FR2925166A1 - Procede et disposiitf de mesure de courant pour un convertisseur dc/dc - Google Patents

Procede et disposiitf de mesure de courant pour un convertisseur dc/dc Download PDF

Info

Publication number
FR2925166A1
FR2925166A1 FR0759910A FR0759910A FR2925166A1 FR 2925166 A1 FR2925166 A1 FR 2925166A1 FR 0759910 A FR0759910 A FR 0759910A FR 0759910 A FR0759910 A FR 0759910A FR 2925166 A1 FR2925166 A1 FR 2925166A1
Authority
FR
France
Prior art keywords
potential
node
vbat
output
mos
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Granted
Application number
FR0759910A
Other languages
English (en)
Other versions
FR2925166B1 (fr
Inventor
Severin Trochut
David Chesneau
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
STMicroelectronics SA
Original Assignee
STMicroelectronics SA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by STMicroelectronics SA filed Critical STMicroelectronics SA
Priority to FR0759910A priority Critical patent/FR2925166B1/fr
Priority to US12/336,516 priority patent/US20090153119A1/en
Publication of FR2925166A1 publication Critical patent/FR2925166A1/fr
Application granted granted Critical
Publication of FR2925166B1 publication Critical patent/FR2925166B1/fr
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Classifications

    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00Conversion of DC power input into DC power output
    • H02M3/02Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC
    • H02M3/04Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters
    • H02M3/10Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load
    • H02M3/1588Conversion of DC power input into DC power output without intermediate conversion into AC by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load comprising at least one synchronous rectifier element
    • GPHYSICS
    • G01MEASURING; TESTING
    • G01RMEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/0092Measuring current only
    • HELECTRICITY
    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02MAPPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009Devices or circuits for detecting current in a converter
    • HELECTRICITY
    • H03ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K2217/00Indexing scheme related to electronic switching or gating, i.e. not by contact-making or -breaking covered by H03K17/00
    • H03K2217/0027Measuring means of, e.g. currents through or voltages across the switch
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02BCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Amplifiers (AREA)

Abstract

Dispositif de mesure de courant pour un convertisseur DC/DC comprenant un noeud de sortie (10) traversé par un courant de sortie (IL) et porté à un potentiel de sortie (VLX) égal respectivement à des première et deuxième valeurs. Le dispositif de mesure comprenant un module d'amplification (2) comprenant un noeud de rétroaction (20) traversé par un courant miroir (IL') proportionnel au courant de sortie (IL) et porté au potentiel présent sur une première entrée (21) du module d'amplification (2).Le dispositif comprend également un module intermédiaire (3) monté entre le premier potentiel (VBAT) et le noeud de sortie (10), comprenant un noeud intermédiaire (30) connecté à la première entrée (21), et porté à un potentiel intermédiaire (VLX') égal à des troisième et quatrième valeurs corrélées respectivement aux première et deuxième valeurs, l'écart entre la troisième et la quatrième valeurs étant inférieur à l'écart entre la première et la deuxième valeurs.

Description

PROCEDE ET DISPOSITIF DE MESURE DE COURANT POUR UN CONVERTISSEUR DC/DC La présente invention se rapporte, de façon générale, à la régulation de tension dans un convertisseur de tension de type continu-continu, ou convertisseur DC/DC, et plus particulièrement à un dispositif de mesure de courant (ou current-sense circuit en anglais) pour un convertisseur DC/DC.
Plus précisément, l'invention concerne selon un premier de ses aspects un dispositif de mesure de courant pour un convertisseur de type continu-continu comprenant au moins un module de connexion monté entre des premier et deuxième potentiels, et comprenant au moins un noeud de sortie porté à un potentiel de sortie et traversé par un courant de sortie, le module de connexion étant apte à relier alternativement le noeud de sortie au premier et au deuxième potentiel, fixant le potentiel de sortie respectivement à une première et à une deuxième valeur, le dispositif de mesure comprenant au moins un module d'amplification comprenant au moins un noeud de rétroaction, et une première et une deuxième entrée, le noeud de rétroaction étant traversé par un courant miroir proportionnel au courant de sortie et porté à un troisième potentiel égal au potentiel présent sur la première entrée du module d'amplification, et la deuxième entrée étant connectée au premier potentiel.
L'invention s'applique au convertisseur DC/DC de type éleveur de tension (ou boost en anglais), abaisseur de tension (ou buck en anglais), et éleveur/abaisseur de tension (ou buck-boost en anglais), dont le principe de fonctionnement est connu de l'homme du métier.
De manière générale, un convertisseur DC/DC convertit une tension continue disponible, par exemple délivrée par une batterie, en une tension continue prédéterminée et régulée, nécessaire pour alimenter une charge, la tension continue régulée pouvant être supérieure ou inférieure à la source de tension. Par exemple, le convertisseur DC/DC à commutation présenté en figure 1, dont seuls les éléments nécessaires à la compréhension ont été représentés, comprend un premier commutateur POWER MOS 1 et un deuxième commutateur POWER MOS 2 en série entre un premier potentiel VBAT, par exemple une source d'alimentation continue, et un deuxième potentiel GND, par exemple une masse. Les premier et deuxième commutateurs POWER MOS 1, POWER MOS 2 sont connectés entre eux par un noeud de sortie 10, et forment un module de connexion 1. Le premier commutateur POWER MOS 1 est monté entre le premier potentiel VBAT et le noeud de sortie 10, et le deuxième commutateur POWER MOS 2 est monté entre le noeud de sortie 10 et le deuxième potentiel GND. Le noeud de sortie 10 est traversé par un courant de sortie IL et mis à un potentiel de sortie VLX. Le convertisseur DC/DC comprend en outre un élément inductif L en série avec un élément capacitif C couplé à une charge LOAD entre le noeud de sortie 10 et le deuxième potentiel GND. Les premier et deuxième commutateurs POWER MOS 1, POWER MOS 2, sont par exemple des transistors de puissance de type MOS (Metal Oxyde Semiconductor) respectivement à canal P et à canal N, de faible résistance résiduelle (résistance des transistors à l'état passant). Ainsi, en reliant alternativement l'élément inductif L au premier potentiel VBAT et au deuxième potentiel GND, et donc en commutant la circulation du courant en sortie de l'élément inductif L, le convertisseur DC/DC fournit, au noeud de connexion VOUT entre l'élément inductif L, le condensateur C et la charge LOAD, une tension de sortie continue régulée. En fonction de l'information en tension et/ou en courant disponible au noeud de sortie 10, un circuit de commande, connu de l'homme du métier et non illustré ici, délivre et envoie un signal de commande aux grilles des transistors pour moduler les temps de conduction de ces transistors. Le circuit de commande ajuste un rapport cyclique du signal de commande pour chacun des premier et deuxième commutateurs POWER MOS 1, POWER MOS 2 afin de maintenir la valeur de la tension de sortie constante. Le signal de commande peut par exemple être de type modulation de largeur d'impulsion ou PWM pour pulse width modulation en anglais.
Dans un convertisseur DC/DC, pour réguler la tension en sortie du convertisseur, il existe deux types de régulations . - une régulation de tension, également nommé voltage-20 mode control , et - une régulation en courant, également nommé currentmode control .
De manière générale, la régulation en tension est 25 préférée pour sa simplicité de mise en oeuvre. Cependant, la régulation en courant apporte de meilleures performances.
Dans la régulation en courant, la connaissance de 30 l'information en courant traversant l'élément inductif L est importante. La difficulté réside dans l'implémentation d'un bon dispositif de mesure de courant, ou current-sense circuit en anglais, qui doit être rapide et précis. Or, il n'existe à l'heure 35 actuelle aucune solution satisfaisante permettant d'implémenter facilement un dispositif de mesure de courant alliant vitesse et précision.
Un exemple d'un dispositif de mesure de courant de l'art antérieur est illustré en figure 1. Ce dispositif de mesure utilise la technique du miroir de courant. Le principe étant de recopier le potentiel de sortie VLX présent au noeud de sortie 10 à l'aide d'un amplificateur AMP traditionnel, pour obtenir un courant proportionnel au courant de sortie IL, et par conséquent portant une information sur le courant de sortie IL. Cette information en courant est ensuite exploitée par exemple par le circuit de commande pour générer le signal de commande pour la régulation.
Ce Dispositif de mesure comprend un module d'amplification 2 comprenant un troisième et un quatrième commutateur SENSE MOS 1, SENSE MOS 2 connectés entre eux par un noeud de rétroaction 20, et monté entre le premier potentiel VBAT et par exemple une entrée du circuit de commande. Le troisième commutateur SENSE MOS 1 est monté entre le premier potentiel VBAT et le noeud de rétroaction 20, et le quatrième commutateur SENSE MOS 2 est monté entre le noeud de rétroaction 20 et l'entrée du circuit de commande. Le dispositif de mesure comprend également un amplificateur AMP dont une entrée positive (ou entrée non inverseuse) est, par exemple, connectée au noeud de sortie 10, et une entrée négative (ou entrée inverseuse) connectée au noeud de rétroaction 20. Les troisième et quatrième commutateurs SENSE MOS 1, SENSE MOS 2 sont par exemple des transistors de type MOS à canal P de faible puissance par rapport aux premier et deuxième commutateurs POWER MOS 1, POWER MOS 2, et sont commandés respectivement par le signal de commande et un signal généré à une sortie de l'amplificateur AMP. Dans cette configuration, le troisième commutateur SENSE MOS 1 et le premier commutateur POWER MOS 1 ont le même comportement, et l'amplificateur AMP met le noeud de rétroaction 20 à un troisième potentiel égal au potentiel présent à l'entrée positive, soit le potentiel de sortie VLX. Dans ces conditions, le module d'amplification 2 génère au noeud de rétroaction 20 un courant miroir IL' lié au courant de sortie IL par un coefficient de proportionnalité égal à un ratio de taille. Par exemple, si le premier commutateur POWER MOS 1 et le troisième commutateur SENSE MOS 1 ont un ratio de taille RATI01:1, le courant miroir IL' sera égale au rapport du courant de sortie sur le premier ratio RATIO1, soit IL'=IL/RATIO, le premier ratio RATIO1 étant par exemple égale à 10000. Le courant miroir IL' est ensuite envoyé à l'entrée du circuit de commande, via le quatrième commutateur SENSE MOS 2.
Ainsi, un inconvénient de cette solution de l'art antérieur est que du fait du trop grand rapport entre les commutateurs du module de connexion et du module d'amplification, l'adaptation (ou appariement) lors de la fabrication est difficile, voire mauvaise.
En fonction du signal de commande reçu, le module de connexion 1 peut se mettre dans un premier ou un deuxième état. Le premier état met le premier commutateur POWER MOS 1 en conduction et le deuxième commutateur POWER MOS 2 hors conduction, permettant ainsi de relier le noeud de sortie 10 au premier potentiel VBAT. Le deuxième état met le premier commutateur POWER MOS 1 hors conduction et le deuxième commutateur POWER MOS 2 en conduction, permettant ainsi de relier le noeud de sortie 10 au deuxième potentiel GND.
Lorsque le module de connexion 1 est dans le premier état, le premier potentiel VBAT est sollicité, et le potentiel de sortie VLX est alors égal à une première valeur. Cette première valeur est égale, dans ce cas, à la différence entre le premier potentiel VBAT et le produit entre le courant de sortie IL et la résistance résiduelle, notée RDSON PM1, du premier commutateur POWER MOS 1, et soit VLX=VBAT-IL*RDSON PM1, et par approximation VLX=VBAT. Ce potentiel de sortie VLX est ensuite envoyé à l'entrée positive de l'amplificateur. L'amplificateur AMP reçoit donc à son entrée positive un niveau de potentiel proche du premier potentiel VBAT. Le troisième commutateur SENSE MOS 1 recevant le même signal de commande que le premier commutateur POWER SENSE 1, lorsque le module de connexion est dans le premier état, le troisième commutateur SENSE MOS 1 est mis en conduction, et le potentiel présent au noeud de rétroaction 20 est égal au potentiel de sortie VLX.
Lorsque le module de connexion 1 est dans le deuxième état, le potentiel de sortie VLX est alors égale à une deuxième valeur. Cette deuxième valeur est égale, dans ce cas, au deuxième potentiel GND moins le produit entre le courant de sortie IL et la résistance résiduelle, notée RDSON PM2, du deuxième commutateur POWER MOS 2, soit VLX=GND-IL*RDSON PM2, et par approximation VLX=GND. Ce potentiel de sortie VLX est ensuite envoyé à l'entrée positive de l'amplificateur. L'amplificateur AMP reçoit donc à son entrée positive 25 un niveau de potentiel proche du deuxième potentiel GND.
Ainsi, dans cette solution de l'art antérieur, le potentiel de sortie VLX, envoyé à l'entrée positive de l'amplificateur AMP, varie de manière générale entre le 30 premier potentiel VBAT et le deuxième potentiel GND. L'écart entre les première et deuxième valeurs du potentiel de sortie étant important, un autre inconvénient est que l'amplificateur AMP subit énormément de contraintes, diminuant la rapidité et la précision du 35 dispositif de mesure.
Ainsi, la présente invention a pour but de proposer un dispositif de mesure de courant pour les convertisseurs de type DC/DC, exempt de l'une au moins des limitations précédemment évoquées.
L'invention a notamment pour objectif de limiter l'excursion du potentiel présent à l'entrée positive de l'amplificateur, et plus précisément, de limiter l'excursion du noeud vu par l'amplificateur et de proposer un dispositif de mesure de courant pour convertisseur DC/DC plus efficace et plus rapide.
Ces objectifs, ainsi que d'autres, sont atteints par l'invention qui a pour objet un dispositif de mesure de courant pour un convertisseur de type continu-continu comprenant au moins un module de connexion monté entre des premier et deuxième potentiels, et comprenant au moins un noeud de sortie porté à un potentiel de sortie et traversé par un courant de sortie, le module de connexion étant apte à relier alternativement le noeud de sortie au premier et au deuxième potentiel, fixant le potentiel de sortie respectivement à une première et à une deuxième valeur, le dispositif de mesure comprenant au moins un module d'amplification comprenant au moins un noeud de rétroaction, et une première et une deuxième entrées, le noeud de rétroaction étant traversé par un courant miroir proportionnel au courant de sortie et porté à un troisième potentiel égal au potentiel présent sur la première entrée du module d'amplification, et la deuxième entrée étant connectée au premier potentiel. Selon l'invention, le dispositif de mesure comprend en outre un module intermédiaire monté entre le premier potentiel et le noeud de sortie, comprenant au moins un noeud intermédiaire au moins relié au premier potentiel, connecté à la première entrée du module d'amplification, et porté à un potentiel intermédiaire, ce potentiel intermédiaire étant égal à une troisième et à une quatrième valeur corrélées respectivement à la première et à la deuxième valeurs, l'écart entre la troisième et la quatrième valeurs étant inférieur à l'écart entre la première et la deuxième valeurs.
Avantageusement, le module de connexion comprend au moins des premier et deuxième commutateurs connectés entre eux par le noeud de sortie, et montés en série entre les premier et deuxième potentiels, les premier et deuxième commutateurs étant commandés par un signal de commande.
Avantageusement, le module d'amplification comprend au moins . - des troisième et quatrième commutateurs connectés entre eux par un noeud de rétroaction, le troisième commutateur étant commandé par le signal de commande et étant monté entre le premier potentiel et le noeud de rétroaction, et - un amplificateur commandant le quatrième commutateur, et comprenant une entrée positive connectée à la première entrée, et une entrée négative connectée au noeud de rétroaction.
De préférence, le module intermédiaire comprend au 25 moins . - un cinquième commutateur en conduction et monté entre le premier potentiel et le noeud intermédiaire, et - un sixième commutateur monté entre le noeud intermédiaire et le noeud de sortie, et commandé par le 30 signal de commande.
L'invention a également pour objet un procédé de mesure de courant pour un convertisseur de type continu- continu comprenant au moins un module de connexion monté 35 entre des premier et deuxième potentiels, le module de connexion comprenant au moins un noeud de sortie porté à un potentiel de sortie et traversé par un courant de sortie, le module de connexion étant apte à relier le noeud de sortie à un premier et un deuxième potentiel, fixant le potentiel de sortie respectivement à une première ou à une deuxième valeur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant à : - relier un noeud intermédiaire d'un module intermédiaire au premier potentiel, - relier le noeud intermédiaire au noeud de sortie si le noeud de sortie est relié au premier potentiel, ou disjoindre le noeud intermédiaire du noeud de sortie si le noeud de sortie est relié au deuxième potentiel, - générer, au noeud intermédiaire, un potentiel intermédiaire égal à une troisième ou à une quatrième valeur, corrélée respectivement à la première ou à la deuxième valeur, l'écart entre la troisième et la quatrième valeur étant inférieure à l'écart entre la première et la deuxième valeur, - envoyer le potentiel intermédiaire à une première entrée d'un module d'amplification, - relier un noeud de rétroaction du module d'amplification au premier potentiel si le noeud de sortie est relié au premier potentiel, disjoindre le noeud de rétroaction du premier potentiel si le noeud de sortie est relié au deuxième potentiel, - porter le noeud de rétroaction à un troisième potentiel égal au potentiel présent sur la première entrée, et - générer, au noeud de rétroaction, un courant miroir proportionnel au signal de sortie.
Avantageusement, le noeud de sortie est relié au premier potentiel via un premier commutateur, et est relié au deuxième potentiel via un deuxième commutateurs, les premier et deuxième commutateurs étant commandés par un signal de commande fonction au moins du courant miroir.
Le noeud de rétroaction peut être relié au premier potentiel via un troisième commutateur commandé par le signal de commande.
De préférence, le noeud de rétroaction est porté au troisième potentiel par un amplificateur recevant sur une entrée positive le potentiel intermédiaire et sur une entrée négative le troisième potentiel.
Le courant miroir traverse, par exemple, un quatrième commutateur commandé par l'amplificateur, et connecté au noeud de rétroaction.
Le noeud intermédiaire peut être est relié au premier potentiel via un cinquième commutateur et peut être relié au noeud de sortie via un sixième commutateur commandé par le signal de commande.
L'invention a également pour objet un convertisseur 20 de tension comprenant au moins le dispositif décrit précédemment.
Ces objets, caractéristiques et avantages ainsi que d'autres de la présente invention seront exposés plus en 25 détail dans la description suivante d'un mode de réalisation préféré de l'invention, faite à titre non limitatif en relation avec les figures jointes parmi lesquelles : - la figure 1, précédemment décrite, présente un 30 schéma d'un dispositif de mesure de courant connu de l'art antérieur couplé à un convertisseur DC/DC ; - la figure 2 présente sous forme de schéma bloc, une réalisation particulière d'un dispositif de mesure de courant selon l'invention couplé à un convertisseur 35 DC/DC ; et - la figure 3 présente en détail la réalisation selon la figure 2.
Sur les figures 2 et 3, en plus des éléments du module de connexion 1 et du module d'amplification 2 déjà présentés et décris précédemment, y figurent un module intermédiaire 3 comprenant des cinquième et sixième commutateurs POWER SENSE MOS 1, POWER SENSE MOS 2, connectés entre eux par un noeud intermédiaire 30, et montés en série entre le premier potentiel VBAT et le noeud de sortie 10. Le cinquième commutateur POWER SENSE MOS 1 est connecté entre le premier potentiel VBAT et le noeud intermédiaire, et est toujours en conduction. Le sixième commutateur POWER SENSE MOS 2 est monté entre le noeud intermédiaire 30 et le noeud de sortie 10, et est commandé par le même signal de commande envoyé au premier commutateur POWER MOS 1.
Dans cette configuration, les comportements du quatrième commutateur POWER SENSE MOS 1 et du premier commutateur POWER MOS 1 sont identiques.
Cependant, contrairement à la solution dans l'art antérieur, l'entrée positive de l'amplificateur AMP n'est plus connectée directement au noeud de sortie, mais au noeud intermédiaire 30. L'entrée positive de l'amplificateur AMP reçoit ainsi le potentiel présent au noeud intermédiaire 30, et noté potentiel intermédiaire VLX'.
Ainsi, lorsque le module de connexion est dans le premier état, le premier commutateur POWER MOS 1 est mis en conduction, le potentiel de sortie VLX est fixé à la première valeur, le cinquième commutateur POWER SENSE MOS 2 est également mis en conduction, et le potentiel intermédiaire VLX' est égal à une troisième valeur. Dans cette configuration, la troisième valeur est égale à la différence entre le premier potentiel VBAT et le produit entre le courant IL" traversant le cinquième commutateur POWER SENSE MOS 1 par la résistance résiduelle, notée RDSON PSM1, du cinquième commutateur POWER SENSE MOS 1, soit VLX'=VBAT-IL " *RDSON PSM1. Le produit IL " *RDSON PSM1 étant en général très faible par rapport à VBAT, on peut approximer la troisième valeur à VBAT. Ce potentiel intermédiaire VLX' est ensuite envoyé à l'entrée positive de l'amplificateur AMP. L'amplificateur AMP porte le noeud de rétroaction au potentiel intermédiaire VLX' et le module d'amplification 2 génère le courant miroir IL' lié au courant de sortie IL par le coefficient de proportionnalité. Par exemple, s'il existe un RATIO2:1 entre le premier commutateur POWER MOS 1 et le cinquième commutateur POWER SENSE MOS 1, et un ratio de taille RATIO3:1 entre le cinquieme commutateur POWER SENSE MOS 1 et le troisième commutateur SENSE MOS 1, alors IL'=IL/(RATIO2*RATIO3). Par exemple, RATIO2=RATIO3=100.
Lorsque le module de connexion 1 est dans le deuxième état, le deuxième commutateur POWER MOS 1 est mis en conduction, le potentiel de sortie VLX est fixé à la deuxième valeur, le cinquième commutateur POWER SENSE MOS 2 est mis hors conduction, et le potentiel intermédiaire VLX' est égal au premier potentiel VBAT, soit VLX'=VBAT. Ce potentiel intermédiaire VLX' est ensuite envoyé à l'entrée positive de l'amplificateur AMP.
Ainsi, le potentiel intermédiaire VLX' envoyé à l'entrée positive de l'amplificateur AMP, et représentatif du potentiel de sortie VLX lorsque le module de connexion est dans le premier état, est quasi stable puisqu'il varie de manière générale autour du premier potentiel VBAT. L'écart entre les troisième et quatrième valeurs du potentiel intermédiaire est bien inférieure à l'écart entre les premier et deuxième valeurs du potentiel de sortie VLX, l'excursion du potentiel intermédiaire VLX' est réduite par rapport à celle du potentiel de sortie VLX. Les contraintes subies par l'amplificateur AMP sont donc largement diminuées.
Les quatrième et cinquième commutateurs POWER SENSE MOS 1, POWER SENSE MOS 2, sont par exemple des transistors de type MOS à canal P de faible puissance par rapport aux premier et deuxième commutateurs POWER8MOS 1, POWER MOS 2.
Par ailleurs, le ratio entre les commutateurs du module de connexion 1 et du module intermédiaire 3, et le ratio entre les commutateurs du module intermédiaire 3 et du module d'amplification 2 étant plus faible, l'adaptation (ou appariement) lors de la fabrication est plus facile.
La solution ainsi proposée permet de limiter l'excursion du noeud vu par l'amplificateur, et les besoins en termes de bande passante sont inférieurs par rapport aux solutions de l'art antérieur.

Claims (11)

REVENDICATIONS
1. Dispositif de mesure de courant pour un convertisseur de type continu-continu comprenant au moins un module de connexion (1) monté entre des premier et deuxième potentiels (VBAT, GND), et comprenant au moins un noeud de sortie (10) porté à un potentiel de sortie (VLX) et traversé par un courant de sortie (IL), le module de connexion étant apte à relier alternativement le noeud de sortie (10) au premier et au deuxième potentiel (VBAT, GND), fixant le potentiel de sortie (VLX) respectivement à une première et à une deuxième valeur, le dispositif de mesure comprenant au moins un module d'amplification (2) comprenant au moins un noeud de rétroaction (20), et une première et une deuxième entrées (21, 22), le noeud de rétroaction (20) étant traversé par un courant miroir (IL') proportionnel au courant de sortie (IL) et porté à un troisième potentiel égal au potentiel présent sur la première entrée (21) du module d'amplification, et la deuxième entrée (22) étant connectée au premier potentiel (VBAT), caractérisé en ce qu'il comprend en outre un module intermédiaire (3) monté entre le premier potentiel (VBAT) et le noeud de sortie (10), comprenant au moins un noeud intermédiaire (30) au moins relié au premier potentiel (VBAT), connecté à la première entrée (21) du module d'amplification (2), et porté à un potentiel intermédiaire (VLX'), ce potentiel intermédiaire (VLX') étant égal à une troisième et à une quatrième valeur corrélées respectivement à la première et à la deuxième valeurs, l'écart entre la troisième et la quatrième valeurs étant inférieur à l'écart entre la première et la deuxième valeurs.
2. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel le module de connexion (1) comprend au moins despremier et deuxième commutateurs (POWER MOS 1, POWER MOS 2) connectés entre eux par le noeud de sortie (10), et montés en série entre les premier et deuxième potentiels (VBAT, GND), les premier et deuxième commutateurs (POWER MOS 1, POWER MOS 2) étant commandés par un signal de commande.
3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, dans lequel le module d'amplification (2) comprend au moins : - des troisième et quatrième commutateurs (SENSE MOS 1, SENSE MOS 2) connectés entre eux par un noeud de rétroaction (20), le troisième commutateur (SENSE MOS 1) étant commandé par le signal de commande et étant monté entre le premier potentiel (VBAT) et le noeud de rétroaction (20), et - un amplificateur (AMP) commandant le quatrième commutateur (SENSÉ MOS 2), et comprenant une entrée positive connectée à la première entrée (21), et une entrée négative connectée au noeud de rétroaction (20).
4. Dispositif selon l'une des revendications 1 à 3, dans lequel le module intermédiaire (3) comprend au moins . - un cinquième commutateur (POWER SENSE MOS 1) en conduction et monté entre le premier potentiel (VBAT) et le noeud intermédiaire (30), et un sixième commutateur (POWER SENSE MOS 2) monté entre le noeud intermédiaire (30) et le noeud de sortie (10), et commandé par le signal de commande.
5. Procédé de mesure de courant pour un convertisseur de type continu-continu comprenant au moins un module de connexion (1) monté entre des premier et deuxième potentiels (VBAT, GND), le module de connexion (1) comprenant au moins un noeud de sortie (10) porté à un potentiel de sortie (VLX) et traversé par un courant de sortie (IL), le module de connexion (1) étant apte àrelier le noeud de sortie (10) à un premier et un deuxième potentiel (VBAT, GND), fixant le potentiel de sortie (VLX) respectivement à une première ou à une deuxième valeur, caractérisé en ce qu'il comprend au moins les étapes consistant à : - relier un noeud intermédiaire (30) d'un module intermédiaire (3) au premier potentiel (VBAT), - relier le noeud intermédiaire (30) au noeud de sortie (10) si le noeud de sortie (10) est relié au premier potentiel (VBAT), ou disjoindre le noeud intermédiaire (30) du noeud de sortie (10) si le noeud de sortie (10) est relié au deuxième potentiel (VBAT), - générer, au noeud intermédiaire (30), un potentiel intermédiaire (VLX') égal à une troisième ou à une quatrième valeur, corrélée respectivement à la première ou à la deuxième valeur, l'écart entre la troisième et la quatrième valeur étant inférieure à l'écart entre la première et la deuxième valeur, - envoyer le potentiel intermédiaire (VLX') à une première entrée (21) d'un module d'amplification (2), relier un noeud de rétroaction (20) du module d'amplification (2) au premier potentiel (VBAT) si le noeud de sortie (10) est relié au premier potentiel (VBAT), disjoindre le noeud de rétroaction (20) du premier potentiel (VBAT) si le noeud de sortie (10) est relié au deuxième potentiel (VBAT), - porter le noeud de rétroaction (20) à un troisième potentiel égal au potentiel présent sur la première entrée (21), et - générer, au noeud de rétroaction (20), un courant miroir (IL') proportionnel au signal de sortie (IL).
6. Procédé selon la revendication 5, dans lequel le noeud de sortie (10) est relié au premier potentiel (VBAT) via un premier commutateur (POWER MOS 1), et est relié au deuxième potentiel (GND) via un deuxièmecommutateurs (POWER MOS 2), les premier et deuxième commutateurs (POWER MOS 1, POWER MOS 2) étant commandés par un signal de commande fonction au moins du courant miroir (IL') .
7. Procédé selon la revendication 5 ou 6, dans lequel le noeud de rétroaction (20) est relié au premier potentiel (VBAT) via un troisième commutateur (SENSE MOS 1) commandé par le signal de commande. 10
8. Procédé selon l'une des revendications 5 à 7, dans lequel le noeud de rétroaction (20) est porté au troisième potentiel par un amplificateur (AMP) recevant sur une entrée positive le potentiel intermédiaire (VLX') 15 et sur une entrée négative le troisième potentiel.
9. Procédé selon l'une des revendications 5 à 8, dans lequel le courant miroir (IL') traverse un quatrième commutateur (SENSÉ MOS 2) commandé par l'amplificateur 20 (AMP), et connecté au noeud de rétroaction (20).
10. Procédé selon l'une des revendications 5 à 9, dans lequel le noeud intermédiaire (30) est relié au premier potentiel (VBAT) via un cinquième commutateur 25 (POWER SENSE MOS 1) et est relié au noeud de sortie (30) via un sixieme commutateur (POWER SENSE MOS 2) commandé par le signal de commande.
11. Convertisseur de tension comprenant au moins le 30 dispositif selon l'une des revendications 1 à 4. 35
FR0759910A 2007-12-17 2007-12-17 Procede et dispositif de mesure de courant pour un convertisseur dc/dc Expired - Fee Related FR2925166B1 (fr)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0759910A FR2925166B1 (fr) 2007-12-17 2007-12-17 Procede et dispositif de mesure de courant pour un convertisseur dc/dc
US12/336,516 US20090153119A1 (en) 2007-12-17 2008-12-16 Method and device for measuring current for a dc-dc converter

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
FR0759910A FR2925166B1 (fr) 2007-12-17 2007-12-17 Procede et dispositif de mesure de courant pour un convertisseur dc/dc

Publications (2)

Publication Number Publication Date
FR2925166A1 true FR2925166A1 (fr) 2009-06-19
FR2925166B1 FR2925166B1 (fr) 2010-05-21

Family

ID=39677358

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
FR0759910A Expired - Fee Related FR2925166B1 (fr) 2007-12-17 2007-12-17 Procede et dispositif de mesure de courant pour un convertisseur dc/dc

Country Status (2)

Country Link
US (1) US20090153119A1 (fr)
FR (1) FR2925166B1 (fr)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ITMI20112268A1 (it) * 2011-12-15 2013-06-16 St Microelectronics Des & Appl Circuito di sensing tensione-corrente e relativo convertitore dc-dc
US9362822B2 (en) * 2012-12-04 2016-06-07 Rf Micro Devices, Inc. Average load current detector for a multi-mode switching converter
US9793805B2 (en) * 2015-03-31 2017-10-17 Fujitsu Limited Charge pump current adjustment

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020158615A1 (en) * 2000-10-13 2002-10-31 Ryan Goodfellow System and method for current sensing
US20070103005A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-10 Toshio Nagasawa Switching power supply device, semiconductor integrated circuit device and power supply device
US20070263334A1 (en) * 2006-03-06 2007-11-15 Junji Nishida Current detector circuit and current-mode DC-DC converter using same

Family Cites Families (18)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5412309A (en) * 1993-02-22 1995-05-02 National Semiconductor Corporation Current amplifiers
US6356065B1 (en) * 1999-08-30 2002-03-12 Canon Kabushiki Kaisha Current-voltage converter with changeable threshold based on peak inputted current
US6528976B1 (en) * 1999-09-24 2003-03-04 Fairchild Semiconductor Corporation Fet sensing programmable active droop for power supplies
US6323703B1 (en) * 2000-05-04 2001-11-27 Exar Corporation Indirect output current sensing
US6265859B1 (en) * 2000-09-11 2001-07-24 Cirrus Logic, Inc. Current mirroring circuitry and method
US6642631B1 (en) * 2000-10-17 2003-11-04 Semiconductor Components Industries Llc Circuit and method of direct duty cycle current sharing
US6377034B1 (en) * 2000-12-11 2002-04-23 Texas Instruments Incorporated Method and circuits for inductor current measurement in MOS switching regulators
DE10119858A1 (de) * 2001-04-24 2002-11-21 Infineon Technologies Ag Spannungsregler
US6700365B2 (en) * 2001-12-10 2004-03-02 Intersil Americas Inc. Programmable current-sensing circuit providing discrete step temperature compensation for DC-DC converter
JP2004228713A (ja) * 2003-01-20 2004-08-12 Sharp Corp 電圧変換回路ならびにそれを備える半導体集積回路装置および携帯端末
US6940189B2 (en) * 2003-07-31 2005-09-06 Andrew Roman Gizara System and method for integrating a digital core with a switch mode power supply
US7268527B2 (en) * 2004-03-11 2007-09-11 Semtech Corporation Method and apparatus for determining load current in a CPU core voltage regulator
JP4287851B2 (ja) * 2004-10-28 2009-07-01 Tdk株式会社 スイッチング電源用制御装置およびスイッチング電源
US7151361B2 (en) * 2004-11-09 2006-12-19 Texas Instruments Incorporated Current sensing circuitry for DC-DC converters
EP1681761A1 (fr) * 2005-01-14 2006-07-19 Dialog Semiconductor GmbH Structure de mesure de courant pour interrupteurs de puissance intégrés
US7495423B1 (en) * 2006-04-03 2009-02-24 National Semiconductor Corporation Apparatus and method for loop adjustment for a DC/DC switching regulator
US7609047B2 (en) * 2006-11-09 2009-10-27 Intel Corporation Dynamically configurable voltage regulator for integrated circuits
US7683593B2 (en) * 2006-11-30 2010-03-23 Fairchild Semiconductor Corporation Current sensing in a power converter

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20020158615A1 (en) * 2000-10-13 2002-10-31 Ryan Goodfellow System and method for current sensing
US20070103005A1 (en) * 2005-11-08 2007-05-10 Toshio Nagasawa Switching power supply device, semiconductor integrated circuit device and power supply device
US20070263334A1 (en) * 2006-03-06 2007-11-15 Junji Nishida Current detector circuit and current-mode DC-DC converter using same

Non-Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
JIANN-JONG CHEN ET AL: "Hysteresis-Current-Controlled Class-D Amplifier with Active Current Sensing Techniques", COMMUNICATIONS, CIRCUITS AND SYSTEMS PROCEEDINGS, 2006 INTERNATIONAL C ONFERENCE ON, IEEE, PI, 1 June 2006 (2006-06-01), pages 2737 - 2740, XP031010988, ISBN: 978-0-7803-9584-8 *
YUANG-SHUNG LEE ET AL: "High Accuracy CMOS Current Sensing Circuit for Current Mode Control Buck Converter", POWER ELECTRONICS AND DRIVE SYSTEMS, 2007. PEDS '07. 7TH INTERNATIONAL CONFERENCE ON, IEEE, PISCATAWAY, NJ, USA, 27 November 2007 (2007-11-27), pages 44 - 48, XP031242485, ISBN: 978-1-4244-0644-9 *

Also Published As

Publication number Publication date
US20090153119A1 (en) 2009-06-18
FR2925166B1 (fr) 2010-05-21

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1366402B1 (fr) Regulateur de tension protege contre les courts-circuits
FR2814608A1 (fr) Circuit d'amplificateur operationnel
FR2925167A1 (fr) Dispositif de mesure de courant
KR101204235B1 (ko) Dc-dc 컨버터 및 dc-dc 컨버터를 구비한 전원 회로
FR2819064A1 (fr) Regulateur de tension a stabilite amelioree
CN101682256A (zh) 电流模式控制型切换调节器
EP3035530A1 (fr) Circuit de comparaison d'une tension à un seuil
EP0438363A1 (fr) Circuit de mesure du courant dans un transistor MOS de puissance
FR2855920A1 (fr) Circuit de conversion de tension continue
FR2925166A1 (fr) Procede et disposiitf de mesure de courant pour un convertisseur dc/dc
FR2852166A1 (fr) Filtre passe-bas a condensateurs commutes et dispositif de capteur de pression a semiconducteurs incorporant ce filtre
FR2835664A1 (fr) Procede de generation d'une rampe de tension aux bornes d'un condensateur, et dispositif electronique correspondant, en particulier pour une alimentation a decoupage d'un telephone mobile cellulaire
EP2722727B1 (fr) Alimentation d'une charge à potentiel flottant
US8258828B2 (en) Summation circuit in DC-DC converter
EP4044415A1 (fr) Démarrage d'une alimentation à découpage
CH703161A2 (fr) Circuit electronique a amplificateur lineaire assiste par un amplificateur a mode commute.
WO2018091491A1 (fr) Système d'équilibrage local analogique pour un ensemble de dispositifs de stockage d'énergie électrique par effet capacitif, module de stockage rechargeable, véhicule de transport et installation électriques comprenant un tel système
EP2638406A1 (fr) Mesure de courant pour radiateur electrique
WO2020011768A1 (fr) Procede de declenchement de la mise a l'etat passant d'un transistor
EP3557742B1 (fr) Alimentation à découpage
JP2004146981A (ja) D級増幅器
FR3149398A1 (fr) Régulateur de tension
EP4350468A1 (fr) Dispositif electronique
EP4712329A1 (fr) Alimentation a decoupage de type abaisseur de tension
JP4673477B2 (ja) 撮像素子駆動回路、撮像素子試験装置

Legal Events

Date Code Title Description
PLFP Fee payment

Year of fee payment: 9

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 10

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 11

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 13

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 14

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 15

PLFP Fee payment

Year of fee payment: 16

ST Notification of lapse

Effective date: 20240806