开关器件的电流检测电路及应用其的开关电源制造技术

本申请公开了一种开关器件的电流检测电路及应用其的开关电源，通过与功率开关管连接的第一采样管、电压转换电路和第一电流产生电路的控制，以使得所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流与所述功率开关管的电流信息成正比例关系，从而通过所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流信息可以获得所述功率开关管的电流信息。本发明专利技术的电流检测电路，无需采样电阻，只需要一个采样管即可获得表征功率开关管的电路信息，电路简单，效率高。效率高。效率高。

【技术实现步骤摘要】
开关器件的电流检测电路及应用其的开关电源


[0001]本专利技术涉及电力电子
，更具体地说，涉及一种开关器件的电流检测电路及应用其的开关电源。

技术介绍

[0002]在常规的开关电源电路中，开关器件是必不可少的一个元器件，三极管、场效应晶体管、绝缘栅双极型晶体管等都可被用来作为开关电源中的开关器件。
[0003]开关器件作为一种半导体器件，需要对流过其自身的电流进行监测以确保能更精确更安全地工作，现有技术通常是通过一个与开关器件串联的电阻来采样流过开关器件的电流信息，但是电阻自身带来较大损耗，影响整体开关电源的效率。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种开关器件的电流检测电路及应用其的开关电源，用以解决现有技术存在的开关器件的电流检测带来的影响效率的技术问题。
[0005]本专利技术的技术解决方案是提供一种开关器件的电流检测电路，用以检测功率开关管的电流，包括第一采样管、电压转换电路、第一电流产生电路和镜像电路，第一采样管，其第一功率端耦接所述镜像电路，第二功率端与所述功率开关管的第一功率端连接，所述第一采样管和所述功率开关管的公共连接点记为第一节点；所述电压转换电路的输入端耦合到所述第一节点，并接收第一电源电压，以获得与所述第一节点的电压相关联的第二电压；所述第一电流产生电路的第一输入端接收所述第二电压，第二输入端耦合到所述第一采样管的第一功率端，以根据所述第二电压和所述第一采样管的第一功率端的节点电压获得第一电流信号；所述镜像电路接收所述第一电流信号和所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流，以使两者成镜像比例关系；所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流表征所述功率开关管的电流信息。
[0006]优选地，所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流值与所述功率开关管的电流值之比与所述功率开关管的导通电阻和所述第一采样管的导通电阻之比成正比关系。
[0007]优选地，所述第一采样管与所述功率开关管的开关状态相同。
[0008]优选地，所述功率开关管的第二功率端接参考地端，当所述第一节点的电压大于参考地端电压时，所述第二电压大小为所述第一节点电压的K倍，K为大于1的正数，当所述第一节点的电压小于参考地端电压时，所述第二电压为零。
[0009]优选地，所述电压转换电路包括第一运放电路和分压电路，所述第一运放电路的第一输入端耦合到所述第一节点，第二输入端耦合到所述分压电路中的第一连接点；所述分压电路通过一跟随器接收第一电源电压，该跟随器的输入端耦合所述第一运放电路的输出端，所述分压电路中的第二连接点的电压作为第二电压，所述第二连接点的电压为第一连接点的电压的K倍。
[0010]优选地，所述第一电流产生电路包括第二运放电路和第一压控电流源，所述第二
运放电路的第一输入端接收所述第二电压，第二输入端耦合到所述第一采样管的第一功率端，所述第一压控电流源接收所述第二运放电路输出端的输出信号，以获得所述第一电流信号。
[0011]优选地，所述镜像电路包括对称镜像的两个开关管，所述两个开关管的第一端均接收第二电源电压，所述两个开关管的其中一个开关管的第二端耦接所述第一电流产生电路的输出端，另一个开关管的第二端耦接所述第一采样管的第一功率端。
[0012]第二方面，提供一种开关电源，包括功率开关管，所述开关电源包括控制电路，所述控制电路上述的电流检测电路，所述电流检测电路用以检测所述功率开关管的工作电流。
[0013]优选地，所述第一采样管和所述功率开关管集成在一个芯片中。
[0014]优选地，控制电路还包括电流方向判断电路，所述电流方向判断电路根据所述第一节点的电压和所述功率开关管的第二功率端的电压判断流过所述功率开关管的电流方向，
[0015]当所述第一节点的电压大于所述功率开关管的第二功率端的电压时，所述功率开关管的电流方向为从第一功率端至第二功率端，
[0016]当所述第一节点的电压小于所述功率开关管的第二功率端的电压时，所述功率开关管的电流方向为从第二功率端至第一功率端。
[0017]采用本专利技术的电路结构，通过与功率开关管连接的第一采样管、电压转换电路和第一电流产生电路的控制，以使得所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流与所述功率开关管的电流信息相关联，从而通过所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流信息可以获得所述功率开关管的电流信息。
附图说明
[0018]图1为依据本专利技术的开关器件的电流检测电路的电路框图；
[0019]图2为依据本专利技术的开关器件的电流检测电路的电路实现图；
[0020]图3为依据本专利技术的开关电源的电路框图；
具体实施方式
[0021]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0022]为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。
[0023]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0024]参考图1为依据本专利技术的开关器件的电流检测电路的电路框图以及图2为依据本专利技术的开关器件的电流检测电路的电路实现图，开关器件可以为功率开关管M0，本实施例的电流检测电路包括第一采样管M1、电压转换电路、第一电流产生电路和镜像电路。如图1所示，所述第一采样管M1的第一功率端(如源极)耦接所述镜像电路，第二功率端(如漏极)
与所述功率开关管的第一功率端(如漏极)连接，所述第一采样管和所述功率开关管的公共连接点记为第一节点，记为SW。本实施例中，所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流I1表征所述功率开关管的电流信息I0。本实施方式中，所述第一采样管与所述功率开关管的开关状态相同，即当功率开关管导通时，第一采样管也导通以获得表征功率开关管的电流的信息。可通过电流检测电路所在的开关电源的控制电路来控制第一采样管和所述功率开关管的开关动作。
[0025]一个示例中，所述电压转换电路的输入端耦合到所述第一节点SW，并接收第一电源电压如Vcc，以获得与所述第一节点的电压相关联的第二电压，具体地，这里所述电压转换电路包括第一运放电路和分压电路，所述分压电路通过跟随器接收第一电源电压Vcc，这里，跟随器可通过MOS开关管M2实现，通过控制MOS开关管M2的控制端以使其工作在饱和区可实现源极电压跟随功能。所述分压电路包括依次串联在开关管M2和参考地端之间的电阻R3和R4，电阻R3和R4的阻值设置为相等，也可以设置为成一定的倍数关系，所述第一运放电路的第一输入端耦合到所述第一节点SW，第二输入端耦合到所述分压电路中的第一连接点，如电阻R3和R4的中间连接点；该第一开关的控制端耦合所述第一运放电路的输出端，所述分压本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关器件的电流检测电路，用以检测功率开关管的电流，其特征在于，包括第一采样管、电压转换电路、第一电流产生电路和镜像电路，第一采样管，其第一功率端耦接所述镜像电路，第二功率端与所述功率开关管的第一功率端连接，所述第一采样管和所述功率开关管的公共连接点记为第一节点；所述电压转换电路的输入端耦合到所述第一节点，并接收第一电源电压，以获得与所述第一节点的电压相关联的第二电压；所述第一电流产生电路的第一输入端接收所述第二电压，第二输入端耦合到所述第一采样管的第一功率端，以根据所述第二电压和所述第一采样管的第一功率端的节点电压获得第一电流信号；所述镜像电路接收所述第一电流信号和所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流，以使两者成镜像比例关系；所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流表征所述功率开关管的电流信息。2.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一采样管的第一功率端所在节点的电流值与所述功率开关管的电流值之比与所述功率开关管的导通电阻和所述第一采样管的导通电阻之比成正比关系。3.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一采样管与所述功率开关管的开关状态相同。4.根据权利要求1所述的电流检测电路，其特征在于，所述功率开关管的第二功率端接参考地端，当所述第一节点的电压大于参考地端电压时，所述第二电压大小为所述第一节点电压的K倍，K为大于1的正数，当所述第一节点的电压小于参考地端电压时，所述第二电压为零。5.根据权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，所述电压转换电路包括第一运放电路和分压电路，所述第一运放电路的第一输入端耦合到所述第一节点，第二输入端耦合到所述分压电路中的第一连接点；所述分压...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄必亮，
申请(专利权)人：杰华特微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：