[发明专利]开关变换器电路及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及开关变换器电路，更具体地说，本发明涉及开关变换器电路中的电流检测电路。

背景技术

如今的开关变换器电路通常将电流引入控制环路中，进而实现电压电流双环控制，因此需要用到电流检测及控制技术。在采用自适应电压定位（Adaptive Voltage Position）控制和和电流过流保护（Over Current Protection）控制的开关变换器电路中，电流的检测和控制尤其重要。自适应电压定位控制是近几年来在开关变换器电路中应用相当广泛的控制方法。采用自适应电压定位控制的开关变换器电路具有较好的瞬态特性。自适应电压定位控制的基本数学关系可参看图1。如图1所示，其纵坐标为稳压器输出电压V_O，横坐标为稳压器输出电流I_O，并且稳压器输出电压V_O与输出电流I_O呈函数关系：

        (1)

其中R为其变化斜率，V_SET、R均为定值。

图2A是现有的自适应电压定位控制电路的电感电流检测电路。如图2A所示，开关变换器电路通过并联在电感L上的电容Cs和电阻Rs来检测电感直流电阻DCR（direct current resistor）中的电流，从而实现检测输出电流的目的。具体原理如下：当时间常数Cs×Rs等于时间常数L/DCR时，电容Cs上的电压Vcs等于电感直流电阻DCR上的电压，即

Vcs=i_L×DCR        （2）

电感电流i_L与Vcs/DCR成正比。当电感L选定后，电感直流电阻DCR是确定的，因此通过检测电容Cs上的电压Vcs即可确定电感电流i_L的值。

然而，图2A中的电路需要芯片提供两个额外的引脚接收电容Cs两端电压差；并且，电感直流电阻DCR会随着温度的变化而变化，这将会影响电感电流值的检测。

图2B示出了电感电流中间值采样电路中的各信号波形，其中i_L代表电感电流，Spulse代表采样脉冲，i_S代表采样电流。电感电流中间值采样电路在下功率管开启时段的中间时间点采样下功率管中的电流，然后将采样得到的电流值保持到下个周期采样时。通过这个方法采样得到的电流值近似于电感电流平均值。然而采样保持电路将会在反馈环路中产生较大的延迟，从而影响电路的瞬态特性。

发明内容

本发明的目的在于解决现有技术的上述问题，提供一种适用于开关变换器电路的电流检测电路，该电流检测电路具有结构简单、精度高，且无需芯片提供额外引脚等优点。

根据本发明一实施例提出的一种开关变换器电路，包括：功率级电路，包括串联耦接的第一功率管和第二功率管，所述功率级电路接收输入电压，在第一驱动信号和第二驱动信号的控制下将输入电压转换成输出电压提供给负载；实时电流检测电路，具有输入端和输出端，其输入端耦接至第一功率管，当第一功率管开启时，所述实时电流检测电路检测第一功率管上的电流，并且提供表征第一功率管上的电流的实时电流检测信号到其输出端；虚拟电流检测电路，当第二功率管开启时，所述虚拟电流检测电路在其输出端提供表征第二功率管上的电流的虚拟电流检测信号；检测电容，可选择地耦接至所述实时电流检测电路和虚拟电流检测电路的输出端，当第一功率管开启时，所述检测电容耦接至所述实时电流检测电路，以接收实时电流检测信号，当第二功率管开启时，所述检测电容耦接至所述虚拟电流检测电路，以接收虚拟电流检测信号，基于所述实时电流检测信号和虚拟电流检测信号，所述检测电容提供电流检测信号；控制器，耦接到所述检测电容，接收电流检测信号，并基于电流检测信号，产生第一控制信号和第二控制信号；驱动器，耦接至控制器，接收所述第一控制信号和第二控制信号，并基于所述第一控制信号和第二控制信号，提供第一驱动信号和第二驱动信号到所述功率级电路。

依据本发明一实施例，所述开关变换器电路还包括：第一检测开关，耦接在实时电流检测电路的输出端和检测电容间，当所述第一功率管开启时，所述第一检测开关闭合，将实时电流检测信号耦合到检测电容上；第二检测开关，耦接在虚拟电流检测电路的输出端和检测电容间，当所述第二功率管开启时，所述第二检测开关闭合，将虚拟电流检测信号耦合到检测电容上。