一种电流采样电路制造技术

本发明专利技术涉及电感直流电阻采样技术领域，公开了一种电流采样电路，滤波电路对每相的电感电流高通信号滤波，得到每相的电感电流低通信号，所有相位的电感电流低通信号都被放大，其输出分别与高通信号相结合，从而重建比例放大的电流采样信号。本发明专利技术用分时复用的方法消除了各相位之间采样电路的失配引起的电流失配，并且提高了低DCR情况下的采样增益，增大了采样电压的幅值，减小了开关噪声的影响。减小了开关噪声的影响。减小了开关噪声的影响。

【技术实现步骤摘要】
一种电流采样电路


[0001]本专利技术涉及电感直流电阻采样
，具体涉及一种电流采样电路。

技术介绍

[0002]面对低压大电流负载，大负载跳变的应用场景，多相DC
‑
DC转换器成为研究的热门领域之一。多相架构相比于单相的优势主要在于其相位交错并联的特性可以将大的负载电流均匀分配至各相位的电感，能极大提高转换器的带载能力，并且提高大电流负载下的转换效率以及增强转换器的瞬态响应。电流是多相DC
‑
DC转换器电流环路的控制信号，直接影响反馈环路的控制。并且，对于多相拓扑来说，电感电流采样的精度直接影响电流均衡和相位管理的能力。
[0003]电感直流电阻(direct current resistance，DCR)采样技术通过简单的滤波网络，可得到与电感电流成正比的检测电压VSENSE，实现电感电流的I
‑
V转换。DCR采样可以采样得到高精度的瞬态电流，但是在大电流的应用场景下，电感DCR太大会大大降低转化器的效率，而使用小DCR电感会降低电感电流采样增益，使检测电压只有mV级别，而开关引入的噪声和失调的量级都在mV级别，使电流采样的精度的下降和开关噪声引起的抖动变得不可接受。因此，传统的DCR检测不适用于大电流的多相的拓扑。

技术实现思路

[0004]因此，本专利技术提供了一种电流采样电路，以解决传统的DCR检测不适用于大电流的多相的拓扑的问题。
[0005]为达到上述目的，本专利技术提供如下技术方案：本专利技术提供了一种电流采样电路，应用于多相DC
‑
DC转换器，电流采样电路包括：滤波电路、多个放大电路、多个采样电路、多个合相电路、多个分相电路及多个叠加电路，其中，每个采样电路，其输入端与一相DC
‑
DC转换器的电感并联连接，其用于引出电感电流高通信号；每个合相电路，其输入端与一个采样电路的输出端连接，其用于将接收的电感电流高通信号进行合相；滤波电路，其输入端与每个合相电路的输出端连接，其用于基于分时复用方法，对每相的电感电流高通信号滤波，得到每相的电感电流低通信号；每个放大电路，其输入端与滤波电路的输出端连接，其用于将一相的电感电流低通信号进行放大；每个叠加电路，其输入端与一个放大电路的输出端连接，其用于将电感电流高通信号与放大后的电感电流低通信号叠加，得到一相的全频率的电感电流信号。
[0006]在一种可选的实施方式中，采样电路包括：串联连接的采样电阻及采样电容，其中，合相电路的两个输入端与采样电容的两端对应连接。
[0007]在一种可选的实施方式中，合相电路包括：第一合相器及第二合相器，其中，第一合相器，其输入端与采样电路的一个输出端连接，其输出端与滤波电路的一个输入端连接；第二合相器，其输入端与采样电路的另一个输出端连接，其输出端与滤波电路的另一个输入端连接。
[0008]在一种可选的实施方式中，滤波电路包括：第一跨导放大器、第二跨导放大器及跨导电容，其中，第一跨导放大器，其同相输入端及反相输入端与合相电路的两个输出端对应连接，其两个输出端与跨导电容并联连接；第二跨导放大器，其同相输入端及反相输入端与第一跨导放大器的两个输出端对应连接，其两个输出端与每个分相电路的两个输入端对应连接，其两个输出端还分别与其同相输入端及反相输入端对应连接。
[0009]在一种可选的实施方式中，分相电路包括：第一分相器及第二分相器，其中，第一分相器，其第一端与滤波电路的一个输出端连接，其第二端与放大电路的一个输入端连接；第二分相器，其第一端与滤波电路的另一个输出端连接，其第二端与放大电路的另一个输入端连接。
[0010]在一种可选的实施方式中，放大电路包括：第一运算放大器及第一电容，其中，第一运算放大器，其同相输入端与反相输入端分别与分相电路的两个输出端对应连接，其输出端与叠加电路的输入端连接；第一电容，其输入端与第一运算放大器的输出端连接，其输出端接地。
[0011]在一种可选的实施方式中，叠加电路包括：第二运算放大器及加法器，其中，第二运算放大器，其输入端输入电感电流高通信号，其输出端与加法器的一个输入端连接；加法器，其另一个输入端与放大电路的输出端连接，其输出端输出一相的全频率的电感电流信号。
[0012]在一种可选的实施方式中，滤波电路的阶数为一阶。
[0013]在一种可选的实施方式中，采样电路的时间常数比电感的时间常数小预设倍数；滤波电路的增益为预设倍数减1。
[0014]在一种可选的实施方式中，第一跨导放大器的增益及第二跨导放大器的增益满足以下关系式：以下关系式：其中，gm1、gm2分别为第一跨导放大器的增益及第二跨导放大器的增益，L为电感值，DCR为电感电阻，K为预设倍数。
[0015]本专利技术技术方案，具有如下优点：本专利技术提供的电流采样电路，滤波电路对每相的电感电流高通信号滤波，得到每相的电感电流低通信号，所有相位的电感电流低通信号都被放大，其输出分别与高通信号相结合，从而重建比例放大的电流采样信号。本专利技术用分时复用的方法消除了各相位之间采样电路的失配引起的电流失配，并且提高了低DCR情况下的采样增益，增大了采样电压的幅值，减小了开关噪声的影响。
附图说明
[0016]为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，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他的附图。
[0017]图1为根据本专利技术实施例的电流采样电路的结构示意图；图2为根据本专利技术实施例的电流采样信号传递函数图；图3为根据本专利技术实施例的电流采样电路的电路拓扑图；图4为根据本专利技术实施例的Gm
‑
C滤波器的幅频特性图；图5为根据本专利技术实施例的电流采样网络以及瞬态波形图；图6为根据本专利技术实施例的分时电流采样复用和解复用的使能时序图；图7为根据本专利技术实施例的电流采样电路的幅频特性图。
具体实施方式
[0018]下面将结合附图对本专利技术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做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。
[0019]在本专利技术的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本专利技术和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本专利技术的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
[0020]在本专利技术的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种电流采样电路，其特征在于，应用于多相DC
‑
DC转换器，所述电流采样电路包括：滤波电路、多个放大电路、多个采样电路、多个合相电路、多个分相电路及多个叠加电路，其中，每个采样电路，其输入端与一相DC
‑
DC转换器的电感并联连接，其用于引出电感电流高通信号；每个合相电路，其输入端与一个采样电路的输出端连接，其用于将接收的电感电流高通信号进行合相；滤波电路，其输入端与每个合相电路的输出端连接，其用于基于分时复用方法，对每相的电感电流高通信号滤波，得到每相的电感电流低通信号；每个放大电路，其输入端与所述滤波电路的输出端连接，其用于将一相的电感电流低通信号进行放大；每个叠加电路，其输入端与一个放大电路的输出端连接，其用于将所述电感电流高通信号与放大后的电感电流低通信号叠加，得到一相的全频率的电感电流信号。2.根据权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述采样电路包括：串联连接的采样电阻及采样电容，其中，所述合相电路的两个输入端与所述采样电容的两端对应连接。3.根据权利要求1所述的电流采样电路，其特征在于，所述合相电路包括：第一合相器及第二合相器，其中，第一合相器，其输入端与采样电路的一个输出端连接，其输出端与所述滤波电路的一个输入端连接；第二合相器，其输入端与采样电路的另一个输出端连接，其输出端与所述滤波电路的另一个输入端连接。4.根据权利要求2所述的电流采样电路，其特征在于，所述滤波电路包括：第一跨导放大器、第二跨导放大器及跨导电容，其中，第一跨导放大器，其同相输入端及反相输入端与所述合相电路的两个输出端对应连接，其两个输出端与所述跨导电容并联连接；第二跨导放大器，其同相输入端及反相输入端与所述第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：毛洪卫，勇智强，
申请(专利权)人：北京伽略电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：