[发明专利]一种Buck开关电源中高边NMOS管电流采样的方法和电路

说明书

本公开揭示了一种Buck开关电源中高边NMOS管电流采样电路，其特征在于，包括功率开关电路、镜像电路、运放电路、反馈采样电路、滤波电路，功率开关电路中高边NMOS管的电流通过镜像电路按比例进行采样，功率开关电路中高边NMOS与镜像电路之间连接运放电路，运放电路用于实现功率开关电路中高边NMOS管功率开关电路与镜像电路中的镜像功率管的栅电压、源电压、漏电压相等，在功率开关电路给滤波电路中的电感充电时，运放电路的两个输入端有电流，在电感放电时，运放电路的两个输入端皆无电流，实现降低采样电路的损耗。

技术领域

本公开涉及开关电源，特别涉及一种Buck开关电源中高边NMOS管电流采样的方法和电路。

背景技术

在开关电源特别是高速开关电源中，其输出端电路通常采用高边和低边两个NMOS功率管连接的方式，高边NMOS功率管导通时给外接电感充电，低边NMOS功率管导通时外接电感放电，通过采样高边NMOS功率管上的电流来获得输出电感电流信息，因输出电流Ih较大,一般采用高边NMOS功率管的镜像电路来进行检测,为了保证镜像检测的精度,高边NMOS功率管与镜像电路中的采样NMOS采用栅电压、源电压、漏电压相同的连接方式,在高边NMOS功率管的漏极与采样NMOS功率管的漏极分别连接运放电路的两个输入端，运放电路采用反馈连接，使运放电路的两个输入端电压相等。

在此连接方式下，现有技术中运放电路的两个输入端同时都与电源端连接，这样，无论高边NMOS功率管导通或关断，运放电路的两个输入端都有电流流入，从而增加了运放电路的电源损耗。

具体地，现有技术通常采用如图1的电路进行电流采样。

其中，Mn1为输出高边功率管，Mn2为输出低边功管，Mn3为采样功率管，Mn4为反馈管。Sn1、Sp2、Sp3为开关管(其中，Mn1、Mn2、Mn3、Sn1都是高压NMOS管，Sp2、Sp3是高压PMOS管)。

由图1可以看出，在Vgh为低电平时，通过功率管Sp2对运放电路100的B输入端提供电流，功率管Mn3对运放电路100的D输入端提供电流；在Vgh为高电平(此高电平值大于Vin值)时，开关管Sn1、Sp3导通，开关Sp2关断，运放电路100与反馈管Mn4形成负反馈，使得D输入端电压等于B输入端电压，Mn3按比例镜像Mn1管电流。

当Vgh为低电平时，电阻R让Mn3一直处于导通状态，为运放电路100的D输入端提供电流，开关Sp2导通，为运放电路100的B输入端提供电流，因此，在Vgh为低电平时，运放100电路一直存在功耗。

但这种电路结构方式，一方面，在Vgh为低电平时运放电路100是有电流消耗的，这就增加了电源损耗；另一方面，在Vgh为高电平时，功率管Mn1、开关管Sn1导通，开关管Sp3打开，Mn3与功率管Mn1栅电压相同，由于开关管Sn1的存在，使得采样管Mn3漏极与高边功率管Mn1漏极电压存在误差，准确度较低。基于以上原因，对现有技术中采样电流电路进行修改是目前需要解决的问题。

发明内容

为了解决降低开关电源采样电路的损耗问题，本发明提出了一种Buck开关电源中高边NMOS管电流采样电路，在采样电路进行电流采样的间隙，关断采样电路中的运放电路，从而降低采样电路的能耗。

为了解决以上的技术问题，本申请采用如下技术方案：

一种Buck开关电源中高边NMOS管电流采样方法，包括功率开关电路、镜像电路、运放电路、反馈采样电路、滤波电路，功率开关电路中高边NMOS管的电流通过镜像电路按比例进行采样，功率开关电路中高边NMOS管与镜像电路之间连接运放电路，运放电路用于实现功率开关电路中高边NMOS管与镜像电路中的镜像功率管的栅电压、源电压、漏电压相等，在功率开关电路给滤波电路中的电感充电时，运放电路的两个输入端有电流，在电感放电时，运放电路的两个输入端皆无电流，实现降低采样电路的损耗。