技术领域
[0001] 本
发明涉及一种用于感测电流的方法、电流传感器及系统。
背景技术
[0002] DC至DC
电压转换可由将电压(例如，12V)转换至如由一或多个负载装置需要的不同电压的切换式电源供应器执行。切换式电源供应器通常包括用于各种用途的电流感测机构，所述用途包括(但不限于)控制回路输入(电流模式控制)、过电流侦测、多相转换器电感器电流平衡、输出电流报告及输入电流报告。一种用于判定切换式电源供应器中的电流的技术为量测所述
开关的导通状态
电阻(RDSon)电压降，所述开关经接通并关断以产生切换式电源供应器的
输出电压。若开关的RDSon为已知且量测出导通状态电压降，则通过开关的电流可根据欧姆定律V＝I*R来判定。然而，开关的RDSon不易知晓，这是因为RDSon并不恒定；RDSon为装置特性、闸极驱动电压及
温度的函数。在许多通用实施方法中，RDSon可变性并未被考虑；且因此通过开关的电流无法被精确地计算。
发明内容
[0003] 本发明要解决的技术问题是提供一种具有RDSon修正的电流感测的用于感测电流的方法、电流传感器及系统。
[0004] 本发明提供一种用于感测电流的方法，包含：
[0005] 由温度传感器量测MOS晶体管开关的一大致温度产生所量测温度；
[0006] 使用所储存的温度传感器增益及偏移修正函数通过所述所量测
温度计算经修正温度；
[0007] 量测所述MOS晶体管的闸极驱动电压；
[0008] 使用所储存的电压修正函数来计算电压修正因子，其中所述所储存的电压修正函数为所述经修正温度与所述闸极驱动电压的函数；
[0009] 量测横越所述MOS晶体管开关的RDSon电压降来产生所量测RDSon电压降；及[0010] 使用所述所量测RDSon电压降及所述电压修正因子来计算所述电流。
[0011] 可选地，其中通过所述所量测温度计算经修正温度包含：使所述所量测温度乘以温度增益因子来产生一乘积，并将温度偏移因子相加至所述乘积以产生所述经修正温度，其中所述温度增益因子及所述温度偏移因子为使用所述所储存温度传感器增益及偏移修正函数以及所述所量测温度来判定。
[0012] 可选地，其中通过所述所量测温度计算经修正温度包含：将温度偏移因子相加至所述所量测温度以产生一总和，并使所述总和乘以温度增益因子以产生所述经修正温度，其中所述温度增益因子及所述温度偏移因子为使用所述所储存温度传感器增益及偏移修正函数以及所述所量测温度来判定。
[0013] 可选地，其中所述所储存的温度传感器增益及偏移修正函数已在校准程序期间使用回归拟合函数来判定。
[0014] 可选地，其中所述回归拟合函数为线性回归拟合函数。
[0015] 可选地，其中计算所述电流包含：使所述所量测RDSon电压降乘以所述电压修正因子以产生经修正RDSon电压降，并使用欧姆定律以通过所述经修正RDSon电压降计算所述电流。
[0016] 可选地，其中所述所储存电压修正函数已在校准程序期间使用回归拟合函数来判定。
[0017] 可选地，其中所述回归拟合函数为线性回归拟合函数。
[0018] 一种用于判定温度传感器增益及偏移修正函数的方法，所述方法包含：
[0019] 在第一温度下比较MOS晶体管开关的第一芯片上温度传感器读数与所述MOS晶体管开关的第一芯片外温度传感器读数；
[0020] 在第二温度下比较所述MOS晶体管开关的第二芯片上温度传感器读数与所述MOS晶体管开关的第二芯片外温度传感器读数；
[0021] 使用至少所述第一芯片上温度传感器读数与所述第一芯片外温度传感器读数的所述比较及至少所述第二芯片上温度传感器读数与所述第二芯片外温度传感器读数的所述比较来拟合回归函数，所述回归函数对应于所述温度传感器增益及偏移修正函数；及[0022] 将所述回归函数储存于所述MOS晶体管开关的
驱动器芯片的芯片内存中。
[0023] 可选地，其中所述回归拟合函数为线性回归函数。
[0024] 一种用于判定电压修正函数的方法，所述方法包含：
[0025] 在第一温度下比较在校准电流正通过MOS晶体管开关时横越所述MOS晶体管开关的第一所量测RDSon电压降与横越所述MOS晶体管开关的第一理论RDSon电压降；
[0026] 在第二温度下比较在校准电流正通过所述MOS晶体管开关时横越所述MOS晶体管开关的第二所量测RDSon电压降与横越所述MOS晶体管开关的第二理论RDSon电压降；
[0027] 使用至少所述第一所量测RDSon电压降与所述第一理论RDSon电压降的所述比较及至少所述第二所量测RDSon电压降与所述第二理论RDSon电压降的所述比较来拟合回归函数，所述回归函数对应于所述电压修正函数；及
[0028] 将所述回归拟合函数储存于所述MOS晶体管开关的驱动器芯片的芯片内存中。
[0029] 可选地，其中所述回归拟合函数为线性回归函数。
[0030] 可选地，所述方法进一步包含：
[0031] 在所述第一温度下比较在校准电流正通过所述MOS晶体管开关时横越所述MOS晶体管开关的第三所量测RDSon电压降与横越所述MOS晶体管开关的第三理论RDSon电压降，其中所述第三理论RDSon电压降不同于所述第一理论RDSon电压降；且
[0032] 其中拟合所述回归函数是使用至少所述第一所量测RDSon电压降与所述第一理论RDSon电压降的所述比较、至少所述第二所量测RDSon电压降与所述第二理论RDSon电压降的所述比较及至少所述第三所量测RDSon电压降与所述第三理论RDSon电压降的所述比较。
[0033] 可选地，所述方法进一步包含：
[0034] 在所述第二温度下比较在校准电流正通过所述MOS晶体管开关时横越所述MOS晶体管开关的第四所量测RDSon电压降与横越所述MOS晶体管开关的第四理论RDSon电压降，其中所述第四理论RDSon电压降不同于所述第二理论RDSon电压降；且
[0035] 其中拟合所述回归函数为使用至少所述第一所量测RDSon电压降与所述第一理论RDSon电压降的所述比较、至少所述第二所量测RDSon电压降与所述第二理论RDSon电压降的所述比较及至少所述第四所量测RDSon电压降与所述第四理论RDSon电压降的所述比较。
[0036] 一种电流传感器，包含：
[0037] 处理装置；
[0038] 芯片上温度传感器，所述芯片上温度传感器经耦接来提供MOS晶体管开关的所量测温度
信号至所述处理装置；
[0039] 至少一
电路组件，所述至少一电路组件耦接至所述处理装置且经组态来实现：量测横越所述MOS晶体管开关的RDSon电压降来产生所量测RDSon电压降，响应所述处理装置使所述所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生经修正RDSon电压降，并输出所述经修正RDSon电压降；
[0040] 内存装置，所述内存装置耦接至所述处理装置并经组态来储存温度传感器增益及偏移修正函数及电压修正函数；且
[0041] 其中所述处理装置经组态来实现：
[0042] 接收用于所述MOS晶体管开关的闸极驱动电压；
[0043] 接收所述所量测温度信号，并使用所储存的所述温度传感器增益及偏移修正函数以通过所述所量测温度信号计算经修正温度；及
[0044] 命令所述至少一电路组件使所述所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生所述经修正RDSon电压降，其中所述电压修正因子为使用所储存的所述电压修正函数来判定；及
[0045] 通过所述经修正RDSon电压降计算电流以供电压调节器使用来调节所述电压信号。
[0046] 可选地，其中所述处理装置经组态来通过使所述所量测温度信号乘以温度增益因子来产生一乘积并将温度偏移因子相加至所述乘积以产生所述经修正温度，而自所述所量测温度信号计算所述经修正温度，其中所述温度增益因子为使用所储存的所述温度传感器增益及偏移修正函数及所述所量测温度来判定。
[0047] 可选地，其中所述处理装置经组态来通过将温度偏移因子相加至所述所量测温度以产生一总和并使所述总和乘以温度增益因子以产生所述经修正温度，而自所述所量测温度信号计算所述经修正温度，其中所述温度增益因子及所述温度偏移因子为使用所储存的所述温度传感器增益及偏移修正函数及所述所量测温度来判定。
[0048] 可选地，其中所述至少一电路组件包含单一
可变增益放大器。
[0049] 可选地，其中所述至少一电路组件包含：
[0050] 增益放大器，所述增益放大器耦接至所述MOS晶体管开关，且经组态来量测横越所述MOS晶体管开关的所述RDSon电压降；及
[0051] 衰减数字/模拟转换器，所述衰减数字/模拟转换器耦接至所述增益放大器及所述处理装置，其中所述衰减数字/模拟转换器经组态以通过所述处理装置的命令，而使所述增益放大器的输出衰减来产生所述经修正RDSon电压降。
[0052] 可选地，所述电流传感器进一步包含
缓冲器，所述缓冲器耦接至所述衰减数字/模拟转换器且通过组态来缓冲所述经修正RDSon电压降。
[0053] 可选地，其中所述电流传感器包括在电压调节器中。
[0054] 一种系统，其包含：
[0055] 电源，所述电源经组态来提供电压信号；
[0056] 电压调节器，所述电压调节器经组态来调节来自所述电源的所述电压信号并产生输出电压信号，其中所述电压调节器包括：在产生所述输出电压信号时所使用的MOS晶体管开关，且其中所述电压调节器包括：用于感测通过所述MOS晶体管开关的电流的经校准电流传感器；及
[0057] 负载，所述负载耦接至所述电压调节器来接收所述输出电压信号；
[0058] 其中所述经校准电流传感器包含：
[0059] 处理装置；
[0060] 芯片上温度传感器，所述芯片上温度传感器经耦接来提供MOS晶体管开关的所量测温度信号至所述处理装置；
[0061] 至少一电路组件，所述至少一电路组件耦接至所述处理装置且经组态来实现：量测横越所述MOS晶体管开关的RDSon电压降以产生所量测RDSon电压降，根据所述处理装置的指令使所述所量测RDSon电压降乘以电压修正因子而产生经修正RDSon电压降，并输出所述经修正RDSon电压降；
[0062] 内存装置，所述内存装置耦接至所述处理装置并通过组态来储存温度传感器增益及偏移修正函数及电压修正函数；且
[0063] 其中所述处理装置经组态来实现：
[0064] 接收用于所述MOS晶体管开关的闸极驱动电压；
[0065] 接收所述所量测温度信号，并使用所储存的所述温度传感器增益及偏移修正函数以通过所述所量测温度信号计算经修正温度；
[0066] 命令所述至少一电路组件使所述所量测RDSon电压降乘以电压修正因子而产生所述经修正RDSon电压降，其中所述电压修正因子为使用所储存的所述电压修正函数来判定；及
[0067] 自所述经修正RDSon电压降计算所述电流以供所述电压调节器使用来调节所述电压信号。
[0068] 可选地，其中所述处理装置经组态来通过使所述所量测温度信号乘以温度增益因子并相加温度偏移因子以产生经修正温度，而自所述所量测温度信号计算所述经修正温度，其中所述温度增益因子为使用所储存的所述温度传感器增益及偏移修正函数及所述所量测温度来判定。
[0069] 可选地，其中所述至少一电路组件包含单一
可变增益放大器。
[0070] 可选地，其中所述至少一电路组件包含：
[0071] 增益放大器，所述增益放大器耦接至所述MOS晶体管开关且经组态来量测横越所述MOS晶体管开关的所述RDSon电压降；及
[0072] 衰减数字/模拟转换器，所述衰减数字/模拟转换器耦接至所述增益放大器及所述处理装置，其中所述衰减数字/模拟转换器经组态以通过所述处理装置的命令，而使所述增益放大器的输出衰减来产生所述经修正RDSon电压降。
[0073] 可选地，所述系统进一步包含缓冲器，所述缓冲器耦接至所述衰减数字/模拟转换器且经组态来缓冲所述经修正RDSon电压降。
[0074] 本发明的有益效果如下：
[0075] 本发明的上述方案通过由温度传感器量测MOS晶体管开关的一大致温度以产生所量测温度；使用所储存温度传感器增益及偏移修正函数以自该所量测温度计算经修正温度；量测用于该MOS晶体管的闸极驱动电压；使用所储存电压修正函数来计算电压修正因子，其中该所储存电压修正函数为该经修正温度与该闸极驱动电压的函数；量测横越该MOS晶体管开关的RDSon电压降以产生所量测RDSon电压降；及使用该所量测RDSON电压降及该电压修正因子来计算电流，从而实现具有RDSON修正的电流感测。
附图说明
[0076] 图1为包括具有导通状态电阻(RDSON)修正的驱动器的示例性系统的方
块图；
[0077] 图2为包括具有RDSon修正的驱动器的示例性切换式电源供应器的图；
[0078] 图3A至图3B为具有RDSon修正的示例性驱动器的图；
[0079] 图4为一种用于判定电流的示例性方法的
流程图；
[0080] 图5为用于判定温度传感器增益及偏移修正函数的示例性方法的流程图；
[0081] 图6为用于判定电压修正函数的示例性方法的流程图。
[0082] 附图标记：
[0083] 100：系统，102：切换式电源供应器，103、202：PWM
控制器，104、204：具有RDSon修正的驱动器，106：电源，108：负载，200：切换式电源供应器，206、208、301：MOS晶体管开关，210：电感器，212：电容器，214：所要电压(Vout)，300A、300B：驱动器，302：芯片上温度传感器，304、310：模拟/数字(A/D)转换器，305：处理装置，306：闸极驱动电压，308：闸极驱动器，
312：增益放大器，313：单一可变增益放大器，314：衰减D/A，316：缓冲器，318：内存，320：测试及修整
接口，322：温度传感器增益及偏移修正函数，324：电压修正函数，326：MOS晶体管开关的RDSon，328：电流，400、600：方法，402、404、406、408、410、412、500、502、504、506、
508、602、604、606、608：方块。
具体实施方式
[0084] 在以下详细描述中，参考形成该描述的一部分且作为说明来展示特定说明性具体
实施例的附图。然而，应理解，也可利用其他具体实施方式进行逻辑、机械及电气改变。此外，不应将图式及本
说明书中所呈现的方法视作限制个别步骤的可被执行的次序。
[0085] 包括具有RDSON修正的驱动器的系统：
[0086] 图1为示例性系统100的方块图，该示例性系统包括具有RDSON修正的驱动器104及脉宽调变(PWM)控制器103。如下文所解释，PWM控制器103发送
控制信号至具有RDSON修正的驱动器104。在一些具体实例中，PWM控制器103及具有RDSon修正的驱动器104可包括于同一芯片中。在其他具体实例中，PWM控制器103及具有RDSON修正的驱动器104在不同芯片上。
[0087] 具有RDSon修正的驱动器104可用以准确地报告通过金
氧半导体(MOS)晶体管开关的电流，该晶体管开关用于切换式电源供应器102中以控制切换式电源供应器102的输出电压。在一些具体实例中，MOS晶体管开关可为n通道MOS(NMOS)晶体管开关、p通道MOS(PMOS)晶体管开关、互补MOS(CMOS)晶体管开关或双重扩散(DMOS)晶体管开关。具有RDSon修正的驱动器104可实施为以下具体实施例中论述的RDSon修正电路中的一个或多个。切换式电源供应器102可包括于使用经调节电
力的任何合适
电子装置中，包含(但不限于)桌面计算机、膝上型计算机或平板计算机、机顶盒、
电池充电器或其他装置。
[0088] 系统100亦包括电源106及负载108。负载108经由切换式电源供应器102自电源106汲取电力。切换式电源供应器102可自电源106接收未经调节电压(例如，线路功率、电池功率)，调节电压，并提供经调节供电电压至负载108。负载108可包括但不限于一或多个处理器(例如，中央处理单元(CPU)、
微控制器、
微处理器、场可程序
门阵列(FPGA)、特殊应用集成电路(ASIC)等)、显示设备(例如，发光
二极管(LED)显示器、
液晶显示器(LCD)、
阴极射线管(CRT)显示器等)、内存装置(例如，习知
硬盘，挥发性媒体或诸如固态硬盘机的非挥发性媒体，包括但不限于同步动态随机存取内存(SDRAM)、双
数据速率(DDR)RAM、RAMBUS动态RAM(RDRAM)、静态RAM(SRAM)等的随机存取内存(RAM)、电可抹除可程序化ROM(EEPROM)及闪存等)、其他周边装置、内部装置组件或其他组件。
[0089] 包括具有RDSon修正的驱动器的切换式电源供应器：
[0090] 图2为包括具有RDSon修正的驱动器204的示例性切换式电源供应器200的图。虽然仅展示单相切换式电源供应器200，但在一些具体实例中，亦可使用多相切换式电源供应器200。如上文所陈述，切换式电源供应器200包括发送控制信号至具有RDSon修正的驱动器
204的脉冲宽度调变(PWM)控制器202。回应于由PWM控制器202发送的控制信号，具有RDSon修正的驱动器204驱动MOS晶体管开关206、208的闸极。MOS晶体管开关206、208的切换产生方形波。可使用包含电感器210及电容器212的LC电路来使方形波平滑以产生所要电压Vout
214。Vout 214亦可经数字化并馈入PWM控制器202中。取决于所要Vout 214，PWM控制器202可维持或改变发送至具有RDSon修正的驱动器204的控制脉冲，其驱动MOS晶体管开关206、
208。在示例性具体实例中，MOS晶体管开关206为p通道MOS；然而，在其他具体实例中，MOS晶体管开关206可为其他类型的MOS。在展示于图2中的示例性电源供应器的简化方块图中，MOS晶体管开关206及208的闸极连接一起。在其他具体实例中，具有RDSon修正的驱动器204可包括两个分别的闸极驱动器以分别且个别地驱动MOS晶体管开关206及208的闸极。
[0091] 除驱动MOS晶体管开关206、208的闸极外，具有RDSon修正的驱动器204可计算通过每一MOS晶体管开关206、208的电流。如上文所提及，为了准确地进行以上操作，必须计算MOS晶体管开关206、208的RDSon对装置特性及温度的相依性。在一个具体实例中，具有RDSon修正的驱动器204实现此情形，如图3A至图3B中所解释。
[0092] 具有RDSon修正的驱动器：
[0093] 图3A至图3B为具有RDSon修正的示例性驱动器300A、300B的图。图3A不同于图3B之处仅在于图3B包括单一可变增益放大器313而非如下文所论述的两个相异电路组件(增益放大器312及衰减D/A314)。MOS晶体管开关301并不包括于具有RDSon修正的驱动器300A、300B中；然而，在图3A及图3B中展示其以便更好地解释MOS晶体管开关301的电流如何被量测且MOS晶体管开关如何耦接至具有RDSon修正的驱动器300A、300B。MOS晶体管开关301可为展示于图2中的MOS晶体管开关206、208中的任一个。具有RDSon修正的驱动器300A、300B的组件将首先予以论述，然后来论述具有RDSon修正的驱动器300A、300B如何计算MOS晶体管开关301的导通状态电阻(RDSon)，自该导通状态电阻可导出通过MOS晶体管开关301的电流。
[0094] 具有RDSon修正的驱动器的组件：
[0095] 具有RDSon修正的驱动器300A、300B包括芯片上温度传感器302。芯片上温度传感器302经组态，使得芯片上温度传感器302输出与温度成比例的模拟电压，该温度足够类似于MOS晶体管开关301的温度。本文中将由芯片上温度传感器量测的温度称作所量测温度、芯片上温度传感器读数或所量测温度信号。在示例性具体实例中，芯片上温度传感器302可热耦合至将被量测电流的MOS晶体管开关301。模拟电压由A/D转换器304转换成数字电压。
[0096] 具有RDSon修正的驱动器300A、300B亦包括处理装置305，且模拟电压的数字表示经发送至处理装置305。供应至闸极驱动器308的闸极驱动电压306(其驱动MOS晶体管开关301的闸极)亦使用A/D转换器310转换成
数字信号并被发送至处理装置305。驱动MOS晶体管开关301的闸极驱动器308由PWM控制器202控制，如上文在图2中所解释。处理装置305可包括具有用于实行本发明中各种程序任务、计算及控制功能所使用的
软件程序、韧体或其他计算机可读指令的函数，且可由专门设计的特殊应用集成电路(ASIC)或场可程序化门阵列(FPGA)增补或并入于特殊应用集成电路(ASIC)或场可程序化门阵列(FPGA)中。
[0097] 具有RDSon修正的驱动器300A、300B亦包括用于储存温度传感器增益及偏移修正函数322、电压修正函数324的内存318，如下文所论述。用于本发明中的内存可为用于储存处理器可读指令或数据结构的任何适当的有形且非暂时性处理器可读媒体。合适内存可包括但不限于熔丝、齐纳冲击(zap)二极管或者可抹除或非可抹除可程序化只读
存储器。
[0098] 具有RDSon修正的驱动器300A、300B包括用以在外部测试设备(图中未示)与具有RDSon修正的驱动器300A、300B的内部电路的间进行通信的测试及修整接口320。测试及修整接口320亦可用于习知修整，诸如增益放大器312及缓冲器316的放大器补偿。
[0099] 此外，具有RDSon修正的驱动器300A包括增益放大器312以放大横越MOS晶体管开关301的所量测RDSon电压降。增益放大器312的输出如由处理装置305及电压修正函数324所判定以由衰减数字/模拟(D/A)转换器314衰减，以便获得横越MOS晶体管开关301的经修正RDSon电压降，如下文更详细地解释。在一些具体实例中，若在具有RDSon修正的驱动器300A、300B外部使用经修正RDSon电压降，则可使用缓冲器316来缓冲来自衰减D/A转换器
314的信号。此外，在一些具体实例中，若想要在MOS晶体管开关301关断时记住所量测RDSon电压降或经修正RDSon电压降，则可在增益放大器312与衰减D/A转换器314之间或在D/A314与缓冲器316之间添加取样与保持电路组件(图中未示)。一般所述技术领域人员将了解，可使用放大器312及衰减D/A转换器314的不同布置；此外，放大器312及衰减D/A转换器314可合并至增益被设定为正确输出的单一可变增益放大器313中，如图3B中所展示。
[0100] 具有RDSon修正的驱动器的校准及操作：
[0101] 如上文所解释，若知晓导通状态电阻(RDSon)，则通过MOS晶体管开关301的电流可自其RDSon电压降准确地判定。然而，RDSon为装置特性、温度与门极驱动电压(Vgs)306的函数。因此，必须校准作为温度函数的RDSon。为进行此操作，可如下校准具有RDSon修正的驱动器300A、300B。
[0102] 温度传感器增益及偏移修正函数校准：
[0103] 在示例性具体实例中，在两个或两个以上温度T1及T2下测试具有RDSon修正的驱动器300A、300B。在示例性具体实例中，在切换式电源供应器102或正辅助校准的自动化测试设备(ATE)的
工作温度范围(取范围较小者)的相反两端处选择T1及T2。T1及T2的较大分离可改良具有RDSon修正的驱动器300A、300B的准确性。在T1处，芯片上温度传感器302经读取并储存于内存318，其将被称作Toriginal。此外，如由外部测试设备所量测的实际芯片温度经由测试及修整接口320储存于内存318。如由外部测试设备量测的实际芯片温度将被称作Tactual。在T2处，重复此程序。接着，通过比较T1及T2两者下的Toriginal及Tactual，处理装置305或外部测试设备可借由使回归函数拟合至数据而计算用于芯片上温度传感器302的温度传感器增益及偏移修正函数322。在一些具体实例中，回归函数可为线性；或在一些具体实例中，回归函数可为较高阶函数。在判定温度传感器增益及偏移修正函数322之后，该函数可储存于内存318中。
[0104] 此外，在一些具体实例中，可在T1及T2外对温度传感器增益及偏移修正函数322进行外插，使得可判定在T1及T2外的经修正温度。因此，在任何温度下，处理装置305可自芯片上温度传感器302读取所量测温度，且将温度增益因子应用至所量测温度以产生经修正温度。
[0105] 修正所量测温度：
[0106] 对于需要来自芯片上温度传感器302的准确芯片温度读数的任何操作，此温度传感器增益及偏移修正函数322可被从内存318撷取，并由处理装置305应用至由芯片上温度传感器302产生的所量测温度信号，此将产生经修正温度。在一些示例性具体实例中，处理装置305通过使由芯片上温度传感器302产生的所量测温度信号乘以温度增益因子以产生一乘积，并将温度偏移因子相加至乘积来应用温度传感器增益及偏移修正函数322以产生经修正温度，其中温度增益因子及温度偏移因子为根据温度传感器增益及偏移修正函数322以及所量测温度来判定。在其他示例性具体实例中，处理装置305通过将温度偏移因子相加至所量测温度以产生总和并使总和乘以温度增益因子来应用温度传感器增益及偏移修正函数322以产生经修正温度，其中温度增益因子及温度偏移因子为根据温度传感器增益及偏移修正函数322及所量测温度来判定。即，应用温度偏移因子及温度增益因子的次序为根据温度传感器增益及偏移修正函数322来判定，且可予以反向。作为一实例，假设芯片上温度传感器302产生为摄氏50度的所量测温度信号。处理装置305将自内存318撷取温度传感器增益及偏移修正函数322，并在摄氏50度下判定所量测温度需要乘以0.98的温度增益因子以产生一乘积且将4度的温度偏移因子相加至乘积。在温度增益因子及温度偏移因子应用至所量测温度(摄氏50度)之后，呈现摄氏53度的经修正温度。
[0107] 电压修正函数校准：
[0108] 此外，在T1下，可经由MOS晶体管开关301发送经校准电流，且在缓冲器316处读取所得电压。在一些具体实例中，校准电流可由外部测试设备发送。之后，可依据通过MOS晶体管开关301的已知校准电流，通过比较应在缓冲器316处读取到的电压降(被称作理论RDSon电压降)与实际上在缓冲器316处读取到的电压降(被称作所量测RDSon电压降)来计算(由处理装置305或由外部测试设备)T1下的电压修正函数324。此所计算电压修正函数324可储存于内存318中，且可由衰减D/A转换器314应用，使得在温度T1下于缓冲器316处量测正确理论电压。类似地，可在T2下重复此程序，且T2下的电压修正函数324亦可储存于内存318中。在T1及T2下计算出温度传感器增益及偏移修正函数322以及电压修正函数324之后，处理装置305或外部测试设备可依据温度通过使回归函数拟合至数据点来外插电压修正函数324，且此电压修正函数324可储存于内存318中。由于在校准电流正通过MOS晶体管开关301时MOS晶体管开关301于不同温度下的理论RDSon电压降与所量测RDSon电压降之间的差异已知，因此可针对给定温度使用欧姆定律V＝I*R来计算MOS晶体管开关301的RDSon 326。
MOS晶体管开关301的RDSon 326可储存于内存中，且可在将来用以在量测MOS晶体管开关
301的RDSon电压降时根据欧姆定律来判定通过MOS晶体管开关301的电流。
[0109] 在多数具体实例中，MOS晶体管开关301的RDSon随着闸极驱动电压306及温度而发生变化。因此，衰减值324及RDSon修正326的以上计算亦可使用不同闸极驱动电压306来进行。在此等具体实例中，四个或四个以上校准点接着可用于此等具体实例中以判定可自其导出RDSon修正326的衰减值324。举例而言，第一校准点可在T1处，具有低驱动供电电压；第二校准点可在T1处，具有高驱动供电电压；第三校准点可在T2处，具有低驱动供电电压；且第四校准点可在T2处，具有高驱动供电电压。处理装置305或外部测试设备可接着针对两个条件集合对温度传感器增益及偏移修正函数322与衰减值324之间的关系进行内插。在一些具体实例中，若电压相依性足够小，则对于RDSon对温度相依的闸极驱动电压306的线性调整可满足或被完全忽略。
[0110] 类似于温度传感器增益及偏移修正函数322，在一些具体实例中，可在T1及T2外对电压修正函数324进行外插，使得可判定在T1及T2外的经修正温度及经修正RDSon电压降。因此，在任何温度下，处理装置305可自芯片上温度传感器302读取所量测温度且应用温度增益因子至所量测温度以产生经修正温度，撷取经修正温度与闸极驱动电压之间的所储存关系，且判定待由衰减D/A转换器314应用至所量测RDSon电压降的恰当衰减。
[0111] 在一些具体实例中，MOS晶体管开关301可具有在RDSon与温度之间的线性、二阶或分段线性关系。可通过在所要温度范围上表征MOS晶体管开关301的样本来判定此关系。若MOS晶体管开关301并不具有线性的RDSon对温度特性，则可由处理装置305处理二阶方程式。在一些具体实例中，MOS晶体管开关301可被发现对其RDSon对温度曲线具有可
变形状。在此等具体实例中，可进行三阶或三阶以上的必要RDSon量测，且可使用分段线性或可变二阶方程式。
[0112] 修正所量测RDSon电压降：
[0113] 在自T1至T2的任何温度下，处理装置305可自芯片上温度传感器302接收所量测温度信号，并使用温度传感器增益及偏移修正函数322以自所量测温度信号计算经修正温度，如上文所描述。接着，处理装置305可使用经修正温度，撷取电压修正函数324并接收闸极驱动电压306以使用电压修正函数324来计算电压修正因子。电压修正因子为应用至所量测RDSon电压降以产生修正RDSon电压降的总修正增益。在示例性具体实例中，可通过使所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生经修正RDSon电压降，而自所量测RDSon电压降计算出经修正RDSon电压降，其中电压修正因子为根据电压修正函数324来判定。衰减D/A转换器314可用以使由增益放大器312量测的RDSon电压降乘以电压修正因子。因此，针对在T1与T2之间的任何温度在缓冲器316处量测得经修正RDSon电压降。举例而言，假设闸极驱动电压306为5V且经修正温度为摄氏50度。处理装置305将自内存318撷取电压修正函数322，并在摄氏50度下且闸极驱动电压为5V的情况下判定所量测RDSon电压降需要乘以0.98的电压修正因子。在将此电压修正因子应用至50mV的所量测RDSon电压降之后，提供49mV的经修正RDSon电压降。使用经修正RDSon电压降，可判定通过MOS晶体管开关301的电流328，如上文中所描述，从而用于上文提及的各种应用中。
[0114] 具有RDSon修正的用于感测电流的方法：
[0115] 图4为具有RDSon修正的用于判定电流的示例性方法400的流程图。方法400包含由温度传感器量测MOS晶体管开关的大致温度以产生所量测温度(方块402)。其后，方法400进一步包含使用所储存温度传感器增益及偏移修正函数通过所量测温度计算经修正温度(方块404)。在一些示例性具体实例中，自所量测温度计算经修正温度包含使所量测温度乘以温度增益因子来产生一乘积并将温度偏移因子相加至该乘积以产生经修正温度，其中温度增益因子及温度偏移因子为使用所储存温度传感器增益及偏移修正函数以及该所量测温度来判定。在其他示例性具体实例中，自所量测温度计算经修正温度包含将温度增益因子相加至所量测温度以产生一总和，并使该总和乘以温度增益因子以产生经修正温度，其中温度增益因子及温度偏移因子为使用所储存温度传感器增益及偏移修正函数及所量测温度来判定。在示例性具体实例中，温度传感器增益及偏移修正函数可具有一些或全部与上述温度传感器增益及偏移修正函数322相同的特性。举例而言，温度传感器增益及偏移修正函数已在校准程序期间使用回归拟合函数来判定，如在以下图5中所解释。此外，在一些具体实例中，回归拟合函数为线性回归拟合函数。
[0116] 方法400进一步包含量测用于MOS晶体管开关的闸极驱动电压(方块406)。如上文所描述，闸极驱动电压为用于计算MOS的RDSon的因子；因此，量测并知晓MOS的闸极驱动电压。
[0117] 方法400进一步包含使用所储存电压修正函数来计算电压修正因子，其中所储存电压修正函数为经修正温度与门极驱动电压的函数(方块408)。在示例性具体实例中，电压修正函数及电压修正因子可具有与上文所论述的电压修正函数324及电压修正因子的特性相同的一些或全部特性。举例而言，电压修正函数可已在校准程序期间使用回归拟合函数来判定出，如在以下图6中所解释。此外，在一些具体实例中，回归拟合函数为线性回归拟合函数。
[0118] 方法400进一步包含量测横越MOS晶体管开关的RDSon电压降以产生所量测电压降(方块410)。横越MOS晶体管开关的RDSon电压降可使用上述具体实例中的任一者来量测。举例而言，在一些具体实例中，放大器可耦接至MOS晶体管开关以量测横越MOS晶体管开关的RDSon电压降。
[0119] 方法400进一步包含使用所量测RDSon电压降及电压修正因子来计算电流(方块412)。在示例性具体实例中，可通过使所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生经修正RDSon电压降来计算电流。可接着根据V＝I*R且如上文中所描述的自经修正RDSon电压降判定电流(方块412)。如上文所描述，此电流可用于DC至DC电压转换中的许多用途，所述用途包含但不限于控制回路输入、过电流侦测、多相转换器电感器电流平衡、输出电流报告及输入电流报告。
[0120] 用于判定温度传感器增益及偏移修正函数的方法：
[0121] 图5为用于判定温度传感器增益及偏移修正函数的示例性方法500的流程图。方法500包含在第一温度下比较MOS晶体管开关的第一芯片上温度传感器读数与MOS晶体管开关的第一芯片外温度传感器读数(方块502)，及在第二温度下比较MOS晶体管开关的第二芯片上温度传感器读数与MOS晶体管开关的第二芯片外温度传感器读数(方块504)。用以分别量测芯片外温度及芯片上温度的装置及电路组件可具有一些或全部与上文图3A至3B所描述相同的特性。
[0122] 方法500进一步包含使用至少第一芯片上温度传感器读数与第一芯片外温度传感器读数的比较与至少第二芯片上温度传感器读数与第二芯片外温度传感器读数的比较来拟合对应于温度传感器增益及偏移修正函数的回归函数(方块506)。在一些具体实例中，回归拟合函数可为线性回归函数，且在其他具体实例中，回归函数可为较高阶回归函数。其后，方法500进一步包含将回归函数储存于MOS晶体管开关的驱动器芯片的芯片上内存中(方块508)。
[0123] 用于判定电压修正函数的方法：
[0124] 图6为用于判定电压修正函数的示例性方法的流程图。方法600包含在第一温度下比较在校准电流正通过MOS晶体管开关时横越MOS晶体管开关的第一所量测RDSon电压降与横越MOS晶体管开关的第一理论RDSon电压降(方块602)，及在第二温度下比较在校准电流正通过MOS晶体管开关时横越MOS晶体管开关的第二所量测RDSon电压降与横越MOS晶体管开关的第二理论RDSon电压降(方块604)。用以分别产生校准电流及量测横越MOS晶体管开关的RDSon电压降的装置及电路组件可具有一些或全部与如上文所描述相同的特性。
[0125] 方法600进一步包含使用至少第一所量测RDSon电压降与第一理论RDSon电压降的比较及至少第二所量测RDSon电压降与第二理论RDSon电压降的比较来拟合对应于电压修正函数的回归函数(方块606)。在一些具体实例中，回归拟合函数可为线性回归函数，且在其他具体实例中，回归函数可为较高阶回归函数。
[0126] 以上量测可在不同温度下以不同闸极驱动电压重复进行，以判定闸极驱动电压、温度及所量测RDSon电压降之间的关系。更确切而言，方法600可包括在第一温度下比较在校准电流正通过MOS晶体管开关时横越MOS晶体管开关的第三所量测RDSon电压降与横越MOS晶体管开关的第三理论RDSon电压降，其中第三理论RDSon电压降不同于第一理论RDSon电压降。其后，回归函数可使用第一所量测RDSon电压降与第一理论RDSon电压降的比较、第二所量测RDSon电压降与第二理论RDSon电压降的比较及第三所量测RDSon电压降与第三理论RDSon电压降的比较。虽然在第一温度下进行此操作，但相同程序可同样在第二温度下通过第四所量测RDSon电压降与第四理论RDSon电压降完成。
[0127] 在拟合电压修正函数之后，方法600进一步包含将回归函数储存于MOS晶体管开关的驱动器芯片的芯片上内存中(方块608)。
[0128] 本发明的方法可通过至少一处理器所执行的计算机可执行指令(诸如程序模块或组件)来实施。大体而言，程序模块包括执行特定任务或实施特定抽象数据类型的例程、程序、对象、数据组件、数据结构、
算法及其类似者。
[0129] 用于实行本文中所描述方法的操作所使用的各种程序任务、计算及其他数据的产生的指令可以软件、
固件或其他计算机或处理器可读指令来实施。此等指令典型地储存于任何适当
计算机程序产品上，该计算机程序产品包括用于储存计算机可读指令或数据结构的计算机可读媒体。此类计算机可读媒体可为可由通用或专用计算机或处理器或任何程序设计逻辑设备存取的任何可用媒体。
[0130] 具体的实施方式：
[0131] 实施例1包括一种用于感测电流的方法，该方法包含：由温度传感器量测MOS晶体管开关的大致温度以产生所量测温度；使用所储存温度传感器增益及偏移修正函数以自该所量测温度计算经修正温度；量测该MOS晶体管的闸极驱动电压；使用所储存电压修正函数来计算电压修正因子，其中所储存电压修正函数为该经修正温度与该闸极驱动电压的函数；量测横越该MOS晶体管开关的RDSon电压降以产生所量测RDSon电压降；及使用该所量测RDSon电压降及该电压修正因子来计算该电流。
[0132] 实施例2包括实施例1的方法，其中自该所量测温度计算经修正温度包含使该所量测温度乘以温度增益因子来产生一乘积，并将温度偏移因子相加至该乘积以产生该经修正温度，其中该温度增益因子及该温度偏移因子为使用该所储存温度传感器增益及偏移修正函数以及该所量测温度来判定。
[0133] 实施例3包括实施例1至2中任一项的方法，其中自该所量测温度计算经修正温度包含将温度偏移因子相加至该所量测温度以产生一总和，并使该总和乘以温度增益因子以产生该经修正温度，其中该温度增益因子及该温度偏移因子为使用该所储存温度传感器增益及偏移修正函数以及该所量测温度来判定。
[0134] 实施例4包括实施例1至3中任一项的方法，其中该所储存温度传感器增益及偏移修正函数为在校准程序期间使用回归拟合函数来判定。
[0135] 实施例5包括实施例4的方法，其中该回归拟合函数为线性回归拟合函数。
[0136] 实施例6包括实施例1至5中任一项的方法，其中计算该电流包含使该所量测RDSon电压降乘以该电压修正因子以产生经修正RDSon电压降，并使用欧姆定律自该经修正RDSon电压降计算该电流。
[0137] 实施例7包括实施例1至6中任一项的方法，其中该所储存电压修正函数为在校准程序期间使用回归拟合函数来判定。
[0138] 实施例8包括实施例7的方法，其中该回归拟合函数为线性回归拟合函数。
[0139] 实施例9包括一种用于判定温度传感器增益及偏移修正函数的方法，该方法包含：在第一温度下比较MOS晶体管开关的第一芯片上温度传感器读数与该MOS晶体管开关的第一芯片外温度传感器读数；在第二温度下比较该MOS晶体管开关的第二芯片上温度传感器读数与该MOS晶体管开关的第二芯片外温度传感器读数；使用至少该第一芯片上温度传感器读数与该第一芯片外温度传感器读数的该比较及至少该第二芯片上温度传感器读数与该第二芯片外温度传感器读数的该比较来拟合对应于该温度传感器增益及偏移修正函数的回归函数；及将该回归函数储存于该MOS晶体管开关的驱动器芯片的芯片上内存中。
[0140] 实施例10包括实施例9的方法，其中该回归拟合函数为线性回归函数。
[0141] 实施例11包括一种用于判定电压修正函数的方法，该方法包含：在第一温度下比较在校准电流正通过MOS晶体管开关时横越该MOS晶体管开关的第一所量测RDSon电压降与横越该MOS晶体管开关的第一理论RDSon电压降；在第二温度下比较在校准电流正通过该MOS晶体管开关时横越该MOS晶体管开关的第二所量测RDSon电压降与横越该MOS晶体管开关的第二理论RDSon电压降；使用至少该第一所量测RDSon电压降与该第一理论RDSon电压降的该比较及至少该第二所量测RDSon电压降与该第二理论RDSon电压降的该比较拟合对应于该电压修正函数的回归函数；及将该回归拟合函数储存于该MOS晶体管开关的驱动器芯片的芯片上内存中。
[0142] 实施例12包括实施例11的方法，其中该回归拟合函数为线性回归函数。
[0143] 实施例13包括实施例11至12中任一项的方法，其进一步包含：在该第一温度下比较在校准电流正通过该MOS晶体管开关时横越该MOS晶体管开关的第三所量测RDSon电压降与横越该MOS晶体管开关的第三理论RDSon电压降，其中该第三理论RDSon电压降不同于该第一理论RDSon电压降；且其中拟合该回归函数为使用至少该第一所量测RDSon电压降与该第一理论RDSon电压降的该比较、至少该第二所量测RDSon电压降与该第二理论RDSon电压降的该比较及至少该第三所量测RDSon电压降与该第三理论RDSon电压降的该比较。
[0144] 实施例14包括实施例11至13中任一项的方法，其进一步包含：在该第二温度下比较在校准电流正通过该MOS晶体管开关时横越该MOS晶体管开关的第四所量测RDSon电压降与横越该MOS晶体管开关的第四理论RDSon电压降，其中该第四理论RDSon电压降不同于该第二理论RDSon电压降；且其中拟合该回归函数为使用至少该第一所量测RDSon电压降与该第一理论RDSon电压降的该比较、至少该第二所量测RDSon电压降与该第二理论RDSon电压降的该比较及至少该第四所量测RDSon电压降与该第四理论RDSon电压降的该比较。
[0145] 实施例15包括一种电流传感器，其包含：处理装置；芯片上温度传感器，其经耦接以提供MOS晶体管开关的所量测温度信号至该处理装置；至少一电路组件，其耦接至该处理装置且经组态以：量测横越该MOS晶体管开关的RDSon电压降以产生所量测RDSon电压降，响应于该处理装置而使该所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生经修正RDSon电压降，并输出该经修正RDSon电压降；内存装置，其耦接至该处理装置并经组态以储存温度传感器增益及偏移修正函数及电压修正函数；且其中该处理装置经组态以：接收用于该MOS晶体管开关的闸极驱动电压；接收该所量测温度信号，并使用该所储存温度传感器增益及偏移修正函数自该所量测温度信号计算经修正温度；及命令该至少一电路组件使该所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生该经修正RDSon电压降，其中该电压修正因子是使用该所储存的电压修正函数来判定；及自该经修正RDSon电压降计算电流以供该电压调节器使用以调节该电压信号。
[0146] 实施例16包括实施例15的电流传感器，其中该处理装置经组态以通过使该所量测温度信号乘以温度增益因子来产生一乘积并将温度偏移因子相加至该乘积以产生该经修正温度，而自该所量测温度信号计算该经修正温度，其中该温度增益因子是使用该所储存温度传感器增益及偏移修正函数以及该所量测温度来判定。
[0147] 实施例17包括实施例15至16中任一项的电流传感器，其中该处理装置经组态以通过将温度偏移因子相加至该所量测温度以产生一总和并使该总和乘以温度增益因子以产生该经修正温度，而自该所量测温度信号计算该经修正温度，其中该温度增益因子及该温度偏移因子是使用该所储存温度传感器增益及偏移修正函数及该所量测温度来判定。
[0148] 实施例18包括实施例15至17中任一项的电流传感器，其中该至少一电路组件包含单一可变增益放大器。
[0149] 实施例19包括实施例15至18中任一项的电流传感器，其中该至少一电路组件包含：增益放大器，其耦接至该MOS晶体管开关且经组态以量测横越该MOS晶体管开关的该RDSon电压降；及衰减数字/模拟转换器，其耦接至该增益放大器及该处理装置，其中该衰减数字/模拟转换器经组态以由该处理装置所命令，而使该增益放大器的输出衰减以产生该经修正RDSon电压降。
[0150] 实施例20包括实施例19的电流传感器，其进一步包含缓冲器，该缓冲器耦接至该衰减数字/模拟转换器且经组态以缓冲该经修正RDSon电压降。
[0151] 实施例21包括实施例15至20中任一项的电流传感器，其中该电流传感器包括于电压调节器中。
[0152] 实施例22包括一种系统，其包含：电源，其经组态以提供电压信号；电压调节器，其经组态以调节来自该电源的该电压信号并产生输出电压信号，其中该电压调节器包括在产生该输出电压信号时使用的MOS晶体管开关，且其中该电压调节器包括用以感测通过该MOS晶体管开关的电流的经校准电流传感器；及负载，其耦接至该电压调节器以接收该输出电压信号；其中该经校准电流传感器包含：处理装置；芯片上温度传感器，其经耦接以提供MOS晶体管开关的所量测温度信号至该处理装置；至少一电路组件，其耦接至该处理装置且经组态以：量测横越该MOS晶体管开关的RDSon电压降以产生所量测RDSon电压降，根据该处理装置的指令使该所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生经修正RDSon电压降，并输出该经修正RDSon电压降；内存装置，其耦接至该处理装置并经组态以储存温度传感器增益及偏移修正函数及电压修正函数；且其中该处理装置经组态以：接收用于该MOS晶体管开关的闸极驱动电压；接收该所量测温度信号，并使用该所储存温度传感器增益及偏移修正函数以自该所量测温度信号计算经修正温度；命令该至少一电路组件使该所量测RDSon电压降乘以电压修正因子以产生该经修正RDSon电压降，其中该电压修正因子是使用该所储存的电压修正函数来判定；及自该经修正RDSon电压降计算该电流以供该电压调节器使用以调节该电压信号。
[0153] 实施例23包括实施例22的系统，其中该处理装置经组态以通过使该所量测温度信号乘以温度增益因子并相加温度偏移因子以产生经修正温度，而自该所量测温度信号计算该经修正温度，其中该温度增益因子为使用该所储存温度传感器增益及偏移修正函数以及该所量测温度来判定。
[0154] 实施例24包括实施例22至23中任一项的系统，其中该至少一电路组件包含单一可变增益放大器。
[0155] 实施例25包括实施例22至24中任一项的系统，其中该至少一电路组件包含：增益放大器，其耦接至该MOS晶体管开关且经组态以量测横越该MOS晶体管开关的该RDSon电压降；及衰减数字/模拟转换器，其耦接至该增益放大器及该处理装置，其中该衰减数字/模拟转换器经组态以由该处理装置所命令，而使该增益放大器的输出衰减以产生该经修正RDSon电压降。
[0156] 实施例26包括实施例25的系统，其进一步包含缓冲器，该缓冲器耦接至该衰减数字/模拟转换器且经组态以缓冲该经修正RDSon电压降。
[0157] 尽管本文中已说明并描述特定具体实例，但一般所属领域技术人员将了解，经计算以达成相同目的的任何布置可取代所展示的特定具体实例。因此，明显期望本发明仅由
权利要求及其等效物来限制。
[0158] 以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。
