[發明專利]一種開關電源電流檢測電路系統

在審

• 申請號: 202211374233.9
• 申請日: 2022-11-04
• 公開（公告）號: CN115575693A
• 公開（公告）日: 2023-01-06
• 發明（設計）人: 魏郅;何勇杰
• 申請（專利權）人: 上海南芯半導體科技股份有限公司
• 主分類號: G01R19/00
• 分類號: G01R19/00;G01R31/40
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 賈瑞華

本發明公開了開關電源電流檢測電路系統，涉及開關電源技術領域?；就負潆娐穯卧ǖ谝唤饘?氧化物半導體場效應晶體管和控制器；第一金屬?氧化物半導體場效應晶體管的漏極接入輸入電壓，控制器的第三管腳接入啟動電壓；電流鏡像單元的第一端接入輸入電壓，第二端連接第三管腳；電壓傳輸單元還與控制器的第一管腳和第二管腳分別連接；第一使能信號控制進入電流檢測生效階段或失效階段，第二使能信號控制第一金屬?氧化物半導體場效應晶體管導通或關斷；電流鏡像單元鏡像流經第一金屬?氧化物半導體場效應晶體管的電流。本發明降低開關電源的功率損耗，實現開關電源的無損檢測。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，特別是涉及一種開關電源電流檢測電路系統。

背景技術

開關電源利用開關的導通和關斷控制電能在電感器件上的存儲和釋放，在電子設備中廣泛使用。

隨著半導體技術的飛速發展，尤其是大規模集成電路的廣泛應用，使得電子設備向著小型化方向發展。同時，對開關電源的效率也提出了更高的要求。高頻率和高效率是開關電源發展的兩大方向。高頻率的優勢在于儲能總量一定的情況下，儲能次數更多，則開關電源中電感器件的單次儲能更小，所需要的電感量更小，電感器件的體積更小，則開關電源的體積更小，可以極大的擴展開關電源的應用場景。高效率的優勢在于開關電源在能耗和散熱方面性能更優越，能耗更低，產熱更少，開關電源的效率更高。

開關電源具有三種基本的拓撲結構：BUCK拓撲結構、BOOST拓撲結構或BUCK-BOOST拓撲結構。以BUCK拓撲結構為例，請參見圖1，以HS表示的高邊金屬-氧化物半導體場效應晶體管(Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor,MOSFET)，低邊MOSFET(在圖1中以LS表示)，控制器以及電感(在圖1中以L表示)構成BUCK拓撲結構。

傳統開關電源采用串聯電阻(圖1中以Rsns表示)的方式將電流信號轉換為電壓信號，經過放大器(圖1中以EA表示)放大后輸出檢測結果，檢測結果傳送到控制器中參與電路控制。圖1中Vin表示輸入電壓，Vout表示輸出電壓，Cout表示輸出電容，SW表示高邊MOSFET和低邊MOSFET相連接處的節點電壓。

傳統方案雖然內部電路設計簡單，但是屬于有損檢測。雖然在通過小電流的時候串聯電阻功率損耗較小，但是通過大電流的時候串聯電阻上面的功率損耗呈現平方上升的趨勢，對開關電源的效率影響較大。

發明內容

本發明實施例的目的是提供一種開關電源電流檢測電路系統，以降低開關電源的功率損耗，實現開關電源電流的無損檢測，提高開關電源的效率。

為實現上述目的，本發明實施例提供了如下方案：

一種開關電源電流檢測電路系統，包括基本拓撲電路單元和電流檢測電路系統；所述電流檢測電路系統包括電壓傳輸單元和電流鏡像單元，其中：

所述基本拓撲電路單元用于調整電壓；所述基本拓撲電路單元至少包括相連接的第一金屬-氧化物半導體場效應晶體管和控制器；所述第一金屬-氧化物半導體場效應晶體管的漏極接入輸入電壓，所述控制器的第三管腳接入啟動電壓；

所述電流鏡像單元的第一端接入所述輸入電壓，所述電流鏡像單元的第二端通過所述電壓傳輸單元連接所述第三管腳；

所述電壓傳輸單元還與所述控制器的第一管腳和第二管腳分別連接；所述第二管腳還與所述第一金屬-氧化物半導體場效應晶體管的柵極連接；其中，所述第一管腳輸出的第一使能信號用于控制所述電流檢測電路系統進入電流檢測生效階段或失效階段，所述第二管腳輸出的第二使能信號用于控制所述第一金屬-氧化物半導體場效應晶體管導通或關斷；