CN115882703A - 智能功率级模块、电流监控信号产生电路及其方法 - Google Patents

智能功率级模块、电流监控信号产生电路及其方法 Download PDF

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Abstract

一种智能功率级模块、电流监控信号产生电路及其方法，智能功率级模块包括输出级及驱动电路。输出级包括下桥开关且提供输出电流。驱动电路耦接输出级且依据脉宽调变信号控制输出级的操作，脉宽调变信号包括下桥开关的导通时间部分。驱动电路包括判断电路及信号结合电路。判断电路根据脉宽调变信号产生控制信号。信号结合电路耦接判断电路与输出级以提供代表输出电流的电流监控信号。电流监控信号由模拟电流信号与实际感测电流信号所结合。信号结合电路包括切换电路，依据控制信号进行切换以调整模拟电流信号与实际感测电流信号的占比。当下桥开关的导通时间部分小于预设时间时，切换电路依据控制信号缩短模拟电流信号在电流监控信号中的持续时间。本发明可有效避免电流监控信号与其代表的输出电流之间的误差随瞬变状态的持续而累积扩大，故能提升在高速切换状态下的电流监控信号的精准度。

Description

智能功率级模块、电流监控信号产生电路及其方法
技术领域
本发明与电流监控有关，尤其是关于一种智能功率级(Smart Power Stage,SPS)模块、电流监控信号产生电路及其方法。
背景技术
传统的电流感测电路通常采用运算放大器直接感测电源转换器的电感电流，但其仅适用于切换开关的导通时间较长的情况下，随着电源转换***切换频率的提升，无论是降压(Buck)转换器或升压(Boost)转换器均可能出现切换开关的导通时间过短导致传统的电流感测电路无法取得即时电流波形的情况。
如图1所示，以降压(Buck)转换器为例，现有技术利用部分的模拟电流信号CS2代表实际输出电流的上升波形，再将实际感测电流信号CS1与模拟电流信号CS2结合为完整的电流监控信号IMON的波形。在模拟电流信号CS2/实际感测电流信号CS1之间的切换需要一段缓冲时间BT(例如电流监控信号IMON开始下降起算400ns)进行控制信号传递、控制电路反应及电流监控信号IMON的校正等动作，并于缓冲时间BT结束时由模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1。
然而，当变频***瞬变(transient)时，很可能使得其输出级中的开关切换周期缩短(亦即开关切换频率增快)而小于这段缓冲时间BT，导致无法通过实际感测电流信号CS1来校正电流监控信号IMON的波形。如图2所示，尤其是当瞬变状态持续数个切换周期之后，现有技术所得到的电流监控信号IMON与实际输出电流IL的误差持续累积，严重影响电流监控信号IMON的精准度，此一问题有待改善。
发明内容
有鉴于此，本发明提出一种智能功率级模块、电流监控信号产生电路及其方法，以有效解决现有技术所遭遇到的所述问题。
依据本发明的一具体实施例为一种智能功率级模块。于此实施例中，智能功率级模块包括输出级及驱动电路。输出级包括下桥开关且提供输出电流。驱动电路耦接输出级且依据脉宽调变信号控制输出级的操作，脉宽调变信号包括下桥开关的导通时间部分。驱动电路包括判断电路及信号结合电路。判断电路根据脉宽调变信号产生控制信号。信号结合电路耦接判断电路与输出级以提供代表输出电流的电流监控信号。电流监控信号由模拟电流信号与实际感测电流信号所结合。信号结合电路包括切换电路，依据控制信号进行切换以调整模拟电流信号与实际感测电流信号的占比。当下桥开关的导通时间部分小于预设时间时，切换电路依据控制信号缩短模拟电流信号在电流监控信号中的持续时间。
于一实施例中，信号结合电路包括电流感测电路及模拟电流产生电路。电流感测电路耦接输出级与切换电路且感测输出电流以提供实际感测电流信号。模拟电流产生电路耦接切换电路，提供与输出电流相关的模拟电流信号。
于一实施例中，信号结合电路还包括校正电路，分别耦接电流感测电路与模拟电流产生电路，根据实际感测电流信号与模拟电流信号的差产生校正信号，以使模拟电流产生电路产生校正后的模拟电流信号。
于一实施例中，判断电路包括第一采样电路、第二采样电路及时序控制电路。第一采样电路接收脉宽调变信号，且于脉宽调变信号的下降缘起算的第一时间对脉宽调变信号进行采样以得到第一采样结果。第二采样电路于脉宽调变信号的下降缘起算的第二时间对脉宽调变信号进行采样以得到第二采样结果，第二时间小于第一时间。时序控制电路分别耦接第一采样电路及第二采样电路，根据第一采样结果与第二采样结果产生控制信号。
依据本发明的另一具体实施例为一种电流监控信号产生电路。于此实施例中，电流监控信号产生电路耦接智能功率级模块的输出级。输出级包括下桥开关且依据脉宽调变信号提供输出电流。脉宽调变信号包括下桥开关的导通时间部分。电流监控信号产生电路包括判断电路及信号结合电路。判断电路根据脉宽调变信号产生控制信号。信号结合电路耦接判断电路与输出级，以提供代表输出电流的电流监控信号。电流监控信号由模拟电流信号与实际感测电流信号所结合。信号结合电路包括切换电路，依据控制信号进行切换，以调整模拟电流信号与实际感测电流信号的占比。当下桥开关的导通时间部分小于预设时间时，切换电路依据控制信号缩短模拟电流信号在电流监控信号中的持续时间。
于一实施例中，信号结合电路包括电流感测电路及模拟电流产生电路。电流感测电路耦接输出级与切换电路，且感测输出电流以提供实际感测电流信号。模拟电流产生电路耦接切换电路，提供与输出电流相关的模拟电流信号。
于一实施例中，信号结合电路还包括校正电路。校正电路分别耦接电流感测电路与模拟电流产生电路。校正电路根据实际感测电流信号与模拟电流信号的差产生校正信号，以使模拟电流产生电路产生校正后的模拟电流信号。
依据本发明的另一具体实施例为一种电流监控信号产生的方法。此方法应用于智能功率级模块。智能功率级模块包括输出级。输出级包括下桥开关且依据脉宽调变信号提供输出电流。脉宽调变信号包括下桥开关的导通时间部分。此方法包括：(a)根据脉宽调变信号产生控制信号；(b)结合模拟电流信号与实际感测电流信号，以提供代表输出电流的电流监控信号；以及(c)依据控制信号调整模拟电流信号与实际感测电流信号的占比。当下桥开关的导通时间部分小于预设时间时，步骤(c)依据控制信号缩短模拟电流信号在电流监控信号中的持续时间。
于一实施例中，步骤(b)还包括：(b1)根据实际感测电流信号与模拟电流信号的差校正模拟电流信号，以产生校正后的模拟电流信号。
于一实施例中，步骤(a)还包括：(a1)于脉宽调变信号的下降缘起算的第一时间对脉宽调变信号进行采样以得到第一采样结果；(a2)于脉宽调变信号的下降缘起算的第二时间对脉宽调变信号进行采样以得到第二采样结果，第二时间小于第一时间；以及(a3)根据第一采样结果与第二采样结果产生控制信号。
相较于现有技术，本发明的智能功率级模块、电流监控信号产生电路及其方法根据脉宽调变信号的频率变化动态调整模拟电流信号与实际感测电流信号的切换时间点，以调整模拟电流信号与实际感测电流信号在电流监控信号中的占比，使得电流监控信号与其所代表的输出电流之间的误差不会随着瞬变状态的持续而累积扩大，由以有效提升在高速切换状态下的电流监控信号的精准度。
关于本发明的优点与精神可以通过以下的发明详述及附图得到进一步的了解。
附图说明
图1为传统的降压(Buck)转换器将模拟电流信号与感测电流信号结合为完整的电流监控信号的波形的示意图。
图2为当瞬变状态持续数个切换周期之后，现有技术的电流监控信号偏离其所代表的输出电流的误差持续累积扩大的示意图。
图3为依据本发明的一实施例的智能功率级模块的示意图。
图4为当本发明的脉宽调变信号中的下桥开关的导通时间部分在200ns至400ns之间时的各信号波形的时序图。
图5为当本发明的脉宽调变信号中的下桥开关的导通时间部分大于400ns时的各信号波形的时序图。
图6为包含校正电路的信号结合电路的示意图。
图7为校正电路的示意图。
图8为模拟电流产生电路的示意图。
图9为当瞬变状态持续数个切换周期之后，本发明的电流监控信号仍能维持与其所代表的输出电流相当接近的示意图。
图10为依据本发明的另一实施例的电流监控信号产生方法的流程图。
主要元件符号说明：
CS1 实际感测电流信号
CS2 模拟电流信号
IMON 电流监控信号
BT 缓冲时间
IL 输出电流
3 智能功率级模块
30 驱动电路
32 输出级
300 电流监控信号产生电路
302 判断电路
304 信号结合电路
3021 第一采样电路
3022 第二采样电路
3023 第一暂存器
3024 第二暂存器
3025 时序控制电路
3041 电流感测电路
3042 模拟电流产生电路
3043 切换电路
VIN 输入电压
VOUT 输出电压
HS 上桥开关
LS 下桥开关
S1 开关
S2 开关
GND 接地端
C 输出电容
L 输出电感
PWM 脉宽调变信号
SNS 控制信号
Figure BDA0003219569850000061
反相控制信号
P1 接脚
P2 接脚
P3 接脚
t0 时间
t1 时间
t2 时间
t3 时间
t0’ 时间
t1’ 时间
t2’ 时间
t3’ 时间
t0” 时间
t1” 时间
t2”- 时间
3044 校正电路
CS2’ 校正后的模拟电流信号
30441 第三采样电路
30442 第四采样电路
30443 比较器
CAL 校正信号
30421 电流源控制电路
30422 电流源控制电路
IS1 电流源
IS2 电流源
S3 开关
S4 开关
D 反相器
S10～S14 步骤
具体实施方式
现在将详细参考本发明的示范性实施例，并在附图中说明所述示范性实施例的实例。在附图及实施方式中所使用相同或类似标号的元件/构件是用来代表相同或类似部分。
依据本发明的一具体实施例为一种智能功率级(SPS)模块。于此实施例中，智能功率级模块可应用于不同类型的电压转换电路，例如降压(Buck)转换电路或升压(Boost)转换器电路，但不以此为限。
请参照图3，图3为此实施例中的智能功率级模块的示意图。如图3所示，智能功率级模块3包括彼此耦接的驱动电路30及输出级32。输出级32包括串接于输入电压VIN与接地端GND之间的上桥开关HS及下桥开关LS。输出电感L的一端耦接至上桥开关HS与下桥开关LS之间。上桥开关HS与下桥开关LS的控制端(栅极)均接收脉宽调变信号PWM且上桥开关HS与下桥开关LS的操作均受控于脉宽调变信号PWM。在实施例中，脉宽调变信号PWM由电压转换电路的控制器所提供。在实施例中，驱动电路30会对脉宽调变信号PWM进行一些信号处理，例如：电位偏移(Level Shift)、死区时间(dead time)调整等。脉宽调变信号PWM包括上桥开关HS与下桥开关LS的导通时间部分。输出电容C耦接于输出电感L的另一端与接地端GND之间。输出级32提供输出电流IL流经输出电感L于输出电感L的另一端产生输出电压VOUT。智能功率级模块3还包括接脚P1～P3，接脚P1用以接收脉宽调变信号PWM；接脚P2用以提供电流监控信号IMON至电压转换电路的控制器；接脚P3用以提供输出电流IL。
驱动电路30包括判断电路302及信号结合电路304。判断电路302耦接信号结合电路304。判断电路302根据脉宽调变信号PWM产生控制信号
Figure BDA0003219569850000081
至信号结合电路304。信号结合电路304耦接判断电路302及输出级32。信号结合电路304接收控制信号/>
Figure BDA0003219569850000082
及输出电流IL并提供代表输出电流IL的电流监控信号IMON。电流监控信号IMON是由实际感测电流信号CS1与模拟电流信号CS2所结合。
于此实施例中，判断电路302可包括第一采样电路3021、第二采样电路3022、第一暂存器3023、第二暂存器3024及时序控制电路3025。第一采样电路3021耦接第一暂存器3023。第二采样电路3022耦接第二暂存器3024。第一暂存器3023及第二暂存器3024均耦接时序控制电路3025。时序控制电路3025耦接信号结合电路304。
第一采样电路3021接收脉宽调变信号PWM且于脉宽调变信号PWM的下降缘起算的第一时间对脉宽调变信号PWM进行采样，并将第一采样结果SH1储存于第一暂存器3023中，以持续提供第一采样结果SH1给时序控制电路3025。第二采样电路3022接收脉宽调变信号PWM且于脉宽调变信号PWM的下降缘起算的第二时间对脉宽调变信号PWM进行采样，并将第二采样结果SH2储存于第二暂存器3024中，以持续提供第二采样结果SH2给时序控制电路3025，第二时间小于第一时间。时序控制电路3025根据第一采样结果SH1与第二采样结果SH2产生控制信号
Figure BDA0003219569850000083
至信号结合电路304。
于此实施例中，信号结合电路304包括电流感测电路3041、模拟电流产生电路3042及切换电路3043。电流感测电路3041耦接输出级32与切换电路3043，用以感测输出电流IL以提供实际感测电流信号CS1。模拟电流产生电路3042耦接切换电路3043，用以根据输入电压VIN、输出电压VOUT及脉宽调变信号PWM提供与输出电流IL相关的模拟电流信号CS2。模拟电流产生电路3042的详细电路及其操作原理，容后详述。由于信号结合电路304所提供的电流监控信号IMON是由实际感测电流信号CS1与模拟电流信号CS2结合而成，切换电路3043会依据控制信号
Figure BDA0003219569850000091
进行切换，以调整实际感测电流信号CS1与模拟电流信号CS2在电流监控信号IMON中的占比。
于实际应用中，切换电路3043包括开关S1及开关S2。开关S1的一端耦接电流感测电路3041。开关S2的一端耦接模拟电流产生电路3042。开关S1的另一端与开关S2的另一端彼此耦接。开关S1及开关S2的操作分别受控于彼此反相的控制信号SNS及
Figure BDA0003219569850000092
于此实施例中，当脉宽调变信号PWM的下桥开关LS的导通时间部分(亦即脉宽调变信号PWM的低位准状态持续时间)小于预设时间时，切换电路3043会依据控制信号SNS及
Figure BDA0003219569850000093
缩短模拟电流信号CS2在电流监控信号IMON中的持续时间。换言之，当脉宽调变信号PWM控制上桥开关HS与下桥开关LS的切换频率变快时，切换电路3043会依据控制信号
Figure BDA0003219569850000094
进行切换，使得电流监控信号IMON提早从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1，以减少模拟电流信号CS2在电流监控信号IMON中的占比。
举例而言，假设预设时间为400ns，当脉宽调变信号PWM的下桥开关LS的导通时间部分大于或等于400ns时，表示电流监控信号IMON中尚有实际感测电流信号CS1的成分，判断电路302发出控制信号
Figure BDA0003219569850000095
控制切换电路3043的切换而使电流监控信号IMON中的模拟电流信号CS2持续一段较长的时间后(例如400ns)才切换为实际感测电流信号CS1；当脉宽调变信号PWM的下桥开关LS的导通时间部分小于400ns时，判断电路302发出控制信号
Figure BDA0003219569850000101
控制切换电路3043的切换而使电流监控信号IMON中的模拟电流信号CS2持续一段较短的时间(例如200ns)即切换为实际感测电流信号CS1。实际上，预设时间为正常操作时的模拟电流信号CS2于电流监控信号IMON中的持续时间，较佳为1/2周期至2/3周期，举例而言，若正常操作时的脉宽调变信号PWM周期为700ns，预设时间可为350ns～470ns，但不以此为限。
请参照图4，图4为当本发明的脉宽调变信号PWM的下桥开关LS的导通时间部分在200ns至400ns之间时的各信号波形的时序图。如图4所示，当脉宽调变信号PWM的下桥开关LS的导通时间部分(亦即脉宽调变信号PWM的低位准状态持续时间)在200ns至400ns之间时，由于其小于预设时间400ns，代表输出级32中的上桥开关HS及下桥开关LS的切换速度过快，可能使得模拟电流信号CS2出现误差而导致电流监控信号IMON偏离其所代表的输出电流IL，因此，判断电路302会发出控制信号
Figure BDA0003219569850000102
控制切换电路3043中的切换，而使电流监控信号IMON提早从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1。
详细而言，在第一周期(从时间t0至时间t0’)中，脉宽调变信号PWM在时间t0至时间t1的期间为高位准(High)，其对应于上桥开关HS的导通时间部分，故控制输出级32中的上桥开关HS导通。在时间t0时，判断电路302中的时序控制电路3025被脉宽调变信号PWM的上升缘重置。在时间t1时，脉宽调变信号PWM的下降缘触发第一采样电路3021、第二采样电路3022及时序控制电路3025开始计时。在时间t2时，第一采样电路3021对脉宽调变信号PWM采样而得到第一采样结果SH1＝0(亦即脉宽调变信号PWM为低位准(low)，对应于下桥开关LS的导通时间部分)。在时间t0’时，第一周期结束且第二周期(从时间t0’至时间t0”)开始，判断电路302中的时序控制电路3025被脉宽调变信号PWM的上升缘重置。在第一周期中，由于控制信号SNS维持于低位准，在第一周期结束时仍未达到从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1的切换时间，故信号结合电路304所输出的电流监控信号IMON为模拟电流信号CS2。
在时间t3时，由于从第一周期中的脉宽调变信号PWM的下降缘(亦即时间t1)起算已达400ns，第二采样电路3022对脉宽调变信号PWM采样而得到第二采样结果SH2＝1(亦即脉宽调变信号PWM为高位准)。时序控制电路3025根据第一采样结果SH1＝0与第二采样结果SH2＝1将第二周期(从时间t0’至时间t0”)中从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1的切换时间缩短为从脉宽调变信号PWM的下降缘起算200ns。
在时间t1’时，脉宽调变信号PWM的下降缘触发第一采样电路3021、第二采样电路3022及时序控制电路3025开始计时。在时间t2’时，第一采样电路3021对脉宽调变信号PWM采样而得到第一采样值SH1＝0(亦即脉宽调变信号PWM为低位准)，此时，时序控制电路3025发出的控制信号SNS从原本的低位准变为高位准，使得电流监控信号IMON从原本的模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1。在时间t0”时，第二周期结束，控制信号SNS被重置为低位准，使得电流监控信号IMON又切换为模拟电流信号CS2，此时模拟电流信号CS2的起始值为实际感测电流信号CS1的结束值，乃是被校正过的波形值。在时间t3’时，第二采样电路3022对脉宽调变信号PWM采样而得到第二采样值SH2＝1(亦即脉宽调变信号PWM为高位准)。时序控制电路3025根据第一采样结果SH1＝0与第二采样结果SH2＝1将从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1的切换时间维持于从脉宽调变信号PWM的下降缘起算200ns不变。
接下来，在时间t1”的情况与前述相同，故不另行赘述。此状态持续到第一采样结果SH1与第二采样结果SH2均为0(请参照图5)时，从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1的切换时间才会由从脉宽调变信号PWM的下降缘起算200ns变回从脉宽调变信号PWM的下降缘起算400ns。
请参照图5，图5为当本发明的脉宽调变信号的下桥开关LS的导通时间部分大于400ns时的各信号波形的时序图。如图5所示，由于脉宽调变信号PWM的下桥开关LS的导通时间部分(亦即脉宽调变信号PWM的低位准状态持续时间)大于预设时间400ns，代表输出级32中的上桥开关HS及下桥开关LS的切换速度较慢，因此，判断电路302会发出控制信号
Figure BDA0003219569850000121
控制切换电路3043中的切换，而使电流监控信号IMON较晚从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1。
详细而言，在第一周期(从时间t0至时间t0’)中，脉宽调变信号PWM在时间t0至时间t1的期间为高位准(High)，代表上桥开关HS的导通时间部分，故控制输出级32中的上桥开关HS导通。在时间t0时，判断电路302中的时序控制电路3025被脉宽调变信号PWM的上升缘重置。在时间t1时，脉宽调变信号PWM的下降缘触发第一采样电路3021、第二采样电路3022及时序控制电路3025开始计时。在时间t2时，第一采样电路3021对脉宽调变信号PWM采样而得到第一采样结果SH1＝0(亦即脉宽调变信号PWM为低位准)。在时间t3时，第二采样电路3022对脉宽调变信号PWM采样而得到第二采样结果SH2＝0。时序控制电路3025根据第一采样结果SH1＝0与第二采样结果SH2＝0控制第二周期中从模拟电流信号CS2切换为实际感测电流信号CS1的切换时间为从脉宽调变信号PWM的下降缘起算400ns。
需说明的是，当脉宽调变信号的下桥开关LS的导通时间部分小于200ns(亦即输出级32中的上桥开关HS与下桥开关LS的切换频率大于5MHz)时，由于实际感测电流信号CS1亦无法感测，仅能全依靠模拟电流信号CS2作为电流监控信号IMON的波形，故不在本发明讨论的范围内。
请参照图6，图6为包含校正电路3044的信号结合电路304的示意图。如图6所示，信号结合电路304除了包括电流感测电路3041、模拟电流产生电路3042及切换电路3043之外，还可包括校正电路3044。校正电路3044分别耦接电流感测电路3041与模拟电流产生电路3042，用以根据实际感测电流信号CS1与模拟电流信号CS2的差产生校正信号CAL，以供模拟电流产生电路3042产生校正后的模拟电流信号CS2’。
请参照图7，图7为校正电路3044的示意图。如图7所示，校正电路3044包括第三采样电路30441、第四采样电路30442及比较器30443。第三采样电路30441耦接模拟电流产生电路3042及比较器30443的正输入端+，用以于每个周期对模拟电流产生电路3042产生的模拟电流信号CS2进行采样并提供采样结果至比较器30443。第四采样电路30442耦接电流感测电路3041及比较器30443的负输入端-，用以于每个周期对电流感测电路3041提供的实际感测电流信号CS1进行采样并提供采样结果至比较器30443。比较器30443对第三采样电路30441与第四采样电路30442的采样结果进行比较，以输出校正信号CAL至模拟电流产生电路3042。模拟电流产生电路3042根据校正信号CAL产生校正后的模拟电流信号CS2’。
请参照图8，图8为模拟电流产生电路3042的示意图。如图8所示，模拟电流产生电路3042包含电流源控制电路30421～30422、电流源IS1～IS2及开关S3～S4。开关S3、开关S4及电流源IS2依序串接于电流源IS1与接地端GND之间。电流源IS1～IS2分别受控于电流源控制电路30421～30422。开关S3～S4分别受控于脉宽调变信号PWM及其反相信号。电流源控制电路30421～30422分别对输入电压VIN-输出电压VOUT及输出电压VOUT进行电压至电流转换以产生上升/下拉波形，并根据校正信号CAL调整电压倍率改变上升/下拉波形的斜率来调整电流源IS1～IS2提供的电流大小，由以产生校正后的模拟电流信号CS2’。
请参照图9，当瞬变状态持续数个切换周期之后，本发明的智能功率级模块3所提供的电流监控信号IMON仍能持续维持与其所代表的输出电流IL相当接近，故能有效改善如图2所示现有技术中电流监控信号IMON偏离其所代表的输出电流IL的误差持续累积扩大的问题。
依据本发明的另一具体实施例为一种电流监控信号产生电路。请参照图3及图6，电流监控信号产生电路300耦接输出级32。输出级32包括下桥开关LS且依据脉宽调变信号PWM产生输出电流IL。脉宽调变信号PWM包括下桥开关LS的导通时间部分。电流监控信号产生电路300包括判断电路302及信号结合电路304。判断电路302根据脉宽调变信号PWM产生控制信号
Figure BDA0003219569850000141
信号结合电路304耦接判断电路302与输出级32，以提供代表输出电流IL的电流监控信号IMON。电流监控信号IMON由模拟电流信号CS2与实际感测电流信号CS1所结合。信号结合电路304包括切换电路3043，用以依据控制信号/>
Figure BDA0003219569850000142
进行切换，以调整模拟电流信号CS2与实际感测电流信号CS1的占比。当下桥开关LS的导通时间部分小于预设时间时，切换电路3043依据控制信号/>
Figure BDA0003219569850000143
缩短模拟电流信号CS2在电流监控信号IMON中的持续时间。至于此实施例的电流监控信号产生电路300的详细运作情况请参照前述说明书及附图的相关说明，于此不另行赘述。/>
依据本发明的又一具体实施例为一种电流监控信号产生方法。于此实施例中，所述方法应用于智能功率级模块。智能功率级模块包括输出级。输出级包括下桥开关且依据脉宽调变信号提供输出电流。脉宽调变信号包括下桥开关的导通时间部分。请参照图10，图10为此实施例的电流监控信号产生方法的流程图。
如图10所示，电流监控信号产生方法包括下列步骤：
步骤S10：根据脉宽调变信号产生控制信号；
步骤S12：结合模拟电流信号与实际感测电流信号，以提供代表输出电流的电流监控信号；以及
步骤S14：依据控制信号调整模拟电流信号与实际感测电流信号的占比。
当脉宽调变信号的下桥开关的导通时间部分小于预设时间时，步骤S14会依据控制信号缩短模拟电流信号在电流监控信号中的持续时间，亦即电流监控信号会提早从模拟电流信号切换为实际感测电流信号。
于一实施例中，步骤S12还可根据实际感测电流信号与模拟电流信号的差校正模拟电流信号，以产生校正后的模拟电流信号，但不以此为限。
于另一实施例中，步骤S10还可包括：于脉宽调变信号的下降缘起算的第一时间对脉宽调变信号进行采样以得到第一采样结果：于脉宽调变信号的下降缘起算的第二时间对脉宽调变信号进行采样以得到第二采样结果，第二时间小于第一时间：以及根据第一采样结果与第二采样结果产生控制信号，但不以此为限。
于又一实施例中，当脉宽调变信号的下桥开关的导通时间部分大于或等于预设时间时，步骤S14会根据控制信号使电流监控信号中的模拟电流信号的持续时间为第三时间。当脉宽调变信号的下桥开关的导通时间部分小于预设时间时，步骤S14会根据控制信号使电流监控信号中的模拟电流信号的持续时间为第四时间，且第四时间小于第三时间。
相较于现有技术，本发明的智能功率级模块、电流监控信号产生电路及电流监控信号产生方法根据频率变化动态调整模拟电流信号与实际感测电流信号的切换时间点，以调整模拟电流信号与实际感测电流信号在电流监控信号中的占比，使得电流监控信号与其所代表的输出电流之间的误差不会随着瞬变状态的持续而扩大，由以有效提升在高速切换状态下的电流监控信号的精准度。

Claims (10)

1.一种智能功率级模块，其特征在于，所述智能功率级模块包括：
输出级，包括下桥开关，且提供输出电流；以及
驱动电路，耦接所述输出级，且依据脉宽调变信号控制所述输出级的操作，其中所述脉宽调变信号包括所述下桥开关的导通时间部分，所述驱动电路包括：
判断电路，根据所述脉宽调变信号产生控制信号；以及
信号结合电路，耦接所述判断电路与所述输出级，以提供代表所述输出电流的电流监控信号，其中所述电流监控信号由模拟电流信号与实际感测电流信号所结合，
其中，所述信号结合电路包括切换电路，依据所述控制信号进行切换，以调整所述模拟电流信号与所述实际感测电流信号的占比，
其中，当所述下桥开关的所述导通时间部分小于预设时间时，所述切换电路依据所述控制信号缩短所述模拟电流信号在所述电流监控信号中的持续时间。
2.根据权利要求1所述的智能功率级模块，其特征在于，所述信号结合电路包括：
电流感测电路，耦接所述输出级与所述切换电路，且感测所述输出电流，以提供所述实际感测电流信号；以及
模拟电流产生电路，耦接所述切换电路，提供与所述输出电流相关的所述模拟电流信号。
3.根据权利要求2所述的智能功率级模块，其特征在于，所述信号结合电路还包括：
校正电路，分别耦接所述电流感测电路与所述模拟电流产生电路，根据所述实际感测电流信号与所述模拟电流信号的差产生校正信号，以使所述模拟电流产生电路产生校正后的所述模拟电流信号。
4.根据权利要求1所述的智能功率级模块，其特征在于，所述判断电路包括：
第一采样电路，接收所述脉宽调变信号，且于所述脉宽调变信号的下降缘起算的第一时间对所述脉宽调变信号进行采样以得到第一采样结果；
第二采样电路，于所述脉宽调变信号的下降缘起算的第二时间对所述脉宽调变信号进行采样以得到第二采样结果，其中所述第二时间小于所述第一时间；以及
时序控制电路，分别耦接所述第一采样电路及所述第二采样电路，根据所述第一采样结果与所述第二采样结果产生所述控制信号。
5.一种电流监控信号产生电路，其特征在于，所述电流监控信号产生电路耦接智能功率级模块的输出级，所述输出级包括下桥开关且依据脉宽调变信号提供输出电流，所述脉宽调变信号包括所述下桥开关的导通时间部分，所述电流监控信号产生电路包括：
判断电路，根据所述脉宽调变信号产生控制信号；以及
信号结合电路，耦接所述判断电路与所述输出级，以提供代表所述输出电流的电流监控信号，其中所述电流监控信号由模拟电流信号与实际感测电流信号所结合，
其中，所述信号结合电路包括切换电路，依据所述控制信号进行切换，以调整所述模拟电流信号与所述实际感测电流信号的占比，
其中，当所述下桥开关的所述导通时间部分小于预设时间时，所述切换电路依据所述控制信号缩短所述模拟电流信号在所述电流监控信号中的持续时间。
6.根据权利要求5所述的电流监控信号产生电路，其特征在于，所述信号结合电路包括：
电流感测电路，耦接所述输出级与所述切换电路，且感测所述输出电流，以提供所述实际感测电流信号；以及
模拟电流产生电路，耦接所述切换电路，提供与所述输出电流相关的所述模拟电流信号。
7.根据权利要求6所述的电流监控信号产生电路，其特征在于，所述信号结合电路还包括：
校正电路，分别耦接所述电流感测电路与所述模拟电流产生电路，根据所述实际感测电流信号与所述模拟电流信号的差产生校正信号，以使所述模拟电流产生电路产生校正后的所述模拟电流信号。
8.一种电流监控信号产生的方法，其特征在于，所述方法应用于智能功率级模块，所述智能功率级模块包括输出级，所述输出级包括下桥开关且依据脉宽调变信号提供输出电流，所述脉宽调变信号包括所述下桥开关的导通时间部分，所述方法包括：
(a)根据所述脉宽调变信号产生控制信号；
(b)结合模拟电流信号与实际感测电流信号，以提供代表所述输出电流的电流监控信号；以及
(c)依据所述控制信号调整所述模拟电流信号与所述实际感测电流信号的占比；
其中，当所述下桥开关的所述导通时间部分小于预设时间时，步骤(c)依据所述控制信号缩短所述模拟电流信号在所述电流监控信号中的持续时间。
9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(b)还包括：
(b1)根据所述实际感测电流信号与所述模拟电流信号的差校正所述模拟电流信号，以产生校正后的所述模拟电流信号。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，步骤(a)还包括：
(a1)于所述脉宽调变信号的下降缘起算的第一时间对所述脉宽调变信号进行采样以得到第一采样结果；
(a2)于所述脉宽调变信号的下降缘起算的第二时间对所述脉宽调变信号进行采样以得到第二采样结果，其中所述第二时间小于所述第一时间；以及
(a3)根据所述第一采样结果与所述第二采样结果产生所述控制信号。
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