一种高精度电流检测电路制造技术

一种高精度电流检测电路利用镜像管的衬偏效应增加电路环路增益，以及降低误差源，具有升压转换器拓扑结构，由M3，M4，M5，M6，M7，M8，M9，M10分别组成的共源共栅电流镜结构提供偏置，驱动信号Q通过控制开关管Ms1与Ms2来完成电路状态的转换，M11与M12的衬底分别连接在VB与VA上，以增加电路的环路增益，并且利用三极管Q1与Q2进一步减少电流检测的误差。由M7，M8，M13组成的电流支路则是输出最终的检测电流，供升压转换器的其他模块使用。分为两个工作阶段，分别是电流检测阶段以及等待阶段。实现了电流镜结构响应速度快、电流检测精度高的特点。

A high precision current detecting circuit

A high precision current sensing circuit using mirror tube substrate bias effect of increasing the circuit loop gain, and reduce the error source, a boost converter topology, by M3, M4, M5, M6, M7, M8, M9, M10 were the common source cascade current mirror structure provides bias, by controlling the drive signal Q the switch tube Ms1 and Ms2 to complete the state of the circuit substrate, M11 and M12 are respectively connected to the VB and VA, in order to increase the loop gain of the circuit, and the triode Q1 and Q2 further reduce the error of current detection. The current branch, consisting of M7, M8, and M13, outputs the final detection current for use by other modules of the boost converter. It is divided into two stages, namely, the current detection phase and the waiting stage. The structure of the current mirror has fast response speed and high current detection precision.

【技术实现步骤摘要】
一种高精度电流检测电路
本专利技术涉及一种电流检测电路，尤其是一种高精度电流检测电路。
技术介绍
近年来，随着便携式数码产品的快速发展，开关电源芯片得到广泛的应用。市场在推动开关电源芯片技术发展的同时，也对开关电源芯片的性能提出了更高要求。电压模式开关电源芯片基本上已经被淘汰，取而代之的则是电流模式的开关电源芯片。这主要是由于电流模式的开关电源芯片与电压模式相比，有补偿网络简单、瞬态响应快、易于电流保护等优点。而电流模式的开关电源芯片与电压模式相比，增加了一个重要的电路模块－电流检测电路。传统的基于并联管检测技术的电流检测电路主要分为两种，分别是基于电流镜结构与运算放大器结构的电流检测电路。电流镜结构虽然响应速度较快，但是电流检测精度不够。基于运算放大器的结构，虽然电流检测精度较高，但是由于运算放大器带宽的限制，使得响应速度较慢。
技术实现思路
正是基于速度和精度这两个参数的折衷考虑，本专利技术提出了一种高精度电流检测电路。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：高精度电流检测电路利用镜像管的衬偏效应增加电路环路增益，以及降低误差源，二极管D，电感L，电容Co，电阻Ro，还有功率管Mp构成了升压转换器拓扑结构。Vbias以及Ibias，为整个电流检测电路中的由M3，M4，M5，M6，M7，M8，M9，M10分别组成的共源共栅电流镜结构提供偏置。检测管Mcs与功率管Mp成1：5000的比例，而驱动信号Q通过控制开关管Ms1与Ms2来完成电路状态的转换。由于流过M11、M12、Q1与Q2电流相等，即M11与M12的Vgs，同样，Q1与Q2的Vbe相等，所以迫使VA与VB的电压相等，VC与VD电压相等。M11与M12的衬底分别连接在VB与VA上，以增加电路的环路增益，并且利用三极管Q1与Q2进一步减少电流检测的误差。由M7，M8，M13组成的电流支路则是输出最终的检测电流，供升压转换器的其他模块使用，如斜率补偿，过流保护模块等。所述检测电路中，镜像CMOS管M11与M12采用衬底控制技术，增加环路增益。对M11与M12管采用衬底控制技术，把M11的衬底连到VB点，把M12的衬底连到VA点。这样的连接方法主要利用M11与M12管的衬偏效应提高系统环路的增益，进而提高检测电流的精度。采用三极管Q1与Q2减少偏置电流对电流检测精度的影响。通过加入Q1与Q2使得偏置电流占电感电流的比例进一步减少到约为原来的（β＋1）倍。电流检测电路分为两个工作阶段，分别是电流检测阶段以及等待阶段。本专利技术的有益效果是：高精度电流检测电路实现了电流镜结构响应速度快、电流检测精度高的特点，具有较低功耗，且易于集成芯片的有点。附图说明下面结合附图对本专利技术进一步说明。图1是高精度电流检测整体具体电路。图2是检测电流阶段电路状态。图3是等待阶段电路状态。具体实施方式在图1中，高精度电流检测电路利用镜像管的衬偏效应增加电路环路增益，以及降低误差源，二极管D，电感L，电容Co，电阻Ro，还有功率管Mp构成了升压转换器拓扑结构。Vbias以及Ibias，为整个电流检测电路中的由M3，M4，M5，M6，M7，M8，M9，M10分别组成的共源共栅电流镜结构提供偏置。检测管Mcs与功率管Mp成1：5000的比例，而驱动信号Q通过控制开关管Ms1与Ms2来完成电路状态的转换。由于流过M11、M12、Q1与Q2电流相等，即M11与M12的Vgs，同样，Q1与Q2的Vbe相等，所以迫使VA与VB的电压相等，VC与VD电压相等。M11与M12的衬底分别连接在VB与VA上，以增加电路的环路增益，并且利用三极管Q1与Q2进一步减少电流检测的误差。由M7，M8，M13组成的电流支路则是输出最终的检测电流，供升压转换器的其他模块使用，如斜率补偿，过流保护模块等。在图2中，在驱动信号Q为高电平时，Mcs，Ms1以及功率管Mp导通，Ms2关断，电路处于电流检测阶段。由于流经M11与Q1，M12与Q2的两路都等于Ibias，并且Vgs，Vbe都相等，所以VC与VD近似相等。而由于Ms与Mp管工作在深度线性区，相当于比例为1：5000的两个电阻。并且由于Ibais为几个μA的级别，与电感上高达100mA以上的电流相比是非常小的，所以，偏置电流的影响可以忽略。最终，可以把检测电流引入到有M7，M8，M13组成的支路中，供升压转换器的其他模块使用。在图3中，在驱动信号Q为低电平时，Ms1以及功率管Mp关断，Mcs，Ms2导通，电路处于等待阶段。这时候两边电路处于平衡状态，并且由于M11与M12，Q1与Q2的工作状态完全一样，所以两边电流支路相应各点电压都相等，这时检测电流恒为0。本电路不需要检测电感电流的时候，仍然浪费功耗，主要目的是保证在进入电流检测阶段之前，电路电流以及各点电压处于预备状态。否则，必然会影响到开始阶段电流检测的速度以及精度。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高精度电流检测电路镜像CMOS管M11与M12采用衬底控制技术，增加环路增益，对M11与M12管采用衬底控制技术，把M11的衬底连到VB点，把M12的衬底连到VA点；采用三极管Q1与Q2减少偏置电流对电流检测精度的影响，通过加入Q1与Q2使得偏置电流占电感电流的比例进一步减少到约为原来的（β＋1）倍。

【技术特征摘要】
1.一种高精度电流检测电路镜像CMOS管M11与M12采用衬底控制技术，增加环路增益，对M11与M12管采用衬底控制技术，把M11的衬底连到VB点，把M12的衬底连到VA点；采用三极管Q1与Q2减少偏置电流对电流检测精度的影响，通过加入Q1与Q2使得偏置电流占电感电流的比例进一步减少到约为原来的（β＋1）倍。2.根据权利要求1所述的高精度电流检测电路，其特征是所述升压转换器...

【专利技术属性】
技术研发人员：史树元，
申请(专利权)人：史树元，
类型：发明
国别省市：辽宁,21