一种开关电源电流检测电路制造技术

本发明专利技术实施例涉及一种开关电源电流检测电路，所述检测电路包括：检测电阻，所述检测电阻的第一端连接电压提供单元，第二端通过储能单元连接开关电源电路；开关选择单元，用于连接检测电阻至比较放大单元；比较放大单元，所述比较放大单元的输出端连接开关管的第一端；开关管，所述开关管的第二端连接比较放大单元的反相输入端，所述开关管的第三端连接控制单元；控制单元，用于获得检测电流值；反馈单元，所述反馈单元连接开关管的第三端，构成比较放大单元的负反馈。本发明专利技术的电流检测电路和方法不受制造工艺的影响，通过数字校准的方法，消除了运放、MOS管等非理想因素在比较放大单元输入端引起的电压，使检测电路近似工作在理想状态，检测精度高。

【技术实现步骤摘要】
一种开关电源电流检测电路
本专利技术实施例涉及开关电源
，特别是涉及一种开关电源电流检测电路。
技术介绍
在开关电源设计中，电流检测电路的设计至关重要，为了能够保证开关电源输出稳定电压及进行过载保护，通常通过电流检测电路采集电流之后反馈到开关电源控制电路中进而实现电路的闭环控制。目前采用MOSFET作为电流检测手段已得到越来越广泛的应用，MOSFET作为多子器件，在其导通时具有电阻特性，检测功率管压降法就是通过检测MOSFET导通电阻上的电压，达到检测电流的目的。检测功率管压降法的电路实现如图1所示，在功率管两端并联一个电流放大器，当检测到放大器发生翻转时，则得到功率管两端电压。当已知功率管在线性区的等效电阻时，通过检测功率管的漏源电压VDS从而得到功率管上的电流。当功率管工作在线性区时，其漏源电压很小，等效电阻的计算公式可近似用公式(1)表示。其中μ为沟道电子的迁移率，COX为单位面积栅电容，VT为功率管的阈值电压，VGS为栅源电压，W、L分别为沟道的宽度和长度。由上式可知，RDS受μ、COX、VT的影响较大，即MOSFET的导通电阻受到制造工艺的影响大，而目前功率管的制造工艺还无法避免上述参数的偏差，因此采用此种方法的电流检测电路检测精度低。
技术实现思路
本专利技术实施例主要解决的技术问题是提供一种检测精度高的开关电源电流检测电路。为解决上述技术问题，本专利技术实施例采用的一个技术方案是：提供了一种开关电源电流检测电路，所述检测电路包括：检测电阻，所述检测电阻的第一端连接电压提供单元，第二端通过储能单元连接开关电源电路；开关选择单元，用于在所述开关选择单元处于第一选择状态时连接检测电阻的第一端至比较放大单元的同相输入端和连接检测电阻的第二端至比较放大单元的反相输入端，以及在所述开关选择单元处于第二选择状态时连接检测电阻的第一端至比较放大单元的反相输入端和连接检测电阻的第二端至比较放大单元的同相输入端；比较放大单元，所述比较放大单元的输出端连接开关管的第一端，用于根据同相输入电压和反相输入电压输出高电平或者低电平；开关管，所述开关管的第二端连接比较放大单元的反相输入端，所述开关管的第三端连接控制单元；控制单元，用于在开关电源电路关闭时检测开关管第三端电压值U1和在开关电源电路开启时检测开关管第三端电压值U2，以及，根据上述U2和U1的差、开关管第三端电压值对检测电阻两端电压值的放大倍数f和检测电阻的阻值获得检测电流值；反馈单元，所述反馈单元连接开关管的第三端，构成比较放大单元的负反馈。可选的，所述开关选择单元包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关连接检测电阻的第一端至比较放大单元的反相输入端；所述第二开关连接检测电阻的第一端至比较放大单元的同相输入端；所述第三开关连接检测电阻的第二端至比较放大单元的反相输入端；所述第四开关连接检测电阻的第二端至比较放大单元的同相输入端。可选的，所述检测电路还包括第一阻抗和第二阻抗，所述第一阻抗连接在所述检测电阻的第一端和开关选择单元之间，所述第二阻抗连接在所述检测电阻的第二端和开关选择单元之间。可选的，所述开关选择单元处于第一选择状态时，第二开关和第三开关处于导通状态，第一开关和第四开关处于截止状态；所述开关选择单元处于第二选择状态时，第一开关和第四开关处于导通状态，第二开关和第三开关处于截止状态。可选的，所述控制单元包括采样检测电路、模数转换器和微控制器，所述采样检测电路的一端连接开关管的第三端，用于检测开关管第三端的电压，所述采样检测电路的另一端通过模数转换器连接微控制器，所述微控制器的另一端也连接开关管的第三端。可选的，所述开关管为金属-氧化物半导体场效应晶体管，所述开关管的第一端为场效应晶体管的基极，所述开关管的第二端为场效应晶体管的源极，所述开关管的第三端为场效应晶体管的漏极。可选的，所述比较放大单元为运算放大器。可选的，所述电压提供单元包括电压源，所述电压源的一端连接检测电阻，另一端接地。可选的，所述储能单元包括电感，所述反馈单元包括反馈电阻，所述反馈电阻的一端连接开关管的第三端，另一端接地。第二方面，本专利技术实施例提供了一种电源，所述电源包括开关电源电路和上述的检测电路。第三方面，本专利技术实施例提供了一种电源适配器，所述电源适配器包括开关电源电路和上述的检测电路。本专利技术实施例的有益效果是：本专利技术的电流检测电路和方法不受制造工艺的影响，通过数字校准的方法，消除了运放、MOS管等非理想因素在比较放大单元输入端引起的电压，使检测电路近似工作在理想状态，检测精度高。附图说明图1是现有技术中开关电源电流检测电路的结构示意图；图2是本专利技术开关电源电流检测电路的一个实施例的结构示意图；图3是本专利技术开关电源电流检测电路的一个实施例的结构示意图；图4是本专利技术开关电源电流检测电路的一个实施例的结构示意图；图5是本专利技术开关电源电流检测电路的一个实施例的结构示意图；图6是本专利技术开关电源电流检测电路的一个实施例的结构示意图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源，电流作为其重要参数，能够保证其变换电压稳定输出或快速调节，尤其关系到过载保护，因而常常要设置电流反馈回路，通过电流检测电路采集电流信息而后反馈到开关电源控制电路而实现了电路的闭环控制，所以电流检测的准确性对开关电源性能有着重要的影响。开关电源电路的充电回路一般由电感、检测电阻、充电开关串联而成，可以通过检测检测电阻两端的电压来检测流过检测电阻的电流即充电回路的电流，继而获得开关电源检测电流。如图2所示，本专利技术实施例提供了一种开关电源电流检测电路，可以通过检测A点电压来计算检测电阻100两端电压，进而得到流过检测电阻100的电流的大小。由于比较放大单元、开关管等的非理想因素，电压的检测存在较大误差。如果将这些非理想因素等效为检测电路输入端的offset(失调误差)，而如何消除这些offset成为高精度检测电压的关键点。对于一个理想的检测电路而言，当流过检测电阻的电流为0时，C、D两端电压相等，流过A点的电流也为0，输出A端电压也为0。而由于非理想因素，A端的电压并不为零，因此在实际检测中，如果能去除offset在A端引起的电压，即可抵消offset的影响。如图2所示，所述检测电路包括：检测电阻100，检测电阻100的第一端连接电压提供单元200，第二端通过储能单元300外接开关电源电路400；开关选择单元500，开关选择单元500接在检测电阻100的两端，所述开关选择单元500可以包括多个开关，通过控制各个开关的开和关使开关选择单元500处于第一选择状态和第二选择状态。在第一选择状态时，开关选择单元500连接检测电阻100的第一端至比较放大单元600的同相输入端和连接检测电阻100的第二端至比较放大单元600的反相输入端，在第二选择状态时，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源电流检测电路，其特征在于，包括：检测电阻，所述检测电阻的第一端连接电压提供单元，第二端通过储能单元连接开关电源电路；开关选择单元，用于在所述开关选择单元处于第一选择状态时连接检测电阻的第一端至比较放大单元的同相输入端和连接检测电阻的第二端至比较放大单元的反相输入端，以及在所述开关选择单元处于第二选择状态时连接检测电阻的第一端至比较放大单元的反相输入端和连接检测电阻的第二端至比较放大单元的同相输入端；比较放大单元，所述比较放大单元的输出端连接开关管的第一端，用于根据同相输入电压和反相输入电压输出高电平或者低电平；开关管，所述开关管的第二端连接比较放大单元的反相输入端，所述开关管的第三端连接控制单元；控制单元，用于在开关电源电路关闭时检测开关管第三端电压值U1和在开关电源电路开启时检测开关管第三端电压值U2，以及，根据U2和U1的差、开关管第三端电压值对检测电阻两端电压值的放大倍数和检测电阻的阻值获得检测电流值；反馈单元，所述反馈单元连接开关管的第三端，构成比较放大单元的负反馈。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源电流检测电路，其特征在于，包括：检测电阻，所述检测电阻的第一端连接电压提供单元，第二端通过储能单元连接开关电源电路；开关选择单元，用于在所述开关选择单元处于第一选择状态时连接检测电阻的第一端至比较放大单元的同相输入端和连接检测电阻的第二端至比较放大单元的反相输入端，以及在所述开关选择单元处于第二选择状态时连接检测电阻的第一端至比较放大单元的反相输入端和连接检测电阻的第二端至比较放大单元的同相输入端；比较放大单元，所述比较放大单元的输出端连接开关管的第一端，用于根据同相输入电压和反相输入电压输出高电平或者低电平；开关管，所述开关管的第二端连接比较放大单元的反相输入端，所述开关管的第三端连接控制单元；控制单元，用于在开关电源电路关闭时检测开关管第三端电压值U1和在开关电源电路开启时检测开关管第三端电压值U2，以及，根据U2和U1的差、开关管第三端电压值对检测电阻两端电压值的放大倍数和检测电阻的阻值获得检测电流值；反馈单元，所述反馈单元连接开关管的第三端，构成比较放大单元的负反馈。2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述开关选择单元包括第一开关、第二开关、第三开关和第四开关；所述第一开关连接检测电阻的第一端至比较放大单元的反相输入端；所述第二开关连接检测电阻的第一端至比较放大单元的同相输入端；所述第三开关连接检测电阻的第二端至比较放大单元的反相输入端；所述第四开关连接检测电阻的第二端至比较放大单元的同相输入端。3.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，所述检测电路还包括第一阻抗和第二阻抗，所述第一阻抗连接在所述检测电阻的第一端和开...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈旺，莫昌文，
申请(专利权)人：建荣集成电路科技珠海有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44