[发明专利]一种可编程电流检测电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体的说是涉及一种可编程电流检测电路。

背景技术

随着便携式数码产品的快速发展，开关电源芯片得到广泛的应用。市场在推动开关电源芯片技术发展的同时，也对开关电源芯片的性能提出了更高要求。电压模式开关电源芯片基本上已经被淘汰，取而代之的则是电流模式的开关电源芯片。这主要是由于电流模式的开关电源芯片与电压模式相比，有补偿网络简单、瞬态响应快、易于电流保护等优点。而电流模式的开关电源芯片与电压模式相比，增加了一个重要的电路模块－电流检测电路。此外，电流检测电路在各种系统中均起到重要的作用，譬如系统中的过流保护、负载状态判定等功能均离不开对电流检测的需求。

电流检测电路是电源管理中的非常重要的模块。目前比较常用的电流检测方法有功率管R_DS检测、并联电流镜检测和串联电阻检测。传统的电流检测电路通常需要将电流采样的信号在电路内部再次转换成相对芯片地电位的信号后，再与芯片内部的参考信号进行对比，从而判断系统电流的状态。因此通常需要额外的转换模块、内部参考信号产生模块、及独立的信号比较模块，增加了系统的复杂程度及功耗。因此传统的电流检测电路精度较低，速度慢，且可调性差。

发明内容

本发明的目的，就是针对上述传统电流检测电路存在的问题，提出一种检测精度高、速度快的可编程电流检测电路。

本发明的技术方案是，一种可编程电流检测电路，包括采样电阻、电流检测单元和比较器；其中，电流检测单元的电源端接电源VIN，其第一输入端通过采样电阻后接第二输入端，其第一输出端接比较器的正向输入端，第二输出端接比较器的负相输入端；比较器的输出端为可编程电流检测电路的输出端；

所述电流检测单元由NPN型三极管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5，NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6，电阻R1、R2、R3、R4、R5，N型耐压MOS管NLD1、NLD2、NLD3，P型耐压MOS管PLD1、PLD2、PLD3，第一可编程电流源，第二可编程电流源构成；其中，NLD1的漏极通过R1接电源VIN，其栅极与NLD2的栅极接外部偏置电压VC1，其源极接Q1的集电极；Q1的基极为电流检测单元的第二输入端，其发射极接第一可编程电流源的正极，其发射极还通过R3后接MN1的漏极；第一可编程电流源的负极接地VSS；MN1的栅极与MN5、MN6的栅极互连，其源极接地VSS；NLD2的漏极通过R2接电源VIN，其源极接Q2的集电极；Q2的基极为电流检测单元的第一输入端，其发射极通过R4接MN1的漏极，其发射极接第二可编程电流源的正极；第二可编程电流源的负极接地VSS；Q3的集电极接电源VIN，其基极接NLD2的漏极，其发射极接PLD1的源极；PLD1的栅极与PLD2的栅极和PLD3的栅极互连；PLD1的漏极为电流检测单元的第一输出端V1，接MN2的漏极，通过R5接MN3的漏极和MN4的栅漏极；MN2的栅极和漏极互连，其栅极接MN3的栅极，其源极接地VSS；Q4集电极接电源VIN，其基极接NLD1的漏极，其发射极接PLD2的源极；PLD2的源极为电流检测单元的第二输出端V2，接MN3的漏极；MN3的源极接地VSS；MN4的栅极和漏极互连，其源极接MN2和MN3的栅极；Q5的集电极接电源VIN，其基极与集电极互连，其发射极通过R6接PLD3的源极；PLD3的栅极与漏极互连，其漏极接NLD3的漏极；NLD3的栅极接外部低压电源VCC，其源极接MN5的漏极；MN5的源极接地VSS；MN6的漏极和栅极互连，其漏极接偏置电流Ibias，其源极接地VSS。

具体的，所述第一可编程电流源和第二可编程电流源的结构相同；其中，第一可编程电流源由偏置电流I0、M0和多个级联的编程子单元构成；每个编程子单元由2个NMOS管构成，其中一个为编程信号NMOS管，另一个为控制信号NMOS管；M0的漏极和栅极互连，其漏极接偏置电流I0，其栅极与所有控制信号NMOS管的栅极互连，其源极接与所有控制信号NMOS管的源极互连；编程信号NMOS管的漏极接编码芯片，其栅极接编码信号，其源极接控制信号NMOS管的漏极。

本发明的有益效果为，适用于宽输入电源电压下；可应用于大功率BUCK变换器的电流检测，检测精度高，速度快，而且电路架构简洁，避免了额外模块的需求。另外，由于采用了可编程的电流源，实现了良好的可调性；电路匹配性好，并且可以减小失调，有效节省了芯片面积，降低了成本。

附图说明

图1为本发明的可编程高速电流检测电路结构示意图；