一種電流檢測(cè)電路及其控制回路的制作方法
【專利說(shuō)明】
[0001]
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種電流檢測(cè)電路，具體的是涉及一種電流檢測(cè)電路及其控制回路和電源轉(zhuǎn)換電路。
【背景技術(shù)】
[0002]開(kāi)關(guān)電源由于在體積、重量、效率和可靠性等多方面的優(yōu)勢(shì)，目前在計(jì)算機(jī)、通信、家用電器、雷達(dá)、空間技術(shù)等眾多領(lǐng)域中已基本上取代了傳統(tǒng)的線性穩(wěn)壓電源。就其電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)可以分為電流模式控制和電壓模式控制。電流模式控制具有動(dòng)態(tài)反應(yīng)快，補(bǔ)償電路簡(jiǎn)單，增益帶寬高，輸出電壓小，易于均流等優(yōu)點(diǎn)，因而得到越來(lái)越廣泛的應(yīng)用。電流檢測(cè)電路是在電流路徑上配置電流檢測(cè)電阻，利用電流檢測(cè)電阻的兩端電壓之差來(lái)檢測(cè)流過(guò)所述電流檢測(cè)電阻的電流。在這種電路中，希望盡可能減少電流檢測(cè)電阻的電阻值，從而盡量減小這里的壓降；另一方面，當(dāng)電流檢測(cè)電阻上的壓降變小時(shí)，難以檢測(cè)該壓降，特別是要檢測(cè)微小電流時(shí)，必須檢測(cè)非常小的電壓差，電流檢測(cè)變得很困難。電流模式的控制需要準(zhǔn)確、高效地檢測(cè)功率管上電流值，故電流檢測(cè)電路的實(shí)現(xiàn)成為電流模式控制開(kāi)關(guān)電源設(shè)計(jì)的一個(gè)重要問(wèn)題。傳統(tǒng)的電流檢測(cè)電路，成本高、電流信號(hào)檢測(cè)精度不高、損耗大，特別是當(dāng)功率管上流過(guò)大電流時(shí)，該損耗是很大的，因此嚴(yán)重影響了芯片的效率。
[0003]松下電器產(chǎn)業(yè)株式會(huì)社申請(qǐng)的發(fā)明專利《電流檢測(cè)電路》，使用靜電電容和二極管，在功率晶體管的漏極電壓上升時(shí)，保護(hù)用MOSFET的柵極電壓上升。箝壓電路將保護(hù)用MOSFET的柵極電壓固定在規(guī)定的箝壓電壓。電壓控制電路使檢測(cè)晶體管的漏極電壓與保持用MOSFET的源極電壓實(shí)質(zhì)一致。檢測(cè)電路對(duì)檢測(cè)晶體管的漏極電流進(jìn)行檢測(cè)。上海北京大學(xué)微電子研究院申請(qǐng)的發(fā)明專利《電流檢測(cè)電路》，公開(kāi)了一種電流檢測(cè)電路，與傳統(tǒng)電流檢測(cè)電路相比，特征在比較器，在分壓電阻兩端并聯(lián)了兩個(gè)電阻。采用這種方法，可以很大范圍降低比較器輸入端電壓。從低壓電流檢測(cè)到低電壓電流檢測(cè)均將適用。此電路結(jié)構(gòu)不僅適用于由分離元件構(gòu)成的電路中，也適用于芯片中的電流檢測(cè)。對(duì)于低壓工藝的芯片，采用該技術(shù)可以檢測(cè)高壓電路中的電流。但是，上述電流檢測(cè)電路仍然存在如下缺點(diǎn):I)類似電路復(fù)雜，成本高，不易于集成；2)功率損耗大，發(fā)熱特別快，影響整個(gè)電路的穩(wěn)定性；3)檢測(cè)微小電流時(shí)，精度不高，甚至難以檢測(cè)到；4)動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性比較差，導(dǎo)致穩(wěn)定性不好控制，不能連續(xù)穩(wěn)流輸出。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是針對(duì)上述不足而提出的電路簡(jiǎn)單，易于集成，檢測(cè)精度高，功率損耗低，溫度特性好，動(dòng)態(tài)穩(wěn)定性好的電流檢測(cè)電路及其控制回路。
[0005]本發(fā)明的技術(shù)解決方案是:電流檢測(cè)電路及其控制回路包括電源轉(zhuǎn)換電路和功率轉(zhuǎn)換級(jí)電路，其特征是:功率轉(zhuǎn)換級(jí)電路中的電感L與二極管Dl串聯(lián)，其串聯(lián)節(jié)點(diǎn)接主開(kāi)關(guān)SI的一個(gè)輸入點(diǎn)D ,主開(kāi)關(guān)SI的另一個(gè)輸入點(diǎn)F與驅(qū)動(dòng)控制管S2和電阻R2串聯(lián)電路串接，主開(kāi)關(guān)SI的控制端點(diǎn)E與輔助電源電路連接，驅(qū)動(dòng)控制管S2和電阻R2串聯(lián)電路的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)接控制電路(16)的U端，控制電路的H端與驅(qū)動(dòng)控制管S2的控制端連接，控制電路的D端與主開(kāi)關(guān)SI的輸入點(diǎn)D連接。
[0006]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的控制電路包括峰谷檢測(cè)電路、同步電流檢測(cè)電路和驅(qū)動(dòng)控制電路，同步電流檢測(cè)電路的輸出端與控制電路上的H端之間串接有誤差放大器Err-amp、控制器Ul和驅(qū)動(dòng)控制電路串聯(lián)電路，峰谷檢測(cè)電路并接在控制電路的D端和H端之間。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的同步電流檢測(cè)電路包括采樣保持電路、上升沿檢測(cè)電路、下降沿檢測(cè)電路、時(shí)序控制電路、同步檢測(cè)電路以及低通濾波器，采樣保持電路的第一端Sll與端口 U相連,第二端S12與時(shí)序控制電路的第一端S41相連,第三端S13與同步檢測(cè)電路的第一端S51相連，上升沿檢測(cè)電路的第一端S21與端口 D相連，第二端S22與時(shí)序控制電路的第二端S42相連，下降沿檢測(cè)電路的第一端S31與端口D相連，第二端S32與時(shí)序控制電路的第三端S43相連，時(shí)序控制電路的第四端S44與同步檢測(cè)電路的第二端S52相連，同步檢測(cè)電路的第三端S53與低通濾波器的第一端S61相連，低通濾波器的第二端S62與誤差放大器Err-amp的輸入端相連。
[0008]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的采樣保持電路包括N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N1、反相器INV1、電容C3、放大器Al、電阻R3、R4，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管NI的漏極連接于端口 U節(jié)點(diǎn)，N#道場(chǎng)效應(yīng)管NI的柵極與反相器INVl的輸入端相連，源極通過(guò)電容C3接地，反相器INVl的輸入端與一控制端CTL相連，放大器Al的同相輸入端與N溝道場(chǎng)效應(yīng)管NI的源極相連，反相輸入端通過(guò)電阻R3接地，輸出端通過(guò)電阻R4與反相輸入端相連。
[0009]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的上升沿檢測(cè)電路包括放大器A2、電阻R5及R6，電阻R5的一端連接于端口 D節(jié)點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R6接地，放大器A2的同相輸入端連接于電阻R5與R6的串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，反相輸入端與一基準(zhǔn)電壓端VREF2相連。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的下降沿檢測(cè)電路包括放大器A3、反相器INV2、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N2、電容C4、鉗位齊納管Z1-Z4，電阻R7及R8，電阻R7的一端連接于端口 D節(jié)點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R8接地，電容C4的一端連接于電阻R7與R8串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，另一端與放大器A3的同相輸入端相連,放大器A3的反相輸入端與一基準(zhǔn)電壓端VREFl相連,輸出端與反相器INV2的輸入端相連，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N2的柵極及漏極均與放大器A3的同相輸入端相連，源極接地，鉗位齊納管Zl的陰極連接于電阻R7與R8串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，陽(yáng)極依次通過(guò)鉗位齊納管Z2-Z4接地。.本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的時(shí)序控制電路包括D觸發(fā)器DFl及DF2，D觸發(fā)器DFl的時(shí)鐘信號(hào)端CK與下降沿檢測(cè)電路中的反相器INV2的輸出端相連，復(fù)位端R與采樣保持電路中的反相器INVl的輸出端相連,信號(hào)輸入端D與一電源VDD相連,輸出端Q與D觸發(fā)器DF2的復(fù)位端R相連，反相輸出端QB懸置，D觸發(fā)器DF2的時(shí)鐘信號(hào)端CK與上升沿檢測(cè)電路中的放大器A2的輸出端相連,信號(hào)輸入端D與電源VDD相連,輸出端Q懸置。
[0011]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的同步檢測(cè)電路包括反相器INV3、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N3、N4，反相器INV3的輸入端與時(shí)序控制電路中的D觸發(fā)器DF2的反相輸出端QB相連，輸出端與N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N3的柵極相連，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N3的漏極與采樣保持電路中的放大器Al的輸出端相連，源極與N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N4的漏極相連，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N4的柵極與反相器INV3的輸入端相連，源極接地。 本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的低通濾波器包括電阻R9及電容C5，電阻R9的一端與同步檢測(cè)電路中的N溝道場(chǎng)效應(yīng)管N4的漏極相連，另一端通過(guò)電容C5接地，同時(shí)與誤差放大器的輸入端相連。
[0012]本發(fā)明的技術(shù)解決方案中所述的下降沿檢測(cè)電路包括放大器A3、反相器INV2、二極管D3、電容C4、鉗位齊納管Z1-Z4，電阻R7及R8，電阻R7的一端連接于端口 D節(jié)點(diǎn)，另一端通過(guò)電阻R8接地，電容C4的一端連接于電阻R7與R8串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，另一端與放大器A3的同相輸入端相連,放大器A3的反相輸入端與一基準(zhǔn)電壓端VREFl相連,輸出端與反相器INV2的輸入端相連，二極管D3的陽(yáng)極與放大器A3的同相輸入端相連，陰極接地，鉗位齊納管Zl的陰極連接于電阻R7與R8串聯(lián)節(jié)點(diǎn)，陽(yáng)極依次通過(guò)鉗位齊納管Z2