一种电流检测电路及其参数确定方法技术

本申请提供了一种电流检测电路及其参数确定方法，涉及电流检测技术领域。该电流检测电路可以应用于线性稳压源等芯片设计中，电流检测电路包括输入开关管与多组输出支路，每组输出支路均包括输出开关管与负反馈电阻，输出开关管与负反馈电阻电连接，且输入开关管的控制端与每个输出开关管的控制端电连接，且输入开关管与每个输出开关管组成电流镜；其中，多组输出支路用于利用负反馈电阻压缩输入开关管的电流变化范围，并输出压缩后的电流。本申请提供的电流检测电路及其参数确定方法具有能够起到缩小LDO输出电流的动态检测范围的效果，便于LDO动态频率补偿以及快速负载响应等设计。设计。设计。

【技术实现步骤摘要】
一种电流检测电路及其参数确定方法


[0001]本申请涉及电流检测
，具体而言，涉及一种电流检测电路及其参数确定方法。

技术介绍

[0002]线性稳压源是非常常用的模拟芯片模块。当其输出电流的变化范围很大时，会造成设计参数权衡上的困难，如影响稳定性。
[0003]提高LDO（low
‑
dropout voltage regulator，线性稳压源）性能的常用方法是感应LDO输出电流、动态调节内部设计参数。传统的电流感应（current sensing）采用固定比例的线性电流镜。通常将待检测的电流（如LDO功率管的电流）在电流感应时缩小固定的倍数，如100倍、1000倍等。传统电流感应方法的明显缺点是，电流绝对值虽然缩小了，但最小值到最大值的相对变化范围，即动态范围，并没有减小。因此，电流检测电路的复杂度（包括芯片的功耗和面积）随着需要检测的电流的动态范围增加而快速增大，或者芯片设计者不得不牺牲电流检测精度和LDO性能。
[0004]综上，现有技术中存在LDO的动态检测范围无法缩小的问题。

技术实现思路

[0005]本申请的目的在于提供了一种电流检测电路，应用于线性稳压源，所述电流检测电路包括输入开关管与多组输出支路，每组输出支路均包括输出开关管与负反馈电阻，所述输出开关管与所述负反馈电阻电连接，且所述输入开关管的控制端与每个所述输出开关管的控制端电连接，且所述输入开关管与每个所述输出开关管组成电流镜；其中，所述多组输出支路用于利用所述负反馈电阻压缩所述输入开关管的电流变化范围，并输出压缩后的电流。
[0006]可选地，所述输入开关管与所述输出开关管均工作于饱和区，所述输入开关管的输入电流满足公式：每组输出支路的输出电流满足公式：其中，分别表示输入电流与输出电流，与分别表示系数与阈值电压，系数K的单位为A/V2，且均与开关管的工艺参数关联，表示输入开关管的栅极与
源极的电压差，表示输出开关管与输入开关管的尺寸比例，表示负反馈电阻的阻值。
[0007]可选地，所述输入开关管的输入电流与每组输出支路的输出电流的关系满足公式：式：式：其中，分别表示输入电流与输出电流，分别表示设定系数，与分别表示系数与阈值电压，且均与开关管的工艺参数关联，表示输入开关管的栅极与源极的电压差，表示输出开关管与输入开关管的尺寸比例，表示负反馈电阻的阻值。
[0008]可选地，所述输入开关管的输入电流与每组输出支路的输出电流的关系满足公式：其中，分别表示输入电流与输出电流，表示与开关管的工艺参数关联的系数，表示输出开关管与输入开关管的尺寸比例，表示负反馈电阻的阻值。
[0009]可选地，多组所述输出开关管的尺寸比例为固定比例。
[0010]可选地，当所述输出开关管的输出电流最小时，尺寸比例最大的输出开关管的输出电流等于压缩后的电流；当所述输出开关管的输出电流最大时，尺寸比例最小的输出开关管的输出电流等于压缩后的电流。
[0011]可选地，多组所述输出开关管的尺寸比例为10:1。
[0012]可选地，所述输入开关管与输出开关管均为PMOS管，所述输入开关管的源极连接
电源，所述输入开关管的栅极与每组输出支路中输出开关管的栅极均电连接，所述输入开关管的漏极连接输入端口；所述输出开关管的源极通过所述负反馈电阻连接电源，所述输出开关管的漏极连接输出端口。
[0013]另一方面，本申请实施例还提供了一种电流检测电路的参数确定方法，应用于上述的电流检测电路，所述方法包括：确定多组输出开关管的尺寸固定比例；当所述输出开关管的输出电流最小时，调节尺寸比例最大的输出开关管的负反馈电阻的阻值，并在尺寸比例最大的输出开关管的输出电流等于压缩后的电流时，确定所述负反馈电阻的目标阻值；当所述输出开关管的输出电流最大时，调节尺寸比例最小的输出开关管的负反馈电阻的阻值，并在尺寸比例最小的输出开关管的输出电流等于压缩后的电流时，确定所述负反馈电阻的目标阻值。
[0014]可选地，所述方法还包括：当所述输出开关管的输出电流为中间值时，调节剩余输出开关管的负反馈电阻的阻值，并在所有输出开关管的总输出电流等于压缩后的电流时，确定剩余输出开关管的目标阻值。
[0015]相对于现有技术，本申请具有以下有益效果：本申请提供了一种电流检测电路及其参数确定方法，该电流检测电路应用于线性稳压源，电流检测电路包括输入开关管与多组输出支路，每组输出支路均包括输出开关管与负反馈电阻，输出开关管与负反馈电阻电连接，且输入开关管的控制端与每个输出开关管的控制端电连接，且输入开关管与每个输出开关管组成电流镜；其中，多组输出支路用于利用负反馈电阻压缩输入开关管的电流变化范围，并输出压缩后的电流。由于本申请提供的电流检测中，在输出开关管上设置有负反馈电阻，且负反馈电阻能够压缩输入开关管的电流变化范围，因此能够起到缩小LDO的动态检测范围的效果。
[0016]为使本申请的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本申请的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它相关的附图。
[0018]图1为现有技术中提供的电流检测电路的一种示例性电路图。
[0019]图2为现有技术中提供的电流检测电路的另一种示例性电路图。
[0020]图3为本申请实施例提供的电流检测电路的一种示例性电路图。
[0021]图4为本申请实施例提供的系数β随系数α变化的低通特性曲线示意图。
[0022]图5为本申请实施例提供的输出开关管与负反馈电阻的使用示例。
[0023]图6为本申请实施例提供的多组电流镜的输出电流仿真结果示意图。
[0024]图7为本申请实施例提供多组电流镜的输出电流角落仿真结果示意图。
[0025]图8为本申请实施例提供多组电流镜输出的转化电压角落仿真结果示意图。
具体实施方式
[0026]为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本申请实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。
[0027]因此，以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围，而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
[0028]应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流检测电路，其特征在于，应用于线性稳压源，所述电流检测电路包括输入开关管与多组输出支路，每组输出支路均包括输出开关管与负反馈电阻，所述输出开关管与所述负反馈电阻电连接，且所述输入开关管的控制端与每个所述输出开关管的控制端电连接，且所述输入开关管与每个所述输出开关管组成电流镜；其中，所述多组输出支路用于利用所述负反馈电阻压缩所述输入开关管的电流变化范围，并输出压缩后的电流。2.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述输入开关管与所述输出开关管均工作于饱和区，所述输入开关管的输入电流满足公式：每组输出支路的输出电流满足公式：其中，分别表示输入电流与输出电流，与分别表示系数与阈值电压，系数K的单位为A/V2，且均与开关管的工艺参数关联，表示输入开关管的栅极与源极的电压差，表示输出开关管与输入开关管的尺寸比例，表示负反馈电阻的阻值。3.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述输入开关管的输入电流与每组输出支路的输出电流的关系满足公式：输出支路的输出电流的关系满足公式：输出支路的输出电流的关系满足公式：其中，分别表示输入电流与输出电流，分别表示设定系数，与分别表示系数与阈值电压，且均与开关管的工艺参数关联，表示输入开关管的栅极与源极的电压差，表示输出开关管与输入开关管的尺寸比例，表示负反馈电阻的阻值。4.如权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述输入开关管的输入电流与每组输出支路的输出电流的关系满足公式：其中，分别表示输入电流与输出电流，表示与开关管的工艺参数关联的系数， 表示输出开关管与输入开关管的尺寸比例，表示负反馈电阻的阻值。
5.如权利要求1所...

【专利技术属性】
技术研发人员：束克留，万海军，韩兴成，
申请(专利权)人：苏州聚元微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：