[實用新型]一種適用于開關(guān)電源的高速電流檢測電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201821629786.3
• 申請日: 2018-10-09
• 公開（公告）號: CN214097598U
• 公開（公告）日: 2021-08-31
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 丁川;姜丹丹;葉松
• 申請（專利權(quán)）人: 成都信息工程大學(xué)
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00
• 代理公司: 北京元本知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11308
• 代理人: 常桑

本實用新型涉及一種適用于開關(guān)電源的高速電流檢測電路，其由電流源管MN1和MN2、電流鏡MP1和MP2、檢測電流輸出MOS管MP3、檢測管Ms、HS PowerMOS功率管、LS PowerMOS功率管、檢測電阻Rsi、輸出電阻Rso、檢測電阻K*Rsi、電阻R_M和補(bǔ)償電容Cg連接組成。本實用新型結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，反應(yīng)速度更快，減小了電流模開關(guān)電源的周期最小導(dǎo)通時間、最小占空比、最低輸出電壓、改善了負(fù)載跳變特性等，以及在其他模式的開關(guān)電源芯片電路中，加快了電流保護(hù)機(jī)制的反應(yīng)時間。

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型屬于模擬集成電路領(lǐng)域，具體涉及一種適用于開關(guān)電源電流快速檢測電路。

背景技術(shù)

開關(guān)電源電路由于其效率高的特點，被廣泛用于各種電子產(chǎn)品，手持設(shè)備中。而開關(guān)電源功率管輸出電流檢測電路一方面是電流模開關(guān)電源芯片的必備電路，其工作速度及性能直接影響了電流模開關(guān)電源的周期最小導(dǎo)通時間、最小占空比、最低輸出電壓、負(fù)載跳變特性等；另一方便在其他模式的開關(guān)電源芯片電路中，也需要電流檢測電路作為芯片的保護(hù)機(jī)制，避免芯片因為電流過大而損壞。

由于傳統(tǒng)的開關(guān)電源電流檢測節(jié)點電壓隨著開關(guān)頻率高低跳變，電流檢測電路每個周期檢測電流時都需要重新建立直流工作點，導(dǎo)致檢測速度變慢，影響整個開關(guān)電源的最小導(dǎo)通時間以及最低輸出電壓。

如圖3所示為典型的降壓型開關(guān)電源功率管電流檢測電路，包含HS PowerMOS功率管和LS PowerMOS功率管，它們在控制信號HSG、LSG的控制下，在一個時鐘周期內(nèi)交替導(dǎo)通。電流檢測跨阻放大器包含電流源MN1、MN2，VB為偏置電壓，電流鏡MP1與MP2具有相同的尺寸，檢測電流輸出MOS管MP3，補(bǔ)償電容Cg，兩個相同的檢測電阻Rsi以及輸出電阻Rso。當(dāng)HSPowerMOS功率管導(dǎo)通時，理想情況下電流檢測電路輸出電壓為:

式中RdsonH為HS PowerMOS功率管的導(dǎo)通電阻，IL為HS PowerMOS功率管中流過的電流，Vs為電流檢測輸出電壓，與功率管電流IL成固定比例關(guān)系。

圖3所示電路的缺點為，每個開關(guān)周期中，當(dāng)LS PowerMOS功率管導(dǎo)通，HSPowerMOS功率管關(guān)斷時，開關(guān)節(jié)點SW為低電平，電流檢測電路中電流鏡MP2將處于關(guān)斷狀態(tài)，電流鏡MP3完全導(dǎo)通，輸出電壓Vs＝VDD*Rsi/Rso。當(dāng)LS PowerMOS關(guān)斷，HS PowerMOS導(dǎo)通時，SW電壓跳變?yōu)閂DD-IL*RdsonH，電流檢測電路需要重新建立工作點，當(dāng)電流鏡MP2，檢測電流輸出MOS管MP3正常工作后，電路的輸出電壓Vs才為上式所示與IL成固定比例關(guān)系；在HS PowerMOS導(dǎo)通到電流檢測電路工作點正常建立的這段時間內(nèi)，輸出電壓Vs都不能作為正常電壓為開關(guān)電源芯片控制電路所利用；這將影響電流模開關(guān)電源的周期最小導(dǎo)通時間、最小占空比、最低輸出電壓、負(fù)載跳變特性等以及在其他模式的開關(guān)電源芯片電路中，影響電流保護(hù)機(jī)制的反應(yīng)時間。

發(fā)明內(nèi)容

為了解決以上背景技術(shù)中存在的問題，本實用新型提出了一種適用于開關(guān)電源電流快速檢測電路，其結(jié)構(gòu)設(shè)計簡單、合理，反應(yīng)速度更快，減小了電流模開關(guān)電源的周期最小導(dǎo)通時間、最小占空比、最低輸出電壓、改善了負(fù)載跳變特性等，以及在其他模式的開關(guān)電源芯片電路中，加快了電流保護(hù)機(jī)制的反應(yīng)時間。

本實用新型的技術(shù)方案如下：

上述的適用于開關(guān)電源電流快速檢測電路，由電流源管MN1和MN2、電流鏡MP1和MP2、檢測電流輸出MOS管MP3、檢測管Ms、HS PowerMOS功率管、LS PowerMOS功率管、檢測電阻Rsi、輸出電阻Rso、檢測電阻K*Rsi、電阻RM和補(bǔ)償電容Cg連接組成；