專利名稱：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)載提供電源供應(yīng)。由電感和電容組成的輸出濾波器連接在輸入電壓源和負(fù)載之間，用于對(duì)開(kāi)關(guān)器件的輸出信號(hào)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?，F(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)一小電阻或者利用輸出電感自身的DCR (電感直流電阻)，通過(guò)電阻上的壓降來(lái)獲得輸出電流信息。參考圖1A，所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的一種在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中檢測(cè)輸出電流的電流檢測(cè)電路的原理框圖。這里，開(kāi)關(guān)管QT，開(kāi)關(guān)管Qb，輸出電感Ltl和輸出電容Ctjut組成一降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，因此，可以得知，該開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流Itjut等于流過(guò)輸出電感Ltl的電感電流k的平均值。為了實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流Iwt的檢測(cè)，與輸出電感Ltl串聯(lián)連接電阻R_t來(lái)檢測(cè)電感電流L獲得表征電感電流信息的檢測(cè)信號(hào)Vsm，然后對(duì)檢測(cè)信號(hào)Vsm進(jìn)行平均值運(yùn)算，從而獲得了輸出電流信息。采用這種實(shí)現(xiàn)方式，能夠很準(zhǔn)確的實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的檢測(cè)，但是，由于需要采樣電感電流，因此，對(duì)集成電路的設(shè)計(jì)帶來(lái)了諸多不利影響。參考圖1B，所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的另一種在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中檢測(cè)輸出電流的電流檢測(cè)電路的原理框圖。這里，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器仍然以降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例，輸出電流Itjut為流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的電流的平均值和流過(guò)同步功率開(kāi)關(guān)管Qb或者同步整流管(二極管)的電流的平均值之和。因此,采樣流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的電流iQT,并通過(guò)濾波電路101進(jìn)行濾波，以獲得平均值電流I1 ;類似的，采樣流過(guò)同步功率開(kāi)關(guān)管Qb的電流iQB，并通過(guò)濾波電路102進(jìn)行濾波，以獲得平均值電流i2 ;然后通過(guò)加法電路103對(duì)兩者進(jìn)行和運(yùn)算，從而獲得輸出電流Itjut。采用這種實(shí)現(xiàn)方式，采樣的是流過(guò)開(kāi)關(guān)管的電流，因此，可以很方便的用集成電路的方式來(lái)實(shí)現(xiàn)，但是，兩套電流采樣電路的使用還是增加了芯片的面積，不利于集成電路的小型化。另外，時(shí)間常數(shù)較大的兩套濾波電路以及加法電路同樣需要較多的集成電路外圍器件
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)電路的電路體積大，實(shí)現(xiàn)成本高以及不利于電路的集成等問(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)器的輸出電流，包括反饋信號(hào)發(fā)生電路和反饋控制電路；其中，所述反饋信號(hào)發(fā)生電路根據(jù)接收到的所述反饋控制電路的輸出信號(hào)和所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感電流的上升時(shí)間和電感電流的下降時(shí)間，以產(chǎn)生與所述輸出信號(hào)成正比例關(guān)系的一反饋信號(hào)；所述反饋控制電路接收所述反饋信號(hào)和一基準(zhǔn)信號(hào)，并控制所述反饋信號(hào)與所述
基準(zhǔn)信號(hào)維持一致。優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流成正比例關(guān)系，所述輸出信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流成正比例關(guān)系。優(yōu)選的，所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流成正比例關(guān)系，所述輸出信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流成正比例關(guān)系。進(jìn)一步的，所述反饋信號(hào)發(fā)生電路包括有第一開(kāi)關(guān)電路和濾波電路，所述第一開(kāi)關(guān)電路包括串聯(lián)連接在所述輸出信號(hào)和地電位之間的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，所述濾波電路包括串聯(lián)連接在所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)的公共連接點(diǎn)和地電位之間的濾波電阻和濾波電容，所述濾波電阻和所述濾波電容的公共連接點(diǎn)上的輸出信號(hào)作為所述反饋信號(hào)。優(yōu)選的，在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述第一開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的上升時(shí)間一致；所述第二開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的下降時(shí)間一致。優(yōu)選的，在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述第一開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的下降時(shí)間一致；所述第二開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的上升時(shí)間一致。進(jìn)一步的，所述反饋信號(hào)發(fā)生電路還包括連接在所述濾波電阻和所述濾波電容之間的第三開(kāi)關(guān)，所述第三開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間為所述開(kāi)關(guān)周期內(nèi)除去所述上升時(shí)間和所述下降時(shí)間外的剩余時(shí)間。進(jìn)一步的，所述反饋控制電路包括為運(yùn)算放大器，其第一輸入端接收所述反饋信號(hào)，第二輸入端接收所述基準(zhǔn)信號(hào)，輸出端的輸出信號(hào)作為所述反饋控制電路的輸出信號(hào)。進(jìn)一步的，所述反饋控制電路包括跨導(dǎo)放大器和第一充電電容，所述跨導(dǎo)放大器的第一輸入端接收所述反饋信號(hào)，第二輸入端接收所述基準(zhǔn)信號(hào)，輸出端連接至所述第一充電電容，所述第一充電電容兩端的電壓作為所述反饋控制電路的輸出信號(hào)。進(jìn)一步的，所述反饋控制電路包括比較器，由串聯(lián)連接在一電壓源和地電位之間的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)組成的第二開(kāi)關(guān)電路和第二充電電容，所述比較器的第一輸入端接收所述反饋信號(hào)，第二輸入端接收所述基準(zhǔn)信號(hào)；所述第三開(kāi)關(guān)和所述第四開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)分別由所述比較器的輸出信號(hào)及其非信號(hào)進(jìn)行控制，所述第二充電電容連接至所述第三開(kāi)關(guān)和所述第四開(kāi)關(guān)的公共連接點(diǎn)，所述第二充電電容兩端的電壓作為所述反饋控制電路的輸出信號(hào)。優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為非同步型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者同步型電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
優(yōu)選的，所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器工作在電感電流連續(xù)工作模式或者電感電流斷續(xù)工作模式或者電感電流臨界工作模式。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種開(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、輸入電流檢測(cè)電路，輸出恒流控制電路以及邏輯和驅(qū)動(dòng)電路；其中，所述輸入電流檢測(cè)電路與所述功率級(jí)電路的輸入端連接，以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流；所述電流檢測(cè)電路用以根據(jù)所述輸入電流獲得與輸出電流成正比例關(guān)系的檢測(cè)
信號(hào);所述輸出恒流控制電路根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)和表征所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流的基準(zhǔn)信號(hào)，以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)；所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管，從而保證所述輸出電流與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流一致。優(yōu)選的，所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管、所述輸入電流檢測(cè)電路、所述電流檢測(cè)電路，所述輸出恒流控制電路和所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路集成于一芯片中。依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的一種開(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、輸出電流檢測(cè)電路，輸出恒流控制電路、輸入限流電路以及邏輯和驅(qū)動(dòng)電路；其中，所述輸出電流檢測(cè)與所述功率級(jí)電路的輸出端連接，以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流；所述電流檢測(cè)電路用以根據(jù)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流獲得與輸入電流成正比例關(guān)系的檢測(cè)信號(hào)；所述輸出恒流控制電路與所述輸出電流檢測(cè)電路連接，以接收所述輸出電流和表征所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流的基準(zhǔn)信號(hào)，以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)；所述輸入限流電路與所述電流檢測(cè)電路連接，以接收所述檢測(cè)信號(hào)和一電流限值；所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路分別與所述輸出恒流控制電路和所述輸入限流電路連接，以根據(jù)所述控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管，從而保證所述輸出電流與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流一致；以及當(dāng)所述輸入電流大于所述電流限值時(shí)，關(guān)斷所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管。優(yōu)選的，所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管、所述輸出電流檢測(cè)電路、所述電流檢測(cè)電路，所述輸出恒流控制電路、所述輸入限流電路和所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路集成于一芯片中。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，根據(jù)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，僅通過(guò)采集開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入側(cè)或者輸出側(cè)的電流信息，來(lái)相應(yīng)的獲得輸出側(cè)或者輸入側(cè)的電流信息。具體的，根據(jù)輸入電流和輸出電流之間的比例關(guān)系，通過(guò)反饋信號(hào)發(fā)生電路來(lái)獲得該比例系數(shù)，然后通過(guò)反饋控制來(lái)實(shí)現(xiàn)一模擬除法電路，進(jìn)而間接獲得了輸出電流或者輸入電流信息，具有很好的通用性，可適用于降壓型或者升壓型或者升壓降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。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，不僅節(jié)省了芯片的引腳數(shù)目，減小了芯片面積，同時(shí)也簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了最大程度的單片集成，最大化的簡(jiǎn)化了芯片外圍電路。


圖1A所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的一種在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中檢測(cè)輸出電流的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖1B所示為采用現(xiàn)有技術(shù)的另一種在開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中檢測(cè)輸出電流的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖2A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)器的電流檢測(cè)電路的原理框圖；圖2B所示為圖2A所示的電流檢測(cè)電路在電感電流連續(xù)模式(CCM)時(shí)的工作波形圖；圖2C所示為圖2A所示的電流檢測(cè)電路在電感電流斷續(xù)模式(DCM)時(shí)的工作波形圖；圖3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)器的電流檢測(cè)電路的原理框圖；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所示的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的工作波形圖；圖5所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的采用集成電路實(shí)現(xiàn)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理框圖；圖6所示為據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的采用集成電路實(shí)現(xiàn)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。參考圖2A，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)器的電流檢測(cè)電路的原理框圖。在該實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器200包括功率級(jí)電路和電流檢測(cè)電路，這里，以開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的功率級(jí)電路為降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例進(jìn)行說(shuō)明。主功率開(kāi)關(guān)管Qt，同步開(kāi)關(guān)管SB，輸出電感Ltl和輸出電容Cwt組成一降壓型功率級(jí)電路205。其中，降壓型功率級(jí)電路205可以為同步型或者非同步型，相應(yīng)的，同步開(kāi)關(guān)管Sb應(yīng)選擇為可控開(kāi)關(guān)或者二極管。在該實(shí)施例中，電流檢測(cè)電路不直接采樣降壓型功率級(jí)電路205的輸出電流，而是根據(jù)降壓型功率級(jí)電路205的輸入電流Iin，來(lái)間接產(chǎn)生一表征降壓型功率級(jí)電路205的輸出電流Itjut的檢測(cè)信號(hào)。具體的，電流檢測(cè)電路包括由第一開(kāi)關(guān)電路201和濾波電路202組成的反饋信號(hào)發(fā)生電路204以及反饋控制電路203，這里，反饋控制電路203的輸出信號(hào)Viqut作為電流檢測(cè)電路輸出的檢測(cè)信號(hào)，來(lái)表征開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流信息。其中，反饋信號(hào)發(fā)生電路204接收反饋控制電路203的輸出信號(hào)Viqut和降壓型功率級(jí)電路中的電感電流k的上升時(shí)間tm和下降時(shí)間信息，并據(jù)以產(chǎn)生反饋信號(hào)VFB。反饋控制電路203接收反饋信號(hào)Vfb和基準(zhǔn)信號(hào)VKEF，并控制反饋信號(hào)Vfb與基準(zhǔn)信號(hào)Vkef維持一致。其中，基準(zhǔn)信號(hào)Vkef表征降壓型功率級(jí)電路205的輸入電流Iin，基準(zhǔn)信號(hào)Vkef的實(shí)現(xiàn)方式可以為已知的或者改進(jìn)的輸入電流檢測(cè)方式，在此不再進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。通過(guò)這種反饋控制，保證反饋控制電路203的輸出信號(hào)Vram表征輸出電流U。這里，第一開(kāi)關(guān)電路201接收反饋控制電路203的輸出信號(hào)Viqut，并基于電感電流iL的上升時(shí)間tm和下降時(shí)間Iff之間的比值，產(chǎn)生一方波信號(hào)Vs ;濾波電路202對(duì)接收到的方波信號(hào)\進(jìn)行濾波，以獲得反饋信號(hào)VFB。圖2A中示出了第一開(kāi)關(guān)電路201和濾波電路202，以及反饋控制電路203的一種具體實(shí)現(xiàn)方式。具體的，第一開(kāi)關(guān)電路201包括串聯(lián)連接在反饋控制電路203的輸出端和地電位之間的開(kāi)關(guān)Ql和開(kāi)關(guān)Q2，其公共連接點(diǎn)A處的信號(hào)作為方波信號(hào)\。在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，開(kāi)關(guān)Ql的導(dǎo)通時(shí)間為電感電流的上升時(shí)間，開(kāi)關(guān)Q2的導(dǎo)通時(shí)間為電感電流的下降時(shí)間t。^。濾波電路202包括串聯(lián)連接在公共連接點(diǎn)A和地電位之間的電阻Rl和電容Cl，兩者的公共連接點(diǎn)B處的信號(hào)作為反饋信號(hào)VFB，以傳遞至反饋控制電路203。反饋控制電路203包括一運(yùn)算放大器Al，其同相輸入端接收基準(zhǔn)信號(hào)VKEF，反相輸入端接收反饋信號(hào)Vfb，輸出端的輸出信號(hào)作為電流檢測(cè)電路的輸出信號(hào)Vram。以下將結(jié)合圖2B和圖2C所示的圖2A所示的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器在不同工作模式時(shí)的工作波形圖對(duì)電流檢測(cè)電路的工作原理進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。輸入電流Iin為流過(guò)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的開(kāi)關(guān)管電流Iq的平均值，在主功率開(kāi)關(guān)管Qt導(dǎo)通時(shí)，開(kāi)關(guān)管電流Iq與電感電流k 一致。也就是說(shuō)，輸入電流Iin為電感電流k中所有上升部分的平均值。而輸出電流1_則為電感電流k不為零值的所有部分(包括上升部分和下降部分)的平均值。因此，輸出電流1ut和輸入電流Iin之間的比值為上升時(shí)間與上升時(shí)間和下降時(shí)間U之和的比值。參考圖2B，所示為開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器200在電感電流連續(xù)模式(CCM)時(shí)的工作波形圖。在每一開(kāi)關(guān)周期T內(nèi)，當(dāng)主功率開(kāi)關(guān)管Qt處于導(dǎo)通狀態(tài)時(shí)，電感電流k呈連續(xù)線性上升狀態(tài)，主功率開(kāi)關(guān)管Qt的導(dǎo)通時(shí)間與電感電流的上升時(shí)間tm—致；當(dāng)主功率開(kāi)關(guān)管Qt處于關(guān)斷狀態(tài)時(shí)(下降時(shí)間t。^)，電感電流k呈連續(xù)線性下降狀態(tài)，主功率開(kāi)關(guān)管Qt的關(guān)斷時(shí)間與電感電流的下降時(shí)間Iff 一致。因此，第一開(kāi)關(guān)電路201中的開(kāi)關(guān)Ql的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可以由主功率開(kāi)關(guān)管Qt的控制信號(hào)Te進(jìn)行控制，開(kāi)關(guān)Ql與主功率開(kāi)關(guān)管Qt的開(kāi)關(guān)狀態(tài)維持一
致；開(kāi)關(guān)Q2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可以由控制信號(hào)Te的非信號(hào)^進(jìn)行控制，開(kāi)關(guān)Ql與主功率開(kāi)關(guān)管
Qt的開(kāi)關(guān)狀態(tài)相反。通過(guò)上述對(duì)第一開(kāi)關(guān)電路201的控制，假設(shè)主功率開(kāi)關(guān)管Qt的導(dǎo)通占空比為D，則反饋信號(hào)Vfb可以通過(guò)以下公式(I)進(jìn)行表示:
Vfb=VioutXD (I)與輸入電流Iin成比例的基準(zhǔn)信號(hào)Vkef可以表示為:Veef=I in Xk2 (2)這里，k2表示兩者之間的比例系數(shù)。根據(jù)運(yùn)算放大器的虛短原理，運(yùn)算放大器Al的兩個(gè)輸入端的基準(zhǔn)信號(hào)Vkef與反饋信號(hào)Vfb相等，綜合公式(I)和公式(2 )，可以得出:VlomXD=IinXk2 (3)
而根據(jù)降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理，當(dāng)電感電流k不為斷續(xù)工作模式(連續(xù)工作模式或者臨界工作模式)時(shí)，輸入電流Iin和輸出電流Iwt之間的關(guān)系為:Iin=DX1ut (4)結(jié)合公式(3)和公式(4)，可以得出:Vlou1-1out X k2 (5)即輸出信號(hào)Viqut與輸出電流U成正比例關(guān)系，通過(guò)圖2A所示的實(shí)施例獲得了表征輸出電流的輸出信號(hào)Vmut,實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電流Itjut的檢測(cè)。通過(guò)對(duì)圖2B的說(shuō)明，可以得知當(dāng)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器工作在電感電流連續(xù)模式(CCM)以及電感電流臨界模式(BCM)時(shí)，電感電流的上升時(shí)間〖 和電感電流的下降時(shí)間U信息可以僅通過(guò)功率級(jí)電路中的主功率開(kāi)關(guān)管的占空比來(lái)獲得，因此，此時(shí)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的功率級(jí)電路可以為同步型或者非同步型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。參考圖2C，所示為圖2A所示的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器200在電感電流斷續(xù)工作模式(DCM)時(shí)的工作波形圖。在電感電流工作在斷續(xù)工作模式時(shí)，輸入電流Iin和輸出電流Irat不再符合上述公式(4)所表示的關(guān)系，電感電流的上升時(shí)間〖 和電感電流的下降時(shí)間信息與主功率開(kāi)關(guān)管的占空比不一致。當(dāng)降壓型功率級(jí)電路205為同步型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)時(shí)，即同步開(kāi)關(guān)管Sb為可控的同步功率開(kāi)關(guān)管時(shí)，電感電流k的上升時(shí)間tm與主功率開(kāi)關(guān)管Qt的導(dǎo)通時(shí)間一致，電感電流k的下降時(shí)間Iff與 同步開(kāi)關(guān)管Sb的導(dǎo)通時(shí)間一致。因此，第一開(kāi)關(guān)電路201中開(kāi)關(guān)Ql的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可由主功率開(kāi)關(guān)管Qt的控制信號(hào)Te進(jìn)行控制，開(kāi)關(guān)Q2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可由同步開(kāi)關(guān)管Sb的控制信號(hào)Be進(jìn)行控制。在主功率開(kāi)關(guān)管屮和同步開(kāi)關(guān)管Sb均處于關(guān)斷狀態(tài)的空閑時(shí)間t—內(nèi)，電感電流id呆持為零值。如果主功率開(kāi)關(guān)管Qt和同步開(kāi)關(guān)管Sb的開(kāi)關(guān)阻抗較大，則電容Cl不會(huì)放電，電容Cl上的能量能夠維持。而當(dāng)主功率開(kāi)關(guān)管Qt和同步開(kāi)關(guān)管Sb的開(kāi)關(guān)阻抗不夠大時(shí)，為了防止電容Cl放電，則可以在電阻Rl和電容Cl之間串接第三開(kāi)關(guān)Q3。在空閑時(shí)間tidle內(nèi)，切斷電容Cl的放電路徑，維持電容Cl上的能量。通過(guò)以上對(duì)依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的圖2A所示的電流檢測(cè)電路的詳細(xì)說(shuō)明，根據(jù)電感電流工作模式以及開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的功率級(jí)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)對(duì)開(kāi)關(guān)Ql和開(kāi)關(guān)Q2的控制信號(hào)進(jìn)行相應(yīng)的設(shè)置。例如以圖2B所示的電感電流連續(xù)模式工作時(shí)，電感電流的上升時(shí)間和下降時(shí)間與主功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間一致，因此，此時(shí)開(kāi)關(guān)Ql和開(kāi)關(guān)Q2的控制信號(hào)可以選擇為主功率開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)以及該控制信號(hào)的非信號(hào)。開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器可以為同步或者非同步拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，即圖2A中同步管可以為可控晶體管，也可以為單向?qū)ǖ亩O管。而以圖2C所示的電感電流斷續(xù)模式工作時(shí)，電感電流的上升時(shí)間和下降時(shí)間分別與主功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間以及同步開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間一致，此時(shí)，此時(shí)開(kāi)關(guān)Ql和開(kāi)關(guān)Q2的控制信號(hào)可以選擇為主功率開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)和同步開(kāi)關(guān)管的控制信號(hào)，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器為同步型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，同步開(kāi)關(guān)管為可控晶體管。參考圖3，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。與圖2A所示的實(shí)施例相同的部分不再在圖3中示出，以及進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，例如功率級(jí)電路等。在該實(shí)施例中，反饋控制電路包括比較器CMPl以及由開(kāi)關(guān)Q3和開(kāi)關(guān)Q4組成的第二開(kāi)關(guān)電路。其中，比較器CMPl用以比較接收到的基準(zhǔn)信號(hào)Vkef和反饋信號(hào)VFB，并根據(jù)比較結(jié)果控制第二開(kāi)關(guān)電路中開(kāi)關(guān)Q3和開(kāi)關(guān)Q4的開(kāi)關(guān)狀態(tài)，從而通過(guò)第二開(kāi)關(guān)電路控制電容Cqk的充放電動(dòng)作，來(lái)維持電容Cqk兩端的電壓Vl為一恒定值。這里，電壓Vl作為電流檢測(cè)電路的輸出信號(hào)。具體的，反饋信號(hào)發(fā)生電路的輸入端連接至電容Cqk，以接收電壓VI。然后，通過(guò)第一開(kāi)關(guān)電路和濾波電路，生成反饋信號(hào)VFB?；鶞?zhǔn)信號(hào)Vkef與輸入電流Iin成正比例關(guān)系。當(dāng)反饋信號(hào)Vfb大于基準(zhǔn)信號(hào)Vkef時(shí)，電容Cqk通過(guò)開(kāi)關(guān)Q4進(jìn)行放電，以釋放電容Caffi的儲(chǔ)能，使得電壓Vl下降。反之，當(dāng)反饋信號(hào)Vfb小于基準(zhǔn)信號(hào)Vkef時(shí)，電壓源\c通過(guò)開(kāi)關(guān)Q3對(duì)電容Cqk進(jìn)行充電，使得電壓Vl上升。周而復(fù)始，通過(guò)如上反饋控制，控制反饋信號(hào)Vfb與基準(zhǔn)信號(hào)Vkef維持一致。與以上對(duì)圖2A所示的實(shí)施例的描述類似，反饋信號(hào)Vfb和電壓Vl之間的比值關(guān)系與由開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的功率級(jí)電路的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)所確定的輸出電流和輸入電流之間的比值關(guān)系一致，因此，電壓Vl與輸出電流Iwt成正比例關(guān)系，從而實(shí)現(xiàn)了對(duì)輸出電流的檢測(cè) 。以上實(shí)施例以降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例對(duì)基于本發(fā)明思想的電流檢測(cè)電路進(jìn)行了說(shuō)明。本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)本發(fā)明所公開(kāi)的實(shí)施例的教導(dǎo)，可以推知反饋信號(hào)發(fā)生電路和反饋控制電路可以為任何合適的電路結(jié)構(gòu)，并不限于上述公開(kāi)的實(shí)施例，例如，圖3所示的電流檢測(cè)電路的實(shí)施例，也可以直接利用比較器CMPl的輸出信號(hào)控制一壓控電流源，該壓控電流源的電流對(duì)電容Caffi的充放電操作進(jìn)行控制，調(diào)節(jié)電容Cqk兩端的電壓VI。參考圖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。主功率開(kāi)關(guān)管QT1，同步開(kāi)關(guān)管Sbi,輸出電感Ltll和輸出電容Ctjutl組成一升壓型功率級(jí)電路405。其中，升壓型功率級(jí)電路405可以為同步型或者非同步型，相應(yīng)的，同步開(kāi)關(guān)管Sb應(yīng)選擇為可控開(kāi)關(guān)(例如LDMOS晶體管或者雙極型晶體管)或者二極管。在該實(shí)施例中，電流檢測(cè)電路不直接采樣升壓型功率級(jí)電路405的輸入電流，而是根據(jù)升壓型功率級(jí)電路405的輸出電流Itjut，來(lái)間接產(chǎn)生一表征升壓型功率級(jí)電路405的輸入電流Iin的檢測(cè)信號(hào)。這里，反饋控制電路403包括跨導(dǎo)放大器A2和充電電容Cqkiij跨導(dǎo)放大器A2的同相輸入端接收與輸出電流Irat成正比例關(guān)系的基準(zhǔn)信號(hào)VKEF1，反相輸入端接收反饋信號(hào)發(fā)生電路輸出的反饋信號(hào)Vfbi ;充電電容Cqki連接在跨導(dǎo)放大器A2的輸出端和地電位之間，充電電容0^兩端的電壓Vl作為電流檢測(cè)電路的輸出信號(hào)。當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)大于反饋信號(hào)時(shí)，跨導(dǎo)放大器A2輸出端的輸出電流對(duì)充電電容Cqki進(jìn)行充電，電壓Vl上升；當(dāng)基準(zhǔn)信號(hào)小于反饋信號(hào)時(shí)，充電電容Caffil通過(guò)跨導(dǎo)放大器A2進(jìn)行放電，電壓Vl下降，通過(guò)這種反饋控制，維持電壓Vl基本恒定。反饋信號(hào)發(fā)生電路404包括第一開(kāi)關(guān)電路401和濾波電路402，其實(shí)現(xiàn)方式和工作原理與圖2A所示的實(shí)施例類似，不同的是，在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，開(kāi)關(guān)Ql的導(dǎo)通時(shí)間與電感電流的下降時(shí)間Iff 一致，開(kāi)關(guān)Q2的導(dǎo)通時(shí)間與電感電流的上升時(shí)間tm—致。參考圖4B所示的圖4A所示的應(yīng)用于開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電流檢測(cè)電路的工作波形圖，當(dāng)電感電流k處于連續(xù)模式時(shí)，輸入電流U為電感電流k的平均值，輸出電流Iwt為流過(guò)同步開(kāi)關(guān)管Sbi的電流Is的平均值，即電感電流k在下降時(shí)間區(qū)間內(nèi)的平均值。電感電流的上升時(shí)間tm可以表示為主功率開(kāi)關(guān)管Qn的導(dǎo)通時(shí)間，即導(dǎo)通占空比D與開(kāi)關(guān)周期T的乘積；電感電流的下降時(shí)間Wf可以表示為主功率開(kāi)關(guān)管Qn的關(guān)斷時(shí)間，即截止占空比(1-D)與開(kāi)關(guān)周期T的乘積。因此，開(kāi)關(guān)Ql的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可由主功率開(kāi)關(guān)管Qn的控制信號(hào)Tg的非信號(hào)進(jìn)行控制，開(kāi)關(guān)Q2的開(kāi)關(guān)狀態(tài)可由主功率開(kāi)關(guān)管Qti的控制信號(hào)Te進(jìn)行控制。因此，電壓VI，反饋信號(hào)Vfbi和基準(zhǔn)信號(hào)Vkefi之間的關(guān)系如下公式(6)所示:Vfbi=V1X (1-D) =V麗=Ic1X 1ut (6)其中，kl為基準(zhǔn)信號(hào)Vkefi和輸出電流Iwt之間的比例系數(shù)。根據(jù)升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的工作原理，輸入電流Iin和輸出電流Iwt之間的關(guān)系如下式
(7)所示:IinX(1-D)=1ut (7)將公式(7)代入公式(6)，可以推知下公式(8):Vfk1XIin (8)可見(jiàn)，通過(guò)上述電流檢測(cè)電路，僅需要采樣輸出電流，即獲得了輸入電流Iin成正比例的檢測(cè)信號(hào)，即電壓VI。對(duì)于電感電流斷續(xù)(DCM)的工作模式，參照對(duì)圖2C的說(shuō)明可以推知圖4A所示的電流檢測(cè)電路在該工作模式時(shí)的工作原理，在此不再贅述。以上結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的不同拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)以及開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的不同的電感電流工作模式下的電流檢測(cè)電路進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，根據(jù)以上公開(kāi)的實(shí)施例的教導(dǎo)，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以得知其他基于本發(fā)明基本原理的合適的電路結(jié)構(gòu)，例如，反饋信號(hào)發(fā)生電路和反饋控制電路。參考圖5，所示為依據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的包含一電流檢測(cè)電路的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理框圖。在該實(shí)施例中，仍以開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器500為同步降壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例，主功率開(kāi)關(guān)管QT，同步功率開(kāi)關(guān)管Qb，電感Lwt和電容Ctjut組成一降壓型功率級(jí)電路。提高電路的集成化是開(kāi)關(guān)電源的追求之一，對(duì)中小功率開(kāi)關(guān)電源來(lái)說(shuō)是實(shí)現(xiàn)單片集成化，即將控制電路、功率開(kāi)關(guān)管和保護(hù)電路等集成在一個(gè)芯片內(nèi)。這樣的單片集成調(diào)節(jié)器由于不需要控制電路、驅(qū)動(dòng)電路和功率器件之間的引線連接，因此器件間的引線寄生電阻和寄生電感減小。這種方案與各個(gè)功能元件相互分離的分立元件解決方案相比較，功能元件間的較低的引線寄生電阻和寄生電感使得單片集成開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器可以容納更大的電流密度，并且可以工作在較高的開(kāi)關(guān)頻率。在圖5所示的實(shí)施例中，主功率開(kāi)關(guān)管QT，同步功率開(kāi)關(guān)管Qb和控制電路506集成于一單顆的芯片505中，芯片505包括引腳IN，引腳GND和引腳LX?？刂齐娐?06包括電流檢測(cè)電路502，輸出恒流控制電路503以及邏輯和驅(qū)動(dòng)電路504。引腳IN連接至主功率開(kāi)關(guān)管Qt的第一功率端，并接收外部輸入電壓Vin，以給開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器500提供電源供應(yīng)。引腳GND連接至同步功率開(kāi)關(guān)管Qb的第二功率端，并連接至地電位。引腳LX的一端連接至主功率開(kāi)關(guān)管Qt和同步功率開(kāi)關(guān)管Qb的公共連接點(diǎn)，另一端依次連接電感Ltjut和電容Ctjut。電流檢測(cè)電路502接收源自引腳IN的輸入電流信息(Iin)，以據(jù)以產(chǎn)生與輸出電流Iwt成正比例的輸出信號(hào)，其實(shí)現(xiàn)方式可以為任何合適依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的電流檢測(cè)電路，例如圖2A或者圖3所示的電流檢測(cè)電路。這里，輸入電流Iin可以通過(guò)一輸入電流檢測(cè)電路501來(lái)獲得，其可以通過(guò)多種實(shí)現(xiàn)方式來(lái)獲得，例如，串接采樣電阻或者霍爾電流傳感器或者其他合適的電路結(jié)構(gòu)。
輸出恒流控制電路503接收表征輸出電流Itjut的輸出信號(hào)和表征開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器500的期望輸出電流的基準(zhǔn)信號(hào)IKEF，以根據(jù)兩者之間的誤差產(chǎn)生具有相應(yīng)的占空比的控制
信號(hào)VcytelO邏輯和驅(qū)動(dòng)電路504接收控制信號(hào)火&1，以產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Te來(lái)驅(qū)動(dòng)主功率開(kāi)關(guān)管Qt,以及驅(qū)動(dòng)信號(hào)Be來(lái)驅(qū)動(dòng)同步功率開(kāi)關(guān)管Qb。主功率開(kāi)關(guān)管Qt和同步功率開(kāi)關(guān)管Qb周期性的閉合和斷開(kāi)，控制流過(guò)電感Lwt的電感電流，從而維持開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流Iwt與期望輸出電流一致?？梢?jiàn)，圖5所示的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的實(shí)施例由于不需要直接采樣輸出電流Iwt，因此，不需要單獨(dú)的芯片外圍電路來(lái)采樣輸出電流信息，也不再需要一個(gè)單獨(dú)的引腳來(lái)接收該輸出電流信息。圖5中的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器直接利用引腳IN來(lái)獲取輸入電流信息，進(jìn)而通過(guò)電流檢測(cè)電路來(lái)獲取輸出電流信息，不僅節(jié)省了芯片的引腳數(shù)目，減小了芯片面積，同時(shí)也簡(jiǎn)化了電路結(jié)構(gòu)，提高了系統(tǒng)的可靠性，實(shí)現(xiàn)了最大程度的單片集成，最大化的簡(jiǎn)化了芯片外圍電路。參考圖6，所示為依據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的包含一電流檢測(cè)電路的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的原理框圖。在該實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器600為同步升壓型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)為例，主功率開(kāi)關(guān)管Qn，同步功率開(kāi)關(guān)管Qbi，輸入電感Lin和電容Ctjutl組成一升壓型功率級(jí)電路。控制電路606包括輸出電流檢測(cè)電路601，電流檢測(cè)電路602，輸入限流電路605，輸出恒流控制電路603以及邏輯和驅(qū)動(dòng)電路604。其中，主功率開(kāi)關(guān)管QT1，同步功率開(kāi)關(guān)管Qbi和控制電路606集成于一單顆的芯片607中。芯片607包括引腳LX，引腳GND和引腳OUT。輸入電壓Vin通過(guò)輸入電感Lin和引腳LX傳遞至主功率開(kāi)關(guān)管QT1，同步功率開(kāi)關(guān)管Qbi的公共連接端。引腳OUT通過(guò)輸出電容Cwt連接至負(fù)載。引腳GND連接至地電位。輸出電流檢測(cè)電路601與引腳OUT連接，以采集引腳OUT的電流信息，并獲得輸出電流息。電流檢測(cè)電路602接收輸出電流Itjut信息，并據(jù)以產(chǎn)生輸入電流信息(例如可以是與輸入電流成正比例關(guān)系的檢測(cè)信號(hào))。輸入限流電路605接收輸入電流信息和一電流限值IKEF2，并根據(jù)兩者的大小關(guān)系產(chǎn)生限流信號(hào)Vlim。輸出恒流控制電路603接收輸出電流信息和表征期望輸出電流的基準(zhǔn)信號(hào)IKEF1，以根據(jù)兩者之間的誤差生成具有相應(yīng)占空比的控制信號(hào)Vrtrt。邏輯和驅(qū)動(dòng)電路604分別與輸出恒流控制電路603和輸入限流電路605連接，以根據(jù)控制信號(hào)Vrfri產(chǎn)生驅(qū)動(dòng)信號(hào)Tei來(lái)驅(qū)動(dòng)主功率開(kāi)關(guān)管Qn和驅(qū)動(dòng)信號(hào)Bei來(lái)驅(qū)動(dòng)同步功率開(kāi)關(guān)管QB1，保證所述輸出電流與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流一致。同時(shí)，當(dāng)輸入電流Iin大于所述電流限值Ikef2時(shí)，關(guān)斷所述功率級(jí)電路中的主功率開(kāi)關(guān)管QT1。對(duì)于其他拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，本領(lǐng)域技術(shù)人員根據(jù)圖5所示的實(shí)施例的教導(dǎo)，可以推知其具體的實(shí)現(xiàn)方式。另外，還需要說(shuō)明的是，在本文中，諸如第一和第二等之類的關(guān)系術(shù)語(yǔ)僅僅用來(lái)將一個(gè)實(shí)體或者操作與另一個(gè)實(shí)體或操作區(qū)分開(kāi)來(lái)，而不一定要求或者暗示這些實(shí)體或操作之間存在任何這種實(shí)際的關(guān)系或者順序。而且，術(shù)語(yǔ)“包括”、“包含”或者其任何其他變體意在涵蓋非排他性的包含，從而使得包括一系列要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備不僅包括那些要素，而且還包括沒(méi)有明確列出的其他要素，或者是還包括為這種過(guò)程、方法、物品或
者設(shè)備所固有的要素。在沒(méi)有更多限制的情況下，由語(yǔ)句“包括一個(gè)......”限定的要素，
并不排除在包括所述要素的過(guò)程、方法、物品或者設(shè)備中還存在另外的相同要素。依照本發(fā)明的實(shí)施例如上文所述，這些實(shí)施例并沒(méi)有詳盡敘述所有的細(xì)節(jié)，也不限制該發(fā)明僅為所述的具體實(shí)施例。顯然，根據(jù)以上描述，可作很多的修改和變化。本說(shuō)明書(shū)選取并具體描述這些實(shí)施例，是為了更好地解釋本發(fā)明的原理和實(shí)際應(yīng)用，從而使所屬技術(shù)領(lǐng)域技術(shù)人員能很好地利用本發(fā)明以及在本發(fā)明基礎(chǔ)上的修改使用。本發(fā)明僅受權(quán)利要求書(shū)及其全部范圍和等效物的限制。
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，其特征在于，包括反饋信號(hào)發(fā)生電路和反饋控制電路；其中， 所述反饋信號(hào)發(fā)生電路根據(jù)接收到的所述反饋控制電路的輸出信號(hào)和所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感電流的上升時(shí)間和電感電流的下降時(shí)間，以產(chǎn)生與所述輸出信號(hào)成正比例關(guān)系的一反饋信號(hào)； 所述反饋控制電路接收所述反饋信號(hào)和一基準(zhǔn)信號(hào)，并控制所述反饋信號(hào)與所述基準(zhǔn)信號(hào)維持一致。
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，所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流成正比例關(guān)系，所述輸出信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流成正比例關(guān)系O
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，所述基準(zhǔn)信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流成正比例關(guān)系，所述輸出信號(hào)與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流成正比例關(guān)系O
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述反饋信號(hào)發(fā)生電路包括第一開(kāi)關(guān)電路和濾波電路，所述第一開(kāi)關(guān)電路包括串聯(lián)連接在所述輸出信號(hào)和地電位之間的第一開(kāi)關(guān)和第二開(kāi)關(guān)，所述濾波電路包括串聯(lián)連接在所述第一開(kāi)關(guān)和所述第二開(kāi)關(guān)的公共連接點(diǎn)和地電位之間的濾波電阻和濾波電容，所述濾波電阻和所述濾波電容的公共連接點(diǎn)上的輸出信號(hào)作為所述反饋信號(hào)。
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，在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述第一開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的上升時(shí)間一致；所述第二開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的下降時(shí)間一致。
6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的 電流檢測(cè)電路，其特征在于，在每一開(kāi)關(guān)周期內(nèi)，所述第一開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的下降時(shí)間一致；所述第二開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的電感電流的上升時(shí)間一致。
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，所述反饋信號(hào)發(fā)生電路還包括連接在所述濾波電阻和所述濾波電容之間的第三開(kāi)關(guān)，所述第三開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間為所述開(kāi)關(guān)周期內(nèi)除去所述上升時(shí)間和所述下降時(shí)間外的剩余時(shí)間。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述反饋控制電路包括為運(yùn)算放大器，其第一輸入端接收所述反饋信號(hào)，第二輸入端接收所述基準(zhǔn)信號(hào)，輸出端的輸出信號(hào)作為所述反饋控制電路的輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，其特征在于，所述反饋控制電路包括跨導(dǎo)放大器和第一充電電容，所述跨導(dǎo)放大器的第一輸入端接收所述反饋信號(hào)，第二輸入端接收所述基準(zhǔn)信號(hào)，輸出端連接至所述第一充電電容，所述第一充電電容兩端的電壓作為所述反饋控制電路的輸出信號(hào)。
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，所述反饋控制電路包括比較器，由串聯(lián)連接在一電壓源和地電位之間的第三開(kāi)關(guān)和第四開(kāi)關(guān)組成的第二開(kāi)關(guān)電路和第二充電電容，所述比較器的第一輸入端接收所述反饋信號(hào)，第二輸入端接收所述基準(zhǔn)信號(hào)；所述第三開(kāi)關(guān)和所述第四開(kāi)關(guān)的開(kāi)關(guān)狀態(tài)分別由所述比較器的輸出信號(hào)及其非信號(hào)進(jìn)行控制，所述第二充電電容連接至所述第三開(kāi)關(guān)和所述第四開(kāi)關(guān)的公共連接點(diǎn)，所述第二充電電容兩端的電壓作為所述反饋控制電路的輸出信號(hào)。
11.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)器為非同步型拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)或者同步型電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
12.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)器工作在電感電流連續(xù)工作模式或者電感電流斷續(xù)工作模式或者電感電流臨界工作模式。
13.一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，還包括，功率級(jí)電路、輸入電流檢測(cè)電路，輸出恒流控制電路以及邏輯和驅(qū)動(dòng)電路；其中， 所述輸入電流檢測(cè)電路與所述功率級(jí)電路的輸入端連接，以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸入電流； 所述電流檢測(cè)電路用以根據(jù)所述輸入電流獲得與輸出電流成正比例關(guān)系的檢測(cè)信號(hào); 所述輸出恒流控制電路根據(jù)所述檢測(cè)信號(hào)和表征所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流的基準(zhǔn)信號(hào)，以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)； 所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路根據(jù)所述控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管，從而保證所述輸出電流與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流一致。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管、所述輸入電流檢測(cè)電路、所述電流檢測(cè)電路，所述輸出恒流控制電路和所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路集成于一芯片中。
15.一種開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器，其特征在于，包括權(quán)利要求1所述的電流檢測(cè)電路，還包括，功率級(jí)電路、輸出電流檢測(cè)電路，輸出恒流控制電路、輸入限流電路以及邏輯和驅(qū)動(dòng)電路；其中， 所述輸出電流檢測(cè)與所述功率級(jí)電路的輸出端連接，以獲得所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流； 所述電流檢測(cè)電路用以根據(jù)所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的輸出電流獲得與輸入電流成正比例關(guān)系的檢測(cè)信號(hào)； 所述輸出恒流控制電路與所述輸出電流檢測(cè)電路連接，以接收所述輸出電流和表征所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流的基準(zhǔn)信號(hào)，以產(chǎn)生相應(yīng)的控制信號(hào)； 所述輸入限流電路與所述電流檢測(cè)電路連接，以接收所述檢測(cè)信號(hào)和一電流限值； 所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路分別與所述輸出恒流控制電路和所述輸入限流電路連接，以根據(jù)所述控制信號(hào)產(chǎn)生相應(yīng)的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管，從而保證所述輸出電流與所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器的期望輸出電流一致；以及當(dāng)所述輸入電流大于所述電流限值時(shí)，關(guān)斷所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器， 其特征在于，所述功率級(jí)電路中的功率開(kāi)關(guān)管、所述輸出電流檢測(cè)電路、所述電流檢測(cè)電路，所述輸出恒流控制電路、所述輸入限流電路和所述邏輯和驅(qū)動(dòng)電路集成于一芯片中。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種電流檢測(cè)電路以及應(yīng)用其的開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器。依據(jù)本發(fā)明的電流檢測(cè)電路包括反饋信號(hào)發(fā)生電路和反饋控制電路；其中，反饋信號(hào)發(fā)生電路根據(jù)接收到的所述反饋控制電路的輸出信號(hào)和所述開(kāi)關(guān)型調(diào)節(jié)器中的電感電流的上升時(shí)間和電感電流的下降時(shí)間，以產(chǎn)生與所述輸出信號(hào)成正比例關(guān)系的一反饋信號(hào)；所述反饋控制電路接收所述反饋信號(hào)和一基準(zhǔn)信號(hào)，并控制所述反饋信號(hào)與所述基準(zhǔn)信號(hào)維持一致，從而保證所述反饋控制電路的輸出信號(hào)表征待檢測(cè)的電流信息。
文檔編號(hào)H02M3/156GK103197122SQ20131012958
公開(kāi)日2013年7月10日 申請(qǐng)日期2013年4月12日 優(yōu)先權(quán)日2013年4月12日
發(fā)明者趙晨 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司