[發明專利]一種高精度低端電流限制電路

無效

• 申請號: 201310028381.X
• 申請日: 2013-01-25
• 公開（公告）號: CN103117647A
• 公開（公告）日: 2013-05-22
• 發明（設計）人: 周澤坤;程潔;代高強;石躍;明鑫;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術領域

本發明屬于集成電路技術領域，具體涉及一種高精度低端電流限制電路。

背景技術

隨著開關電源向高效率、低功耗的方向發展，出現了眾多技術來提高轉換器的轉換效率，其中同步整流技術采用低導通電阻的功率MOSFET取代整流二極管，大大提高了轉換器的轉換效率，但這種技術帶來了新的問題：在輕載的情況下，如果不對同步整流管的電流加以限制，就會有電流從同步整流管的漏極流入地，出現負向電感電流。這樣不僅會導致電感電流紋波過大，造成功率損失；而且會在死區時間內產生流向電源的電流，對電源造成沖擊。這就要求能夠精確地檢測同步整流管的反向電流，及時判斷并關閉同步整流管，從而提高系統的轉換效率。

現有的同步管反向電流限制電路有如下兩種：一、電阻檢測方式，即在續流支路上串聯小阻值的檢測電阻，通過檢測電阻上的壓降來判斷同步整流管上的反向電流是否過大，該方式存在如下的問題：首先引入檢測電阻造成額外的功耗，其次檢測電阻阻值需要很小，導致檢測到的信號微弱且易受工藝和溫度的影響，從而使檢測電路精度較低；二、鏡像電流方式，即通過鏡像作用將同步整流管的電流精確復制出來，此方式避免了在主電流通路中直接添加器件造成的額外功耗，但是需要利用運算放大器來處理復制出來的電流，且對運放的增益和失調等性能的要求較高，從而增加了電路的復雜度。

發明內容

本發明針對目前在電流限制電路中引入檢測電阻帶來的功耗過大、精度較低或者通過鏡像作用復制電流造成的結構復雜等問題，提出了一種高精度低端電流限制電路。采用本發明所提供的電流限制電路，一方面無需引入檢測電阻，可避免額外的功耗，且不受溫度、工藝等外界影響，從而提高了電路的精度；另一方面無需復制同步整流管的電流，簡化了電路。

本發明的技術方案是：

一種高精度低端電流限制電路，如圖1所示，包括一個NMOS管M1，兩個NLDMOS管NLD1和NLD2，一個同步整流管POWER?MOSFET，兩個恒流源I1和I2，還有一個比較器A1，其中：

NMOS管M1的漏極和柵極連接于比較器A1的反向輸入端，源極和襯底耦接至接地點；

第一NLDMOS管NLD1的漏極接比較器A1的正向輸入端，柵極用于接收輸入信號LS_D，源極和襯底耦接至接地點；

第二NLDMOS管NLD2的漏極接外接節點SW，柵極用于接收輸入信號LS_D，源極和襯底接于比較器A1的反向輸入端；

同步整流管POWER?MOSFET的漏極接外接節點SW，柵極用于接收輸入信號LS_D，源極和襯底耦接至接地點；

第一恒流源I1的正向端接外部電源VDD，負向端接第一NLDMOS管NLD1的漏極；

第二恒流源I2的正向端接外部電源VDD，負向端接所述NMOS管M1的漏極；

所述比較器A1的正向輸入端接第一NLDMOS管NLD1的漏極，負向輸入端接NMOS管M1的漏極，輸出端輸出控制信號Vctrl。

本發明的有益效果：本發明提供的高精度低端電流限電路，由于電路中所用的器件數目較少，有效地減小了芯片面積，而且該電流限電路不需要額外的電阻，可以完全片上集成，提高了系統集成度；其次，由于電路不受溫度、工藝等外界因素的影響，因此該電流限電路可以精確限制同步整流管的電流，提高了系統的精度，可廣泛應用于模擬或數模混合集成電路中。

附圖說明

圖1為本發明提供的電流限制電路結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖和具體實施例對本發明作進一步的闡述。

一種高精度低端電流限制電路，如圖1所示，包括一個NMOS管M1，兩個NLDMOS管NLD1和NLD2，一個同步整流管POWER?MOSFET，兩個恒流源I1和I2，還有一個比較器A1，其中：

NMOS管M1的漏極和柵極連接于比較器A1的反向輸入端，源極和襯底耦接至接地點；

第一NLDMOS管NLD1的漏極接比較器A1的正向輸入端，柵極用于接收輸入信號LS_D，源極和襯底耦接至接地點；

第二NLDMOS管NLD2的漏極接外接節點SW，柵極用于接收輸入信號LS_D，源極和襯底接于比較器A1的反向輸入端；

同步整流管POWER?MOSFET的漏極接外接節點SW，柵極用于接收輸入信號LS_D，源極和襯底耦接至接地點；

第一恒流源I1的正向端接外部電源VDD，負向端接第一NLDMOS管NLD1的漏極；