[发明专利]一种电流采样电路

说明书

技术领域

本发明属于芯片设计技术领域，尤其涉及一种电流采样电路设计。

背景技术

开关电源是利用现代电力电子技术，通过控制开关管通断的时间比率来维持输出电压稳定的一种电源。如何对开关电源芯片进行简单、准确、快速地采样，关系到整个开关电源芯片性能的好坏。目前，开关电源中常用的电流采样方法有电阻采样、磁采样、MOSFET采样等。

在介绍电流采样电路在前，先对NMOS管漏极电流进行说明：工作在线性区的NMOS管漏极电流为μ_n为电子的迁移率，C_ox为单位面积的栅氧化层电容，W为栅的宽度，L为栅的长度，V_GS为栅源两极之间的电压，V_TH为NMOS管的阈值电压，V_DS为漏源两极之间的电压，如果，工作在深线性区，其漏极电流表达式为电流采样电路，一般用工作在深线性区的NMOS管进行电流采样。

现有的开关电源中主要采用如下两种电流采样电路：

第一种电流采样电路如图1所示，在此电路中，利用功率管MN1和采样管MN2构成电流镜，如果功率管MN1的栅的宽长比为(W/L)₁，采样管MN2的栅的宽长比为(W/L)₂，在理想的情况下，MN1管的源极、栅极、漏极电位分别与MN2的源极、栅极、漏极电位相等，采样管的电流I_sense和功率管的电流I_ldmos之比为常数，通过调整功率管MN1和采样管MN2的宽长比，可以获得所需要的电流采样比。但是这种电路在实际应用时，MN1管的源极电位和MN2的源极电位并不一定相等，结果造成MN1管和MN2的漏源两极之间的电压也不相等，进而使得采样管的电流和功率管的电流之比并非为常数，因此采样精度不高，限制了它的应用。

第二种电流采样电路如图2所示，运算放大器A0分别在采样管MN4和功率管MN3的源极电位进行采样作比较，将比较结果反馈输入到NMOS管MN5的栅极，通过改变NMOS管MN5的漏源电阻来改变采样管MN4的源极电位，将功率管MN3管和采样管MN4的源极电位钳位到相等。这样，功率管MN3管和采样管MN2管的栅漏源电位均相等，采样电流精度更高。但是这种电路结构严格要求功率管MN3的漏源两极之间的电压V_DS3和采样管MN4漏源两极之间的电压V_DS4相等，即V_DS3＝V_DS4，这样就造成这种电流采样电路在具体的电路应用中有一定的局限性。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有的电流采样电路存在的问题，提出了一种电流采样电路。