[發明專利]一種電流采樣電路

無效

• 申請號: 201110052036.0
• 申請日: 2011-03-04
• 公開（公告）號: CN102097939A
• 公開（公告）日: 2011-06-15
• 發明（設計）人: 健;王澤華;吳瓊樂;陳呂赟;管超;柏文斌;楊毓俊;黎俐
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 電子科技大學專利中心 51203
• 代理人: 周永宏

技術領域

本發明屬于芯片設計技術領域，尤其涉及一種電流采樣電路設計。

背景技術

開關電源是利用現代電力電子技術，通過控制開關管通斷的時間比率來維持輸出電壓穩定的一種電源。如何對開關電源芯片進行簡單、準確、快速地采樣，關系到整個開關電源芯片性能的好壞。目前，開關電源中常用的電流采樣方法有電阻采樣、磁采樣、MOSFET采樣等。

在介紹電流采樣電路在前，先對NMOS管漏極電流進行說明：工作在線性區的NMOS管漏極電流為μ_n為電子的遷移率，C_ox為單位面積的柵氧化層電容，W為柵的寬度，L為柵的長度，V_GS為柵源兩極之間的電壓，V_TH為NMOS管的閾值電壓，V_DS為漏源兩極之間的電壓，如果，工作在深線性區，其漏極電流表達式為電流采樣電路，一般用工作在深線性區的NMOS管進行電流采樣。

現有的開關電源中主要采用如下兩種電流采樣電路：

第一種電流采樣電路如圖1所示，在此電路中，利用功率管MN1和采樣管MN2構成電流鏡，如果功率管MN1的柵的寬長比為(W/L)₁，采樣管MN2的柵的寬長比為(W/L)₂，在理想的情況下，MN1管的源極、柵極、漏極電位分別與MN2的源極、柵極、漏極電位相等，采樣管的電流I_sense和功率管的電流I_ldmos之比為常數，通過調整功率管MN1和采樣管MN2的寬長比，可以獲得所需要的電流采樣比。但是這種電路在實際應用時，MN1管的源極電位和MN2的源極電位并不一定相等，結果造成MN1管和MN2的漏源兩極之間的電壓也不相等，進而使得采樣管的電流和功率管的電流之比并非為常數，因此采樣精度不高，限制了它的應用。

第二種電流采樣電路如圖2所示，運算放大器A0分別在采樣管MN4和功率管MN3的源極電位進行采樣作比較，將比較結果反饋輸入到NMOS管MN5的柵極，通過改變NMOS管MN5的漏源電阻來改變采樣管MN4的源極電位，將功率管MN3管和采樣管MN4的源極電位鉗位到相等。這樣，功率管MN3管和采樣管MN2管的柵漏源電位均相等，采樣電流精度更高。但是這種電路結構嚴格要求功率管MN3的漏源兩極之間的電壓V_DS3和采樣管MN4漏源兩極之間的電壓V_DS4相等，即V_DS3＝V_DS4，這樣就造成這種電流采樣電路在具體的電路應用中有一定的局限性。

發明內容

本發明的目的是為了解決現有的電流采樣電路存在的問題，提出了一種電流采樣電路。