一种电感电流检测电路、检测方法及功率转换器技术

本发明专利技术公开了一种电感电流检测电路、检测方法及功率转换器，根据功率转换器的拓扑结构构建与输入电压和/或输出电压相关联的斜坡电压信号，该斜坡电压信号表征在主开关管导通(或关断)时间段的上升(或下降)的电感电流大小，然后再与在主开关管关断(或导通)时间段内采样到的电感电流信号相运算，由此获得一个开关周期内的电感电流信息。本技术方案在主开关管的开关时间很短的情况下仍能够获得准确的电感电流信息，可拓宽功率转换器的输入电压或输出电压的范围，适用范围广。

【技术实现步骤摘要】
一种电感电流检测电路、检测方法及功率转换器
本专利技术涉及开关电源领域，更具体地说，涉及一种电感电流检测电路、检测方法及功率转换器。
技术介绍
在开关电源的使用中，通常需要提供稳定的输出信号给负载，现有技术一般是通过控制开关电源中的主开关管的导通/关断来控制输出信号的大小。传统的控制方法是利用一时钟信号控制主开关管的导通，采样主开关管在导通时间内开关电源中电感的电流信号，根据采样的电流信号与设定参考信号的比较控制主开关管的关断，由此控制输出信号为预期的需求值。在现有的开关电源中，根据上述的控制方法，电感的电流在导通时间段内线性上升，之后根据与参考信号的比较结果控制主开关管关断，电感电流下降。由于电感电流在主开关管导通后一定时间内才能上升达到峰值，而由于主开关管的瞬间噪声大，现有技术中一般是设置一定的消隐时间段，即在主开关管导通后经过消隐时间段之后再采样电感电流信息，受主开关管的性能以及电路的参数影响，现有技术中的消隐时间段往往设置的较长，这样才能采样到准确的电感电流信息。在有些情况下，主开关管的导通时间较短，在较短的导通时间范围内，又由于消隐时间的设置，使得电感电流的采样不准确，开关电源输入信号或输出信号的宽度受到限制，影响了开关电源的应用范围。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种电感电流检测电路、检测方法及开关电源，用以解决现有技术电感电流采样不准确，输入输出信号调节宽度受限制的技术问题。本专利技术的技术解决方案是，提供一种电感电流检测电路，应用于功率变换器中，所述功率变换器包括相互连接的主开关管和电感，包括，电流采样电路，用于采样所述电感的电流信息，以获得所述主开关管在导通时间内或者关断时间内的电感电流信号；斜坡电流构建电路，基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输入电压或输出电压或输入电压和输入电压运算后成比例的斜坡电流信号；运算电路，接收所述电感电流信号和所述斜坡电压信号，进行运算处理以获得一个开关周期内的电感电流信号。进一步地，包括所述电流采样电路包括第一电流采样电路，所述第一电流采样电路采样所述主开关管在关断时间内的电感电流信息，以获得第一电流信号；在所述主开关管的导通时间内，所述斜坡电流构建电路基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输入电压或者输入电压和输出电压差值成正比例关系的斜坡电流信号；所述运算电路包括叠加电路，所述叠加电路接收所述第一电流信号和所述斜坡电流信号，进行叠加处理以获得所述主开关管在一个开关周期内的电感电流信号。进一步地，所述正比例关系的比例系数与所述电感的感值成反比。进一步地，所述正比例关系的比例系数根据所述电感的感值进行调整。进一步地，还包括感值获得电路，所述感值获得电路将所述电感的感值预设置为多个不同档位值，或者是，在所述主开关管的关断时间内，所述感值计算电路根据所述输入电压、输出电压以及所述电感的电流变化率，获得所述电感的感值。进一步地，还包括导通时间检测电路和电感电流采样电路，所述导通时间检测电路检测所述主开关管的导通时间，当所述导通时间小于等于预设的时间值时，则选择将所述叠加后的电感电流信号传输给后级电路；所述电感电流采样电路采样在所述主开关管的导通时间内的所述电感的电流信息，以获得电感电流采样信号，当所述导通时间大于预设的时间值时，则选择将所述电感电流采样信号传输给后级电路。进一步地，包括所述电流采样电路包括第二电流采样电路，所述第二电流采样电路采样所述主开关管在导通时间内的电感电流信息，以获得第二电流信号；在所述主开关管的关断时间内，所述斜坡电流构建电路基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输出电压成正比例关系的第二斜坡电流信号；所述运算电路包括减法电路，所述减法电路接收所述第二电流信号和所述第二斜坡电流信号，进行减法处理以获得所述主开关管的一个开关周期内的电感电流信号。进一步地，所述正比例关系的比例系数与所述电感的感值成反比。进一步地，所述正比例关系的比例系数根据所述电感的感值进行调整。进一步地，还包括感值获得电路，所述感值获得电路将所述电感的感值预设置为多个不同档位值，或者是，在所述主开关管的导通时间内，所述感值计算电路根据所述输入电压、输出电压以及所述电感的电流变化率，获得所述电感的感值。本专利技术公开了一种电感电流检测方法，应用于功率变换器中，所述功率变换器包括连接的主开关管和电感，包括步骤：S1：采样所述主开关管在导通时间段或关断时间段内的所述电感电流信息，以获得电感电流信号；S2：基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输入电压或输出电压或输入电压和输入电压运算后成比例的斜坡电压信号；S3：接收所述电感电流信号和所述斜坡电压信号，进行运算处理以获得所述主功率管在一个开关周期内的电感电流信号。进一步地，包括：采样所述主功率管在关断时间内的电感电流信息，以获得在关断时间内的第一电流信号；在所述主功率管的导通时间内，基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输入电压或输入电压和输出电压的差值成正比例关系的第一斜坡电流信号；接收所述第一电流信号和所述第一斜坡电流信号，进行叠加处理以获得所述主功率管在一个开关周期内的电感电流信号。进一步地，所述正比例关系的比例系数与所述电感的感值成反比。进一步地，所述正比例关系的比例系数根据所述电感的感值进行调整。进一步地，将所述电感的感值预设置为多个不同档位值，或者是，在所述主开关管的关断时间内，根据所述输入电压、输出电压、以及所述电感的电流变化率，获得所述电感的感值。进一步地，包括：采样所述主功率管在导通时间内的电感电流信息，以获得在导通时间内的第二电流信号；在所述主功率管的关断时间内，基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输出电压成正比例关系的第二斜坡电流信号；接收所述第二电流信号和所述第二斜坡电流信号，进行减法处理以获得所述主功率管在一个开关周期内的电感电流信号。进一步地，所述正比例关系的比例系数与所述电感的感值成反比。进一步地，所述正比例关系的比例系数根据所述电感的感值进行调整。进一步地，将所述电感的感值预设置为多个不同档位值，或者是，在所述主开关管的导通时间内，根据所述输入电压、输出电压以及所述电感的电流变化率，获得所述电感的感值。本专利技术公开了一种功率变换器，包括上述的电感电流检测电路，还包括功率级电路、比较电路以及逻辑和驱动电路，所述电感电流检测电路用于获得在一个开关周期内的电感电流信号，所述比较电路接收所述电感电流信号和一参考信号，以获得比较信号，所述比较信号用于控制所述功率级电路中主开关管的开关状态；所述逻辑和驱动电路接收所述比较器输出的比较信号和一时钟信号，以根据比较信号和时钟信号输出开关信号控制所述主开关管的通断本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电感电流检测电路，应用于功率变换器中，所述功率变换器包括相互连接的主开关管和电感，其特征在于，包括，/n电流采样电路，用于采样所述电感的电流信息，以获得所述主开关管在导通时间内或者关断时间内的电感电流信号；/n斜坡电流构建电路，基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输入电压或输出电压或输入电压和输入电压运算后成比例的斜坡电流信号；/n运算电路，接收所述电感电流信号和所述斜坡电压信号，进行运算处理以获得一个开关周期内的电感电流信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种电感电流检测电路，应用于功率变换器中，所述功率变换器包括相互连接的主开关管和电感，其特征在于，包括，
电流采样电路，用于采样所述电感的电流信息，以获得所述主开关管在导通时间内或者关断时间内的电感电流信号；
斜坡电流构建电路，基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输入电压或输出电压或输入电压和输入电压运算后成比例的斜坡电流信号；
运算电路，接收所述电感电流信号和所述斜坡电压信号，进行运算处理以获得一个开关周期内的电感电流信号。


2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于，包括
所述电流采样电路包括第一电流采样电路，所述第一电流采样电路采样所述主开关管在关断时间内的电感电流信息，以获得第一电流信号；
在所述主开关管的导通时间内，所述斜坡电流构建电路基于所述功率变换器的拓扑结构构建与所述功率变换器的输入电压或者输入电压和输出电压差值成正比例关系的斜坡电流信号；
所述运算电路包括叠加电路，所述叠加电路接收所述第一电流信号和所述斜坡电流信号，进行叠加处理以获得所述主开关管在一个开关周期内的电感电流信号。


3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述正比例关系的比例系数与所述电感的感值成反比。


4.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于，所述正比例关系的比例系数根据所述电感的感值进行调整。


5.根据权利要求4所述的检测电路，其特征在于，还包括感值获得电路，所述感值获得电路将所述电感的感值预设置为多个不同档位值，或者是，
在所述主开关管的关断时间内，所述感值计算电路根据所述输入电压、输出电压以及所述电感的电流变化率，...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄必亮，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33