專利名稱：一種電流檢測電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
—種電流檢測電路技術(shù)領(lǐng)域[0001 ] 本實用新型主要涉及一種電子電路，尤其涉及一種電流檢測電路。
背景技術(shù)：
[0002]開關(guān)調(diào)節(jié)器，例如用于微處理器電壓調(diào)節(jié)的電壓調(diào)節(jié)器，常常需要檢測平均電感 電流。然而，傳統(tǒng)的平均電感電流檢測方式常常會將顯著的噪聲分量引入檢測結(jié)果中，從而 造成低信噪比(Signal-to-nosie, SNR),這不是我們所期望的。[0003]為此，本實用新型提出一種用于開關(guān)調(diào)節(jié)器的電流檢測電路，以提供具有較高信 噪比的電流檢測結(jié)果。實用新型內(nèi)容[0004]針對現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個問題，本實用新型的目的是提供一種用于開關(guān)調(diào)節(jié) 器的電流檢測電路，通過對流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流進行檢測，輸出具有較高信噪比的 電感電流平均值。[0005]本實用新型提出的電流檢測電路，用于檢測開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流，該電流 檢測電路包括；差分電流檢測放大器，檢測低側(cè)晶體管兩端的電壓，產(chǎn)生與流過低側(cè)晶體管 的開關(guān)電流有關(guān)的第一和第二檢測電流；定時電路，基于低側(cè)晶體管的開關(guān)電流波形產(chǎn)生 定時信號；第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路，耦接至定時電路以接收定時信號，耦接 至差分電流檢測放大器以接收第一和第二檢測電流，其中每路開關(guān)電流采樣保持電路基于 定時信號以及第一和第二檢測電流在其輸出端提供連續(xù)的平均輸出電流；以及其中第一路 和第二路開關(guān)電流采樣保持電路的輸出端耦接在一起以提供開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流。[0006]在一個實施例中，差分電流檢測放大器包括第一和第二檢測晶體管，分別具有第 一端、第二端和控制端，其中第一和第二檢測晶體管的第一端分別耦接至低側(cè)晶體管的第 一端和第二端，第一和第二檢測晶體管的控制端均耦接至低側(cè)晶體管的控制端；第一和第 二晶體管，分別具有基極、發(fā)射極和集電極，其中第一和第二晶體管共基極，第一和第二晶 體管的發(fā)射極分別耦接至第一和第二檢測晶體管的第二端；第一和第二恒流源，分別具有 第一端和第二端，其中第一和第二恒流源的第一端均耦接至供電電壓，第一和第二恒流源 的第二端分別耦接至第一和第二晶體管的集電極；第一和第二輸出晶體管，分別具有第一 端、第二端和控制端，其中第一和第二輸出晶體管的第一端分別耦接至第一和第二檢測晶 體管的第二端，第一和第二輸出晶體管的控制端分別耦接至第二和第一晶體管的集電極， 第一和第二輸出晶體管的第二端分別耦接至第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路以提 供第一和第二檢測電流。[0007]在一個實施例中，差分電流檢測放大器進一步包括偏置電路，該偏置電路包括偏 置電流源，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至供電電壓，第二端耦接至第一和第二晶 體管的公共基極；第三和第四晶體管，分別具有基極、發(fā)射極和集電極，其中第三和第四晶 體管的基極和集電極均耦接至偏置電流源的第二端，第三和第四晶體管的發(fā)射極分別耦接至第一和第二晶體管的發(fā)射極。[0008]在一個實施例中，第一路開關(guān)電流米樣保持電路包括第一米樣保持電路，具有輸 入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第一輸出晶體管的第二端以接收第一檢測電流， 控制端耦接至定時電路以接收定時信號，所述第一采樣保持電路基于所述定時信號獲取第 一檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值；第二采樣保持電路，具有輸入端、輸出端和 控制端，其中輸入端耦接至第一采樣保持電路的輸出端，控制端耦接至定時電路以接收定 時信號，所述第二采樣保持電路基于所述定時信號獲取第一檢測電流在一個周期中的半波 信號的中心值。第二路開關(guān)電流采樣保持電路包括第三采樣保持電路，具有輸入端、輸出 端和控制端，其中輸入端耦接至第二輸出晶體管的第二端以接收第二檢測電流，控制端耦 接至定時電路以接收定時信號，所述第三采樣保持電路基于所述定時信號獲取第二檢測電 流在一個周期中的半波信號的中心值；第四采樣保持電路，具有輸入端、輸出端和控制端， 其中輸入端耦接至第三采樣保持電路的輸出端，控制端耦接至定時電路以接收定時信號， 所述第四采樣保持電路基于所述定時信號獲取第二檢測電流在一個周期中的半波信號的 中心值，其中，第二和第四采樣保持電路的輸出端耦接在一起以提供連續(xù)的平均輸出電流 之和。[0009]在一個實施例中，定時電路產(chǎn)生兩個彼此負(fù)相關(guān)的斜坡信號，通過檢測兩個斜坡 信號的交叉點來實現(xiàn)對第一和第二檢測電流在一個周期中半波信號中心點的檢測。[0010]在一個實施例中，第一和第二檢測晶體管與低側(cè)晶體管類型相同，低側(cè)晶體管的 尺寸大于第一和第二檢測晶體管的尺寸。[0011]在一個實施例中，第一和第二檢測電流小于流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流。[0012]利用上述方案，通過對流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流進行檢測，輸出具有較高信噪 比的電感電流平均值。


[0013]為了更好的理解本實用新型，將根據(jù)以下附圖對本實用新型進行詳細描述[0014]圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的電流檢測電路100的電路圖；[0015]圖2A和2B是根據(jù)本實用新型一實施例的電流檢測電路100的基本波形圖；[0016]圖3是根據(jù)本實用新型一實施例的電流檢測電路的布局圖。
具體實施方式
[0017]下面將詳細描述本實用新型的具體實施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實施例只用于 舉例說明，并不用于限制本實用新型。在以下描述中，為了提供對本實用新型的透徹理解， 闡述了大量特定細節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是不必采用這些特定細 節(jié)來實行本實用新型。在其他實例中，為了避免混淆本實用新型，未具體描述公知的電路、 材料或方法。[0018]在整個說明書中，對“ 一個實施例”、“實施例”、“ 一個示例”或“示例”的提及意味 著結(jié)合該實施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實用新型至少一個實施 例中。因此，在整個說明書的各個地方出現(xiàn)的短語“在一個實施例中”、“在實施例中”、“一個 示例”或“示例”不一定都指同一實施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個或多個實施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的示圖都是為了說明的目的，并且示圖不一定是按比例繪制的，相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出的項目的任何和所有組合。此外，本實用新型所涉及的成對出現(xiàn)的晶體管是相互匹配的晶體管，尺寸和類型均相同。[0019]對于微處理器低壓大電流的開關(guān)調(diào)節(jié)器而言，常常需要獲得精確及時的平均電感電流來實現(xiàn)實時電流檢測和/或自適應(yīng)電壓調(diào)整。如今，為微處理器供電的低壓大電流開關(guān)調(diào)節(jié)器的電流密度有所增加，效率需求也有所提高。而傳統(tǒng)的直流電阻(Direct-current resistance,DCR)檢測方式因其較低的信噪比，很難滿足較高的精確度需求，傳統(tǒng)的直流電阻檢測方式不再適用于平均電感電流的檢測。為此，下面根據(jù)不同的實施例來詳細說明一種基于循環(huán)周期的電流檢測電路，以實現(xiàn)對開關(guān)調(diào)節(jié)器平均電感電流的檢測。[0020]在一個實施例中，電流檢測電路包括差分電流檢測放大器、定時電路以及第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路。差分電流檢測放大器檢測低側(cè)晶體管兩端的電壓，產(chǎn)生與流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流有關(guān)的第一和第二檢測電流。定時電路基于低側(cè)晶體管的開關(guān)電流波形產(chǎn)生定時信號。第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路耦接至定時電路以接收定時信號，耦接至差分電流檢測放大器以接收第一和第二檢測電流，其中每路開關(guān)電流采樣保持電路基于定時信號以及第一和第二檢測電流在其輸出端提供連續(xù)的平均輸出電流。 第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路的輸出端耦接在一起以提供開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流。。[0021]圖1是根據(jù)本實用新型一實施例的電流檢測電路100的電路圖。電流檢測電路 用于檢測開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流。如圖1所示，低側(cè)晶體管110的漏極和源極分別耦接至開關(guān)調(diào)節(jié)器的開關(guān)引腳SW和接地引腳PGND，低側(cè)晶體管110的柵極由低側(cè)導(dǎo)通信號LSON 來驅(qū)動。電流檢測電路100包括差分電流檢測放大器102、第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路104以及定時電路106。根據(jù)另一實施例，低側(cè)晶體管110可以合并在開關(guān)調(diào)節(jié)器中。[0022]差分電流檢測放大器102耦接至低側(cè)晶體管110的源極和漏極以檢測低側(cè)晶體管兩端的電壓，產(chǎn)生與流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流有關(guān)的第一和第二檢測電流。定時電路 106基于低側(cè)晶體管的開關(guān)電流波形產(chǎn)生定時信號。第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路104耦接至定時電路106以接收定時信號，耦接至差分電流檢測放大器102以接收第一和第二檢測電流，其中每路開關(guān)電流采樣保持電路基于定時信號以及第一和第二檢測電流在其各自的輸出端提供連續(xù)的平均輸出電流，每路開關(guān)電流采樣保持電路提供的平均輸出電流之和為開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流。[0023]差分電流檢測放大器102包括第一和第二檢測晶體管116、構(gòu)成差分晶體管對的第一和第二晶體管108a和108b、第一和第二恒流源、以及第一和第二輸出晶體管111和 113。如圖1所示，差分電流檢測放大器102耦接至低側(cè)晶體管110的兩端，在與低側(cè)晶體管 110類型相同的第一和第二檢測晶體管116上產(chǎn)生第一和第二檢測電流，其中第一和第二檢測電流與流過低側(cè)晶體管110的電流有關(guān)，在一個實施例中，第一和第二檢測電流與流過低側(cè)晶體管的電流成正比。在一個實施例中，若流過低側(cè)晶體管110的電流為20A，流過第一和第二檢測晶體管116的電流大約為200μΑ，兩者成正比關(guān)系，且比例為1: 10000。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，流過低側(cè)晶體管110的電流與流過第一和第二檢測晶體管116的電流可以存在其他函數(shù)關(guān)系，例如導(dǎo)數(shù)或倒數(shù)等等。綜上所述，流過低側(cè)晶體管 110的電流由流過第一和第二檢測晶體管116的第一和第二檢測電流確定。[0024]第一和第二檢測晶體管116相互匹配，且與低側(cè)晶體管110是相同類型的晶體管， 僅尺寸不同，低側(cè)晶體管110的尺寸大于第一和第二檢測晶體管116的尺寸。這使得流過第一和第二檢測晶體管116的第一和第二檢測電流與流過低側(cè)晶體管110的開關(guān)電流成正比。差分電流檢測放大器102通過對流過第一和第二檢測晶體管116的第一和第二檢測電流進行復(fù)制來確定流過低側(cè)晶體管110的開關(guān)電流。在圖1所示的實施例中，第一和第二檢測晶體管116與低側(cè)晶體管110包括N型金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管NM0S，在其他實施例中，第一和第二檢測晶體管116與低側(cè)晶體管110包括其他類型合適的晶體管。如圖1所示，第一和第二檢測晶體管116的柵極均耦接至低側(cè)晶體管110的柵極，由低側(cè)晶體管110的低側(cè)導(dǎo)通信號LSON來驅(qū)動。第一和第二檢測晶體管116的漏極分別耦接至第一和第二晶體管108a和108b的發(fā)射極，第一和第二檢測晶體管116的源極分別耦接至低側(cè)晶體管110的源極和漏極。在其他實施例中，第一和第二檢測晶體管116可以具有其他的連接結(jié)構(gòu)。在一個實施例中，第一和第二檢測晶體管116可集成在低側(cè)晶體管110的內(nèi)部。 在其他實施例中，第一和第二檢測晶體管116與低側(cè)晶體管110具有其它合適的位置關(guān)系。[0025]第一和第二恒流源分別耦接在供電電壓與第一和第二晶體管108a和108b的集電極之間，第一和第二晶體管108a和108b共基極，第一和第二晶體管108a和108b的發(fā)射極分別耦接至第一和第二檢測晶體管116的漏極。如圖1所示，第一和第二晶體管108a和 108b構(gòu)成共基極的差分晶體管對，分別被供給40 μ A的恒定電流。在其它實施例中，第一和第二恒流源可以提供不同于40 μ A的其它電流。第一和第二輸出晶體管111和113用于提供第一和第二檢測電流的輸出支路,第一和第二輸出晶體管111和113的源極分別耦接至第一和第二檢測晶體管116的漏極，第一和第二輸出晶體管111和113的柵極分別耦接至第二和第一晶體管108b和108a的集電極，第一和第二輸出晶體管111和113的漏極分別耦接至第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路104的輸入端以提供第一和第二檢測電流。[0027]在一個實施例中，差分電流放大器還包括偏置電路。偏置電路包括偏置電流源與第三和第四晶體管108c和108d。偏置電流源耦接至供電電壓與第一和第二晶體管108a和 108b的公共基極之間。第三和第四晶體管108c和108d的基極和集電極均耦接至偏置電流源，第三和第四晶體管108c和108d的發(fā)射極分別耦接至第一和第二晶體管108a和108b 的發(fā)射極。在圖1所示的實施例中，第三和第四晶體管108c和108(1共享一個3(^々的偏置電流。在其他實施例中，偏置電流源可以提供其它不同于30μΑ的電流。在圖1所示的實施例中，第一、第二、第三和第四晶體管108a 108d包括相同的NPN管。在其他實施例中，第一、第二、第三和第四晶體管108a 108d可包括其它類型合適的相同的晶體管。[0028]低側(cè)場效應(yīng)管110的尺寸較大，并最終連接至輸出端子(開關(guān)端子SW和接地端子 PGND)。由于低側(cè)晶體管110的尺寸較大，低側(cè)晶體管110的布局存在很多分布金屬電阻。 這些金屬電阻基本是金屬的布局引起的，例如，各個晶體管端子之間的連接路由。根據(jù)上述實施例的描述，差分檢測的方法可以消除耦接在第一和第二檢測晶體管116與低側(cè)晶體管 110之間的金屬電阻差異。因此與傳統(tǒng)的檢測裝置(例如直接電流電阻檢測)相比，電壓檢測電路100可提供更好的精確度。[0029]由于電路的布局方式，流過低側(cè)晶體管110的開關(guān)電流L通過晶體管布局的微電阻(RM2，114)來檢測。定時電路106基于開關(guān)電流L的波形，產(chǎn)生定時信號。定時電路產(chǎn)生定時信號的過程將根據(jù)附圖2A和2B進行詳細描述。[0030]平均電感電流iout是一個連續(xù)的量。因為流過開關(guān)管的電流僅在開關(guān)導(dǎo)通時電流才有效，當(dāng)開關(guān)管關(guān)斷時，基本檢測不到有效的電流，因此流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流^ 是斷續(xù)的量。開關(guān)電流込是脈沖 電流。相應(yīng)地，差分電流檢測放大器102從第一和第二檢測晶體管上產(chǎn)生的電流也與脈沖波形類似。為了快速獲得連續(xù)的電流波形，本實用新型采用采樣保持電路，在開關(guān)管導(dǎo)通時，正常讀取電流，開關(guān)管關(guān)斷時，保持檢測到的電流，使得在開關(guān)關(guān)斷時電流也可被檢測。通過使用開關(guān)電流采樣保持電路，可以得到基本連續(xù)的平均電感電流iout。[0031]第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路104耦接至定時電路以接收定時信號，耦接至差分電流檢測放大器以接收第一和第二檢測電流，在定時信號的控制下對與開關(guān)電流有關(guān)的第一和第二檢測電流進行采樣和保持，分別提供基本連續(xù)的平均輸出電流，每路開關(guān)電流采樣保持電路的平均輸出電流之和為開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流。[0032]第一路開關(guān)電流采樣保持電路包括第一和第二采樣保持電路。第一采樣保持電路包括具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第一輸出晶體管的第二端以接收第一檢測電流，控制端耦接至定時電路106以接收定時信號SHl，第一采樣保持電路基于定時信號SHl獲取第一檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值。第二采樣保持電路具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第一采樣保持電路的輸出端，控制端耦接至定時電路106以接收定時信號SH2,第二米樣保持電路基于定時信號獲取第一檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值。[0033]與第一路采樣保持電路類似，第二路開關(guān)電流采樣保持電路包括第三和第四采樣保持電路，第三采樣保持電路具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第二輸出晶體管的第二端以接收第二檢測電流，控制端耦接至定時電路106以接收定時信號SH1。第三采樣保持電路基于定時信號SHl獲取第二檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值。 第四采樣保持電路具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第三采樣保持電路的輸出端，控制端耦接至定時電路106以接收定時信號SH2，第四采樣保持電路基于定時信號 SH2獲取第二檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值。第二和第四采樣保持電路的輸出端耦接在一起以提供連續(xù)的平均輸出電流之和。[0034]在圖1所示的實施例中，第一采樣保持電路包括晶體管141和142，采樣開關(guān)管以及保持電容器142。晶體管141的源極耦接至供電電壓，漏極耦接至第一輸出晶體管111的漏極和晶體管141柵極，采樣開關(guān)管具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至晶體管141的柵極，第二端耦接至晶體管142的柵極，控制端耦接至定時電路。晶體管142的源極耦接至供電電壓，漏極用作第一采樣保持電路的輸出端。保持電容器143耦接在供電電壓與采樣開關(guān)管SHl的第二端之間。第二、第三以及第四采樣保持電路與第一采樣保持電路具有基本相似的結(jié)構(gòu)，如圖1所示，在此不再贅述。在一個實施例中，第一路開關(guān)電流采樣保持電路還可包括電流鏡電路。在其他實施例中，第一路和第二路采樣保持電路可采用本領(lǐng)域普通技術(shù)人員可以理解到的其他電路結(jié)構(gòu)。[0035]圖2A和2B是根據(jù)本實用新型一實施例的電流檢測電路的基本波形圖。如圖2A 所示，定時電路基于開關(guān)電流的波形對開關(guān)電流在一個周期中的半波信號的中心值進行檢 測。定時電路檢測的波形包括低側(cè)導(dǎo)通信號LS0N。信號LONl和信號L0N2從低側(cè)導(dǎo)通信 號LSON交替減少一個脈沖獲得，因此低側(cè)導(dǎo)通信號LSON被分成具有最大相位偏移的兩個 信號LONl和L0N2。相應(yīng)地，LOFl和L0F2由LSON的反轉(zhuǎn)信號交替減少一個脈沖得到。[0036]定時電路106基于開關(guān)電流込的波形產(chǎn)生兩個彼此負(fù)相關(guān)的斜坡信號Rampl和 Ramp2。如圖2A所示的實施例中，第一斜坡信號Rampl上升，第二斜坡信號Pamp2下降，有的 時候這兩個斜坡信號會反過來。兩個斜坡信號(Rampl和Ramp2)的交叉點202對應(yīng)開關(guān)電 流在一個周期中的半波信號的中心值的中心點。MOUT是脈沖電流，包括高電平段204和低 電平段206。如圖2A和2B所示，當(dāng)?shù)蛡?cè)導(dǎo)通信號LSON為高電平，即LONl或L0N2為高時， 流過低側(cè)晶體管110的開關(guān)電流L下降；當(dāng)?shù)蛡?cè)導(dǎo)通信號LSON為低電平，即LOFl與L0F2 為高，流過低側(cè)晶體管110的開關(guān)電流L保持不變。[0037]繼續(xù)如圖2A-2B所示，當(dāng)定時信號SHl等于定時信號SH2時，開關(guān)電流在一個周期 中的半波信號的中心值，即在開關(guān)電流一個周期中的半波中心點時刻采樣得到的值是中心 值。定時信號SHl用于第一次采樣，當(dāng)定時信號SHl的第一個脈沖來臨，流過第一采樣電路 米樣開關(guān)管的電流ism如圖2B所不。第一次米樣結(jié)束時，由于米樣窗口的寬度，電流iSH1的 突起包含位于最高點的電流值，電流iSH1中的突起不能用作計算平均輸出電流。為此，需要 更精確的采樣保持來消除突起。因此采用定時信號SH2進行第二次采樣，僅在電流iSH1保 持直流電平時采樣，得到流過第二采樣電路采樣晶體管的電流“吧。定時信號SH2控制第二 采樣保持電路對電流iSH1進行采樣，采樣得到的電流iSH2是連續(xù)的平均輸出電流，即低側(cè)晶 體管110的開關(guān)電流L的中心值。第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路提供的連續(xù)的 平均輸出電流之和即為平均電感電流。[0038]在一個實施例中，第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路對流過第一和第二檢測 晶體管的第一和第二檢測電流進行循環(huán)檢測，并平均所有的測量結(jié)果，以改善測量的精確 度或準(zhǔn)確度。在一個實施例中，測量結(jié)果的精確度和準(zhǔn)確度可被提高至少一個數(shù)量級，在某 些情況下，甚至是10個數(shù)量級。[0039]圖3是根據(jù)本實用新型一實施例的低側(cè)電流檢測電路的電路布局圖。靠近布局頂 端和底端的PGND和SW端子均是低側(cè)晶體管的輸出端子。通過布局的直角線為功率晶體管。 位于布局中心上方與下方的蜿蜒結(jié)構(gòu)是兩個小檢測晶體管，即圖1實施例中的第一和第二 檢測晶體管116。[0040]上述的一些特定實施例僅僅以示例性的方式對本實用新型進行說明，這些實施例 不是完全詳盡的，并不用于限定本實用新型的范圍。對于公開的實施例進行變化和修改都 是可能的，其他可行的選擇性實施例和對實施例中元件的等同變化可以被本技術(shù)領(lǐng)域的普 通技術(shù)人員所了解。本實用新型所公開的實施例的其他變化和修改并不超出本實用新型的 精神和保護范圍。
權(quán)利要求1.一種電流檢測電路，用于檢測開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流，其特征在于，該電流檢測電路包括；差分電流檢測放大器，檢測低側(cè)晶體管兩端的電壓，產(chǎn)生與流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流有關(guān)的第一和第~■檢測電流；定時電路，基于低側(cè)晶體管的開關(guān)電流波形產(chǎn)生定時信號；第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路，耦接至定時電路以接收定時信號，耦接至差分電流檢測放大器以接收第一和第二檢測電流，其中每路開關(guān)電流采樣保持電路基于定時信號以及第一和第二檢測電流在其輸出端提供連續(xù)的平均輸出電流；以及其中第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路的輸出端耦接在一起以提供開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流。
2.如權(quán)利要求1所述的電流檢測電路，其特征在于，其中差分電流檢測放大器包括第一和第二檢測晶體管，分別具有第一端、第二端和控制端，其中第一和第二檢測晶體管的第一端分別耦接至低側(cè)晶體管的第一端和第二端，第一和第二檢測晶體管的控制端均耦接至低側(cè)晶體管的控制端；第一和第二晶體管，分別具有基極、發(fā)射極和集電極，其中第一和第二晶體管共基極， 第一和第二晶體管的發(fā)射極分別耦接至第一和第二檢測晶體管的第二端；第一和第二恒流源，分別具有第一端和第二端，其中第一和第二恒流源的第一端均耦接至供電電壓，第一和第二恒流源的第二端分別耦接至第一和第二晶體管的集電極；第一和第二輸出晶體管，分別具有第一端、第二端和控制端，其中第一和第二輸出晶體管的第一端分別耦接至第一和第二檢測晶體管的第二端，第一和第二輸出晶體管的控制端分別耦接至第二和第一晶體管的集電極，第一和第二輸出晶體管的第二端分別耦接至第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路以提供第一和第二檢測電流。
3.如權(quán)利要求2所述的電流檢測電路，其特征在于，其中差分電流檢測放大器進一步包括偏置電路，該偏置電路包括偏置電流源，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至供電電壓，第二端耦接至第一和第二晶體管的公共基極；第三和第四晶體管，分別具有基極、發(fā)射極和集電極，其中第三和第四晶體管的基極和集電極均耦接至偏置電流源的第二端，第三和第四晶體管的發(fā)射極分別耦接至第一和第二晶體管的發(fā)射極。
4.如權(quán)利要求2所述的電流檢測電路，其特征在于，其中第一路開關(guān)電流采樣保持電路包括第一采樣保持電路，具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第一輸出晶體管的第二端以接收第一檢測電流，控制端耦接至定時電路以接收定時信號，所述第一采樣保持電路基于所述定時信號獲取第一檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值；第二采樣保持電路，具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第一采樣保持電路的輸出端，控制端耦接至定時電路以接收定時信號，所述第二采樣保持電路基于所述定時信號獲取第一檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值；第二路開關(guān)電流采樣保持電路包括第三采樣保持電路，具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第二輸出晶體管的第二端以接收第二檢測電流，控制端耦接至定時電路以接收定時信號，所述第三采樣保持電路基于所述定時信號獲取第二檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值；第四采樣保持電路，具有輸入端、輸出端和控制端，其中輸入端耦接至第三采樣保持電路的輸出端，控制端耦接至定時電路以接收定時信號，所述第四采樣保持電路基于所述定時信號獲取第二檢測電流在一個周期中的半波信號的中心值，其中，第二和第四采樣保持電路的輸出端耦接在一起以提供連續(xù)的平均輸出電流之和。
5.如權(quán)利要求1所述的電流檢測電路，其特征在于，其中定時電路產(chǎn)生兩個彼此負(fù)相關(guān)的斜坡信號，通過檢測兩個斜坡信號的交叉點來實現(xiàn)對第一和第二檢測電流在一個周期中半波信號中心點的檢測。
6.如權(quán)利要求2所述的電流檢測電路，其特征在于，其中第一和第二檢測晶體管與低側(cè)晶體管類型相同，低側(cè)晶體管的尺寸大于第一和第二檢測晶體管的尺寸。
7.如權(quán)利要求1所述的電流檢測電路，其特征在于，其中第一和第二檢測電流小于流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流。
專利摘要本實用新型公開了一種電流檢測電路，用于檢測開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流，該電流檢測電路包括；差分電流檢測放大器，檢測低側(cè)晶體管兩端的電壓，產(chǎn)生與流過低側(cè)晶體管的開關(guān)電流有關(guān)的第一和第二檢測電流；定時電路，基于低側(cè)晶體管的開關(guān)電流波形產(chǎn)生定時信號；第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路，耦接至定時電路以接收定時信號，耦接至差分電流檢測放大器以接收第一和第二檢測電流，其中每路開關(guān)電流采樣保持電路基于定時信號以及第一和第二檢測電流在其輸出端提供連續(xù)的平均輸出電流；以及其中第一路和第二路開關(guān)電流采樣保持電路的輸出端耦接在一起以提供開關(guān)調(diào)節(jié)器的平均電感電流。
文檔編號G01R19/00GK202837374SQ20122050648
公開日2013年3月27日 申請日期2012年9月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月29日
發(fā)明者徐鵬, 法蘭西斯·余 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司