[發(fā)明專利]一種電流模升降壓變換器電流檢測(cè)電路

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011171347.4
• 申請(qǐng)日: 2020-10-28
• 公開（公告）號(hào): CN112332667B
• 公開（公告）日: 2021-11-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 奚冬杰;徐晴昊;李現(xiàn)坤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第五十八研究所
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): H02M3/158;H02M1/08;H02M1/088;G01R19/00;G01R19/10;G01R1/20;G01R1/30
• 代理公司: 無錫派爾特知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明公開一種電流模升降壓變換器電流檢測(cè)電路，屬于模擬集成電路領(lǐng)域。在每個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)電感電流峰值達(dá)到設(shè)定上限時(shí)，設(shè)置于浮動(dòng)電源軌的脈寬調(diào)制比較器PWM輸出無需經(jīng)過電平位移模塊延遲可直接關(guān)閉高側(cè)功率管；利用高側(cè)功率管的導(dǎo)通電阻進(jìn)行電流采樣，提升采樣速度。本發(fā)明相比于傳統(tǒng)峰值電流模控制的Buck?Boost，能夠?qū)崿F(xiàn)電感電流的快速和高精度檢測(cè)，且對(duì)高側(cè)功率管的控制具有更高的穩(wěn)定性，非常適合于高頻工作條件的峰值電流模Buck?Boost轉(zhuǎn)換器。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及模擬集成電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種電流模升降壓變換器電流檢測(cè)電路。

背景技術(shù)

現(xiàn)代電子產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展對(duì)電源管理芯片性能提出了更高的要求，直流-直流變換器如Buck-Boost等因其具有較低的能量轉(zhuǎn)換損耗而被大量應(yīng)用于電子產(chǎn)品設(shè)計(jì)。當(dāng)前，Buck-Boost具有紋波遲滯、電流模和電壓模等反饋控制方式。電流模反饋控制方式因具有自帶電感電流檢測(cè)、快速瞬態(tài)響應(yīng)和可簡(jiǎn)化環(huán)路補(bǔ)償結(jié)構(gòu)等優(yōu)勢(shì)，成為Buck-Boost類芯片應(yīng)用時(shí)的首選控制方式。

典型峰值電流模控制Buck-Boost電路架構(gòu)如附圖1所示。誤差放大器EA將對(duì)輸出V_OUT-采樣所得反饋電壓V_FB與參考電壓V_REF的差值進(jìn)行放大，輸出決定電感電流I_L峰值的控制信號(hào)V_C。電流采樣電路獲取電感電流I_L瞬態(tài)信息后，將其轉(zhuǎn)換為與I_L成正比的電壓V_SENSE。斜坡補(bǔ)償信號(hào)V_slope與V_SENSE疊加后傳輸至脈寬調(diào)制比較器PWM正端，可當(dāng)占空比50％時(shí)保證電路的穩(wěn)定性。芯片工作頻率由時(shí)鐘信號(hào)CLK決定，在每個(gè)周期內(nèi)，當(dāng)CLK上升沿到來時(shí)，RS觸發(fā)器輸出Q端被置1，比較器PWM輸出低電平，功率管M_H開啟且M_L關(guān)閉，電感電流I_L開始上升；當(dāng)電感電流I_L升至設(shè)定值時(shí)，V_slope+V_SENSEV_C，比較器PWM輸出高電平，RS觸發(fā)器Q端信號(hào)被清零，功率管M_H關(guān)閉且M_L開啟，電感電流I_L開始下降。最終，當(dāng)電路處于穩(wěn)態(tài)工作時(shí)，輸出V_OUT-為：

Buck-Boost具體應(yīng)用中峰值電流模控制方式的設(shè)計(jì)難點(diǎn)在于實(shí)現(xiàn)高性能電流檢測(cè)電路，要求盡可能縮短采樣延時(shí)，并提升采樣所得電流信息的準(zhǔn)確性。現(xiàn)業(yè)界如功率管導(dǎo)通電阻、SENSE電阻和DCR采樣等電流檢測(cè)方案，各分別存在精度低、功率耗損大和要求存在額外外界引腳等問題，限制了芯片的應(yīng)用場(chǎng)合。此外每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)功率輸出級(jí)在進(jìn)行狀態(tài)切換時(shí)，存在的高電壓及大電流變化會(huì)影響所得電流采樣信息精度和環(huán)路控制狀態(tài)，存在引發(fā)環(huán)路誤動(dòng)作和芯片損壞的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種電流模升降壓變換器電流檢測(cè)電路，以解決背景技術(shù)中出現(xiàn)的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供了一種電流模升降壓變換器電流檢測(cè)電路，包括二極管D1、功率管M_H、功率管M_L、驅(qū)動(dòng)L模塊、驅(qū)動(dòng)H模塊、電容C_O、電容C1、電感L、誤差放大器EA、電阻R_SET、負(fù)載R_L、電阻R_slope、MOS管M_N1、MOS管M_NH1、功率管柵源壓差檢測(cè)模塊、PWM比較器、RS觸發(fā)器1、RS觸發(fā)器2、LevelDown模塊和LevelUP模塊；