[发明专利]一种应用于DC-DC转换器的平均电流检测电路

说明书

本发明提供一种应用于DC‑DC转换器的平均电流检测电路，涉及集成电路领域，平均电流检测电路包括依次连接的平均电流采样模块、电流转换模块以及积分比较模块，所述平均电流采样模块包括高侧电流检测电路、电阻R31、NMOS管MN31；所述电流转换模块包括运放U1、NMOS管MN32、电阻R32；所述积分比较模块包括PMOS管MP32、开关S31、电容器C31、NMOS管MN41、比较器U2、NMOS管MN42、电容器C41、开关S32；本发明的平均电流检测电路不会影响转换效率，并且可以让DC‑DC在一个恒定的负载电流切换PWM模式和PFM模式，具有高转换效率，较强的通用性和精确性。

技术领域

本发明涉及集成电路领域，尤其涉及一种应用于DC-DC转换器的平均电流检测电路。

背景技术

在DC-DC降压转换器中，脉冲宽度调整模式(PWM模式)在重负载的时候转换效率较高，在轻负载的时候转换效率较低，而脉冲频率调制模式(PFM模式)在轻负载的时候转换效率较高。为提高轻负载的转换效率，通常重负载工作在PWM模式，轻负载的时候工作在PFM模式，因此通常需要一个负载电流检测电路，在某个适合的固定负载电流进行PWM模式与PFM模式切换，从而使芯片在整个负载范围内都具有较高的转换效率。

传统的负载电流检测方法主要分为两种：

(1)如图1所示，在输出端串联一个采样电阻Rsense，通过检测采样电阻Rsense上的压降Vsense，从而能推算出电流Isense＝Vsense/Rsense。

(2)用一个功率管的1/K的MOS管去采样功率管的电流(T_ON时间段内，功率管中的瞬态电流等于电感电流)一个运放钳住功率管和采样管的漏端电压使二者相等，如图2所示，VA＝VB，则Ron_Mpower*IL＝Ron_Msense*Is，这样Is＝(Ron_Mpower/Ron_Msene)*IL＝IL/K，于是采样出来的电流是功率管M1流过电流的1/K。

其中，方法(1)的缺点是串联的采样电阻Rsense在功率传输路径上会极大的降低转换效率，通常一般的功率管的导通电阻Rdson大概在10～300欧姆之间，如果串联一个100欧姆的采样电阻，采样电阻Rsense甚至大于Rdson，功率管性能受到极大影响，并且100m欧姆的采用电阻也很难有足够高的精度，此外还需要增加额外的芯片管脚，导致方法(1)很少在实际应用中使用；方法(2)的缺点是只能获取峰值电流，如图5所示，由于峰值电流由DC电流和波纹ripple电流组成，其中波纹ripple电流会随着输入电压、输出电压以及电感值不同而不同，因而峰值电流并不能真正准确的反应平均电流。而在DCM(断续电流模式)下，每个周期会有一段时间电流为零，峰值电流更加无法表征平均电流。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种应用于DC-DC转换器的平均电流检测电路，不会影响转换效率，并且可以让DC-DC在一个恒定的负载电流切换PWM模式和PFM模式，此电路可以同时适用于CCM(连续电流模式)和DCM(断续电流模式)，具有高转换效率，较强的通用性和精确性。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种应用于DC-DC转换器的平均电流检测电路，所述平均电流检测电路包括依次连接的平均电流采样模块、电流转换模块以及积分比较模块，所述平均电流采样模块包括与高侧电流检测电路连接电阻R31、NMOS管MN31，与NMOS管MN31连接的1/2*Ton产生电路以及采样电容器Cs，所述电流转换模块包括与NMOS管MN31连接的运放U1，与运放U1连接的NMOS管MN32、电阻R32，与NMOS管MN32连接的PMOS管MP31，所述积分比较模块包括与PMOS管MP31连接的PMOS管MP32，与PMOS管MP32连接的开关S31，与开关S31连接的电容器C31、NMOS管MN41、比较器U2，与比较器U2连接的NMOS管MN42、电容器C41以及开关S32。