一种电流检测电路以及应用其的开关型调节器制造技术

本发明专利技术涉及一种电流检测电路以及应用其的开关型调节器。依据本发明专利技术的电流检测电路包括反馈信号发生电路和反馈控制电路；其中，反馈信号发生电路根据接收到的所述反馈控制电路的输出信号和所述开关型调节器中的电感电流的上升时间和电感电流的下降时间，以产生与所述输出信号成正比例关系的一反馈信号；所述反馈控制电路接收所述反馈信号和一基准信号，并控制所述反馈信号与所述基准信号维持一致，从而保证所述反馈控制电路的输出信号表征待检测的电流信息。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源领域，更具体的说，涉及一种应用于开关型调节器中的电流检测电路以及应用其的一种开关型调节器。
技术介绍
开关型调节器，用来给各种各样的电系统提供稳定的电压源或者电流源。开关型调节器把输入直流电压转换成高频率电压，在对高频输出电压进行滤波进而转换成直流输出电压或者输出电流。具体的说，开关型调节器通常包括一个开关器件、一个输出滤波器和一个控制器，开关器件与一个输入直流电压源(如电池)交替性的连接和断开以给负载提供电源供应。由电感和电容组成的输出滤波器连接在输入电压源和负载之间，用于对开关器件的输出信号进行滤波进而提供直流输出电压。控制器(例如脉冲宽度调制器或者频率脉冲调制器等)根据输出信号的状态来控制上述开关器件的开关状态，以此输出一个相对稳定的直流电压或者直流电流。在这样的开关型调节器结构中，为了实现对输出电流的精确控制，必须要对输出电流进行采样以获得输出电流的信息，进而通过电流控制环路来维持输出电流基本恒定。现有技术中，对输出电流的采样通常也是在输出电流环路上串联一小电阻或者利用输出电感自身的DCR (电感直流电阻)，通过电阻上的压降来获得输出电流信息。参考图1A，所示为采用现有技术的一种在开关型调节器中检测输出电流的电流检测电路的原理框图。这里，开关管QT，开关管Qb，输出电感Ltl和输出电容Ctjut组成一降压型拓扑结构，因此，可以得知，该开关型调节器的输出电流Itjut等于流过输出电感Ltl的电感电流k的平均值。为了实现对输出电流Iwt的检测，与输出电感Ltl串联连接电阻R_t来检测电感电流L获得表征电感电流信息的检测信号Vsm，然后对检测信号Vsm进行平均值运算，从而获得了输出电流信息。采用这种实现方式，能够很准确的实现对输出电流的检测，但是，由于需要采样电感电流，因此，对集成电路的设计带来了诸多不利影响。参考图1B，所示为采用现有技术的另一种在开关型调节器中检测输出电流的电流检测电路的原理框图。这里，开关型调节器仍然以降压型拓扑结构为例，输出电流Itjut为流过主功率开关管Qt的电流的平均值和流过同步功率开关管Qb或者同步整流管(二极管)的电流的平均值之和。因此,采样流过主功率开关管Qt的电流iQT,并通过滤波电路101进行滤波，以获得平均值电流I1 ;类似的，采样流过同步功率开关管Qb的电流iQB，并通过滤波电路102进行滤波，以获得平均值电流i2 ;然后通过加法电路103对两者进行和运算，从而获得输出电流Itjut。采用这种实现方式，采样的是流过开关管的电流，因此，可以很方便的用集成电路的方式来实现，但是，两套电流采样电路的使用还是增加了芯片的面积，不利于集成电路的小型化。另外，时间常数较大的两套滤波电路以及加法电路同样需要较多的集成电路外围器件
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种新型的应用于开关型调节器中的电流检测电路，以解决现有技术中的电流检测电路的电路体积大，实现成本高以及不利于电路的集成等问题。依据本专利技术一实施例的电流检测电路，应用于一开关型调节器中，用以获得所述开关型调节器的输出电流，包括反馈信号发生电路和反馈控制电路；其中，所述反馈信号发生电路根据接收到的所述反馈控制电路的输出信号和所述开关型调节器中的电感电流的上升时间和电感电流的下降时间，以产生与所述输出信号成正比例关系的一反馈信号；所述反馈控制电路接收所述反馈信号和一基准信号，并控制所述反馈信号与所述基准信号维持一致。优选的，所述基准信号与所述开关型调节器的输入电流成正比例关系，所述输出信号与所述开关型调节器的输出电流成正比例关系。优选的，所述基准信号与所述开关型调节器的输出电流成正比例关系，所述输出信号与所述开关型调节器的输入电流成正比例关系。进一步的，所述反馈信号发生电路包括有第一开关电路和滤波电路，所述第一开关电路包括串联连接在所述输出信号和地电位之间的第一开关和第二开关，所述滤波电路包括串联连接在所述第一开关和所述第二开关的公共连接点和地电位之间的滤波电阻和滤波电容，所述滤波电阻和所述滤波电容的公共连接点上的输出信号作为所述反馈信号。优选的，在每一开关周期内，所述第一开关的导通时间与所述开关型调节器的电感电流的上升时间一致；所述第二开关的导通时间与所述开关型调节器的电感电流的下降时间一致。优选的，在每一开关周期内，所述第一开关的导通时间与所述开关型调节器的电感电流的下降时间一致；所述第二开关的导通时间与所述开关型调节器的电感电流的上升时间一致。进一步的，所述反馈信号发生电路还包括连接在所述滤波电阻和所述滤波电容之间的第三开关，所述第三开关的导通时间为所述开关周期内除去所述上升时间和所述下降时间外的剩余时间。进一步的，所述反馈控制电路包括为运算放大器，其第一输入端接收所述反馈信号，第二输入端接收所述基准信号，输出端的输出信号作为所述反馈控制电路的输出信号。进一步的，所述反馈控制电路包括跨导放大器和第一充电电容，所述跨导放大器的第一输入端接收所述反馈信号，第二输入端接收所述基准信号，输出端连接至所述第一充电电容，所述第一充电电容两端的电压作为所述反馈控制电路的输出信号。进一步的，所述反馈控制电路包括比较器，由串联连接在一电压源和地电位之间的第三开关和第四开关组成的第二开关电路和第二充电电容，所述比较器的第一输入端接收所述反馈信号，第二输入端接收所述基准信号；所述第三开关和所述第四开关的开关状态分别由所述比较器的输出信号及其非信号进行控制，所述第二充电电容连接至所述第三开关和所述第四开关的公共连接点，所述第二充电电容两端的电压作为所述反馈控制电路的输出信号。优选的，所述开关型调节器为非同步型拓扑结构或者同步型电源拓扑结构。优选的，所述开关型调节器工作在电感电流连续工作模式或者电感电流断续工作模式或者电感电流临界工作模式。依据本专利技术一实施例的一种开关型调节器，包括上述的电流检测电路，还包括，功率级电路、输入电流检测电路，输出恒流控制电路以及逻辑和驱动电路；其中，所述输入电流检测电路与所述功率级电路的输入端连接，以获得所述开关型调节器的输入电流；所述电流检测电路用以根据所述输入电流获得与输出电流成正比例关系的检测信号;所述输出恒流控制电路根据所述检测信号和表征所述开关型调节器的期望输出电流的基准信号，以产生相应的控制信号；所述逻辑和驱动电路根据所述控制信号产生相应的驱动信号来驱动所述功率级电路中的功率开关管，从而保证所述输出电流与所述开关型调节器的期望输出电流一致。优选的，所述功率级电路中的功率开关管、所述输入电流检测电路、所述电流检测电路，所述输出恒流控制电路和所述逻辑和驱动电路集成于一芯片中。依据本专利技术一实施例的一种开关型调节器，包括上述的电流检测电路，还包括，功率级电路、输出电流检测电路，输出恒流控制电路、输入限流电路以及逻辑和驱动电路；其中，所述输出电流检测与所述功率级电路的输出端连接，以获得所述开关型调节器的输出电流；所述电流检测电路用以根据所述开关型调节器的输出电流获得与输入电流成正比例关系的检测信号；所述输出恒流控制电路与所述输出电流检测电路连接，以接收所述输出电流和表征所述开关型调节器的期望输出电流的基准信号，以产生相应的控制信号；所述输入限流电路与所述电流检测电路本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种电流检测电路，应用于一开关型调节器中，其特征在于，包括反馈信号发生电路和反馈控制电路；其中，所述反馈信号发生电路根据接收到的所述反馈控制电路的输出信号和所述开关型调节器中的电感电流的上升时间和电感电流的下降时间，以产生与所述输出信号成正比例关系的一反馈信号；所述反馈控制电路接收所述反馈信号和一基准信号，并控制所述反馈信号与所述基准信号维持一致。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵晨，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：