[发明专利]峰值电流检测电路及功率变换装置

说明书

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，更具体地，涉及一种峰值电流检测电路及功率变换装置。

背景技术

众所周知，所有的电子设备都需要电源，但不同的电子系统对电源的要求不同，为了发挥各自电子系统的最佳性能，则需要选择合适的电源管理芯片以提供最佳的电源管理方式。而高性能电源管理芯片是高效率电源转换器的重要组成部分。高性能电源管理芯片具有电压反馈控制环路和电流反馈控制环路。电流反馈控制就需要电流检测器检测电感或开关管的电流，然后反馈回控制模块，以产生准确的控制信号。

图1示出了目前功率变换装置(DC-DC变换器，即直流-直流变换器)的主要架构图。如图1所示，功率变换装置包括两个允许流过大电流的功率开关管N1和N2，电感L和输出电容Cout构成，其中，PWM(Plus Width Modulation，脉冲宽度调制)信号控制功率开关管N1和N2的导通与关断。当第一功率开关管N1导通时就是对电感L的充电过程；当第二功率开关管N2导通时就是对电感L放电过程。而转换器系统处理升压、降压还是升降压的工作状态，主要取决于输入电压Vin和输出电压V_out的关系。输入电压Vin和输出电压V_out的压差大小决定着两个功率开关管N1、N2导通的时间长短。

图2为目前功率变换装置中功率开关管的时序信号波形以及电感上的电流信号波形的示意图。如图2所示，设定电感电流(inductor current)从节点sw流向GND为正向电流，电感电流从节点GND流向sw为负向电流。当第一功率开关管N1导通时，第二功率开关管N2断开，电感电流的值增加；当第二功率开关管N2导通时，第一功率开关管N1断开，电感电流的值减小。当电感电流持续减小时，最终电流方向改变，由从输出电压V_out端流向sw变为从节点sw流向输出电压V_out端，电压差(V_sw-V_out)变大，导致第二功率开关管N2的源漏极之间的压差变大。当电流过大，可能会导致第二功率开关管N2烧坏。

发明内容

本发明的目的在于提供一种峰值电流检测电路以及功率变换装置。

根据本发明的一方面，提供一种峰值电流检测电路，所述峰值电流检测电路用于功率变换装置，所述功率变换装置至少包括输入电压端、输出电压端、第一功率开关管、第二功率开关管、电感以及输出电容，所述第一功率开关管和第二功率开关管串联连接在输入电压端和输出电压端之间，所述电感连接在第一功率开关管和第二功率开关管之间的节点与接地端之间，所述输出电容连接在输出电压端和接地端之间，所述峰值电流检测电路包括：

第一开关、峰值电容以及第二开关，串联连接在第一功率开关管和第二功率开关管之间的节点与接地端之间；

第三开关，连接在所述峰值电容和所述输出电容之间；

所述峰值电容两端的电压信号为峰值电压信号；

比较器，包括第一输入端和第二输入端以及输出端，其中，第一输入端用于接收参考电压，第二输入端与所述峰值电容连接，输出端用于输出峰值电流检测信号；

在第一状态下，第一功率开关管导通，第二功率开关管关断；

在第二状态下，第二功率开关管导通，第一功率开关管关断。

优选地，在第一状态下，第一开关关断，第二开关和第三开关导通；

在第二状态下，第一开关导通，第二开关和第三开关关断。

优选地，所述峰值电流检测电路还包括：

参考电压生成电路，用于通过第二功率开关管的镜像电路生成参考电压。

优选地，所述参考电压生成电路包括镜像管、参考电流源、第四开关、第五开关、第一电容和第二电容，

所述第四开关和第五开关串联连接在电感和接地端之间的节点与镜像管的栅极之间；

第一电容连接在第四开关和第五开关之间的节点与所述第二功率开关管的栅极之间；

第二电容连接在所述镜像管的栅极与接地端之间；

镜像管的源极与接地端连接；

镜像管的漏极与参考电流源连接，并输出参考电压。

优选地，在第一状态下，第四开关关断，第五开关导通，在第二状态下，第五开关关断，第四开关导通，第一状态与第二状态交替使得参考电压生成电路成为第二功率开关管的镜像电路。

优选地，所述参考电流源连接在输入电压端和所述镜像管的漏极之间。