电压检测电路和电流检测电路制造技术

电流检测电路具有包括电阻和电流源的左偏移电路，通过信号线从节点中引出、且包括电阻和电容的第一低通滤波器，在左偏移电路之后设置的第一开关，在低通滤波器之后设置的第二开关，包括电阻和电容器的第二低通滤波器，运算放大器，在运算放大器的输出端和反相输入端之间设置的第三开关，以及在运算放大器的反相输入端和ＧＮＤ之间设置的电容器。以高精度检测出输出电流，但不会由于检测电阻而导致效率降低。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及到电压检测电路和电流检测电路，并且特别涉及到检测微小电压的电压检测电路和电流检测电路。相关技术已知类似降级同步整流切换转换器等的DC到DC转换器电路通过切换晶体管元件从具有基本恒定电压的DC电源中获得与所述基本恒定电压不同的DC电压。在该DC到DC转换器电路中，例如，在对负载提供过电流保护的情形中，或者是在检测具有小量输出电流的轻载荷状态或实现自动转变到轻载荷模式的功能的情形中，必需检测到实际上提供给载荷的平均电流，如JP-A-2005-65447和US2005/0057229A1所揭示的那样。图4是示出常规DC到DC转换器的电流检测设备的电路图。电流检测设备90的控制电路91连接到切换电路92并将DC输入电源VDD的电源电压降低和控制到一预定DC电压。形成输出级的切换电路92包括高端开关SW91和低端开关SW92。高端开关SW91具有从其一端提供的DC输入电源VDD，并且其另一端连接到低端开关SW92的一端。低端开关的另一端接地。负载94通过包含有电感器L91和输出电容器C91的平滑电路93连接到切换电路92。当一对开关SW91和SW92在控制电路91所确定的定时段内交替地导通和断开时，预定幅值的输出电压V090被提供给负载94。从而建立起同步整流DC到DC转换器。标号95表示在切换电路92和平滑电路93的节点M90以及检测端96之间设置的低通滤波器。该低通滤波器95包括一端连接到节点90、且另一端连接到检测端96的滤波器电阻器RPL91，以及一端连接到滤波器电阻器RPL91的另一端侧、而另一端接地的滤波器电容器CLP91。在图4的切换电路92中，开关对SW91和SW92的每一个都具有诸如包括寄生电阻组件的FOSFET的开关晶体管。在图4中，开关SW91和SW92的导通电阻组件清楚地示出为Rhi、Rlow。二极管D91和D92并联到各开关SW91和SW92。对于这些二极管D91和D92，可以使用当MOS晶体管用作为开关晶体管时所产生的寄生二极管。通过利用在输出到电流检测设备90的检测端96的电压Vma和输出电压V090之间的差异等于由电感器L91的寄生串联电阻Rin91所致的压降平均值这一事实，电流检测设备90可检测出流经电感器L91的电流(即，输出电流)的平均值。该电流检测设备90具有一优势，即较之将电流检测电阻串联到电感器的情形，可以避免由检测电阻的功率损耗所致的效率下降。但是，电感器L91的寄生串联电阻Rin91的值很小。具体的，当该设备用作检测轻载荷状态时，在电压Vma和输出电压V090之间的差异只有几个mV甚至更小。因此，在通过普通的放大器来比较两个电压的构建中，由于输入补偿电压波动，会产生很大的误差，并且这也是不实用的。
技术实现思路
考虑到上述情形，本专利技术的目标之一是提供通过检测电阻以高精确度检测出输出电流、而不会降低效率的一种电压检测电路和电流检测电路。本专利技术提供用于DC到DC转换器电路的电流检测电路，该DC到DC转换器电路具有用于将DC输入电压转换成AC电压的晶体管元件以及电感器，并且使用使AC电压平滑的平滑器来获得预期的DC电压。该电流检测电路包括选择性输出对应于AC电压(是对平滑器的输入电压)的电压，或对应于DC电压(是从平滑器的输出电压)的输出单元；用对应于DC电压的电压充电的电容器；依照输出单元的状态来导通和断开的开关；以及运算放大器，具有输入到非反相输出端的输出单元的输出，并当开关在对应于DC(AC)电压的电压输入时导通之后操作为对电容器充电的电压跟随器工作，并且当开关在对应于AC(DC)电压的电压输入时断开之后操作为将充入电容器的电压和对应于AC(DC)电压相比的比较器。由于上述的电流检测电路，在电容器被充以对应于DC(AC)电压的电压之后，该电压与对应于AC(DC)电压的电压相比较。因此，可以轻易并可靠地去除在运算放大器中的输入补偿电压的影响。在根据本专利技术的电压检测电路中，在电容器被充以对应于DC(AC)电压的电压之后，该电压与对应于AC(DC)电压的电压相比较。因此可以轻易并可靠地去除在运算放大器中的输入补偿电压的影响。这样就能够检测到微小的输出电压。附图说明图1是示出根据第一实施例的DC到DC转换器的电路图；图2是示出运算放大器的内部电路的电路图；图3是示出根据第二实施例的DC到DC转换器中运算放大器的内部电路的电路图；以及图4是示出常规DC到DC转换器的电流检测设备的电路图。具体实施例下文中，将参照附图对本专利技术各实施例进行描述。图1是示出根据第一实施例的DC到DC转换器的电路图。在下面的描述中，图1中纸张左侧被称为“左边”。图1所示的DC到DC转换器1是同步整流DC到DC转换器。DC到DC转换器1具有控制电路2，包含有PMOS晶体管M31和NMOS晶体管M32的切换电路3，包含有电感器L和输出电容Co的平滑电路4，以及电流检测电路5。为了降低DC输入电源VDD的电源电压并获得预定的DC电压，控制电路2连接到切换电路3并控制切换电路3的切换操作。负载10通过平滑电路4连接到切换电路的输出部分，当晶体管M31和M32由控制电路2控制在一预定切换时段内交替地开启和关闭时，一预定幅值的输出电压V0被提供给负载10。平滑电路4的电感器L的寄生电阻分量被清楚地示为Rind。但是，在实际的电路中，不会如该电阻分量Rind一样来有意地设置一电阻器。通过利用切换电路3和平滑电路4的节点M处的平均电压VMA与输出电压V0之间的差异等于由电感器L的电阻分量Rind所致的平均压降这一事实，电流检测电路5检测出流经电感器L的电流的平均值(即，输出电流)。电流检测电路5具有包含有电阻器Rls和电流源Ils的电平偏移电路50，通过信号线从节点M引出、并包括电阻器RLP1和电容器CLP1的低通滤波器51，在电平偏移电路50之后设置的开关SW1，在低通滤波器51之后设置的开关SW2，在开关SW1和SW2之后设置、并且包括电阻器RLP2和电容器CLP2的低通滤波器52，运算放大器53，设置在运算放大器53的输出端和反相输入端的开关SW3，以及在运算放大器53的反相输入端和GND之间设置的电容器Cs。电平偏移电路50基于电流源Ils施加在电阻器Rls两端之间的电位差来产生一电平偏移值，从而执行电平偏移，并提供给开关SW1一参考电压VREF＝V0+Rls*Ils。在此，电阻器Rls和电流源Ils的值被确定，以保持下述关系，同时将电流Ilim用作为判定输出电流I0幅值的标准Rind*Ilim＝Rls*Ils。电流Ils显著小于输出电流I0，并且因此不会影响到负载10左侧上的电路。低通滤波器52连接到运算放大器53的非反相输出端。低通滤波器51适于使节点M处的电压VM平滑，以获得其平均电压Vma。由于由低通滤波器52检测到的电压很小，为了进一步减少纹波电压，则设置了低通滤波器52。开关SW1和SW2形成一个输出单元，它选择性输出通过低通滤波器51和低通滤波器52从节点M输入到运算放大器53的非反相输入端的电压，或者输出通过电平偏移电路50和低通滤波器52输入到运算放大器的非反相输入端的输出电压V0。每个开关SW1、SW2和SW3包括诸如MOSFET的晶体管元件，并且依照来自于控本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种主要用于检测微电压的电压检测电路，包括：输出单元，选择性输出第一电压或第二电压；电容器，以对应于所述第一电压的电压充电；开关，依照所述输出单元的状态导通和断开；以及运算放大器，使输出单元的输出输入到非反相输入端，并且当第一电压输入时，用作在所述开关导通时对电容器充电的电压跟随器，而当第二电压输入时，用作在所述开关断开时对充入所述电容器中的电压与所述第二电压作比较的比较器。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：山田耕平，
申请(专利权)人：富士电机电子设备技术株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]