[發(fā)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?zhí)枺?/td>: 202110526129.6
• 申請日: 2021-05-14
• 公開（公告）號: CN113067475A
• 公開（公告）日: 2021-07-02
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 陰亞東;許亦云;黃怡濤;王紀(jì)鵬
• 申請（專利權(quán)）人: 福州大學(xué)
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155
• 代理公司: 福州元創(chuàng)專利商標(biāo)代理有限公司 35100
• 代理人: 丘鴻超;蔡學(xué)俊

本發(fā)明提出一種電流疊加型DC?DC變換器電感電流檢測電路及方法，其特征在于，由電感電流采樣電路、V?I轉(zhuǎn)換電路1、斜坡電壓產(chǎn)生電路、V?I轉(zhuǎn)換電路2、電流疊加電路和I?V轉(zhuǎn)換電路構(gòu)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?；陔姼胁⒙?lián)電容電阻型電流檢測技術(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)中采用電壓加法器進(jìn)行電流檢測結(jié)果與斜波補(bǔ)償信號合成不同，本專利使用電流疊加電路實(shí)現(xiàn)信號合成。本專利電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單、檢測精度高等優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于檢測電路技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路及方法。

背景技術(shù)

電感電流檢測電路是電流模DC-DC變換器的關(guān)鍵模塊，當(dāng)前公開的常見電感電流檢測技術(shù)包括外接串聯(lián)電阻檢測、MOS管R_DS檢測、SENSEFET。這些技術(shù)存在串聯(lián)電阻帶來額外的功率損耗而降低轉(zhuǎn)換效率，MOS管R_DS檢測中溫度對功率管導(dǎo)通電阻影響大而降低檢測精度，SENSEFET 匹配度要求高電路難以設(shè)計等問題。

發(fā)明內(nèi)容

有鑒于此，為了彌補(bǔ)現(xiàn)有技術(shù)的空白和不足，本發(fā)明的目的在于提供一種電流疊加型DC-DC變換器電感電流檢測電路及方法，基于電感并聯(lián)電容電阻型電流檢測技術(shù)，與傳統(tǒng)技術(shù)中采用電壓加法器進(jìn)行電流檢測結(jié)果與斜波補(bǔ)償信號合成不同，本專利使用電流疊加電路實(shí)現(xiàn)信號合成。本專利電路具有電路結(jié)構(gòu)簡單、檢測精度高等優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明具體采用以下技術(shù)方案：

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(zhuǎn)換電路1、斜坡電壓產(chǎn)生電路、V-I轉(zhuǎn)換電路2、電流疊加電路和I-V轉(zhuǎn)換電路構(gòu)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(cè)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(zhuǎn)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(chǎn)生電路的輸入端連接參考時鐘輸入CLK2；所述V-I轉(zhuǎn)換電路2的輸入端連接斜坡電壓產(chǎn)生電路的輸出端V_SLO；所述電流疊加電路輸入側(cè)一端連接V-I轉(zhuǎn)換電路1的輸出端I_SEN，另一端連接V-I轉(zhuǎn)換電路2的輸出端I_SLO；所述I-V轉(zhuǎn)換電路的輸入端接電流疊加電路的輸出端I_TO。

進(jìn)一步地，所述電感DCR采樣電路由電阻R₁和電容C₁串聯(lián)組成，所述高通濾波器由電阻R₂和電容C₂組成。

進(jìn)一步地，所述DC-DC變換器為負(fù)壓直流DC-DC變換器。

進(jìn)一步地，所述負(fù)壓直流DC-DC變換器驅(qū)動時鐘P1、P2和P3控制開關(guān)管MP1、MN1和MN2的導(dǎo)通和關(guān)斷；當(dāng)開關(guān)管MP1、MN1導(dǎo)通，開關(guān)管MN2關(guān)斷，輸入電壓V_IN對電感L充電，電感電流上升；當(dāng)開關(guān)管MP1、MN1關(guān)斷，開關(guān)管MN2導(dǎo)通，電感L放電，電感電流下降；