[發(fā)明專利]一種可編程電流檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410290228.9
• 申請日: 2014-06-25
• 公開（公告）號: CN104020339A
• 公開（公告）日: 2014-09-03
• 發(fā)明（設計）人: 周澤坤;孫亞東;石躍;董淵;趙倬毅;王卓;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李玉興

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子電路技術(shù)領(lǐng)域，具體的說是涉及一種可編程電流檢測電路。

背景技術(shù)

隨著便攜式數(shù)碼產(chǎn)品的快速發(fā)展，開關(guān)電源芯片得到廣泛的應用。市場在推動開關(guān)電源芯片技術(shù)發(fā)展的同時，也對開關(guān)電源芯片的性能提出了更高要求。電壓模式開關(guān)電源芯片基本上已經(jīng)被淘汰，取而代之的則是電流模式的開關(guān)電源芯片。這主要是由于電流模式的開關(guān)電源芯片與電壓模式相比，有補償網(wǎng)絡簡單、瞬態(tài)響應快、易于電流保護等優(yōu)點。而電流模式的開關(guān)電源芯片與電壓模式相比，增加了一個重要的電路模塊－電流檢測電路。此外，電流檢測電路在各種系統(tǒng)中均起到重要的作用，譬如系統(tǒng)中的過流保護、負載狀態(tài)判定等功能均離不開對電流檢測的需求。

電流檢測電路是電源管理中的非常重要的模塊。目前比較常用的電流檢測方法有功率管R_DS檢測、并聯(lián)電流鏡檢測和串聯(lián)電阻檢測。傳統(tǒng)的電流檢測電路通常需要將電流采樣的信號在電路內(nèi)部再次轉(zhuǎn)換成相對芯片地電位的信號后，再與芯片內(nèi)部的參考信號進行對比，從而判斷系統(tǒng)電流的狀態(tài)。因此通常需要額外的轉(zhuǎn)換模塊、內(nèi)部參考信號產(chǎn)生模塊、及獨立的信號比較模塊，增加了系統(tǒng)的復雜程度及功耗。因此傳統(tǒng)的電流檢測電路精度較低，速度慢，且可調(diào)性差。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的，就是針對上述傳統(tǒng)電流檢測電路存在的問題，提出一種檢測精度高、速度快的可編程電流檢測電路。

本發(fā)明的技術(shù)方案是，一種可編程電流檢測電路，包括采樣電阻、電流檢測單元和比較器；其中，電流檢測單元的電源端接電源VIN，其第一輸入端通過采樣電阻后接第二輸入端，其第一輸出端接比較器的正向輸入端，第二輸出端接比較器的負相輸入端；比較器的輸出端為可編程電流檢測電路的輸出端；

所述電流檢測單元由NPN型三極管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6，電阻R1、R2、R3、R4、R5，N型耐壓MOS管NLD1、NLD2、NLD3，P型耐壓MOS管PLD1、PLD2、PLD3，第一可編程電流源，第二可編程電流源構(gòu)成；其中，NLD1的漏極通過R1接電源VIN，其柵極與NLD2的柵極接外部偏置電壓VC1，其源極接Q1的集電極；Q1的基極為電流檢測單元的第二輸入端，其發(fā)射極接第一可編程電流源的正極，其發(fā)射極還通過R3后接MN1的漏極；第一可編程電流源的負極接地VSS；MN1的柵極與MN5、MN6的柵極互連，其源極接地VSS；NLD2的漏極通過R2接電源VIN，其源極接Q2的集電極；Q2的基極為電流檢測單元的第一輸入端，其發(fā)射極通過R4接MN1的漏極，其發(fā)射極接第二可編程電流源的正極；第二可編程電流源的負極接地VSS；Q3的集電極接電源VIN，其基極接NLD2的漏極，其發(fā)射極接PLD1的源極；PLD1的柵極與PLD2的柵極和PLD3的柵極互連；PLD1的漏極為電流檢測單元的第一輸出端V1，接MN2的漏極，通過R5接MN3的漏極和MN4的柵漏極；MN2的柵極和漏極互連，其柵極接MN3的柵極，其源極接地VSS；Q4集電極接電源VIN，其基極接NLD1的漏極，其發(fā)射極接PLD2的源極；PLD2的源極為電流檢測單元的第二輸出端V2，接MN3的漏極；MN3的源極接地VSS；MN4的柵極和漏極互連，其源極接MN2和MN3的柵極；Q5的集電極接電源VIN，其基極與集電極互連，其發(fā)射極通過R6接PLD3的源極；PLD3的柵極與漏極互連，其漏極接NLD3的漏極；NLD3的柵極接外部低壓電源VCC，其源極接MN5的漏極；MN5的源極接地VSS；MN6的漏極和柵極互連，其漏極接偏置電流Ibias，其源極接地VSS。

具體的，所述第一可編程電流源和第二可編程電流源的結(jié)構(gòu)相同；其中，第一可編程電流源由偏置電流I0、M0和多個級聯(lián)的編程子單元構(gòu)成；每個編程子單元由2個NMOS管構(gòu)成，其中一個為編程信號NMOS管，另一個為控制信號NMOS管；M0的漏極和柵極互連，其漏極接偏置電流I0，其柵極與所有控制信號NMOS管的柵極互連，其源極接與所有控制信號NMOS管的源極互連；編程信號NMOS管的漏極接編碼芯片，其柵極接編碼信號，其源極接控制信號NMOS管的漏極。

本發(fā)明的有益效果為，適用于寬輸入電源電壓下；可應用于大功率BUCK變換器的電流檢測，檢測精度高，速度快，而且電路架構(gòu)簡潔，避免了額外模塊的需求。另外，由于采用了可編程的電流源，實現(xiàn)了良好的可調(diào)性；電路匹配性好，并且可以減小失調(diào)，有效節(jié)省了芯片面積，降低了成本。

附圖說明

圖1為本發(fā)明的可編程高速電流檢測電路結(jié)構(gòu)示意圖；