电流监测信号的热梯度校正
阅读：110发布：2020-05-11
专利汇可以提供电流监测信号的热梯度校正专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 题为“ 电流 监测 信号 的热梯度校正”。本公开描述了一种功率级。该功率级包括金属 氧 化物 半导体 场效应晶体管 (MOSFET)和耦接到MOSFET的 驱动器 IC。该驱动器IC被配置为将MOSFET切换到导通状态，使得MOSFET传导电流。驱动器IC包括输出电流监测信号的电流监测 电路 ，该电流监测信号对应于当其处于导通状态时通过MOSFET的电流。电流监测信号包括由MOSFET和驱动器IC之间的温差引起的误差。因此，驱动器IC还包括补偿电路，该补偿电路被配置为确定驱动器IC两端的热梯度，并且基于该热梯度，调整电流监测电路以减小误差。，下面是电流监测信号的热梯度校正专利的具体信息内容。
1.一种功率级，包括：
金属氧化物半导体场效应晶体管MOSFET；和
驱动器集成电路IC，该驱动器IC耦接所述MOSFET，并且所述驱动器IC被配置为将所述MOSFET切换到导通状态，其中，所述驱动器IC包括：
电流监测电路，所述电流监测电路产生与当所述MOSFET处于所述导通状态时通过所述MOSFET的电流对应的电流监测信号，所述电流监测信号包括由所述MOSFET和所述驱动器IC之间的温差引起的误差；和
补偿电路，所述补偿电路被配置为确定所述驱动器IC两端的热梯度，并且基于所述热梯度，调整所述电流监测电路以减小所述电流监测信号中的误差。
2.根据权利要求1所述的功率级，其中，通过所述MOSFET的电流对应于所述功率级的输出电流。
3.根据权利要求1所述的功率级，其中，所述补偿电路不接收所述MOSFET的直接温度测量。
4.根据权利要求1所述的功率级，其中，所述电流监测电路在所述电流监测电路的输入端处接收所述MOSFET两端的漏极源极电压(VDS)。
5.根据权利要求1所述的功率级，其中，所述电流监测信号具有对应于所述电流监测电路的增益的幅度，基于所述驱动器IC两端的所述热梯度来调整所述电流监测电路的增益，以减少所述电流监测信号中的误差。
6.根据权利要求1所述的功率级，其中，所述补偿电路耦接到位于所述驱动器IC上的第一位置处的第一传感器和位于所述驱动器IC上的第二位置处的第二传感器，所述补偿电路被配置为基于所述第一传感器的第一测量值和所述第二传感器的第二测量值之间的差值来确定所述驱动器IC两端的所述热梯度，所述第一位置和所述第二位置沿着其中所述驱动器IC两端的所述热梯度近似最大并且所述驱动器IC两端的所述热梯度与所述MOSFET和所述驱动器IC之间的温差线性相关的方向基本上对齐。
7.一种开关模式功率转换器系统，包括：
高侧金属氧化物半导体场效应晶体管HS-FET；
低侧金属氧化物半导体场效应晶体管LS-FET；和
驱动器IC，所述驱动器IC被配置为驱动所述HS-FET和所述LS-FET以交替地传导输出电流，所述驱动器IC还被配置为确定所述驱动器IC两端的热梯度并输出电流监测信号，所述电流监测信号表示所述输出电流并且所述电流监测信号取决于所述驱动器IC两端的所述热梯度，所述HS-FET、所述LS-FET和所述驱动器IC包括在封装中。
8.根据权利要求7所述的开关模式功率转换器系统，其中，所述HS-FET、所述LS-FET和所述驱动器IC各自在所述封装内单独的管芯上。
9.根据权利要求7所述的开关模式功率转换器系统，其中，所述驱动器IC两端的所述热梯度基于由在所述驱动器IC的管芯上的第一位置处的第一传感器进行的第一测量和由在所述驱动器IC的所述管芯上的第二位置处的第二传感器进行的第二测量，所述第一位置和所述第二位置基于所述封装中的所述HS-FET、所述LS-FET和所述驱动器IC的相对定位。
10.根据权利要求7所述的开关模式功率转换器系统，其中，由所述驱动器IC输出的所述电流监测信号基于增益，并且所述电流监测信号的所述调整包括基于所述驱动器IC两端的所述热梯度来调整所述增益。
11.根据权利要求7所述的开关模式功率转换器系统，其中，所述驱动器IC两端的所述热梯度与所述封装两端的热梯度成比例。
12.根据权利要求7所述的开关模式功率转换器系统，其中，所述封装包括用于所述输出电流的第一引脚和用于所述电流监测信号的第二引脚。
13.根据权利要求7所述的开关模式功率转换器系统，还包括负载，所述负载接收用于功率的所述输出电流并且接收用于诊断的所述电流监测信号。
电流监测信号的热梯度校正
技术领域
背景技术
[0002] 现代服务器和电信系统可能需要能够以高功率密度和高开关频率高效地操作的功率级来提供功率。功率级的元件可以集成在封装内，每个元件在单独的管芯上，以适应系统的尺寸限制。功率级可以输出代表功率级的输出电流的电流监测信号，以提供监测功率级上的负载条件的便利手段。为了根据监测到的负载条件进行调整，电流监测信号应准确。因此，需要新的电路和技术来确保电流监测信号的准确度。
发明内容
发明内容
[0003] 因此，在一个方面，本公开描述了功率级。功率级包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)和耦接到MOSFET的驱动器IC。该驱动器IC被配置为将MOSFET切换到导通状态，使得MOSFET传导电流。驱动器IC包括输出电流监测信号的电流监测电路，该电流监测信号对应于当其处于导通状态时通过MOSFET的电流。电流监测信号包括由MOSFET和驱动器IC之间的温差引起的误差。因此，驱动器IC还包括补偿电路，该补偿电路被配置为确定驱动器IC两端的热梯度，并且基于该热梯度，调整电流监测电路以减小误差。
[0004] 在另一个方面，本公开描述了开关模式功率转换器系统。该开关模式功率转换器系统包括高侧MOSFET(即，HS-FET)、低侧MOSFET(即，LS-FET)和驱动器IC。驱动器IC被配置为驱动HS-FET和LS-FET以交替地传导输出电流。驱动器IC还被配置为确定驱动器IC两端的热梯度，并输出代表输出电流且取决于驱动器IC两端的热梯度的电流监测信号。HS-FET、LS-FET和驱动器IC包含在封装中。
[0005] 在另一个方面，本公开描述了用于生成电流监测信号的方法。该方法包括使用驱动器IC监测通过MOSFET的电流。该方法还包括测量驱动器IC两端的热梯度，以表示MOSFET和驱动器IC之间的温差。最后，该方法包括生成电流监测信号以表示通过MOSFET的电流。该生成基于驱动器IC两端的热梯度，并且是在不知道MOSFET的温度的情况下进行的。
附图说明
[0007] 图1示意性地描绘了根据本公开的示例性实施方案的功率级。
[0008] 图2A图解地描绘了根据本公开的实施方案的功率级的正常负载热条件。
[0009] 图2B图解地描绘了根据本公开的实施方案的功率级的高负载热条件。
[0010] 图3是示意性地描绘了根据本公开的实施方案的开关模式功率转换器系统的框图。
[0011] 图4图解地描绘了包括图3的开关模式功率转换器系统的元件的封装内的热条件。
[0012] 图5是开关模式功率转换器系统的示例实施方案的驱动器IC、HS-FET和LS-FET在不同输出电流下的温度的曲线图。
[0013] 图6是开关模式功率转换器系统的示例实施方案的在不同负载条件下的实际电流监测信号与理想电流监测信号相比较的曲线图。
[0014] 图7是开关模式功率转换器系统的示例实施方案的管芯间热梯度与管芯内热梯度的关系的曲线图。
[0015] 图8是根据本公开的实施方案的用于在功率转换器中生成电流监测信号的方法的流程图。
[0016] 附图中的部件未必相对于彼此按比例绘制，并且在几个视图中，相同的附图标记表示相应的部件。
具体实施方式
[0017] 本公开包括向负载提供功率的功率级。另外，功率级包括电路系统(即，电路、元件)，以产生(例如，输出)代表功率级上的负载(例如，输出电流)的电流监测信号。所公开的电路系统具有以提高的准确度提供电流监测信号的优点，尤其是在高负载条件下。
[0018] 功率级通常具有驱动器IC和至少一个开关器件(例如，MOSFET、绝缘栅双极晶体管(IGBT)、结场效应晶体管(JFET)、双极结型晶体管(BJT)、高电子迁移率晶体管(HEMT)等)以用于操作。尽管本文所述的许多实施方式针对MOSFET器件，但是除了MOSFET器件之外或者代替MOSFET器件，也可以使用其他器件。驱动器IC包括用于驱动该至少一个开关器件在导通状态(或关断状态)下操作的电路系统。驱动器IC还可以包括用于监测该至少一个开关器件，并且基于这种监测而生成表示通过该至少一个开关器件的电流的电流监测信号的电路系统。
[0019] 对于包括驱动器IC和MOSFET(例如，功率MOSFET)的功率级，本公开认识到，在操作期间，驱动器IC可以在与MOSFET不同的(例如，更低的)温度下操作。在一些实施方式中，电流监测信号的准确度取决于驱动器IC和MOSFET之间的这种温差。在一些实施方式中，温差(即，驱动器IC和MOSFET之间的热梯度)对应于在驱动器IC两端测量的温差(即，在驱动器IC上的位置之间的热梯度)。
[0020] 因此，本公开的一个方面涉及测量驱动器IC两端的热梯度，并且然后使用该热梯度来调整电流监测信号生成的方式，以便在所有负载条件下(即，在不同的热条件下)保持电流监测信号的准确度。所公开的电路和方法的一个有利方面是，这种调整不需要对MOSFET(或多个MOSFET)进行直接温度测量。换句话讲，唯一要测量的温度物理上是驱动器IC上或驱动器IC附近的温度(而不是MOSFET上的温度(例如，温度测量不包括MOSFET器件))。在一些实施方式中，温度测量装置可以不耦接到MOSFET的占用区和/或占用区内(但是可以耦接到驱动器IC的占用区和/或占用区内)。在一些实施方式中，温度测量可以在驱动器IC上执行，驱动器IC电耦接到而不是热耦接到MOSFET。这意味着驱动器IC和MOSFET可以是物理上不同的(例如，在单独的管芯上)，并且MOSFET电路系统可以被简化和/或标准化，因为MOSFET不需要任何电路系统、耦接或连接来确定其特定温度。这一有利方面可以对应于功率级的成本、尺寸和复杂性的节省。
[0021] 图1中示出了示例性功率级。功率级100包括至少一个金属氧化物半导体场效应晶体管(即，MOSFET)110，当通过施加到MOSFET的栅极的信号接通到导通状态(即，打开)时，该晶体管适于传导电流。驱动器IC 120用于打开和关闭MOSFET。为了打开/关闭MOSFET，驱动器IC 120可以包括控制器130，该控制器向栅极驱动器140提供数字开关信号。栅极驱动器140通常包括被布置为反相器的n型金属氧化物半导体(NMOS)晶体管和p型金属氧化物半导体(PMOS)晶体管。基于NMOS和PMOS的配置，栅极驱动器140向MOSFET 110(例如，功率MOSFET)的栅极拉出电流或从MOSFET 110的栅极灌入电流，以克服MOSFET的栅极电容，并将MOSFET 110切换到导通状态或关断状态。
[0022] 驱动器IC 120还包括电流监测电路150，当MOSFET被切换到导通状态时，该电流监测电路150监测通过MOSFET 110的漏极-源极电流(IDS)。因为MOSFET通常耦接到功率级(未示出)的输出，所以MOSFET的漏极-源极电流(IDS)通常代表功率级的输出电流(IOUT)。功率级100也输出电流监测信号(IMON)，该信号是对应于通过MOSFET的电流的电流或电压。
[0023] 电流监测信号(IMON)由电流监测电路150提供。例如，基于输入到电流监测电路的MOSFET 110两端的漏极-源极电压(VDS)，当MOSFET处于导通状态时，电流监测电路150可以输出与通过MOSFET的电流(IDS)成比例的电流监测信号(IMON)。测量MOSFET两端的电压VDS防止通过MOSFET的电流的直接测量干扰功率级的操作(例如，引入损耗)。可以从MOSFET两端的电压(VDS)和MOSFET的电阻(RDS)导出通过MOSFET的电流(IDS)(即，VDS＝IDS·RDS)。
[0024] MOSFET 110的电阻RDS随温度变化。因此，电流监测电路150可以利用一个或多个参考MOSFET 154来表示MOSFET 110在一定温度范围内的操作特性。当电流监测电路150中的参考MOSFET 154与MOSFET 110处于相同的温度时，它们具有相同的操作特性(例如，电阻)。因此，电流监测电路150可以被配置为在参考MOSFFET 154中的一个或多个参考MOSFFET的两端施加VDS，以获得随后由增益级(即，闭环增益、增益)152放大的信号，以便确定IMON。这样，只要MOSFET的温度和一个或多个参考MOSFET的温度保持接近(例如，在10摄氏度(℃)内)，IMON可以在宽范围的温度条件下保持准确(例如，相对准确)。使用一个或多个参考MOSFET来确定MOSFET的漏极-源极电压VDS是用于生成IMON的一种可能的技术。本公开的范围不限于该特定技术，而是包括用于生成受驱动器IC和MOSFET之间的温差影响的IMON的所有电路和技术。
[0025] 在一些实施方式中，随着电流监测电路150中的参考MOSFET 154和MOSFET 110之间的温差增大，IMON成为通过MOSFET的电流的逐渐降低的准确表示。换句话说，当驱动器IC 120的温度不同于功率MOSFET 110的温度时，电流监测信号(IMON)包括由温差引起的误差，并且电流监测信号中的误差的大小对应于温差的大小。因此，通过识别驱动器IC和MOSFET之间的温差，可以量化、消除或以其他方式补偿电流监测信号中的误差。因此，功率级100包括补偿电路160。
[0026] 在一些实施方式中，补偿电路160从位于驱动器IC 120上的第一位置的第一传感器162(例如，偏置二极管的串联)接收对应于第一温度的第一测量值，并且从位于驱动器IC 120上的第二位置的第二传感器164接收对应于第二温度的第二测量值。根据这些测量值，补偿电路将驱动器IC 120两端的热梯度确定为第一测量值和第二测量值之间的差值。电流监测电路接收该热梯度，并且可以基于该热梯度重新配置操作(例如增益)，因此提供更准确的电流监测信号。
[0027] 在一些实施方式中，所公开的技术的优点在于，可以调整电流监测电路150，以减少或消除由该温差引起的电流监测信号IMON中的误差。所公开的技术的另一个优点在于，这种调整(即补偿)不需要功率MOSFET 110的直接温度测量。如将要讨论的，可以选择驱动器IC上的第一传感器和第二传感器的布置，使得驱动器IC两端的测量的热梯度与MOSFET和驱动器IC之间的温差线性相关(成比例)。
[0028] 上述功率级的两种不同热条件如图2A和图2B所示。如图所示，功率级可以包括驱动器IC 120和MOSFET 110。这些元件在单独的管芯上，但是一起包括(例如，包含)在封装200中。图2A示出了正常负载条件，其中两个元件的温度大约相同(即，等温)。在这种情况下，在MOSFET 110的热中心210和驱动器IC 120的热中心220之间没有温差。如上所述，在这种情况下，电流监测电路150(参见图1)提供通过MOSFET的电流的准确表示。即使驱动器IC和MOSFET的温度发生变化，只要驱动器IC和MOSFET处于大约(例如<10℃)相同的温度，IMON就保持准确。因此，对于图2A所示的热条件，由补偿电路160提供的任何热梯度测量值都很小，并且对电流监测电路生成IMON几乎没有影响。当驱动器IC 120和MOSFET 110在同一封装
200中彼此接近(例如，相邻)并且MOSFET上的负载条件较低(例如，与MOSFET的建议操作规范相比，MOSFET的电流和/或占空比不高)时，这种热条件可能出现(例如，通常出现)。
200中彼此接近(例如，相邻)并且MOSFET上的负载条件较低(例如，与MOSFET的建议操作规范相比，MOSFET的电流和/或占空比不高)时，这种热条件可能出现(例如，通常出现)。
[0029] 另一方面，图2B示出了驱动器IC 120和MOSFET 110不处于相同温度的热条件(即，由相异的阴影表示)。当驱动器IC 120和MOSFET 110在同一封装200中彼此接近并且MOSFET上的负载条件较高(例如，与MOSFET的建议操作规范相比，MOSFET的电流和/或占空比高)时，这种热条件通常会出现。在这种情况下，在MOSFET210的热中心210和驱动器IC 120的热中心220之间沿着特定方向的温差(即，热梯度G)是非零的。
[0030] 关于MOSFET 110和驱动器IC 120之间的温差的信息(例如，知识)可以用于检测、减少、校正和/或补偿误差。关于驱动器IC的温度的信息(例如，知识)不足以基于温差量化误差，并且将温度传感器添加到MOSFET并将该传感器耦接到驱动器IC增加了功率级的复杂性、尺寸和成本。相反，本公开提出了仅从驱动器IC上的温度推断该知识的技术。
[0031] 如图2B所示，MOSFET和驱动器IC之间的热梯度G(管芯到管芯的梯度)对应于驱动器IC两端的热梯度g。因此，感测驱动器IC两端的热梯度g可以用于检测、减少、校正和/或补偿电流监测信号中的误差。
[0032] 迄今描述的原理、电路和技术可以扩展到更不同(例如，更复杂)的实施方案。图3示出了根据本公开的实施方案的开关模式功率转换器系统300。如图所示，该系统可以是具有驱动器IC 320(例如，基于图1中的驱动器IC 120)的同步降压转换器。该同步降压转换器交替地将MOSFET(即，HS-FET)340切换到导通状态，以将HS-FET 340连接到电压源(例如，VIN)，并将MOSFET(即，LS-FET)330切换到导通状态，以将LS-FET 330连接到低电压(例如，地)。同步降压转换器还包括存储电路370。该存储电路可以包括以低通配置连接的输出电感器372和电容器374(或电容器组)。降压转换器中的切换允许连接到HS-FET和LS-FET的输出的存储电路(例如，滤波器)370根据开关频率充电和放电，以向负载380提供经调节的输出电流IOUT 360。形成LC滤波器的电感器(L)372和电容器(C)374可以包括封装310，也可以不包括封装310(例如，在封装内)。
[0033] 开关模式功率转换器系统300还输出电流监测信号IMON 350来表示IOUT 360。在一些实施方案中，负载380可以接收IMON 350作为附加处理和/或操作的诊断。例如，体现为处理器的负载380可以将IMON与阈值进行比较，以便触发冷却。因此，IMON 350应该是IOUT 360的准确(例如，+/-1％以内)表示。电流监测信号IMON可以是具有与IOUT相关(例如，线性相关(例如，成比例)、与预定函数相关等)的幅度的电压或电流。
[0034] 输出电流IOUT 360对应于当HS-FET处于导通状态时通过HS-FET 340的电流，并且对应于当LS-FET处于导通状态时通过LS-FET 330的电流。因此，驱动器IC 320包括电流监测电路150，在可能的实施方案中，根据开关频率，电流监测电路150交替地耦接到HS-FET和LS-FET。如前所述，电流监测电路150可以被配置为将来自HS-FET(或LS-FET)的漏极-源极电压(VDS)施加到一个或多个参考MOSFFET 154，以便产生被增益152放大成IMON的信号。在另选实施方案中，电流监测电路150耦接到LS-FET 330，而不耦接到HS-FET 340。当LS-FET 330的占空比高于HS-FET 340时(例如，当HS-FET的占空比较小时，例如≤15％)，这种方法可能是有用的。在这种情况下，当LS-FET处于导通状态时，电流监测电路150可以基于来自LS-FET 330的耦接VDS来生成IMON。当LS-FET处于关断状态(即，HS-FET处于导通状态)时，可以通过算法生成IMON(例如，基于IMON的先前值进行估计)，而不是基于来自HS-FET的耦接VDS。
[0035] 由该电路操作产生的IMON 350的准确度与驱动器IC中的一个或多个参考MOSFET和HS-FET(或LS-FET)之间的温差有关(例如，成比例)。例如，当驱动器IC 320和HS-FET 340和/或LS-FET 330之间存在温差时，IMON包括基于该温差的误差。
[0036] 驱动器IC 320、HS-FET 340和LS-FET 330可以各自制造在单独的管芯上，并且单独的管芯可以被布置和包含在封装310中。管芯在封装中的一种可能布置在图4中示出。如图所示，封装310内管芯的布置可以对应于每个管芯的相对尺寸。例如，LS-FET 330的管芯通常大于HS-FET 340的管芯，因为操作中的HS-FET 340的占空比(例如，15％)通常小于操作中的LS-FET 330的占空比(例如，85％)。在一些实施方案中，驱动器IC和HS-FET大约是LS-FET的尺寸的一半。在这些实施方案中，管芯可以布置在矩形封装中，其中驱动器IC在封装的上部的左半部中，HS-FET在封装的上部的右半部中，并且LS-FET在封装的下部的右半部和左半部中。图4所示的封装310还包括用于将电流监测(IMON)耦接出封装的第一引脚410和用于将输出电流(IOUT)耦接出封装的第二引脚420。
[0037] HS-FET和LS-FET之间的尺寸差可以对应于在高负载条件下管芯之间的温差。高负载温度条件在图4中示出。在该附图中，布置(例如，配置)在封装310中的驱动器IC 320的管芯、LS-FET 330的管芯和HS-FET 340的管芯根据它们的温度被阴影化(即，暗等于低温，亮等于高温)。可以观察到，HS-FET的热中心处于比LS-FET高的温度(THS)。另外，由于LS-FET的尺寸，第一部分中的温度TLS1可以不同于第二部分中的温度TLS2。当THS高于TLS1和TLS2时，在驱动器IC两端形成热梯度405(T2>T1)。在这种情况下，驱动器IC 320的管芯的温度在位于离HS-FET 340和LS-FET 330最近的拐角处最高(即，处于T2)，并且驱动器IC 320的管芯的温度在位于离HS-FET 340和LS-FET 330最远的拐角处最低(即，处于T1)。因此，如图4所示，在由驱动器IC 320的这些相应拐角限定的方向上，驱动器IC两端的热梯度405最大(例如，大约(例如+/-1℃)最大、基本上最大)。换句话说，驱动器IC 320两端的热梯度405可以被认为具有由在离封装中的热源最远的第一位置处的第一温度T1和离封装中的热源最近的第二温度T2限定的幅度/方向。换句话说，第一传感器的第一位置和第二传感器的第二位置基于封装中的HS-FET、LS-FET和驱动器IC的相对定位。
[0038] 接下来参照图4的封装实施方案描述热特性及其与电流监测信号的关系，该封装实施方案包括具有驱动器IC 320、HS-FET 340和LS-FET 330的封装310，但是不包括存储电路370。然而，本公开不限于该实施方案。本公开的范围涵盖其他封装实施方案，而不管封装的形状、封装内元件的布置和/或封装中元件的数量/类型。例如，封装可以包括三维布置的元件。在另一个示例中，元件可以是散热器而不是热源。在又一个示例中，驱动器IC可以包括多于两个传感器，以进一步区分封装内的热条件。
[0039] 关于图4所示的封装实施方案，在图5中绘出了不同操作条件(即，IOUT)下驱动器IC(即，TREF)、HS-FET(即，THS)和LS-FET(即TLS1)的温度。如图所示，随着功率转换器系统上负载的增加，管芯之间的最大温度和最小温度之间的差值增加。对于40安培(A)的输出电流(IOUT)，驱动器IC(TREF)和HS-FET(THS)之间的温差为大约10摄氏度(℃)，而在60A的IOUT下，温差超过20摄氏度。因此，TREF本身不足以预测管芯之间的温度梯度(即，管芯间温差)。
[0040] 同样关于图4所示的封装实施方案，图6示出了不同负载条件(即，IOUT)下的电流监测信号IMON。在正常负载条件下(例如，IOUT<40A)，其中封装中的管芯到管芯温差较小(例如，小于10℃)，IMON与IOUT线性相关(例如，IMON(mV)＝5(mV/A)·IOUT(A))。这种线性度一直持续到负载条件达到高负载条件(例如，IOUT>40A)，在高负载条件下，HS-FET/LS-FET/驱动器IC的温度开始彼此显著偏离(例如>10摄氏度)。在高负载条件下，电流监测信号IMON通常高于预期。此外，随着电流进一步增加到高负载条件，封装中的温度梯度增加，并且IMON的准确度降低。
[0041] 同样关于图4所示的封装实施方案，图7示出了热梯度关系。如图7所示，驱动器IC两端的管芯内梯度(即，T2-T1)与驱动器IC和HS-FET之间的管芯间热梯度(即，THS-TREF)或驱动器IC和LS-FET的热中心之间的管芯间热梯度(即，TLS-TREF)线性相关。因此，驱动器IC两端的温度梯度(即，T2-T1)可以用来表示HS-FET和驱动器IC之间的温差和/或LS-FET和驱动器IC之间的温差。此外，可以通过测量管芯内梯度(即，T2-T1)来检测和校正由管芯间热梯度(即，THS-TREF或TLS-TREF)引起的电流监测信号中的误差。
[0042] 可以通过多种方式来实现生成针对由于热梯度引起的误差进行校正的电流监测信号。例如，生成IMON的电路系统可以被配置为检测热梯度，将热梯度与阈值进行比较，并且然后通过调整IMON对热梯度超过阈值做出反应。另选地，生成IMON的电路系统可以被配置为始终考虑热梯度，即使在不存在显著的热梯度时。
[0043] 图8示出了用于生成电流监测信号(IMON)的方法的一个可能的实施方案。在方法800中，通过MOSFET的电流被监测810。电流可以通过直接测量或间接测量来监测。例如，通过MOSFET的电流(例如，IOUT)可以通过MOSFET两端的电压(VDS)的测量值来推断。另外，驱动器IC两端的热梯度(T2-T1)被测量820，以表示MOSFET和驱动器IC之间的温差。最后，基于电流(例如，IOUT)并且基于热梯度(即，T2-T1)而生成830电流监测信号IMON。
[0044] 在一个可能的实施方案中，电流监测电路可以利用作为所确定的热梯度的函数的增益来减小误差。例如，电流监测信号可以表达为：
[0045] IMON＝IOUT·(K1-K2(T2-T1))，
[0046] 其中，K1和K2是常数，可以基于特定实施方案和操作特性进行调整。T1是在驱动器IC 320的第一位置322处的第一温度，并且T2是在驱动器IC 320上的第二位置324处的第二温度。因此，当驱动器IC两端没有热梯度时，IMON与IOUT成比例(参见图6)。随着热梯度增加，比例常数K1(即，增益)减小K2(T2-T1)，以防止过度估计电流监测信号，并使电流监测信号与理想曲线对齐，如图6所示。
[0047] 通过调整电流监测电路的增益而进行的IMON的上述生成是作为示例呈现的。本公开的范围包括基于热梯度对电流监测电路的任何调整，以减少电流监测信号中的误差(即，增加其准确度)。例如，在另一个可能的实施方案中，可以基于驱动器两端的温度梯度来计算电流监测信号中的误差。一旦计算出来，可以从未校正的电流监测信号中减去该误差，以增加其准确度。
[0048] 在一个可能的实施方式中，用于生成电流监测信号的方法包括：使用驱动器IC监测通过MOSFET的电流；测量驱动器IC两端的热梯度，以表示MOSFET和驱动器IC之间的温差；以及生成电流监测信号以表示通过MOSFET的电流。在这种情况下，这种生成基于驱动器IC两端的热梯度，而不需要确定(例如，直接确定)MOSFET的温度。驱动器IC和该方法都可以包括在封装(即，相同的封装)中，并且在一个可能的实施方式中，驱动器IC两端的热梯度的测量(即，测量)包括感测驱动器IC的管芯上的第一位置处的第一温度和感测驱动器IC的管芯上的第二位置处的第二温度。第一位置和第二位置可能基于封装中的MOSFET的管芯和驱动器IC的管芯的相对定位。
[0049] 一般来讲，本领域技术人员还将理解，在不脱离本公开的范围和实质的情况下，可以配置上述优选实施方案和另选实施方案的各种改编和修改。因此，应当理解，在所附权利要求书的范围内，本公开可以不同于本文具体描述的方式实施。
[0050] 应当理解，在前面的描述中，当元件诸如层、区域、衬底或部件被提及在另一个元件上，连接到另一个元件，电连接到另一个元件，耦接到另一个元件，或电耦接到另一个元件上时，该元件可直接在另一个元件上，连接或耦接到另一个元件上，或者可以存在一个或多个中间元件。相反，当元件被提及直接在另一个元件或层上、直接连接到另一个元件或层、或直接耦接到另一个元件或层时，不存在中间元件或层。虽然在整个具体实施方式中可能不会通篇使用术语直接在…上、直接连接到…、或直接耦接到…，但是被示为直接在元件上、直接连接或直接耦接的元件能以此类方式提及。本申请的权利要求书(如果存在的话)可被修订以叙述在说明书中描述或者在附图中示出的示例性关系。
[0051] 一些实施方式可使用各种半导体处理和/或封装技术来实现。一些实施方式可使用与半导体基板相关联的各种类型的半导体处理技术来实现，该半导体基板包含但不限于，例如硅(Si)、砷化镓(GaAs)、氮化镓(GaN)、碳化硅(SiC)等。
[0052] 虽然所描述的实施方式的某些特征已经如本文所述进行了说明，但是本领域技术人员现在将想到许多修改形式、替代形式、变化形式和等同形式。因此，应当理解，所附权利要求书旨在涵盖落入实施方式的范围内的所有此类修改形式和变化形式。应当理解，这些修改形式和变化形式仅仅以举例而非限制的方式呈现，并且可以进行形式和细节上的各种变化。除了相互排斥的组合以外，本文所述的装置和/或方法的任何部分可以任意组合进行组合。本文所述的实施方式能包括所描述的不同实施方式的功能、部件和/或特征的各种组合和/或子组合。
[0053] 在说明书和/或附图中，已经公开了典型的实施方案。本公开不限于此类示例性实施方案。术语“和/或”的使用包括一个或多个相关联列出条目的任意组合和所有组合。附图是示意性表示并且因此未必按比例绘制。除非另有说明，否则特定术语是在通用和描述性的意义上使用的，而不是为了限制的目的，并且本文使用的所有技术和科学术语具有与本领域普通技术人员通常理解的含义相同的含义。
| 标题 | 发布/更新时间 | 阅读量 |
|---|---|---|
| 具有基于输入电感器的可变电压转换器的电驱动装置 | 2020-05-12 | 772 |
| 霍尔传感器电路、电机控制系统和霍尔元件感测方法 | 2020-05-12 | 194 |
| 一种汽车能量储存再使用系统 | 2020-05-08 | 509 |
| 用功能专用光源组实施机动车辆的多照明功能的照明装置 | 2020-05-12 | 561 |
| 一种基于NB-IOT通讯技术的电气火灾监控智能用电开关系统 | 2020-05-11 | 461 |
| X频段2000瓦固态发射机及系统 | 2020-05-11 | 914 |
| 调制器 | 2020-05-11 | 542 |
| 可变电力充电 | 2020-05-08 | 445 |
| 使用占空比状态机控制开关模式功率转换器的装置和方法 | 2020-05-08 | 664 |
| 一种一体式直流四枪单级功率分配两两切换充电桩 | 2020-05-12 | 368 |
高效检索全球专利专利汇是专利免费检索,专利查询,专利分析-国家发明专利查询检索分析平台，是提供专利分析，专利查询，专利检索等数据服务功能的知识产权数据服务商。
我们的产品包含105个国家的1.26亿组数据，免费查、免费专利分析。
分析报告
专利汇分析报告产品可以对行业情报数据进行梳理分析，涉及维度包括行业专利基本状况分析、地域分析、技术分析、发明人分析、申请人分析、专利权人分析、失效分析、核心专利分析、法律分析、研发重点分析、企业专利处境分析、技术处境分析、专利寿命分析、企业定位分析、引证分析等超过60个分析角度，系统通过AI智能系统对图表进行解读，只需1分钟，一键生成行业专利分析报告。
两级功率转换器热门专利
QQ群二维码
意见反馈
意见反馈