[發明專利]電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路及方法

在審

• 申請號: 202110526129.6
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113067475A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發明（設計）人: 陰亞東;許亦云;黃怡濤;王紀鵬
• 申請（專利權）人: 福州大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 福州元創專利商標代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學俊

1.一種電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路，其特征在于：由電感電流采樣電路、V-I轉換電路1、斜坡電壓產生電路、V-I轉換電路2、電流疊加電路和I-V轉換電路構成；

其輸入端包括參考時鐘輸入CLK2、檢測端口V_TS1和檢測端口V_TS2，其輸出端包括電流檢測電路輸出端V_CS；

所述電感電流采樣電路輸入側一端連接DC-DC變換器的SW端，另一端連接DC-DC變換器的輸出端V_OUT；所述電感電流采樣電路由兩部分電路組成：電感DCR采樣電路和高通濾波器；所述高通濾波器的輸入端連接至電感DCR采樣電路的輸出端V_SEN1；所述V-I轉換電路1的輸入端連接電感電流采樣電路的輸出端V_SEN2；所述斜坡電壓產生電路的輸入端連接參考時鐘輸入CLK2；所述V-I轉換電路2的輸入端連接斜坡電壓產生電路的輸出端V_SLO；所述電流疊加電路輸入側一端連接V-I轉換電路1的輸出端I_SEN，另一端連接V-I轉換電路2的輸出端I_SLO；所述I-V轉換電路的輸入端接電流疊加電路的輸出端I_TO。

2.根據權利要求1所述的電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路，其特征在于：所述電感DCR采樣電路由電阻R₁和電容C₁串聯組成，所述高通濾波器由電阻R₂和電容C₂組成。

3.根據權利要求2所述的電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路，其特征在于：所述DC-DC變換器為負壓直流DC-DC變換器。

4.根據權利要求3所述的電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路的檢測方法，其特征在于：所述負壓直流DC-DC變換器驅動時鐘P1、P2和P3控制開關管MP1、MN1和MN2的導通和關斷；當開關管MP1、MN1導通，開關管MN2關斷，輸入電壓V_IN對電感L充電，電感電流上升；當開關管MP1、MN1關斷，開關管MN2導通，電感L放電，電感電流下降；

通過檢測所述電感DCR采樣電路的輸出端電壓V_SEN1感知得到電感電流大小；所述電感DCR采樣電路輸出端的電壓V_SEN1輸入至高通濾波器，保留電壓V_SEN1中交流分量的同時將其直流分量轉變為直流電壓V_BIS1；所述高通濾波器的輸出端的電壓信號V_SEN2輸入至V-I轉換電路1，產生與電壓信號V_SEN2成比例的電感采樣電流I_SEN。

5.根據權利要求4所述的電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路的檢測方法，其特征在于：所述參考時鐘輸入CLK2為與負壓直流DC-DC變換器中驅動時鐘CLK1同頻同相的時鐘信號，輸入至斜坡電壓產生電路；所述斜坡電壓產生電路產生一個固定斜率的斜坡電壓信號V_SLO，斜坡電壓V_SLO輸入至V-I轉換電路2；所述V-I轉換電路2產生和輸入電壓信號V_SLO成比例的斜坡電流I_SLO；所述電感采樣電流I_SEN和斜坡電流I_SLO傳輸至電流疊加電路，電流疊加電路對電感采樣電流I_SEN和斜坡電流I_SLO進行相加，得到電感采樣電流與斜坡電流之和疊加電流I_TO，所述疊加電流I_TO經過I-V轉化電路,得到經過斜坡補償的電感電流采樣電壓信號V_CS。