[发明专利]一种电感电流检测电路及DC-DC电源开关转换器

说明书

技术领域

本发明属于电路领域，尤其涉及一种电感电流检测电路及DC-DC电源开关转换器。

背景技术

随着超大规模集成电路的不断发展，开关电源芯片的集成得到了迅猛的发展，并广泛应用于各种设备尤其是便携式电子产品。DC-DC开关电源转换器由于转换效率高的优点而在手持设备和便携式电子产品中得到广泛应用。

功率开关电源电路拓扑分为电流模式控制和电压模式控制。电流模式控制具有自动过流保护、快速的瞬态响应、补偿电路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流以及高度的稳定性、高精度的输出电压等优点，因而取得了越来越广泛的应用。而在电流模式的控制电路中，需要准确、高效地测量电流值，故电流检测电路的实现就成为一个重要的问题。因此，在DC-DC转换器芯片中，电感电流的检测技术也非常重要，通过精准的检测电感的电流，可以很好的跟踪到负载电流的变化，这一点特别是在电流模PWM控制方式的转换器中更是重要，同时也可以很好的对整个电路进行限流保护。

电流检测电路在DC-DC开关电源转换器里是非常重要的一个模块，尤其在电流模PWM控制反馈环的转换器更是重要，能否快速，精确的检测到电感电流直接关系到转换器的瞬态响应等一些关键的性能指标。

现有技术中存在多种不同的电感电流检测技术，比较常用的有串电阻检测法、检测功率管压降法以及等比例电流检测方法三种检测方式，都已经得到了不同程度的实现和应用。例如串联电阻检测法是直接采用一个精密的小电阻与功率管串联在一起，然后通过检测电阻的压降来确定功率管的电流大小。该方法的缺点就是功率管的大电流会跟随功率管的导通一直流过精密电阻，这样将会造成很大能量损耗。同时，如何保证电阻的精密度，也是比较困难的事情，如果集成在芯片中，目前的工艺是比较难保证达到所要求的精密度的。若是采用芯片外的电阻，这又将会增加成本。

在目前的实际应用中，常用的是等比例电流检测法，图1所示为采用与功率管按比例缩小的小功率管检测电流的实现原理。

MP1和MN1为功率管，需要检测的是功率管MP1导通时所流过的电流，MP2为与功率管MP1按比例1∶N缩小的小功率管。电阻Rs为按比例缩小的小功率管检测电流的采样电阻，节点Vs为采样电阻的电压。运算放大器A1的作用是MP1和MP2的漏端N1和N2相等，这样可以减少沟道长度调制的影响，以确保电流镜产生的电流尽量精确。

由MP1，MP2的比例关系有：

WMP1LMP1:WMP2LMP2=N:1---(1)]]>

且N2和N1相等，则可得到：

IMP2=1NIMP1---(2)]]>

于是