[实用新型]用于功率变换器、开关模式电源的电流感测电路、装置和多相位开关模式电源

说明书

技术领域

本公开内容一般地涉及功率调节电路，并且更特别地涉及开关模式功率变换器中的电流感测。

背景技术

开关模式电源(SMPS)利用在与电源的开关动作耦合的电感的磁场中的能量储存来调节输出电压、电流或电功率。由于线性功率变换系统相对较差的功率，SMPS远优于线性功率调节。在用于将励磁电感连接至电源的开关被切断时，早期设计的简单SMPS通常使用用于飞轮导通的二极管。但是，在提高SMPS的效率方面，导通二极管已经由诸如金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)或绝缘栅场效应晶体管(IGFET)之类的开关晶体管代替，这些晶体管被同步开关以在适当的时间提供必要的阻断和导通功能。这些在接通时具有相当一致的“导通”电阻的晶体管使得电流感测电阻便于感测通过励磁电感的电流。但是，随着这些开关晶体管的导通电阻继续下降，电路板的导体的小电阻变得重要，因为它为开关电阻的导通电阻的量级。电路板导体的作用在多相变换器中尤其会受到关注，在多相变换器中，每个相位电路来感测通过其内的电流的开关晶体管与感测电路之间的距离改变，为每个相位产生不同的电阻，这会在不同相位当中导致失衡电流。

实用新型内容

因此，需要用于基本上减小开关功率变换器因电路板变化所致的感测误差的电流感测电路。

根据一种实施例，一种用于功率变换器的电流感测电路，其特征在于包含：串联耦接于电流感测节点处以形成串联的电流感测电阻的第一电流感测电阻和第二电流感测电阻；所述串联的电流感测电阻与具有电感和固有电阻以及与开关网络连接的第一端的电感器并联耦接；所述第一电流感测电阻与所述电感器的所述第一端耦接，并且所述第二电流感测电阻与所述电感器的第二端耦接；以及与所述第一电流感测电阻并联耦接的电容。

根据上述电流感测电路的一个实施例，其中所述电感器的所述第一端与地线之间连接有开关晶体管，所述电流感测节点与所述地线之间提供有电流感测电压。

根据上述电流感测电路的一个实施例，其中所述电感器的所述第一端耦接至开关晶体管的第一端，所述开关晶体管具有与地线耦接的第二端，所述电流感测电路还包含：具有与所述电流感测节点耦接的第一端的场效应晶体管；以及具有与所述场效应晶体管的第二端耦接的第一输入以及与偏移电压基准耦接的第二输入的放大器电路；其中所述开关晶体管具有控制端子，所述场效应晶体管的控制端子与所述开关晶体管的控制端子耦接。

根据一种实施例，一种用于开关模式电源的电流感测装置，其特征在于包含：具有电感和固有电阻以及与开关晶体管连接的第一端的电感器；与所述电感器并联耦接的且形成电流感测节点的无源电流感测网络，其中所述无源电流感测网络与所述电感器阻抗匹配；向驱动所述开关晶体管的开关控制器提供电流感测信号的电流感测电路，其中所述电流感测信号基于相对于基准在所述电流感测节点处产生的电压，所述电流感测电路与所述基准连接。

根据上述电流感测结构的一个实施例，其中所述无源电流感测网络包含：串联耦接于所述电流感测节点处以形成串联的电流感测电阻的第一电流感测电阻和第二电流感测电阻；所述串联的电流感测电阻与所述电感器并联耦接，并且第一端与所述开关晶体管连接；所述第一电流感测电阻与所述电感器的所述第一端耦接，并且所述第二电流感测电阻与所述电感器的第二端耦接；以及与所述第一电流感测电阻并联耦接的电容。

根据上述电流感测结构的一个实施例，其中所述电感器的第一端耦接至所述开关晶体管的第一端，所述开关晶体管具有与地线耦接的第二端，所述电流感测装置还包含：具有与所述电流感测节点耦接的第一端的场效应晶体管；以及具有与所述场效应晶体管的第二端耦接的第一输入以及与偏移电压基准耦接的第二输入的放大器电路；其中所述开关晶体管具有控制端子，所述场效应晶体管的控制端子与所述开关晶体管的控制端子耦接。

根据上述电流感测结构的一个实施例，其中所述开关模式电源是多相位开关模式电源，并且其中所述电流感测电路针对多个相位中的每个相位进行复制，其中每个相位都对所述开关模式电源的输出有贡献。