申请/专利权人：英飞凌科技美国公司

申请日：2016-12-15

公开（公告）日：2020-07-03

公开（公告）号：CN106899205B

主分类号：H02M3/156(20060101)

分类号：H02M3/156(20060101)

优先权：["20151218 US 14/974,423"]

专利状态码：有效-授权

法律状态：2020.07.03#授权;2017.07.21#实质审查的生效;2017.06.27#公开

摘要：本申请涉及电源中的电流感测。在操作期间，保护电路接收表示由电源相位向负载递送的电流的输入电压。输入电压被接收为布置在电源中的同步开关的相应漏极‑源极节点之间的电压。保护电路选择性地控制输入电压的传送，使得输入电压上的破坏性瞬态电压不会被传递到下游采样电路。采样电路包括用于存储输入电压的采样的电容器电路。在操作期间，采样电路利用由输入电压电路传送的输入电压以用表示电流的采样电压对电容器充电。由于通过保护电路保护采样电路免受破坏性瞬态电压的影响，采样电路以及其它下游电路可以由除了在输入电压电路中使用的晶体管之外的晶体管类型制造，以使用小尺寸电容器来存储输入电压的采样从而促进更精确的电流计算。

主权项：1.一种电子装置，包括：输入，所述输入操作用于接收表示由电源向负载递送的电流的电压；保护电路，所述保护电路操作用于接收所述电压；和采样电路，所述采样电路耦合到所述保护电路以接收所述电压，所述保护电路可控地传送所述电压以防止大于阈值的瞬态电压被传送到所述采样电路，所述采样电路当被暴露给高于所述阈值的所述瞬态电压时易受损坏，所述采样电路利用由所述保护电路传送的所述电压来存储代表所述电流的采样电压。

全文数据：电源中的电流感测技术领域[0001]本申请涉及开关电源，更具体地涉及电源中的电流感测。背景技术[0002]常规的开关电源通常包括用于监视递送到相应负载的电流量的方式。可以出于任何数量的原因，比如遥测、负载线控制、电流消耗跟踪，来监视递送的电流量，以提高转换效率等。[0003]已经使用若干方法来测量由相应电源向负载递送的电流。例如，可以实现霍尔效应传感器来测量磁场并计算相应的电流。不幸的是，霍尔效应传感器是昂贵的，并且不能被集成到相应的半导体器件中。[0004]其他常规设计包括在电源的电流源路径中添加相应的电阻器。电压监视电路测量经过所添加的电阻器的电流，以识别多少电流被递送到相应的负载。这种方法是不希望的，因为添加的电阻器消耗了没有对负载供电的功率。[OOOS]另一种方法称为DCRDC电阻）。该方法包括利用电流流过的相应电感器的电阻来计算递送到相应负载的电流量。这种方法是不希望的，因为它不能被集成在半导体器件中；它需要对相应的增益电路进行调整;它需要温度补偿等等。[0006]另外的方法包括电流镜像技术和测量电源中的相应同步场效应晶体管上的电压。这两种方法都是不希望的。例如，电流镜像需要复杂的电路和高带宽放大器电路。测量同步场效应晶体管的相应漏极-源极之间的电压的常规方法需要复杂且高度鲁棒的电路，因为在开关节点控制开关、同步开关和电感器的结节点）处的电压易受通过开关循环的瞬态电压的影响。发明内容[0007]本文的实施例包括可操作用于计算电源电路的输出电流的新颖电路。在一个实施例中，新颖电路相对于常规电流感测电路来说是紧凑的，并且提供了使用低电压晶体管来测量由电源相位提供给负载的电流的更精确的方式。本文所描述的电路的全部或一部分可以以任何合适的方式实现，例如在诸如芯片的半导体器件中。[0008]更具体地，本文的一个实施例包括电流监视电路。电流监视电路包括输入电压电路比如保护电路和采样电路。在操作期间，输入电压电路接收表示由电源递送给负载的电流的输入电压。在一个实施例中，输入电压是被布置在开关电源中的同步开关低侧开关的对应漏极节点和源极节点之间的电压。所接收的输入电压可以包括电压尖峰。输入电压电路控制输入电压的传送，使得输入电压中的破坏性瞬态电压不被传递到采样电路。[0009]采样电路利用从输入电压电路接收的输入电压来产生和存储表示递送给负载的电流的采样输入电压值。电源中的另外的电路将所存储的采样电压转换为表示提供给负载的电流的值。[0010]在一个实施例中，输入电压电路是防止输入电压上的瞬态电压（高于正阈值和低于负阈值被传送到采样电路的保护电路。输入电压电路可以由第一组的一个或多个类型的晶体管器件制造，该第一组的一个或多个类型的晶体管器件能够承受暴露给存在于输入电压上的较高电压尖峰。采样电路由第二组的一个或多个类型的晶体管器件制成，所述第二组的一个或多个类型的晶体管器件具有对电压尖峰的较低容限，但是其允许使用小采样电容器电路来存储采样电压。[0011]根据另外P实施例，采样电路包括采样开关，采样开关可操作用于将输入电压电路选择性地耦合到采样电路中的电容器电路。这存储输入电压的采样。例如，采样开关的激活将从输入电压电路接收的输入电压电耦合到采样电路中的电容器电路。[0012]输入电压电路可以被配置为控制输入电压的传送并且以任何适当的方式向采样电路提供保护。例如，在一个实施例中，输入电压电路包括多个开关以将输入电压可控地传送到采样电路。多个开关可以被配置为提供第一开关例如阻断正电压瞬变的开关和第二开关例如阻断负电压瞬变的开关的串联连接，通过该串联连接将输入电压可控地传送到采样电路。在适当的时间窗口中（例如当输入电压上没有电压尖峰时多个串联开关的同时激活提供了在其上通过输入电压电路将输入电压传送到采样电路的低阻抗路径例如小于100欧姆）。此外，在一个实施例中，在窗口外多个串联开关的同时去激活产生高阻抗路径，防止了输入电压上的瞬态电压被传送到采样电路并导致损坏。[0013]如前所讨论的，输入电压电路保护电路可以被配置为包括开关控制电路，该开关控制电路可操作用于在窗口期间同时激活第一开关电路和第二开关电路，在该窗口期间输入电压的幅度在不会对采样电路造成损坏的操作范围内。在这种情况下，输入电压电路可操作用于防止在第一条件期间将输入电压传送到采样电路，在所述第一条件下输入电压的幅度大于或潜在地大于第一阈值;输入电压电路还可操作用于在第二条件期间将输入电压传送到采样电路，在所述第二条件下输入电压的幅度在不会对采样电路造成损坏的安全操作范围内。[0014]根据另外的实施例，如前所讨论的，输入电压电路在已知或者可能在输入电压中不存在瞬变的时间窗口期间将所接收的输入电压传送到采样电路中的采样开关，如上面所提到的。采样电路可以被配置为包括电容器电路。控制信号在时间窗口中激活采样开关以将所接收的输入电压电耦合到电容器电路。以这种方式，采样电路中的开关的激活存储指示由电源向相应负载递送的电流量的电压值。[0015]本文的其它实施例包括电荷放大器以及对应的下游处理电路，以将所存储的电压值输入电压的采样转换为指示由电源向负载递送的电流量的计算值。例如，一个实施例包括操作电荷放大器电路以放大表示电流的所存储的采样电压。[0016]如前所讨论的，所存储的输入电压的采样可以是场效应晶体管的漏极节点和源极节点之间的电压，电流通过该电压而被提供给负载。场效应晶体管的相应RDSON值表示电流经过的场效应晶体管的电阻值。在电荷放大器的下游，处理电路利用场效应晶体管的RDSON值和经放大的所存储的采样电压来导出表示由电源向负载递送的电流的计算电流值。[0017]在下面更详细地公开了这些和其它更具体的实施例。[0018]如本文所述的实施例与常规电流测量技术相比是有优势的。例如，如前所讨论的，本文的实施例包括用于保护下游电路诸如采样和保持电路、电荷放大器电路等免受损坏的输入电压电路。在一个实施例中，下游电路由一种类型的半导体器件制造，使得电路产生高度精确的计算电流值，并且提供使用一个或多个小电容器的能力，在其中存储在时间窗口期间来自输入电压的输入电压采样。[0019]注意，本文讨论的实施例可应用于测量DC-DC转换器、具有降压拓扑的电压调节器、升压调节器、降压-升压调节器等中的电流。本文公开的概念可应用于其它合适的非电源电路，在其中期望知道或计算由相应相位向负载递送的电流量。[0020]注意，本文中的实施例可以包括一个或多个处理器设备的电路配置，用于执行和或支持本文所公开的任何或所有方法操作。换言之，一个或多个计算机化的设备或处理器可以被编程和或配置为如本文所解释的那样进行操作以执行本发明的不同实施例。[0021]本文的其他实施例包括软件程序以执行以上概括并在下面详细公开的步骤和操作。一个这样的实施例包括计算机程序产品，所述计算机程序产品具有包括在其上编码的计算机程序逻辑的非暂时性计算机存储介质（例如，存储器、磁盘、闪存等），当在具有处理器和相应存储器的计算机化设备中被执行时对处理器进行编程以执行本文公开的操作。这种布置通常被提供为在计算机可读存储介质或非暂时性计算机可读介质上布置或编码的软件、代码和或其他数据例如，数据结构），所述计算机可读存储介质或非暂时性计算机可读介质诸如光学介质（例如CD-ROM、软盘或硬盘或其它介质，诸如一个或多个ROM或RAM或PROM芯片中的固件或微代码、专用集成电路ASIC等。软件或固件或其它这样的配置可以被安装在控制器上，以使得控制器执行本文所解释的技术。[0022]因此，本公开的一个特定实施例涉及一种计算机程序产品，其包括其上存储有用于监视电压和或计算电流的指令的计算机可读介质。例如，在一个实施例中，当由计算机处理器硬件执行时，指令使控制器资源中的计算机处理器硬件:接收表示由电源向负载递送的电流的输入电压;控制所接收的输入电压到采样电路的传送，所述受控传送保护所述采样电路免受损坏；以及利用所传送的输入电压来在所述采样电路中存储采样电压，所述采样电压表示由所述电源向所述负载递送的电流。[0023]为了清楚起见，添加了步骤的排序。可以以任何合适的顺序执行这些步骤。[0024]应当理解，如这里所讨论的系统、方法、设备、装置等可以严格地实现为硬件，实现为软件和硬件的混合，或者实现为单独的软件例如处理器内的软件、或者操作系统内的软件或者软件应用内的软件。[0025]注意，虽然本文中的不同特征、技术、配置等中的每一个可以在本公开的不同位置中讨论，但是在适当的情况下，旨在于每个概念可以可选地彼此独立地或彼此组合地而被执行。因此，如本文所描述的一个或多个本发明可以以许多不同的方式实施和查看。[0026]此外，注意，本文对实施例的初步讨论有目的地没有指明本公开或要求保护的发明的每个实施例和或递增新颖的方面。相反，该简要描述仅提供与常规技术相比的一般实施例和对应的新颖性点。对于本发明的附加细节和或可能的观点序列），读者参考下面进一步讨论的本公开的具体实施方式部分和相应的附图。附图说明_[0027]本发明的前述和其它目的、特征和优点将从以下对如附图中所示的优选实施例的更具体的描述中显而易见，其中在不同视图中相同的附图标记指代相同的部分。附图不一定按比例绘制，而是将重点放在说明实施例、原理、概念等等上。[0028]图1是根据本文的实施例的电源和对应的电流监视电路的示例图。[0029]图2是根据本文的实施例的被配置为将所接收的输入电压转换为指示由电源向负载递送的电流量的对应值的电流监视电路的示例图。[0030]图3是示出根据本文的实施例的输入电压电路保护电路的示例图。[0031]图4是示出根据本文的实施例的生成用于控制输入电压电路的控制信号的示例时序图。[0032]图5是示出根据本文的实施例的输入电压电路、采样电路和电荷放大器电路等的组合的更详细的图。[0033]图6是示出根据本文的实施例的控制信号的生成的示例时序图。[0034]图7是示出用于执行根据本文的实施例的方法的计算机处理器硬件和相关软件的示例图。[0035]图8-图10是示出根据本文的实施例的方法的示例图。具体实施方式[0036]根据一个实施例，监视器电路包括输入电压电路保护电路和下游采样和保持电路。在操作期间，输入电压电路接收表示由电源相位向负载递送的电流的输入电压。在一种配置中，输入电压作为被布置在电源中的同步开关低侧开关）的相应漏极-源极节点之间的电压而被接收。输入电压电路选择性地控制输入电压的传送，使得输入电压上的破坏性瞬态电压不被传递到下游采样电路。采样电路包括电容器电路，用于存储代表递送到负载的电流的输入电压的采样。[0037]在适当时间诸如在窗口中）对输入电压进行采样之后，处理电路利用采样的输入电压来产生递送到负载的电流量的估计或值。输入电压电路由能够承受所接收的输入电压士的电压尖峰的一个或多个不同类型的晶体管来制造。因为输入电压电路保护采样电路免受破坏性瞬态电压，所以采样电路由一个或多个适当类型的晶体管较低电压晶体管，例如CMOS来制造，促进使用小尺寸电容器电路的精确电流计算，以存储输入电压的采样。[0038]现在，更具体地，图1是根据本文的实施例的电源的示例图。[0039]如图所示，电源100包括控制器电路140。如其名称所示，控制器电路140控制电源电路102的操作，并且至少部分地基于一个或多个开关控制功能将从电压源121接收的输入电压116VIN转换为输出电压190。[0040]如进一步所示，输出电压190递送输出电流191ILD以对负载118进行供电。[0041]根据另外的实施例，除了接收输入电压116Vin之外，控制器电路140还接收反馈105诸如输出电压190Vout之类的反馈105-1，诸如输出电流191的幅度之类的反馈105-2,等等。[0042]控制器电路140使用来自反馈105的一个或多个反馈信号来产生控制信号1〇8,控制信号108继而又控制电源电路102的操作和输出电压19〇的生成。[0043]在一个实施例中，电源电路1〇2是开关电源，比如DCDC降压转换器。然而，注意：电源电路102可以是任何合适类型的功率转换器。[0044]如进一步所示，电源1〇〇包括诸如一个或多个电容器之类的输出电容器电路120Co。输出电容器电路120的存在有助于稳定输出电压19〇。[0045]根据另外的实施例，电源100包括电流监视电路151。电流监视电路151接收表示由电源相位170-1向负载II8递送的电流191的输入电压175。在操作期间，电流监视电路151将输入电压175转换成表示递送到负载118的电流量的反馈105-2。[0046]控制电路140和或电流监视电路151可以包括模拟电路、数字电路或二者的组合。注意:控制器电路140和或电流监视电路151可以是或者可以包括被配置为执行和或支持本文公开的任何或所有方法操作的计算机、处理器、微控制器、数字信号处理器等。换言之，控制器电路140和或电流监视电路151可以被配置为包括一个或多个计算机化的设备、处理器、数字信号处理器等，以如本文所解释的那样进行操作，从而执行本发明的不同实施例。[0047]还要注意：本文中的实施例可以进一步包括一个或多个软件程序，可执行代码存储在计算机可读介质上以执行上面概括并在下面详细公开的步骤和操作。例如，一个这样的实施例包括计算机程序产品，所述计算机程序产品具有包括在其上编码的计算机程序逻辑例如，软件，固件，指令，...）的计算机存储介质（例如，非暂时性计算机可读介质），当在具有处理器和相应存储装置的控制器电路140中被执行时对控制器电路140进行编程以数字地执行如本文所公开的操作。这种布置可以被实现为在计算机可读存储介质上布置或编码的软件、代码和或其他数据例如，数据结构），所述计算机可读介质诸如光学介质（例如，CD-ROM，软盘或硬盘或其他介质，诸如一个或多个ROM或RAM或PR0M芯片中的固件或微代码，专用集成电路ASIC等。软件或固件或其它这样的配置可以被存储在控制器电路140和或电流监视电路151中或者可以对控制器电路140和或电流监视电路151可访问，以使得控制器140执行本文所解释的技术。[0048]因此，除了硬件和或固件之外，本公开的一个实施例还涉及包括非暂时性计算机可读介质例如，存储器，存储库，光盘，集成电路等的计算机程序产品。[0049]图2是根据本文的实施例的电源电路的示例图。[0050]如图所示，基于接收到的反馈105即，如前所讨论的输入和配置设置（电源设置信息116，控制器电路140产生并输出控制信号108以在多相位中的）相位170-1被激活时将高侧开关电路150和低侧开关电路160切换至相应接通关断0N0FF状态。[0051]在一个实施例中，高侧开关电路150包括第一场效应晶体管电路、双极结型晶体管电路等。[0052]低侧开关电路160包括第二场效应晶体管电路、双极结型晶体管电路等。[0053]注意：开关电路可以是能够承受足够量的电流和或电压并且可以被控制以便将期望量的功率递送到负载118的任何电路。通过非限制性示例，高侧开关电路和低侧开关电路可以包括一个或多个垂直或水平功率开关coolMos，HexFet、通常为OFF典型FET电路）等中的任何一个。[0054]高侧开关电路150和低侧开关电路160经由控制信号108的切换操作将来自电压源121的DC输入电压VIN转换成到用于对负载118进行供电的输出电压190。[0055]在一个实施例中，控制器电路140生成控制驱动器电路110-1和1102的信号。基于从控制器电路140接收的控制信号108,驱动器110-1控制高侧开关电路150例如，控制开关电路）的状态，并且驱动器110-2控制电源100中的低侧开关电路160例如，同步开关电路）的状态。[0056]注意:驱动器电路110例如，驱动器电路110-1和驱动器电路110-2可以位于控制器电路140中或者可以驻留于相对于控制器电路140的远程位置处。[0057]当高侧开关电路150经由由控制器电路140生成的控制信号（当低侧电路160或同步开关关断时）而被接通（即，激活时，通过电感器144S卩，能量存储元件的电流经由高侧开关电路150在电压源121和电感器144的输入节点143之间提供的高导电电气路径而增加。[0058]当低侧开关电路160经由控制器电路140产生的控制信号（当高侧开关电路150或控制开关关断时接通（即，激活时，如图所示基于由电感器144的输入节点143和接地之间的低侧开关电路16〇提供的导电电气路径，通过电感器144的电流降低。电流基于电感器144中存储的能量而流动。[0059]基于尚侧开关电路150和低侧开关电路160的适当切换，控制器140在期望范围内在电感器144的输出节点146处调节输出电压190以对负载118供电。[0060]在一个实施例中，电源100包括如图所示的多个相位相位170-1，相位170-2等）。[0061]多个相位中的每一个可以类似于图1中所示的示例性相位170-1。在较重负载118条件期间，控制器140启动多个相位的激活。在较轻负载118条件期间，控制器激活较少的相位，比如单个相位170-1。如前所讨论的，控制器1〇〇激活一个或多个相位以将输出电压19〇保持在期望范围内以对负载118供电。如果需要，可以复制电流监视电路151以监视每个相位。[0062]如图所示，每个相位可以包括如前所讨论的相应的高侧开关电路和低侧开关电路。为了去激活相应的相位，相位控制器140可以将相应相位的高侧开关电路和低侧开关电路都设置为关断OFF状态。当关断或去激活时，相应的相位并不贡献于产生输出电压190以对负载118供电。[0063]根据另外的实施例，控制器140可以取决于负载118所消耗的电流量来选择要激活多少相位。例如，当负载118消耗相对大量的电流时，控制器100可以激活多个相位以对负载118供电。当负载118消耗相对少量的电流时，控制器140可以激活较少或单个相位以对负载118供电。[OOM]相位可以相对于彼此异相地操作。[0065]如前所讨论的，电源1〇〇的一个实施例包括电流监视电路151。如进一步所示，电流监视电路lf51可以被配置为包括输入电压电路210例如保护电路）、采样电路220、电荷放大器电路230以及处理电路240。[0066]在操作期间，输入电压电路21〇保护电路接收表示由相位170-1向负载118递送的电流191的输入电压175。在该示例实施例中，输入电压175是低侧开关电路160—个或多个场效应晶体管）的漏极节点和源极节点之间的电压，电流191通过该低侧开关电路16〇被提供给负载118。低侧开关电路160的相应RDSon值表示电流191通过的低侧开关电路160的电阻值。[0067]输入电压电路21〇控制所接收的输入电压175到采样电路22〇的传送，保护采样电路22〇免受损坏。例如，如将在说明书中进一步讨论的，开关控制电路mo在时间窗口期间启动输入电压电路210中的开关电路的激活，以提供一条将所接收的输入电压175传送到采样电路220的导电路径。在一个实施例中，时间窗口在低侧开关电路160激活到相应的接通ON状态之后和期间发生。[0068]米样电路22〇利用所传送的输入电压Vds来存储表示电流191的采样电压。此外，在操作期间，电荷放大器电路230放大所存储的采样电压。处理电路240利用低侧开关电路的RDSon值和所存储的采样电压来导出指示由相位170-l向负载118递送的电流的值。在一个实施例中，电流监视电路151将指示电流的值作为反馈105-2转发到控制器电路140。[0069]图3是示出根据本文的实施例的输入电压电路保护电路的示例图。[0070]如图所示，输入电压电路210选择性地将差分输入电压175电压Vd和电压Vs传送到采样电路220。[0071]开关控制电路320产生相应的控制信号Ven和Vsample，以通过开关Q11和开关Q12到开关Q41的串联连接来控制电压Vd的传送。[0072]在一个实施例中，开关Q11是HVNLDM0S高电压侧向扩散金属氧化物半导体类型的器件;开关Q12是PMOSp沟道M0SFET金属氧化物半导体场效应晶体管类型的器件。这样的开关可以是承受输入电压175上存在的瞬态电压的任何合适类型的器件。[0073]当去激活到关断状态时，开关Q11阻止大于正阈值的瞬态电压被传递到开关Q41。当去激活到关断状态时，开关Q12阻止小于负阈值的瞬态电压被传递到开关Q41。[0074]开关控制电路320生成相应的控制信号Ven和Vsample，以通过开关Q11和开关Q12到开关Q41的串联连接来控制电压Vs的传送。[0075]根据另外的实施例，开关Q21是HVNLDM0S高电压侧向扩散金属氧化物半导体类型的器件;开关Q22是PMOSp沟道M0SFET金属氧化物半导体场效应晶体管类型的器件。这样的开关可以是以如前所讨论的方式承受输入电压175上存在的瞬态电压的任何合适类型的器件。例如，当去激活到关断状态时，开关Q22阻止大于正阈值的瞬态电压被传递到开关Q42。当去激活到关断状态时，开关Q22阻止小于负阈值的瞬态电压被传递到开关Q42。[0076]图4是示出根据本文的实施例的输入电压电路的控制的示例时序图。电路操作的以下说明主要参考图3和图4,但是也可以参考其它附图。[0077]如图4所示，开关控制电路320生成时序图405中所示的控制信号。在大约时间T0，控制器电路140去激活高侧开关电路150并激活相应的低侧开关电路160。在这样的过渡时间附近，电压Vsw易受到可能潜在地损坏诸如采样电路220、电荷放大器电路230等等之类的下游电路的瞬变影响。输入电压175上的瞬态电压Vsw、Vd或Vs可以与范围420所指示的一样大，这将导致对诸如采样电路220、电荷放大器电路230、保护电路240等等之类的下游电路的损坏。在一个实施例中，下游电路能够承受暴露于范围410内的电压。[0078]在大约时间T0和时间T9之间，控制电路140激活低侧开关电路160;高侧开关电路150被设置为关断状态。如前所讨论，通过低侧开关电路160的电流的流动产生代表电流191的低侧开关电路160的相应漏极和源极之间的差分电压输入电压17©Vds。如时序图405所示，瞬态通常发生在时间T0处或时间T0附近，此时高侧开关电路和低侧开关电路都不处于导通状态。[0079]在时间T0和时间T1之间，开关控制电路32〇生成控制信号Ven为逻辑低。该状态将开关Q11和Q21以及开关Q12和收2保持为关断状态，阻止输入电压175的分量Vs和Vd被传递到采样电路220。此时，控制信号Venb为逻辑高，将开关Q13和Q23转变到导通状态。这使用低阻抗路径将节点391和392拉到接地。[0080]在时间T1处或时间T1附近，直到时间T8，开关控制电路320将控制信号Ven设置为逻辑高。这使得控制信号Venb被设置为逻辑低。将控制信号Ven设置为高状态激活了开关Q11和Q12以及开关Q21和Q22。因此，在时间T1和时间T8之间，处于导通状态的开关Q11和开关Q12的串联组合提供了一条将电压Vd传送到采样电路220的节点391的导电路径。控制信号Venb被设置为逻辑低状态以将开关Q13和Q23控制到关断状态。[0081]在由T4和T5定义的时间窗口之间，开关控制电路320将控制信号Vsample设置为逻辑高状态例如将开关Q41的栅极设置为1.8伏特）。这激活了开关Q41，将电压Vdl传送到电容器电路Cinl，将电容器电路Cinl充电到电压Vdl。将Vsample设置为逻辑高还激活了开关Q42,将电压Vsl传送到电容器电路Cin2,将电容器电路Cin2充电到电压Vd。[0082]因此，开关控制电路320可操作用于在第一时间窗口（时间T1和T8之间）期间选择性地激活第一开关Q11和Q21以及第二开关Q12和Q22,从而从输入电压电路210的输入到采样电路220提供相应的导电路径。在这样的窗口期间的导电路径将在输入处接收的输入电压Vds传送到采样电路220。在T1和T8之间的窗口之外，开关控制电路320可操作用于选择性地去激活第一开关Q11和Q21以及第二开关Q21和Q22,以防止所接收的输入电压175通过输入电压电路210被传送到采样电路220。[0083]节点391处的电压的采样发生在时间T4与时间T5之间的较小窗口中——例如当Vsample被设置为逻辑高时，将两个开关Q41和Q42激活到导通状态。[0084]图5是示出根据本文的实施例的输入保护电路、采样电路和电荷放大器电路的组合的更详细的图。图6是示出根据本文的实施例的控制信号的图。[0085]参见图5和图6，以如前所讨论的方式，开关控制电路320在时间T1到T8的时间窗口期间在输入电压电路210中将开关Q11和Q12以及Q21和Q21控制到导通状态。开关控制电路320在时间T4到T5的较小窗口中将采样开关Q41和Q42控制为导通状态。该后一操作在时间窗n至T8中将电容器电路Cinl和Cin2充电到相应的采样电压Vdl和Vsl。[0086]开关控制电路320还生成控制信号PH2,以在时间T3和时间T6之间将开关Q71和呎2控制到导通状态。这将电容器Cinl和Cin2的底板设置为接地。在时间T6之后，开关控制电路生成PH2以将开关Q71和Q72去激活到关断状态。在时间T6处，开关控制电路32〇生成控制信号PH2b以激活开关Q81和Q82。这将电容器Cinl和Cin2的相应底板设置为共模电压Vcm，而不是接地。[0087]在以先前所讨论的方式存储电容器Cinl上的采样电压Vdl以及存储电容器Cin2上的采样电压Vsl之后，开关控制电路320通过在时间T5使开关Q41和Q42去激活来使开关Q41和Q42去激活控制信号PH1被设置为低）。开关控制电路320还在时间T7处或时间17附近）将开关Q51和Q52控制到导通状态，并且在时间T7处或时间T7附近将开关Q61和Q62控制到关断状态。此时，对于接下来的周期在时间17之后，放大器530将电压Vdl和电压Vsl放大到相应的差分电压Vcurra和Vcurrb。[0088]再次参见图2,在运算放大器530稳定之后，处理电路240从运算放大器530接收电压VcurrVcurra和Vcurrb之间的差分电压，其是差分信号Vdl-Vsl的放大），并将其转换为代表由相位170-1向负载递送的电流191的相应电流值。[0089]因此，当PH3为高PH3b为低）时，运算放大器530的输出被反馈到其输入并与采样电路220隔离。这将反馈电容器CF1预充电到0V，并将输出和输入设置为Vcm。以这种方式，当输入电压信号被采样到输入电容器Cinl和Cin2上时，运算放大器530被设置在该模式中。一旦PH3变低PH3b变高），CinCinl和Cin2电容器顶板连接到运算放大器530的输入。运算放大器530的输出继而对新的差分电压Vdl-Vsl作出反应。运算放大器530的输出改变刚好足以在输入处维持0V差。在输出开始于Vcm并且Cin的底板被设置为电压Von的情况下，如果CF值等于CIN，那么输出将必须移动与CIN上的采样电压值所保持的相等但相反的量。然而，在一个实施例中，所期望的是具有电压增益。因此，考虑到电荷必须守恒，输出电压Vcurr的变化是CinCF的比率乘以采样电压。[0090]这继而允许电荷放大器电路5300PAMP在整个周期时间期间稳定，而不只是在对输入电压Vds进行采样所花费的小孔径时间稳定，在该时间期间0PAMP为“离线”。这提供了运算放大器530偏置电流以及因此功率和尺寸的主要节省，因为运算放大器530可以比电荷放大器电路530需要在非常小的时间窗口中操作的情况下相当的慢一些。[0091]在一个实施例中，处理电路240利用以下公式来计算向负载118递送的电流191，如下：[0092]电流191的幅度=Vcurr*1RDS0N*CF1CIN1，[0093]其中，Cinl=Cin2，CFl=CF2。[0094]注意：电容器Cinl和Cin2可以是任何合适的值。在一个实施例中，输入电压电路210保护电路的存在使得能够使用能够承受约2.5伏特电压的CMOS晶体管来制造采样电路220、电荷放大器电路230、处理电路230等。[0095]电容器Cin可以以任何合适的方式制造，并且可以是任何合适的尺寸。在一个实施例中，电容器Cinl和Cin2和或电容器CF1和CF2被制造为半导体管芯芯片）上的边缘式电容器。作为非限制性示例，每个电容器的尺寸在2〇〇飞法和5000飞法之间。根据另外的实施例，每个电容器Cinl和Cin2的电容小于2000飞法。[0096]在另外的实施例中，尽管电路的组合是如前所讨论的不同类型，但是其可以被制造在单个半导体器件上。因此，输入电压电路210保护电路）、采样电路220、电荷放大器电路230和或处理电路等可以被制造在单个半导体芯片管芯上。[0097]在一个实施例中，输入电压电路210包括第一组的一个或多个不同类型的开关电路，其承受大于阈值例如大于2并且高达20伏特的输入电压幅度。采样电路220、电荷放大器电路23〇等可以被制造为具有第二组的一个或多个不同类型的开关电路，其易受到大于大约2伏特阈值的电压幅度的损坏。如前所讨论，输入电压电路21〇第一组开关电路防止将比低于第一阈值的第一阈值更大的输入电压幅度传送到下游电路，例如采样电路22〇、电荷放大器电路23〇等例如第二开关电路）。[0098]图7是根据本文的实施例的用于实现如本文所讨论的任何操作的计算机设备的示例框图。[00"]如如所讨论，电流监视电路lf51可以包括计算机处理器硬件，例如计算机系统7〇〇。[0100]如图所示，计算机系统7〇〇诸如在本示例的电流监视电路151中包括互连711，互连711親n了在其中可以存储和获取数字彳目息的计算机可读存储介质712例如非暂时性类型的介质（即，任何类型的硬件存储介质）、处理器713例如，诸如一个或多个处理器设备的计算机处理器硬件）、IO接口714和通信接口717。[0101]〗〇接口714提供连接性以接收输入电压175VIN等，以及产生反馈105—2。[0102]计算机可读存储介质712可以是任何硬件存储资源或设备，例如存储器、光学存储器、硬盘驱动器、软盘#。在一个实施例中，计算机可读存储介质712存储由电流监视应用151-1所使用的指令和或数据，从而以前面讨论的方式计算表示电流191的值。[0103]通信接口717使得计算机系统和处理器713能够通过诸如网络193的资源进行通信，以从远程源获取信息并与其他计算机通信。[0104]如图所示，计算机可读存储介质712用由处理器713执行的电流监视应用15W例如软件、固件等编码。电流监视应用151-1可以被配置为包括用于实现如本文所讨论的任何操作的指令。[0105]在一个实施例的操作期间，处理器713通过使用互连"711来访问计算机可读存储介质712,以便启动、运行、执行、解释或以其它方式执行存储在计算机可读存储介质712上的电流监视应用151-1中的指令。[0106]电流监视应用151-1的执行产生处理功能，例如处理器713中的电流监视过程151—2。换言之，与处理器713相关联的电流监视过程151-2表示执行计算机系统150中的处理器713内或处理器713上的电流监视应用151-丨的一个或多个方面。[0107]根据不同的实施例，注意：计算机系统可以是被配置为控制电源并执行如本文所述的任何操作的微控制器设备。[0108]现在将通过图8-图10中的流程图来讨论由不同资源支持的功能。注意：以下流程图中的步骤可以以任何适当的顺序执行。[0109]图8是示出根据实施例的示例方法的流程图8〇〇。注意：对于如上所讨论的概念将存在一些重叠。[0110]在处理操作S10中，输入电压电路21〇接收表示由电源102向负载118递送的输出电流191的输入电压175。[0111]在处理操作82〇中，输入电压电路210控制所接收的输入电压175到采样电路220的传送。输入电压175的受控传送保护采样电路220免受损坏。[0112]在处理操作S30中，采样电路2卻利用从输入电压电路210传送的输入电压来将采样电压存储在采样电路220中。采样电压表示由电源1〇2向负载118递送的电流。[0113]图9-图10组合以形成示出根据实施例的示例方法的流程图900流程图900—丨和流程图900-2。注意:对于如上所讨论的概念将存在一些重叠。[0114]在处理操作910中，输入电压电路210接收代表由电源相位17〇-1向负载118递送的输出电流191的输入电压175。[0115]在处理操作920中，输入电压175是开关160例如场效应晶体管）的漏极节点和源极节点之间的电压，电流191通过该开关被提供给负载118。开关160的相应RDSqn值表示场效应晶体管的电阻值，其中电流通过该场效应晶体管经过电感器144到负载118。[0116]在处理操作930中，输入电压电路210控制所接收的输入电压175到下游采样电路220的传送。如前所讨论，输入电压175的受控传送保护采样电路220免受损坏。[0117]在处理操作940中，开关控制电路3加在相应的时间窗口期间启动输入电压电路210中的开关保护电路例如开关Q11和开关Q12以及开关Q21和开关Q22的激活，以提供导电路径，在该路径上将所接收的输入电压H5传送到采样电路220。在一个实施例中，时间窗口发生在开关电路160的激活之后并且在开关电路160被控制到导通状态时。[0118]在处理操作950中，开关控制电路320在时间窗口之外启动开关保护电路诸如开关Q11和开关Q12以及开关Q21和开关Q22的去激活，以防止所接收的输入电压175和相应的电压尖峰通过输入电压电路21〇被传送到采样电路220。如前所讨论，输入电压电路210可以被配置为包括多个串联连接的开关。在相应串联连接中的第一开关例如开关QU和开关Q21阻止高于阈值的有害正电压;在相应串联连接中的第二开关例如开关Q12和开关Q22阻止低于阈值的有害负电压。因此，诸如采样电路220和电荷放大器电路230之类的下游电路没有暴露给输入电压175上存在的破坏性电压尖峰。[0m]在图10流程图900-2中的处理操作1010中，采样电路220利用在时间窗口期间传送的输入电压175,以在相应的电容器电路上存储采样电压。采样电压表示由电源相位170一1向负载118递送的电流191。[0120]在处理操作1020中，以如前所讨论的方式，电荷放大器电路230放大所存储的采样电压VD1和VS1。[0121]在处理操作1030中，处理电路240利用低侧开关电路16〇的RDS™和在窗口期间采样的输入电压175的存储的采样电压来导出反馈1〇5_2电流幅度值），反馈105-2表示由电源相位170-1向负载118递送的电流191的量。[0122]再次注意:本文中的技术非常适合用于电源应用和对负载的相应相位的输出电流的计算中。然而，应当注意:本文中的实施例不限于在这样的应用中使用，并且本文讨论的技术也非常适合于其他应用。[0123]基于在此阐述的描述，已经阐述了许多具体细节以提供对所要求保护的主题的透彻理解。然而，本领域技术人员将理解，可以在没有这些具体细节的情况下实践所要求保护的主题。在其他实例中，没有详细描述普通技术人员已知的方法、装置、系统等，以免混淆要求保护的主题。已经根据存储在计算系统存储器诸如计算机存储器）内的数据位或二进制数字信号的操作的算法或符号表示呈现了详细描述的一些部分。这些算法描述或表示是数据处理领域的普通技术人员用于将其工作的实质传达给本领域其他技术人员的技术的示例。并且一般地，如本文所描述的算法被认为是导致期望结果的操作或类似处理的自相一致序列。在这种情况下，操作或处理涉及物理量的物理操纵。通常，尽管不是必须的，但这些量可以采取能够被存储、传送、组合、比较或以其他方式操纵的电或磁信号的形式。有时一一主要出于公共使用的原因一一涉及诸如位，数据，值，元素，符号，字符，项，数字，数字等的信号是方便的。然而，应当理解，所有这些和类似的术语将与适当的物理量相关联，并且仅仅是方便的标签。除非另有具体说明，否则从下面的讨论中显而易见的是，应当理解贯穿本说明书利用诸如“处理”，“计算”，“计算”，“确定”等术语的讨论指代计算平台诸如计算机或类似的电子计算设备，其操纵或变换表示为计算平台的存储器、寄存器或其他信息存储设备、传输设备或显示设备内的物理电子或磁量的数据。[0124]尽管已经参考其优选实施例具体示出和描述了本发明，但是本领域技术人员将理解，在不背离通过所附权利要求所定义的本申请的精神和范围的情况下，可以在形式和细节上进行各种改变。这样的变形旨在被本申请的范围覆盖。因此，本申请的实施例的前述描述不旨在限制。相反，本发明的任何限制在以下权利要求中给出。

权利要求：1.一种装置，包括：输入，所述输入可操作用于接收表示由电源向负载递送的电流的输入电压；输入电压电路，所述输入电压电路可操作用于接收所述输入电压;和采样电路，所述采样电路耦合到所述输入电压电路以接收所述输入电压，所述输入电压电路可控地传送所述输入电压以保护所述采样电路免受损坏，所述采样电路利用由所述输入电压电路传送的所述输入电压来存储代表所述电流的采样电压。2.根据权利要求1所述的装置，其中，所述采样电路包括采样开关，所述采样开关可操作用于选择性地将所述输入电压电路耦合到所述采样电路中的电容器电路，所述采样开关的激活将从所述输入电压电路接收的所述输入电压电耦合到所述采样电路中的所述电容器电路。3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述输入电压电路包括多个开关以可控地将所述输入电压传送到所述采样电路，所述多个开关包括第一开关和第二开关的串联连接，所述输入电压通过所述第一开关和第二开关的串联连接被可控地传送到所述采样电路。4.根据权利要求3所述的装置，还包括：第一控制资源，所述第一控制资源可操作用于在时间窗口期间选择性地激活所述第一开关和所述第二开关，以提供从所述输入到所述采样电路的导电路径，所述导电路径将在所述输入处接收的所述输入电压传送到所述采样电路;以及其中所述第一控制资源可操作用于在所述时间窗口之外选择性地去激活所述第一开关和所述第二开关，以防止所接收的所述输入电压通过所述输入电压电路被传送到所述采样电路。5.根据权利要求4所述的装置，还包括：第二控制电路，所述第二控制电路可操作用于在所述导电路径将所述输入电压从所述输入传送到所述采样电路的所述电容器电路的所述时间窗口的一部分期间选择性地将所述采样开关激活到导通状态，所述第二控制电路可操作用于在所述时间窗口期间选择性地将所述采样开关去激活至关断状态。6.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输入电压电路可操作用于防止在所述输入电压的幅度大于第一阈值的第一条件期间将所述输入电压传送到所述采样电路;以及其中，所述输入电压电路还可操作用于防止在所述输入电压的幅度低于第二阈值的第二条件期间将所述输入电压传送到所述采样电路。7.根据权利要求1所述的装置，还包括：电荷放大器电路，所述电荷放大器电路可操作用于放大所存储的代表所述电流的所述采样电压。8.根据权利要求7所述的装置，其中，所存储的所述采样电压是差分电压，所述电荷放大器电路将所存储的所述差分电压转换成表示由所述电源向所述负载递送的所述电流的输出差分电压。9.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输入电压表示场效应晶体管的漏极节点和源极节点之间的电压，所述电流通过所述场效应晶体管被提供给所述负载，所述场效应晶体管的Rdsqn值表示所述电流通过的场效应晶体管的电阻值，所述装置还包括：处理电路，所述处理电路可操作用于利用所述场效应晶体管的所述Rdsqn值和所存储的所述采样电压来导出指示由所述电源向所述负载递送的所述电流的值。10.根据权利要求1所述的装置，其中，所述电源是开关电源;和其中所述输入电压表示在所述开关电源的同步开关上的电压，所述输入电压电路防止大于阈值的瞬态电压被传送到所述采样电路，所述采样电路当被暴露给局于所述阈值的所述瞬变电压时易受损坏。11.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输入电压电路包括承受大于阈值的输入电压幅度的第一组开关电路;以及其中所述采样和保持电路包括第二组开关电路，所述第二组开关电路易受大于所述第一阈值的输入电压幅度的损坏，所述第一组开关电路被控制以防止大于所述阈值的所述输入电压幅度传送到采样电路中的第二开关电路。12.根据权利要求1所述的装置，还包括：开关控制电路，所述开关控制电路可操作用于同时激活所述输入电压电路中的第一开关电路和所述采样电路中的第二开关电路，以在至所述采样电路中的电容器电路的导电路径上传送所述输入电压。13.根据权利要求12所述的装置，其中，所述开关控制电路可操作用于在所述输入电压的幅度处于不会导致所述采样电路损坏的电压范围内的窗口期间同时激活所述第一开关电路和所述第二开关电路。14.根据权利要求1所述的装置，其中，所述采样电路包括电容器电路，所述电容器电路用于存储从所述输入电压电路传送的所述输入电压；以及其中，所述电容器电路被制造为边缘式电容器电路。15.根据权利要求1所述的装置，其中，所述采样电路包括电容器电路，所述电容器电路用于存储从所述输入电压电路传送的所述输入电压的采样;以及其中，所述电容器电路被制造在半导体芯片上。16.根据权利要求1所述的装置，其中，所述输入电压电路包括开关电路，所述开关电路用于在第一时间窗口期间将所接收的所述输入电压传送到所述采样电路中的采样开关，所述采样开关在第二时间窗口中被激活以将所接收的所述输入电压电耦合到所述采样电路中的电容器电路，所述装置还包括：分路开关，所述分路开关耦合到将所述开关电路和所述采样开关进行耦合的节点，所述采样开关在所述采样开关被去激活时的所述时间窗口之外被激活以将所述节点耦合到接地。17.—种方法，包括：接收表示由电源向负载递送的电流的输入电压；控制所接收的输入电压到采样电路的传送，所述受控传送保护所述采样电路免受损坏;和利用所传送的输入电压将采样电压存储在所述采样电路中，所述采样电压表示由所述电源向所述负载递送的所述电流。18.根据权利要求17所述的方法，其中，控制将所接收的输入电压到所述采样电路的传送还包括：启动所述采样电路中的采样开关的激活以将所述输入电压传送到所述采样电路中的电容器电路，所述采样开关的激活将从所述输入电压电路接收的所述输入电压电稱合到所述采样电路中的所述电容器电路。_19.根据权利要求18所述的方法，其中，控制所接收的输入电压到所述采样电路的传送还包括：控制多个开关的激活，所述多个开关包括第一开关和第二开关的串联连接，所述输入电压通过所述第一开关和第二开关的串联连接被可控地传送到所述采样电路中的所述电容器电路。_20.根据权利要求17所述的方法，其中，控制所接收的输入电压到所述采样电路的传送还包括：在时间窗口期间启动开关电路的激活以提供将所接收的输入电压传送到所述采样电路的导电路径;和在所述时间窗口之外启动所述开关电路的去激活，以防止所接收的输入电压通过所述输入电压电路被传送到所述采样电路。21.根据权利要求17所述的方法，其中，控制所接收的输入电压到所述采样电路的传送还包括：在所述输入电压的幅度低于第一阈值的第一条件期间在至所述采样电路的导电路径上传送所述输入电压;和在所述输入电压的幅度预期大于所述第一阈值的第二条件期间终止至所述采样电路的所述导电路径。22.根据权利要求17所述的方法，还包括：操作电荷放大器电路以放大所存储的代表所述电流的所述采样电压。23.根据权利要求17所述的方法，其中，所述输入电压表示场效应晶体管的漏极节点和源极节点之间的电压，所述电流通过所述场效应晶体管而被提供给所述负载，所述场效应晶体管的相应Rdsqn值表示所述电流所通过的场效应晶体管的电阻值，所述方法还包括：利用所述场效应晶体管的RDScrn值和所存储的所述采样电压来导出表示由所述电源向所述负载递送的所述电流的值。24.根据权利要求17所述的方法，其中，所述输入电压是在所述开关电源的同步开关上的电压；以及其中，控制所接收的输入电压到所述采样电路的传送包括：防止大于阈值的瞬态电压被传送到所述采样电路，所述采样电路在被暴露给高于所述阈值的所述瞬态电压时易受损坏。25.根据权利要求17所述的方法，其中，所述输入电压电路包括承受大于阚值的输入电压幅度的第一组开关电路。26.根据权利要求17所述的方法，其中，控制所接收的输入电压到所述采样电路的传送包括：将第一开关电路和第二开关电路的串联连接同时激活到导通状态，以在至所述采样电路中的电容器电路的导电路径上传送所述输入电压，所述第一开关电路可操作用于阻止高于第一阈值的正瞬态电压在关断状态期间传递到所述采样电路，所述第二开关电路可操作用于阻止低于第二阈值的负瞬态电压在关断状态期间传递到所述采样电路。27.根据权利要求17所述的方法，其中，控制所接收的输入电压到所述采样电路的传送包括：在所述输入电压的幅度处在所述采样电路的操作范围内的时间窗口期间，同时地激活所述第一开关电路和所述第二开关电路。28.根据权利要求17所述的方法，还包括：在所述时间窗口期间激活所述采样电路中的采样开关，所述采样开关的激活将所接收的所述输入电压电耦合到所述采样电路中的电容器电路;和在所述时间窗口之外，激活分路开关，所述分路开关连接到将所述开关电路和所述采样开关进行耦合的节点，所述采样开关被激活以在所述采样开关被去激活时的所述时间窗口之外将所述节点耦合到接地。29.—种计算机可读存储硬件，其上存储有用于处理数据信息的指令，使得所述指令在由计算机处理器硬件执行时使所述计算机处理器硬件执行以下操作：接收表示由电源向负载递送的电流的输入电压；控制所接收的所述输入电压到采样电路的传送，所述受控传送保护所述采样电路免受损坏;和利用所传送的所述输入电压将采样电压存储在所述采样电路中，所述采样电压表示由所述电源向所述负载递送的所述电流。30.根据权利要求I9所述的计算机可读存储硬件方法，其中，控制所接收的输入电压到所述采样电路的传送还包括：在时间窗口期间启动开关电路的激活以提供将所接收的输入电压传送到所述采样电路的导电路径;和在所述时间窗口之外启动所述开关电路的去激活，以防止所接收的输入电压通过所述输入电压电路被传送到所述采样电路，所述开关电路阻止瞬态电压在所述时间窗口之外通过并损坏所述采样电路。

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