[发明专利]高端电压自举N型开关导通电阻的检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及一种高端电压自举N型开关导通电阻的检测电路。

背景技术

在集成电路设计领域中，经常需要对使用的高端电压自举N型开关的导通电阻进行采样，比如用于产生高端电压自举N型开关的过流保护参考电压。以DC-DC电源拓扑为例，高端电压自举N型开关的具体应用如图1所示，主要包括：高端电压自举N型开关101、开关管102、前级驱动106、电源并联电容Cbs、输入电容Cin、前级驱动107、电感L、输出电容Cout、输出电阻Rout。因为高端电压自举N型开关101的源端为开关管102的输出节点SW，而输出节点SW的电压在开关管102关断时的电压接近输入电压VIN，输出节点SW的电压在开关管102开启时的电压接近0V电压，这样直接检测高端电压自举N型开关101的开启阻抗（或者导通电阻）将变得非常困难。

另外开关管102的前级驱动106的电源并联电容Cbs两端的电压会随着开关管102和高端电压自举N型开关101的工作占空比的不同而有变化，而前级驱动106的电源电压变化会引起输出至高端电压自举N型开关101栅极的电压Drvh的变化，从而导致高端电压自举N型开关101的导通阻抗的变化，因此，如果要精确采样高端电压自举N型开关101的导通电阻，则需要考虑电源电容Cbs两端的电压变化。

现有技术中有一种通过间接的方法采样高端电压自举N型开关的导通电阻的方法，具体是直接使用一个和高端电压自举N型开关相匹配的开关管，此匹配开关管的源极直接接地，此匹配开关管的栅极加固定电压来开启该匹配开关管。该方法存在的主要缺点是得到的开关导通电阻并没有能够反映高端电压自举N型开关管的前级驱动的电源电压的变化。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种高端电压自举N型开关导通电阻的检测电路，能够反映前级驱动的电源电压的变化，有利于提高检测的准确度。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种高端电压自举N型开关导通电阻的检测电路，包括：

高端电压自举N型开关管；

前级驱动器件，其输出端与所述高端自举N型开关管的栅极相连；

自举电源电容，其两端分别与所述前级驱动器件的两个供电端相连，其两端具有自举电源电压；

驱动电源电压采样单元，用于将所述自举电源电容两端的自举电源电压采样为对地的自举电源电压；

导通电阻复制单元，用于使用所述对地的自举电源电压测量所述高端电压自举N型开关管的导通电阻。

可选地，所述驱动电源电压采样单元包括：

电压电流转换单元，接收所述自举电源电压并将其转换为检测电流；

电流电压转换单元，将所述检测电流转换为所述对地的自举电源电压。

可选地，所述电压电流转换单元包括：

第一PMOS晶体管，其源极与所述自举电源电容的第一端相连，其栅极与其漏极相连；

第一电阻，其第一端连接所述第一PMOS晶体管的漏极，其第二端连接所述自举电源电容的第二端；

第二PMOS晶体管，其源极与所述自举电源电容的第一端相连，其栅极与所述第一PMOS晶体管的栅极相连，其漏极输出所述检测电流，所述第二PMOS晶体管与第一PMOS晶体管的尺寸相同。

可选地，所述电压电流转换单元还包括：

高压PMOS晶体管，其源极连接所述第二PMOS晶体管的漏极，其栅极连接所述自举电源电容的第二端，所述检测电流经由所述高压PMOS晶体管的漏极输出。

可选地，所述电流电压转换单元包括：

第三PMOS晶体管，其源极接收所述检测电流，其栅极连接其漏极，所述第三PMOS晶体管和第一PMOS晶体管在导通时的栅源电压相同；

第二电阻，其第一端连接所述第三PMOS晶体管的漏极，其第二端接地，所述第二电阻与所述第一电阻的电阻值相同。

可选地，所述导通电阻复制单元包括：

与所述高端电压自举N型开关管相匹配的匹配开关管，其栅极接收所述对地的自举电源电压，源极接地，漏极接收检测电流。

与现有技术相比，本发明具有以下优点：

本发明实施例的高端电压自举N型开关导通电阻的检测电路中，将自举电源电容两端的自举电源电压采样为对地的自举电源电压，之后将该对地的自举电源电压施加至匹配开关管的栅极，该匹配开关管具有与高端电压自举N型开关相匹配的导通电阻值，因此通过测量匹配开关管的导通电阻即可获得该高端电压自举N型开关的导通电阻，由于该检测方式反映了前级驱动器件的电源电压的变化，因而具有更高的准确度。