[实用新型]一种用于开关电源的电感电流检测电路

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种模拟电路，特别是涉及一种模拟检测电路。

背景技术

随着超大规模集成电路(VLSI)的不断发展，开关电源芯片的集成得到了迅猛的发展，并广泛应用于各种设备尤其是便携式电子产品。由于电流控制型开关电源具有自动过流保护、高度的稳定性、高精度的输出电压，快速的瞬态响应和内在的对功率开关电流的控制及限流能力，因此现在的开关电源多采用电流控制模式，如图1所示为一种电流型DC/DC降压转换器，其工作原理是：输出电压V_O经电阻分压得到的反馈电压bV_O与参考电压Vref进行比较后，误差放大器输出Vea。该Vea与电流检测电路检测到的电感电流转变成的电压进行比较，得到的脉冲信号控制开关管的导通和截止，从而调节输出电压。由此可见，电流检测电路的性能直接影响开关电源的性能。

现有技术中存在多种不同的电感电流检测技术，比较常用的有如图2(a)、图2(b)、图2(c)三种检测方式，都已经得到不同程度的实现和应用，具体的描述如下：

(1)串联电阻检测法

串联电阻检测法的电路实现如图2(a)所示，在电感L上串联一个很小的电阻R，通过检测电阻上的压降来检测电流。所述检测方式的优点是检测精度高，但电阻会产生额外的损耗，特别是功率管上流过大电流时，这个损耗是很大的，严重影响电源的转换效率，而且在集成电路工艺中精确的集成几十毫欧的电阻是很难的。

(2)检测功率管压降法

检测功率管压降法的电路实现如图2(b)所示，在功率管两端并联一个电流放大器，当检测到放大器发生翻转时，则得到功率管两端电压。当已知功率管在线性区的等效电阻时，通过检测功率管的漏源电压V_DS从而得到功率管上的电流。

当功率管工作在线性区时，其漏源电压很小，等效电阻的计算公式可近似用公式(1)表示。

RDS=LμCOXW(VGS-VT)---(1)]]>

其中μ为沟道电子的迁移率，C_OX为单位面积栅电容，V_T为功率管的阈值电压，V_GS为栅源电压，W、L分别为沟道的宽度和长度。

从理论上讲，所述检测方式很完美，不引入额外损耗，不影响芯片效率，然而实际应用中却存在很大缺陷，最主要的是检测的精度很低，原因有以下两点：

第一、非线性的影响，由于忽略了漏源电压的非线性影响，把电流电压的关系看成线性，从而近似得到公式(1)，但当被检测电流位于峰值附近时，所述漏源电压的非线性影响并不能忽略。

第二、温度特性的影响，从公式(1)可以看出，电阻R_DS受参数μ、C_OX、V_T的影响，而所述参数μ、C_OX、V_T都与温度相关，故电阻R_DS受温度影响比较大，因此所述方法虽然设计巧妙，但通常只应用在检测精度不高的场合。

(3)等比例电流检测法

等比例电流检测法的电路实现如图2(c)所示，电流采样管M1和功率管M2通过放大器OP并联且镜像连接，则电流采样管M1和功率管M2具有相同的栅漏源电压，又因为MOS的电流如公式(2)所示：