[實用新型]開關電源轉(zhuǎn)換器及其負載電流檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821556842.5
• 申請日: 2018-09-25
• 公開（公告）號: CN209134299U
• 公開（公告）日: 2019-07-19
• 發(fā)明（設計）人: 張海波;李盛峰;柏志彬;黃令華
• 申請（專利權(quán)）人: 深圳市華芯邦科技有限公司
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156;H02M3/158
• 代理公司: 深圳市睿智專利事務所 44209
• 代理人: 陳鴻蔭

開關電源轉(zhuǎn)換器及其負載電流檢測電路，包括用于獲取Boost型或Buck?Boost型開關電源轉(zhuǎn)換器開關管峰值電流信號的開關管峰值電流采樣電路、采樣保持電路、電感電流補償電路和低通濾波電路；采樣保持電路從開關管峰值電流采樣電路獲取開關管峰值電流信號；在開關電源轉(zhuǎn)換器的續(xù)流管導通期間，對開關管峰值電流信號進行電流補償，獲得補償后的電感電流信號；低通濾波電路和采樣保持電路電連接，對補償后的電感電流信號進行低通濾波后輸出用作負載電流信號。簡化了電路，提高了檢測的精確度和可靠性，降低了成本和功耗。

技術領域

本實用新型涉及開關電源轉(zhuǎn)換器電路的技術領域，具體涉及一種開關電源轉(zhuǎn)換器負載電流檢測方法及電路，在降低負載電流檢測電路復雜性的同時提高了負載電流檢測的準確性。

背景技術

開關電源轉(zhuǎn)換器電路是電源電壓轉(zhuǎn)換器中最重要的類型之一，主要適用于電壓變換的情形，DC/DC開關電源轉(zhuǎn)換器的電路形式包括用電容實現(xiàn)的電荷泵電路，也包括用電感實現(xiàn)的降壓型Buck開關電路、升壓型Boost電路和負電壓電路Buck-Boost電路。為了在開關電源轉(zhuǎn)換器電路中對電流進行精確控制，需要對負載電流進行精確檢測。

現(xiàn)有技術中，常用的負載電流檢測方法之一是如附圖2所示的技術方案，在開關電源轉(zhuǎn)換器芯片外部電感的電流路徑上串聯(lián)一個外部檢流電阻Rsen，電感的電流流過檢流電阻Rsen會產(chǎn)生壓降，通過芯片上的兩個引腳返回給芯片內(nèi)的運算放大器，通過運算放大器放大檢流電阻上電壓來實現(xiàn)負載電流檢測。外置檢流電阻的方案中，運算放大器需要時刻檢測電阻兩端的電壓，對運算放大器的速度和精度要求極高；且這種結(jié)構(gòu)的電路需要在環(huán)路中串聯(lián)一個負載檢測電阻 Rsen到電感，在每個開關周期，負載檢測電阻Rsen流過電流都會引起開關電源轉(zhuǎn)換器的效率損失；由于片外負載檢測電阻Rsen上的功率損耗發(fā)熱，負載檢測電阻Rsen的阻值會變化，不僅效率有所損失，也會降低檢測的準確度，并且高精度的檢流電阻比較昂貴；此外，需要芯片上設置兩個引腳給檢流電阻，因此芯片的復雜度增加，集成度下降，系統(tǒng)的成本上升。在Boost型和Buck-Boost型開關電源轉(zhuǎn)換器電路中，由于負載電流是非連續(xù)的，因此要求運算放大器的響應快且精度高，采用普通的運算放大器檢測的負載電流誤差大。

現(xiàn)有技術方案中，有些開關電源轉(zhuǎn)換器芯片需要有外置續(xù)流管設計，此類方案不能采用芯片內(nèi)負載電流采樣。

現(xiàn)有技術的開關電源轉(zhuǎn)換器芯片中，若采用了芯片內(nèi)負載電流采樣技術，都是通過采樣續(xù)流管電流來實現(xiàn)檢測輸出負載電流的目的。這種方法在Boost、Buck-Boost輸出電壓和輸入電壓差距比較大的時候，實現(xiàn)起來比較復雜，功耗也比較大。另外在現(xiàn)有技術的開關電源轉(zhuǎn)換器芯片中，也是需要對電感電流峰值做出限制，所以開關管電流的采樣必不可少，另外檢測負載電流的話，需要采樣續(xù)流管電流，相當于增加了一套電路。

名詞解釋：

Buck型開關電源轉(zhuǎn)換器在本申請中的含義為采用Buck REGULATOR方式的降壓DC/DC變換系統(tǒng)；其輸入電壓大于輸出電壓；

Boost型開關電源轉(zhuǎn)換器在本申請中的含義為采用Boost REGULATOR方式的升壓DC/DC變換系統(tǒng)；其輸出電壓大于輸入電壓；

Buck-Boost型開關電源轉(zhuǎn)換器在本申請中的含義為采用 Buck-Boost REGULATOR方式的負壓DC/DC變換系統(tǒng)；

PWM是英文Pulse Width Modulation的縮寫，中文含義為脈沖寬度調(diào)制；脈寬寬度調(diào)制式(PWM)開關電源轉(zhuǎn)換器是在控制電路輸出頻率不變的情況下，通過調(diào)整其占空比，從而達到穩(wěn)定輸出電壓的目的；

CCM是英文Continuous Conduction Mode的縮寫，中文含義為連續(xù)導通模式，是指在Boost升壓電路中功率管是交替連續(xù)導通使電感中的電流是連續(xù)變化的工作模式；