[发明专利]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，涉及一种电流检测电路及功率变换装置。

背景技术

在DC-DC开关电源电路中，为了保护芯片的内部电路，对电感电流进行过流检测，或对输入输出电压短路或者断路进行检测，以及过温欠压检测。其中对负载电流的检测保护电路鲜有出现，一般都是对电感电流进行过流检测来替代。但是如果电路的输入输出范围过大，电路满载时的占空比D可能会从10％变化到90％，电感电流的峰值不足以精确的体现输出负载电流Iload的变异，所以对输出平均负载电流的检测保护电路就显得极为重要了。

图1示出了根据现有技术的功率变换装置的电路图。如图1所示，所述功率变换装置包括功率变换电路10、电流检测电路20、控制电路30以及负载电路40。其中，所述功率变换电路10包括输入电压端Vin、输出电压端Vout、电感L、第一功率开关管M1以及第二功率开关管M2，电感L与第一功率开关管M1串联连接在输入电压端Vin和接地端GND之间，第二功率开关管M2连接在电感L与第一功率开关管M1之间的节点和输出电压端Vout之间。负载电路40包括负载电容Cload、负载电阻Rload以及采样电阻Rs，其中，负载电容Cload连接在输出电压端Vout和接地端GND之间；负载电阻Rload和采样电阻Rs串联连接在输出电压端Vout和接地端GND之间。电流检测电路20包括比较器A1，其正相输入端与负载电阻Rload和采样电阻Rs之间的节点连接，反相输入端与基准电压Vref连接，输出端OC输出电流检测信号。控制电路30用于根据电流检测信号生成PWM信号，PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)信号控制第一功率开关管M1和第二功率开关管M2的导通与关断。

图2示出了脉冲宽度调制信号PWM的波形图。如图2所示，第一功率开关管M1在DT时段导通，能量由电源传入电感并储存起来。第二功率开关管M2在(1-D)T时段导通，能量从电感传输到负载电容Cload。其中，T为脉冲宽度调制信号的周期。在电路达到稳定的状态下，充电电流Ichg的平均值等于负载电流Iload的平均值。该电流检测电路的过流保护电流为Ioc＝Vref/Rs。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流检测电路以及功率变换装置。

根据本发明的一方面，提供一种电流检测电路，用于功率变换装置，包括采样单元、镜像单元以及检测单元，其中，采样单元与所述功率变换装置连接，用于获取功率变换装置的采样电流信号；镜像单元与所述采样单元和所述检测单元连接，用于将所述采样电流信号镜像输入到所述检测单元；检测单元用于根据所述采样电流信号以及基准电流信号、基准电压信号生成电流检测信号以反馈控制功率变换装置。

优选地，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，所述电感和所述第一功率开关管串联连接在输入电压端和接地端之间，所述第二功率开关管连接在所述电感和所述第一功率开关管之间的节点与输出电压端之间，所述第一功率开关管的控制极与第一PWM信号连接，所述第二功率开关管的控制极与第二PWM信号连接。

优选地，所述采样单元包括第三开关管，其中，所述第三开关管的控制极与第二PWM信号连接，第一极与所述电感和所述第一功率开关管之间的节点连接，第二极用于输出采样电流信号。

优选地，在第一状态下，第一功率开关管导通，第二功率开关管关断，第三开关管关断；在第二状态下，第一功率开关管关断，第二功率开关管导通，第三开关管导通。

优选地，所述镜像单元包括第四开关管和第五开关管，其中，所述第四开关管的控制极和所述第五开关管的控制极相连，并与第三开关管的第二极连接；所述第四开关管的第一极和所述第五开关管的第一极均与接地端连接；所述第四开关管的第二极与所述第四开关管的控制极相连；所述第五开关管的第二极输出镜像电流信号。

优选地，所述检测单元包括第六开关管、基准电流源、反相器、采样电容和比较器，其中，所述第六开关管的控制极通过反相器与第一PWM信号连接，第一极与第五开关管的第二极连接，所述比较器包括正相输入端、反相输入端以及输出端，正相输入端与基准电压连接，反相输入端与第六开关管的第二极以及基准电流源连接，输出端用于输出电流检测信号；所述采样电容连接在所述比较器的反相输入端和接地端之间。

根据本发明的另一方面，提供一种功率变换装置，包括功率变换模块、电流检测电路以及控制电路，