100的輸入電壓(Vin)，并且該對(duì)應(yīng)的低側(cè)晶體管可開關(guān)地在不同的時(shí)期將該負(fù)載連接至地。圖1示出了 N個(gè)相位。功率級(jí)102能夠包括任意數(shù)目的相位，包括單個(gè)相位或更多個(gè)相位。
[0019]通過調(diào)整傳送至負(fù)載的相電流，控制器106通過功率級(jí)102調(diào)節(jié)被傳送至負(fù)載的電壓(V。)?？刂破?06能夠包括脈寬調(diào)制器(Power width modulator，PffM) 108，PWM108用于通過對(duì)應(yīng)的PffM控制信號(hào)(PWM1、PWM2.....PffMn)來開關(guān)功率級(jí)102的每個(gè)相位104，從而功率級(jí)102通過對(duì)應(yīng)的電感器以及高側(cè)或低側(cè)晶體管來產(chǎn)生(source)或匯集(sink)電流至該負(fù)載。當(dāng)PWM控制信號(hào)處于邏輯電平高時(shí)，該高側(cè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，該電感器電流通過該高側(cè)晶體管被產(chǎn)生或匯集，并且電感器中的電流在該期間升高。這通常被稱為“導(dǎo)通時(shí)間(on-time) ”，并且功率級(jí)102被視為被“開啟(turned on)”。當(dāng)PffM控制信號(hào)處理邏輯電平低的時(shí)候，該低側(cè)晶體管處于導(dǎo)通狀態(tài)，電流自低側(cè)晶體管產(chǎn)生或匯集，并且電感器中的電流在該期間降低。這通常被稱為“關(guān)斷時(shí)間(off-time)”，并且功率級(jí)102被視為被“關(guān)閉(turned off)”。當(dāng)PffM控制信號(hào)處于三態(tài)或高阻抗邏輯電平(PffM控制信號(hào)不是高也不是低)，高側(cè)和低側(cè)晶體管均處于非導(dǎo)通轉(zhuǎn)改，電流通過低側(cè)或高側(cè)晶體管的體二極管被產(chǎn)生或匯集，并且電感器中的電流的幅度降低至零。這通常為稱為“高阻(HiZ)時(shí)間”或“非活躍(inactive)時(shí)間”，并且功率級(jí)102被視為處于“HiZ”或非活躍。
[0020]開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100能夠產(chǎn)生或匯集電流，并且每個(gè)電感器電流均具有預(yù)期的鋸齒或三角形或紋波形狀，因?yàn)槿Q于哪個(gè)晶體管導(dǎo)通，電感器電流必須減少或增加。在不連續(xù)導(dǎo)通模式(Discontinuous conduct1n mode DCM)中，當(dāng)電感器電流為零時(shí)，低側(cè)晶體管不被允許導(dǎo)通。該周期由導(dǎo)通時(shí)間、隨后的關(guān)閉時(shí)間、隨后的HiZ時(shí)間。在HiZ時(shí)間，電感器電流接近零并且當(dāng)其鄰近零時(shí)其在該周期期間并不改變。
[0021]在CCM或DCM中，響應(yīng)于由控制器106提供的PffM控制信號(hào)，功率級(jí)102的驅(qū)動(dòng)器110將柵驅(qū)動(dòng)信號(hào)提供至對(duì)應(yīng)相位104的高側(cè)和低側(cè)晶體管的柵極。相位104的激活狀態(tài)以及高側(cè)和低側(cè)晶體管的占空比至少部分地基于施加至負(fù)載的輸出電壓(V。)被確定，從而開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100對(duì)于負(fù)載條件改變能夠盡可能快地并可靠地反應(yīng)。
[0022]控制器106能夠管理參考電壓從一個(gè)到另一個(gè)的改變?？刂破?06能夠確定輸出電壓Vo和參考電壓之間的誤差，并且將誤差電壓轉(zhuǎn)換至提供之PWM108的數(shù)字表示，該數(shù)字表示用于修改相位104的開關(guān)周期，例如通過調(diào)整占空比。這種電壓調(diào)節(jié)功能是通常數(shù)字控制開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的標(biāo)準(zhǔn)，并且關(guān)于此沒有給出進(jìn)一步的解釋。
[0023]除了調(diào)節(jié)傳送至負(fù)載的電壓，控制器106還監(jiān)測(cè)(例如，通過DCR檢測(cè)測(cè)量注入進(jìn)對(duì)應(yīng)電感器的相電流(IJ)由相位104傳送至負(fù)載的相電流?？刂破?06基于由DCR檢測(cè)來測(cè)量的相電流，估計(jì)由開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100傳送的總電流。
[0024]由開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器控制器106實(shí)施的電流估計(jì)方法在下面參照?qǐng)D2進(jìn)行解釋。開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100的功率級(jí)102包括與每個(gè)相位104并聯(lián)耦接的RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)112。RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)112包括與電容器C_串聯(lián)連接的電阻器R sen。RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)112導(dǎo)致電感器的非理想DC電阻(DCR)。在電容器Csen兩端檢測(cè)的電壓V。?表示該電感器的DCR上的電壓，這意味著電感器中的電流I與電感器電壓和DCR值之比有關(guān)(塊200)。
[0025]控制器106包括電流傳感器114，該電流傳感器114基于分別的RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)的電容器上檢測(cè)的電壓(V?、Ve2，...，VJ產(chǎn)生每個(gè)電感器中的電流的估計(jì)。在一個(gè)實(shí)施例中，控制器106是數(shù)字控制器，并且電流傳感器114包括模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC116，其用于將由RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)112的個(gè)體電壓(V?、Vc2, , VJ轉(zhuǎn)換為對(duì)應(yīng)的數(shù)字值。由ADC116輸出的數(shù)字化值表示了各相電流的估計(jì)，其被累加118以提供數(shù)字的總電流估計(jì)IT。在單相開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器的情況下，調(diào)節(jié)器包括僅一個(gè)輸出電感L，并且累加級(jí)118可以略去。在這種情況下，圖1中示出的數(shù)字化的總電流估計(jì)、是該單個(gè)電感器的確定的電流估計(jì)。
[0026]控制器106包括補(bǔ)償濾波器120以用于調(diào)整數(shù)字化總電流估計(jì)It (塊220)。依據(jù)圖1的實(shí)施例，補(bǔ)償濾波器120是溫度補(bǔ)償濾波器，其根據(jù)溫度補(bǔ)償電感器的DCR的變化。為了這個(gè)目的，開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100還包括用于測(cè)量開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100的溫度的溫度傳感器122。任何輸出隨溫度變化的電壓、電流或電阻并且被轉(zhuǎn)化為實(shí)際溫度讀數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)的溫度傳感器均可以被使用。在數(shù)字架構(gòu)的情況下，控制器106能夠包括用于將所測(cè)得的溫度讀數(shù)轉(zhuǎn)化為對(duì)應(yīng)的數(shù)字化值T的ADC124。該控制器106使用開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100的測(cè)量的溫度作為電流估計(jì)和過溫保護(hù)過程以及其他由控制器106實(shí)施的控制過程的部分。
[0027]在一實(shí)施例中，溫度補(bǔ)償濾波器120基于由電流傳感器114產(chǎn)生的總電流估計(jì)It和作為所測(cè)得的溫度T的函數(shù)的多個(gè)濾波器系數(shù)來產(chǎn)生溫度補(bǔ)償總電流估計(jì)ΙΤχ該濾波器系數(shù)也是其他與RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)112、輸出電感LO以及控制器106運(yùn)行有關(guān)的參數(shù)的函數(shù)。這些額外的參數(shù)可以被存儲(chǔ)在控制器116的數(shù)據(jù)寄存器128中。溫度補(bǔ)償濾波器120可以在穩(wěn)態(tài)(DC)和瞬態(tài)(AC)條件下緩和取決于溫度的測(cè)量誤差。例如，溫度補(bǔ)償濾波器120可以具有非常數(shù)的頻率響應(yīng)。該溫度補(bǔ)償濾波器120的數(shù)字實(shí)施例在本文結(jié)合圖3更詳細(xì)地描述。
[0028]控制器106還包括向調(diào)節(jié)器100提供過溫保護(hù)的過溫保護(hù)電路130。如果調(diào)節(jié)器運(yùn)行不能被維持而不超出正或負(fù)溫度限制，過溫保護(hù)電路130能夠關(guān)閉開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器100。基于用于補(bǔ)償DCR和電感器電感之間的溫度變化的相同的測(cè)量的溫度Τ，過溫保護(hù)電路130實(shí)施過溫保護(hù)機(jī)制。這種方式，用于該些相位104的額外的溫度傳感器可以被省略，降低了系統(tǒng)尺寸和成本。任何標(biāo)準(zhǔn)的過溫保護(hù)可以被使用。
[0029]圖3示出了溫度補(bǔ)償濾波器120的實(shí)施例，其被包括于開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器控制器106中，或與開關(guān)電壓調(diào)節(jié)器控制器106相關(guān)聯(lián)。依據(jù)這種實(shí)施例，溫度補(bǔ)償濾波器120是具有非常數(shù)頻率響應(yīng)的數(shù)字濾波器，從而緩和在穩(wěn)態(tài)(或DC)和瞬態(tài)(或AC)條件中的溫度有關(guān)的測(cè)量誤差。
[0030]溫度補(bǔ)償濾波器120接收由電流傳感器114產(chǎn)生的數(shù)字總測(cè)量電流、以及由溫度傳感器122測(cè)量的數(shù)字溫度讀數(shù)T作為輸入。溫度補(bǔ)償濾波器120還接收與RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)112、輸出電感器L。和控制器106的運(yùn)行相關(guān)的其他參數(shù)作為輸入，其可以被存儲(chǔ)在控制器106的數(shù)據(jù)寄存器128中。
[0031]溫度補(bǔ)償濾波器120實(shí)施具有可編程的增益、極點(diǎn)和零點(diǎn)的線性一階傳輸功能。濾波器120的輸入對(duì)應(yīng)于RC電流檢測(cè)網(wǎng)絡(luò)112的電容器上的測(cè)量的電壓。如果濾波器120的增益被設(shè)置為1/DCR，濾波器120的極點(diǎn)被設(shè)置為1/RC，以及該濾波器的零點(diǎn)被設(shè)置為DCR/L