斷開第三電流源406。但是，取決于本 申請，預(yù)定的變化的不同數(shù)量可以被使用。
[0044] 計數(shù)器402可以具有復(fù)位輸入R，并且可以通過應(yīng)用相應(yīng)的信號到復(fù)位輸入R被復(fù) 位。復(fù)位輸入端R可以例如被耦合到比較器106的使能信號EN，或者被耦合到應(yīng)用于第一 晶體管Ml的端子101的信號。計數(shù)器402可以通過信號的上升沿被復(fù)位。
[0045] 開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以進一步包括第四電流源410和第四開關(guān)408。第四電流源410的 第二端子可以被耦合到參考電位，其可以是第二電流源206被耦合到的相同的參考電位。 但是，它也可以是不同的電位。第四電流源408的第一端子可以經(jīng)由第四開關(guān)408被耦合 到第二電流源204的第一端子。第四開關(guān)408可以被配置為將第四電流源410與第二電流 源212并聯(lián)連接，因此增加用于給電容器206放電的電流14。
[0046] 第四開關(guān)410可以通過由計數(shù)器402輸出的信號F控制。它可以通過與第三開關(guān) 404相同的信號F被控制。但是，它也可以通過在變化的預(yù)定的數(shù)量的不同數(shù)量被計數(shù)之后 提供的信號控制。圖3的圖304示出電流14如何從幅度C減少到幅度D，例如通過斷開第 四開關(guān)408,并且例如在信號S的兩個負躍遷之后斷開第四電流源410連接。
[0047] 雖然圖4示出計數(shù)器402的使用以確定電流13和電流14在何時被減小，斷開第 三開關(guān)402和第四開關(guān)408的不同裝置可以被使用。例如，它們可以在預(yù)定的時間延遲后 被斷開。進一步，改變電流13和14的不同實施例是可能的，例如使用連續(xù)可變的電流源13 和14,而不是開關(guān)。
[0048] 在檢測到信號被應(yīng)用于第一晶體管Ml以關(guān)斷它之后，第四開關(guān)404可以在時刻t6 時被閉合。第四開關(guān)408可以被閉合用于預(yù)定的時間周期或者直到跨電容器206的電壓 Vc被減少到零，因此通過第四電流源410給電容器206放電。電容器206也可以通過短路 它被放電，例如通過閉合耦合跨它的開關(guān)。開關(guān)可以被串聯(lián)耦合到小電阻以限制電流流動。 它可以在檢測到信號被應(yīng)用于第一晶體管Ml的端子101之后被操作以關(guān)斷它。通過改變 電流13和14,電流II的快速和準(zhǔn)確的跟蹤可以被實現(xiàn)。
[0049] 圖5示出電路布置500的實施例。電路布置500的一些部件對應(yīng)于圖2的電路布 置200,并且不會被再次描述。除了在電路布置200中示出的部件之外，開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)可以 包括尖峰抑制電路。在第一電流源204被連接到電容206之前，尖峰抑制電路可以被配置 為向第一電流源204提供電容器206的電位。當(dāng)它被連接以給電容器206充電時，然后第 一電流源204可以與電容器206在相同的電位上，所以將不存在電位不連續(xù)性。
[0050] 尖峰抑制電路可以包括電壓緩沖器502和第五開關(guān)504。電壓緩沖器502可以具 有輸入和輸出。它可以被配置為再生在輸入端上的電壓在其輸出上。例如它可以是電壓跟 隨器。電壓緩沖器502可以經(jīng)由第五開關(guān)504被耦合到第一電流源204。電壓緩沖器502 的第一端子可以被連接到電容器206的第一端子，并且電壓緩沖器502的第二端子可以經(jīng) 由第五開關(guān)504被連接到第一電流源204的第二端子。
[0051] 當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)202閉合時，第五開關(guān)504可以是斷開的，并且當(dāng)?shù)谝婚_關(guān)202斷開 時，第五開關(guān)504可以是閉合的。這可以通過用于操作第一開關(guān)202的反相信號S和提供 反相信號SN以操作第五開關(guān)504來實現(xiàn)。信號SN可能已經(jīng)通過反相器208被提供。然后 即使第一開關(guān)202是斷開的，第一電流源204將在與電容器206的第一端子相同的電位上。 從而，當(dāng)?shù)谝浑娏髟?04被連接到電容器206以給它充電時，由于電壓差將不存在有電流尖 峰。
[0052] 在第二電流源被連接到電容器206之前，尖峰抑制電路可以進一步被配置為向第 二電流源202提供電容器206的電位。然后第二電流源212的第一端子可以與電容器206 的第一端子在相同的電位上，因此當(dāng)它被連接以給電容器206放電時，將不存在電位不連 續(xù)性。相同的電壓緩沖器502可以被用于對第一電流源204和第二電流源212預(yù)充電。但 是，單獨的電壓緩沖器也可以被使用。
[0053] 電壓緩沖器502可以經(jīng)由第六開關(guān)508被耦合到第二電流源212。當(dāng)?shù)诙_關(guān)210 閉合時，第六開關(guān)508可以被斷開，并且當(dāng)?shù)诙_關(guān)210斷開時，第六開關(guān)508可以被閉合。 這可以通過提供用于操作第一開關(guān)202的信號S，例如經(jīng)由連接到反相器208的輸出的另一 個反相器506來實現(xiàn)。但是，第六開關(guān)508也可以通過信號S被直接操作。
[0054] 與圖2相反，電容器206它不再連接到受控電阻M3的控制輸入114。而是，它被連 接到電壓緩沖器502的輸出，其可以提供等效于電容器電壓Vc的低阻抗電壓。相對于直接 連接到電容器206而言，其可以具有高阻抗，這可能導(dǎo)致更快的切換速度和更好的抗噪聲。 這可以尤其是當(dāng)晶體管M3的漏極-柵極電容大時的情況。
[0055] 雖然不同的實施例已經(jīng)結(jié)合圖1至5被描述，不同的實施例也可以互相結(jié)合。例 如，圖5的尖峰抑制電路可以與圖2和4的可變電流源一起使用。
[0056] 電路布置可以在電流控制的所有類型中使用或者用于過流保護。例如它可以在 DC-DC電壓轉(zhuǎn)換器中被使用。電路布置100可以在由用于制造它的技術(shù)所提供的最大速率 上被操作。最大速率不被如在常規(guī)的運算放大器中需要被充電或者放電的電容器所限制。 商于1MHz的頻率和低于15%的占空比的負載電流可以被跟蹤。例如，在負載晶體管Ml是 導(dǎo)通的期間，周期Ton可以小到80ns。
[0057] 雖然本發(fā)明已參考具體實施例具體示出并描述，應(yīng)被本領(lǐng)域技術(shù)人員所理解的 是，不脫離如由附加的權(quán)利要求書所限定的本發(fā)明的精神和范圍，可以在其中做出各種形 式和細節(jié)中的改變。本發(fā)明的范圍因此由附加的權(quán)利要求書所指示，并且來自于權(quán)利要求 書的等價物的意義和范圍內(nèi)的所有改變因此旨于被包含。
【權(quán)利要求】
1. 一種電路布置，包括： 第一分支和第二分支；以及 開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)，所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)耦合到所述第一分支和所述第二分支，其中所述開 關(guān)反饋結(jié)構(gòu)被配置為調(diào)整在所述第二分支中的電流以跟蹤在所述第一分支中的電流。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)包括比較器，所述比較器被配置為將所述第一分支的電位和所述第 二分支的電位進行比較。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)包括受控電阻，所述受控電阻被配置為控制在所述第二分支中的所 述電流。
4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的電路布置，其中 所述受控電阻是所述第二分支的一部分。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的電路布置，其中 所述比較器的輸出被耦合到所述受控電阻的控制輸入。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)被配置為 用以當(dāng)所述第一分支的所述電位低于所述第二分支的所述電位時減少所述受控電阻 的電阻；以及 用以當(dāng)所述第一分支的所述電位高于所述第二分支的所述電位時增加所述受控電阻 的所述電阻。
7. 根據(jù)權(quán)利要求2所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)包括至少一個開關(guān)，所述至少一個開關(guān)耦合到所述比較器的輸出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路布置，其中 所述至少一個開關(guān)的第一開關(guān)被配置為將電容器連接到第一電流源，其中所述第一電 流源被配置為給所述電容器充電。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的電路布置，其中 所述至少一個開關(guān)的第二開關(guān)被配置為將所述電容器連接到第二電流源，其中所述第 二電流源被配置為給所述電容器放電。
10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)被配置以使得當(dāng)所述第一開關(guān)閉合時所述第二開關(guān)斷開，以及當(dāng)所 述第一開關(guān)斷開時所述第二開關(guān)閉合。
11. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路布置，其中 在所述比較器的所述輸出處的信號已經(jīng)改變預(yù)定的數(shù)量之后，所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)被配 置為減小所述第一電流源和所述第二電流源中的至少一個電流源的所述電流。
12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)包括計數(shù)器，所述計數(shù)器被配置為計數(shù)在所述比較器的所述輸出處 的信號中的變化的數(shù)量，并且被配置為在已計數(shù)變化的預(yù)定的數(shù)量之后輸出信號。
13. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)包括第三電流源和第三開關(guān)，所述第三開關(guān)被配置為將所述第三電 流源與所述第一電流源并聯(lián)連接，其中所述第三開關(guān)通過所述計數(shù)器的輸出的所述信號控 制。
14. 根據(jù)權(quán)利要求12所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)包括第四電流源和第四開關(guān)，所述第四開關(guān)被配置為將所述第四電 流源與所述第二電流源并聯(lián)連接，其中所述第四開關(guān)通過所述計數(shù)器的輸出的所述信號控 制。
15. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)被配置為在預(yù)定的時間之后，減小所述第一電流源和所述第二電流 源中的至少一個電流源的所述電流。
16. 根據(jù)權(quán)利要求8所述的電路布置，其中 所述開關(guān)反饋結(jié)構(gòu)包括尖峰抑制電路，所述尖峰抑制電路被配置為在所述第一電流源 被連接到所述電容器206之前，向所述第一電流源提供所述電容器的電位。
17. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路布置，其中 所述尖峰抑制電路包括電壓緩沖器，所述電壓緩沖器經(jīng)由第五開關(guān)耦合到所述第一電 流源，其中所述尖峰抑制電路被配置為當(dāng)所述第一開關(guān)閉合時斷開所述第五開關(guān)，以及被 配置為當(dāng)所述第一開關(guān)斷開時閉合所述第五開關(guān)。
18. 根據(jù)權(quán)利要求15所述的電路布置，其中 所述尖峰抑制電路進一步被配置為在所述第二電流源被連接到所述電容器之前向所 述第二電流源提供所述電容器的電位。
19. 根據(jù)權(quán)利要求17所述的電路布置，其中 所述電壓緩沖器經(jīng)由第六開關(guān)被耦合到所述第二電流源，其中當(dāng)所述第二開關(guān)閉合時 所述第六開關(guān)斷開，并且當(dāng)所述第二開關(guān)斷開時所述第六開關(guān)閉合。
20. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路布置，進一步包括： 電流源，其中所述電流源被配置為偏置在所述第二分支中的所述電流。
21. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的電路布置，其中 所述第一分支是負載電流分支，并且所述第二分支是感測電流分支。
22. -種電路布置，包括： 第一分支和第二分支； 比較器，所述比較器被耦合到所述第一分支和所述第二分支并且被配置為將所述第一 分支的電壓和所述第二分支的電壓進行比較；以及 晶體管，所述晶體管被配置為取決于所述比較器的輸出控制所述第二分支中的電流。
23. 根據(jù)權(quán)利要求22所述的電路布置，其中 所述比較器的所述輸出被配置為控制電容器的充電和放電。
24. 根據(jù)權(quán)利要求23所述的電路布置，其中 所述電容器被耦合到所述晶體管的控制輸入。
25. 根據(jù)權(quán)利要求24所述的電路布置，其中 所述電容器是所述晶體管的一部分。
26. 根據(jù)權(quán)利要求25所述的電路布置，其中 所述電容器是所述晶體管的柵極-源極。
27. -種用于在第二分支中再生在第一分支中流動的電流的方法，包括： 提供具有至少兩個狀態(tài)的不連續(xù)的信號，其中所述不連續(xù)的信號的所述狀態(tài)取決于所 述第一分支的信號和所述第二分支的信號的比較；以及 取決于所述不連續(xù)的信號調(diào)整在所述第二分支中的所述電流，直到所述不連續(xù)的信號 從所述至少兩個狀態(tài)的一個狀態(tài)改變成所述至少兩個狀態(tài)的另一個狀態(tài)。
28. 根據(jù)權(quán)利要求27所述的方法，進一步包括： 當(dāng)所述不連續(xù)的信號是在第一狀態(tài)中時，給所述能量存儲器充電。
29. 根據(jù)權(quán)利要求28所述的方法，進一步包括： 當(dāng)所述不連續(xù)的信號是在第二狀態(tài)中時，給所述能量存儲器放電。
【文檔編號】H02M1/00GK104124855SQ201410148868
【公開日】2014年10月29日 申請日期:2014年4月14日 優(yōu)先權(quán)日:2013年4月25日
【發(fā)明者】A·桑布科 申請人:英飛凌科技奧地利有限公司