專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電流檢測(cè)電路以及應(yīng)用其的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及開(kāi)關(guān)電源領(lǐng)域，更具體的說(shuō)，涉及一種應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路以及應(yīng)用其的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器。
背景技術(shù)：
開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，用來(lái)給各種各樣的電系統(tǒng)提供穩(wěn)定的電壓源或者電流源。開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器把輸入直流電壓轉(zhuǎn)換成高頻率電壓，在對(duì)高頻輸出電壓進(jìn)行濾波進(jìn)而轉(zhuǎn)換成直流輸出電壓或者輸出電流。具體的說(shuō)，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器通常包括一個(gè)開(kāi)關(guān)器件、一個(gè)輸出濾波器和一個(gè)控制器，開(kāi)關(guān)器件與一個(gè)輸入直流電壓源(如電池)交替性的連接和斷開(kāi)以給負(fù)載(如集成電路)供電。輸出濾波器連接在輸入電壓源和負(fù)載之間，由電感和電容組成，用于對(duì)開(kāi)關(guān)器件的輸出進(jìn)行濾波進(jìn)而提供直流輸出電壓?？刂破?例如脈沖寬度調(diào)制器或者頻率脈沖調(diào)制器等)根據(jù)輸出信號(hào)的狀態(tài)來(lái)控制上述開(kāi)關(guān)器件的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，以此輸出一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的直流電壓或者直流電流。在這樣的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器結(jié)構(gòu)中，為了防止輸出短路或者電路過(guò)流情況下弓I起輸入側(cè)電流過(guò)大，導(dǎo)致溫度升高，過(guò)熱使得器件損壞或者使其壽命降低，通常都會(huì)在電路中加入峰值電流限流電路部分，當(dāng)瞬時(shí)電流過(guò)大時(shí)，峰值電流限流電路部分開(kāi)始工作，以關(guān)斷或者將該峰值電流限流使之減小，從而起到保護(hù)功率開(kāi)關(guān)器件的作用。然而，上述的限流電路僅僅是對(duì)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器本身進(jìn)行保護(hù)，在實(shí)際應(yīng)用中，對(duì)輸入電源(如USB 口供電)同樣需要限流保護(hù)，有必要對(duì)輸入電流的平均值進(jìn)行限流操作。限流保護(hù)電路首先要有一個(gè)電流取樣環(huán)節(jié)，一般的做法是串聯(lián)一個(gè)小電阻或者采用霍爾元件來(lái)獲得電流信號(hào)。當(dāng)采樣電流比較小的時(shí)候，這兩種取樣方法都是可取的。但當(dāng)取樣電流比較大時(shí)，電阻取樣會(huì)有較大的損耗，降低了變換器的效率，而霍爾元件取樣體積比較大，且價(jià)格昂貴，整個(gè)電源的成本增加。另一方面，為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的精確控制，必須要對(duì)輸出電流進(jìn)行采樣以獲得輸出電流的信息，進(jìn)而通過(guò)電流控制環(huán)路來(lái)維持輸出電流基本恒定。現(xiàn)有技術(shù)中，對(duì)輸出電流的采樣通常也是在輸出電流環(huán)路上串聯(lián)一小電阻，通過(guò)電阻上的壓降來(lái)獲得輸出電流信
肩、O如圖1所示，其為采用現(xiàn)有技術(shù)的一種在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中采用外接電阻的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)對(duì)輸入電流和輸出電流的采樣的電流檢測(cè)電路的原理框圖。其中，電阻Rsin串聯(lián)在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入端Vin，電阻Rsin上的壓降Vsin反映了開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流Iin的數(shù)值大小。類(lèi)似的，電阻R_t串聯(lián)在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出端Vwt，電阻R_t上的壓降V_t反映了開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流U的數(shù)值大小。顯然，采用這種實(shí)現(xiàn)方式，在電阻Rsin和電阻R_t上不可避免的會(huì)產(chǎn)生一定的功率損耗，其數(shù)值大小與電阻Rsin和電阻R_t的阻值大小以及電路輸入電流值的平方或者輸出電流數(shù)值的平方成正比，從而降低了開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的效率。為了減小這種損耗，通常電阻Rsin和電阻R_t的電阻值會(huì)選擇的盡可能的小，但是在這種情況時(shí)，則需要低失調(diào)的放大器Al和放大器A2來(lái)對(duì)電阻上的壓降進(jìn)行放大，顯然，放大器的使用不僅增加了電路的實(shí)現(xiàn)成本，而且由于放大器本身也存在一定的直流靜態(tài)損耗，因此又進(jìn)一步的增加了電路的功率損耗。例如，假設(shè)電路輸入電流為1A，輸入采樣電阻為IOOm Ω時(shí)，則這時(shí)的電阻Rsin的功率損耗大約為IOOmW,顯然其不能滿足高效率應(yīng)用場(chǎng)合的使用。另外，圖1所示的采用現(xiàn)有技術(shù)的一種電流檢測(cè)電路的實(shí)現(xiàn)方式需要在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的外圍外接采樣電阻，以及放大器等部分，使得電路面積變大、噪聲影響也較大，降低了系統(tǒng)的可靠性。

發(fā)明內(nèi)容
有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種新型的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路，以解決現(xiàn)有技術(shù)中的電流檢測(cè)電路的功率損耗大，電路體積大以及實(shí)現(xiàn)成本高等問(wèn)題。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的電流檢測(cè)電路，應(yīng)用于一開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中，用以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流和輸出電流，包括，鏡像電路和電流發(fā)生電路，其中，所述鏡像電路用以根據(jù)流過(guò)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)管電流，生成與所述開(kāi)關(guān)管電流成比例的采樣信號(hào)；所述電流發(fā)生電路對(duì)所述采樣信號(hào)基于所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期進(jìn)行平均值運(yùn)算，以及基于所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通占空比對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行平均值運(yùn)算，以獲得所述輸入電流和所述輸出電流。進(jìn)一步的，所述鏡像電路包括電流鏡和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路；所述電流鏡與所述開(kāi)關(guān)管連接，以獲得一與所述開(kāi)關(guān)管電流成比例的采樣電流；所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路接收所述采樣電流，并將其轉(zhuǎn)換為一采樣電壓，以作為所述采樣信號(hào)。進(jìn)一步的，所述電流發(fā)生電路包括第一濾波電路和第二濾波電路；其中，所述第一濾波電路包括一由電阻和電容組成的RC濾波器；所述第二濾波電路包括串聯(lián)連接的第一可控開(kāi)關(guān)和一由電阻和電容組成的另一RC濾波器，所述第一可控開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)與所述開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)一致。進(jìn)一步的，所述電流發(fā)生電路還包括第三濾波電路，與所述第二濾波電路連接，以接收所述第二濾波電路的輸出信號(hào)，并且基于所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感電流的持續(xù)時(shí)間和所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期，對(duì)所述第二濾波電路的輸出信號(hào)進(jìn)行平均值運(yùn)算。優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述開(kāi)關(guān)管為所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的主功率開(kāi)關(guān)管；所述第一濾波電路接收所述采樣信號(hào)，并對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸入電流；當(dāng)所述電感電流不為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第二濾波電路接收所述采樣信號(hào)，基于所述導(dǎo)通占空比以對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸出電流；當(dāng)所述電感電流為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第三濾波電路的輸出信號(hào)作為所述輸出電流。優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為非同步或者同步降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為同步升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；所述開(kāi)關(guān)管為所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的同步功率開(kāi)關(guān)管；所述第一濾波電路接收所述采樣信號(hào)，并對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸出電流；當(dāng)所述電感電流不為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第二濾波電路接收所述采樣信號(hào)，基于所述導(dǎo)通占空比以對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸入電流；當(dāng)所述電感電流為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第三濾波電路的輸出信號(hào)作為所述輸入電流。進(jìn)一步的，所述第三濾波電路包括第二可控開(kāi)關(guān)，第三可控開(kāi)關(guān)和第一 RC濾波器；其中，所述第二可控開(kāi)關(guān)和所述第三可控開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接在所述第二濾波電路的輸出端和地電位之間；所述第一 RC濾波器連接至所述第二可控開(kāi)關(guān)和所述第三可控開(kāi)關(guān)的公共連接點(diǎn)；在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述第二可控開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間為所述電感電流的持續(xù)時(shí)間，所述第三可控開(kāi)關(guān)在所述開(kāi)關(guān)周期的剩余的時(shí)間區(qū)間內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。進(jìn)一步的，所述第三濾波電路還包括連接在所述第二濾波電路的輸出端的緩沖器。優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為四開(kāi)關(guān)降壓-升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述鏡像電路分別采樣所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的降壓型結(jié)構(gòu)中的主功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電流以獲得第一采樣信號(hào)，以及所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的升壓型結(jié)構(gòu)中的同步功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電流以獲得第二采樣信號(hào);所述電流發(fā)生電路包括第二 RC濾波器和第三RC濾波器；所述第二 RC濾波器接收所述第一采樣信號(hào)，并對(duì)所述第一采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸入電流；所述第三RC濾波器接收所述第二采樣信號(hào)，并對(duì)所述第二采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸出電流。依據(jù)本發(fā)明的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，包括上述的電流檢測(cè)電路，還包括功率級(jí)電路，輸出電流控制電路和輸入電流限制電路；其中，所述輸入電流限制電路與所述電流檢測(cè)電路連接，以接收所述電流檢測(cè)電路輸出的輸入電流，當(dāng)所述輸入電流大于一預(yù)設(shè)限值時(shí)，對(duì)所述輸入電流進(jìn)行限制；所述輸出電流控制電路與所述電流檢測(cè)電路連接，以接收所述電流檢測(cè)電路輸出的輸出電流，并根據(jù)所述輸出電流和一期望輸出電流，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，以控制所述功率級(jí)電路，從而維持所述功率級(jí)電路的輸出電流與所述期望輸出電流一致。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路，不再采用通過(guò)在輸入電流回路和輸出電流回路中串聯(lián)采樣電阻來(lái)獲取輸入電流和輸出電流信息，而是根據(jù)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流和輸入電流之間的關(guān)系，采樣相應(yīng)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的開(kāi)關(guān)管上的電流信息，來(lái)間接獲得輸入電流和輸出電流信息。由于開(kāi)關(guān)管上的電流信息可以很方便的通過(guò)電流鏡的實(shí)現(xiàn)方式來(lái)獲得，因此不會(huì)產(chǎn)生功率損耗。尤其對(duì)集成電路而言，這樣的電流檢測(cè)電路的實(shí)現(xiàn)方式為電路的集成提供了很大的便利，同時(shí)也降低了電路的實(shí)現(xiàn)成本。


圖1所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的一種在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖2所示為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖3A所示為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖3B所示為圖3A所示的依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流檢測(cè)電路在電感電流連續(xù)時(shí)的工作波形圖；圖4A所示為依據(jù)本發(fā)明第三實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖4B所示為圖4A所示的電壓檢測(cè)電路在電感電流斷續(xù)工作模式(DCM)時(shí)的工作波形圖；圖5A所示為依據(jù)本發(fā)明第四實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖5B所示的圖5A所示的電流檢測(cè)電路在電感電流連續(xù)時(shí)的工作波形圖；圖6所示為依據(jù)本發(fā)明第五實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖7所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理框圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì) 本發(fā)明的幾個(gè)優(yōu)選實(shí)施例進(jìn)行詳細(xì)描述，但本發(fā)明并不僅僅限于這些實(shí)施例。本發(fā)明涵蓋任何在本發(fā)明的精髓和范圍上做的替代、修改、等效方法以及方案。為了使公眾對(duì)本發(fā)明有徹底的了解，在以下本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施例中詳細(xì)說(shuō)明了具體的細(xì)節(jié)，而對(duì)本領(lǐng)域技術(shù)人員來(lái)說(shuō)沒(méi)有這些細(xì)節(jié)的描述也可以完全理解本發(fā)明。以下結(jié)合具體實(shí)施例詳細(xì)說(shuō)明在不同的功率級(jí)電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的實(shí)現(xiàn)原理。參考圖2，所示為依據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施例的應(yīng)用于采用降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)中的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電流檢測(cè)電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，由于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器采用的是降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，根據(jù)降壓型調(diào)節(jié)器的工作原理，假設(shè)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的導(dǎo)通占空比為D，則開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流Iwt和輸入電流Iin之間的關(guān)系如下公式(I)所示:Iin=1utXDCl)因此，在該實(shí)施例中，利用流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的開(kāi)關(guān)管電流Iq來(lái)間接獲取輸入電流和輸出電流信息。具體的，在該實(shí)施例中，電流檢測(cè)電路包括鏡像電路101和電流發(fā)生電路104 ;其中，鏡像電路101包括電流鏡102和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路103。電流鏡102用以對(duì)流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的開(kāi)關(guān)管電流Iq進(jìn)行鏡像，以獲得與開(kāi)關(guān)管電流Iq成一定比例的采樣電流Isen ;電流-電壓轉(zhuǎn)換電路103接收采樣電流Isen，并將其轉(zhuǎn)換為采樣電壓Vsen ;采樣電壓Vsm包含主功率開(kāi)關(guān)管Qt的導(dǎo)通占空比D的信息；
電流發(fā)生電路104接收采樣電壓Vsen,并對(duì)其進(jìn)行平均值運(yùn)算，以及基于導(dǎo)通占空比D對(duì)采樣電壓Vsm進(jìn)行平均值運(yùn)算，從而獲得輸入電流Iin和輸出電流Iwt。可見(jiàn)，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流檢測(cè)電路，根據(jù)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流和輸入電流之間的關(guān)系，采樣相應(yīng)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的開(kāi)關(guān)管上的電流信息，間接獲取了輸入電流和輸出電流信息；不需要在輸入電流回路和輸出電流回路中串聯(lián)采樣電阻來(lái)獲取輸入電流和輸出電流信息，降低了功率損耗，同時(shí)節(jié)省了實(shí)現(xiàn)成本。參考圖3A，所示為依據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施例的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，仍以降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說(shuō)明。其中，電流鏡102包括與主功率開(kāi)關(guān)管Qt類(lèi)型相同的鏡像開(kāi)關(guān)管Qm。在該實(shí)施例中選用MOSFET晶體管，流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt和流過(guò)鏡像開(kāi)關(guān)管Qm兩者的電流的比值關(guān)系為N: 1，一般來(lái)說(shuō)，N大于10，這樣鏡像開(kāi)關(guān)管Qm的電流要比流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的電流小至少90%。為了進(jìn)一步減小損耗，N—般取值1000以上。通過(guò)電流鏡102獲得了與開(kāi)關(guān)管電流Iq成比例關(guān)系的檢測(cè)電流Ism。在該實(shí)施例中，電流-電壓轉(zhuǎn)換電路包括一與電流鏡102串聯(lián)連接的電阻Rsm，從而在電阻Rsm兩端產(chǎn)生與開(kāi)關(guān)管電流Iq成比例關(guān)系的采樣電壓Vsm。電流發(fā)生電路包括第一濾波電路201和第二濾波電路202。在該實(shí)施例中，第一濾波電路201包括由電阻Rl和電容Cl組成的RC濾波器；第二濾波電路202包括串聯(lián)連接的可控開(kāi)關(guān)Qc以及由電阻R2和電容C2組成的RC濾波器，這里，可控開(kāi)關(guān)Qc的開(kāi)關(guān)狀態(tài)與主功率開(kāi)關(guān)管Qt的開(kāi)關(guān)狀態(tài)一致?？煽亻_(kāi)關(guān)Q?？梢赃x擇為MOSFET晶體管或者其他類(lèi)型的晶體管。第一濾波電路201和第二濾波電路202分別接收采樣電壓Vsen，并分別對(duì)采樣電壓Vsen進(jìn)行濾波。參考圖3B，所示為圖3A中的依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流檢測(cè)電路在電感電流為連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)時(shí)的工作波形圖。主功率開(kāi)關(guān)管Qt的開(kāi)關(guān)狀態(tài)如波形圖Ve所示，在每一開(kāi)關(guān)周期T內(nèi)，主功率開(kāi)關(guān)管屮的導(dǎo)通時(shí)間為DXT。流過(guò)電感Ltl的電感電流的波形如波形圖L所示，在主功率開(kāi)關(guān)管Qt的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，電感電流k連續(xù)上升直至電感電流峰值；在主功率開(kāi)關(guān)管Qt的關(guān)斷時(shí)間內(nèi)，電感電流k自電感電流峰值開(kāi)始連續(xù)下降。由于電感電流工作在連續(xù)導(dǎo)通模式(CCM)，所以電感電流k在整個(gè)開(kāi)關(guān)周期T內(nèi)是連續(xù)的。流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的電流如波形圖1q所示。在主功率開(kāi)關(guān)管Qt的導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)管電流Iq與電感電流id呆持一致；在主功率開(kāi)關(guān)管Qt的關(guān)斷時(shí)間內(nèi)，開(kāi)關(guān)管電流Iq保持為零值。根據(jù)降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理，輸出電流Itjut為電感電流k的平均值，由于電感電流是連續(xù)的，所以電感電流k的平均值與開(kāi)關(guān)管電流Iq在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)的平均值相等。因此，利用第二濾波電路202計(jì)算開(kāi)關(guān)管電流Iq在導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)的平均值，即獲得了輸出電流
1ut °具體的，由于可控開(kāi)關(guān)Q。的開(kāi)關(guān)狀態(tài)與主功率開(kāi)關(guān)管Qt的開(kāi)關(guān)狀態(tài)保持一致，電阻R2和電容C2組成的RC濾波器的時(shí)間常數(shù)設(shè)置為足夠大，因此，第二濾波電路202的輸出信號(hào)V2與輸出電流Irat成正比例關(guān)系，兩者之間的關(guān)系如下公式(2)所示。
權(quán)利要求
1.一種電流檢測(cè)電路，應(yīng)用于一開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中，以測(cè)量所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流和輸出電流，其特征在于，包括，鏡像電路和電流發(fā)生電路，其中， 所述鏡像電路用以根據(jù)流過(guò)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)管電流，生成與所述開(kāi)關(guān)管電流成比例的采樣信號(hào)； 所述電流發(fā)生電路對(duì)所述采樣信號(hào)基于所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期進(jìn)行平均值運(yùn)算，以及基于所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通占空比對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行平均值運(yùn)算，以獲得所述輸入電流和所述輸出電流。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述鏡像電路包括電流鏡和電流-電壓轉(zhuǎn)換電路；所述電流鏡與所述開(kāi)關(guān)管連接，以獲得一與所述開(kāi)關(guān)管電流成比例的采樣電流；所述電流-電壓轉(zhuǎn)換電路接收所述采樣電流，并將其轉(zhuǎn)換為一采樣電壓，以作為所述采樣信號(hào)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述電流發(fā)生電路包括第一濾波電路和第二濾波電路；其中， 所述第一濾波電路包括一由電阻和電容組成的RC濾波器； 所述第二濾波電路包 括串聯(lián)連接的第一可控開(kāi)關(guān)和一由電阻和電容組成的另一 RC濾波器，所述第一可控開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)與所述開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)狀態(tài)一致。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述電流發(fā)生電路還包括第三濾波電路，與所述第 二濾波電路連接，以接收所述第二濾波電路的輸出信號(hào)，并且基于所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感電流的持續(xù)時(shí)間和所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期，對(duì)所述第二濾波電路的輸出信號(hào)進(jìn)行平均值運(yùn)算。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述開(kāi)關(guān)管為所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的主功率開(kāi)關(guān)管； 所述第一濾波電路接收所述采樣信號(hào)，并對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸入電流； 當(dāng)所述電感電流不為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第二濾波電路接收所述采樣信號(hào)，基于所述導(dǎo)通占空比以對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸出電流； 當(dāng)所述電感電流為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第三濾波電路的輸出信號(hào)作為所述輸出電流。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為非同步或者同步降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為同步升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)；所述開(kāi)關(guān)管為所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的同步功率開(kāi)關(guān)管； 所述第一濾波電路接收所述采樣信號(hào)，并對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸出電流； 當(dāng)所述電感電流不為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第二濾波電路接收所述采樣信號(hào)，基于所述導(dǎo)通占空比以對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸入電流； 當(dāng)所述電感電流為斷續(xù)工作模式時(shí)，所述第三濾波電路的輸出信號(hào)作為所述輸入電流。
8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述第三濾波電路包括第二可控開(kāi)關(guān)，第三可控開(kāi)關(guān)和第一 RC濾波器；其中，所述第二可控開(kāi)關(guān)和所述第三可控開(kāi)關(guān)串聯(lián)連接在所述第二濾波電路的輸出端和地電位之間；所述第一 RC濾波器連接至所述第二可控開(kāi)關(guān)和所述第三可控開(kāi)關(guān)的公共連接點(diǎn)；在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述第二可控開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間為所述電感電流的持續(xù)時(shí)間，所述第三可控開(kāi)關(guān)在所述開(kāi)關(guān)周期的剩余的時(shí)間區(qū)間內(nèi)處于導(dǎo)通狀態(tài)。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述第三濾波電路還包括連接在所述第二濾波電路的輸出端的緩沖器。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為四開(kāi)關(guān)降壓-升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，所述鏡像電路分別采樣所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的降壓型結(jié)構(gòu)中的主功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電流以獲得第一采樣信號(hào)，以及所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的升壓型結(jié)構(gòu)中的同步功率開(kāi)關(guān)管的開(kāi)關(guān)電流以獲得第二采樣信號(hào)； 所述電流發(fā)生電路包括第二 Re濾波器和第三RC濾波器； 所述第二 RC濾波器接收所述第一采樣信號(hào)，并對(duì)所述第一采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸入電流； 所述第三RC濾波器接收所述第二采樣信號(hào)，并對(duì)所述第二采樣信號(hào)進(jìn)行濾波，以獲得所述輸出電流。
11.一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括權(quán)利要求1-10所述的任一電流檢測(cè)電路，還包括功率級(jí)電路，輸出電流控制電路和輸入電流限制電路；其中， 所述輸入電流限制電路與所述電流檢測(cè)電路連接，以接收所述電流檢測(cè)電路輸出的輸入電流，當(dāng)所述輸入電流大于一預(yù)設(shè)限值時(shí)，對(duì)所述輸入電流進(jìn)行限制； 所述輸出電流控 制電路與所述電流檢測(cè)電路連接，以接收所述電流檢測(cè)電路輸出的輸出電流，并根據(jù)所述輸出電流和一期望輸出電流，產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)，以控制所述功率級(jí)電路，從而維持所述功率級(jí)電路的輸出電流與所述期望輸出電流一致。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電流檢測(cè)電路以及應(yīng)用其的一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器。依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流檢測(cè)電路，利用鏡像電路生成與開(kāi)關(guān)管電流成比例的采樣信號(hào)；利用電流發(fā)生電路對(duì)所述采樣信號(hào)基于所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的開(kāi)關(guān)周期進(jìn)行平均值運(yùn)算，以及基于所述開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通占空比對(duì)所述采樣信號(hào)進(jìn)行平均值運(yùn)算，以獲得所述輸入電流和所述輸出電流。
文檔編號(hào)G01R19/00GK103197121SQ20131011587
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月3日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月3日
發(fā)明者陳偉 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司