[发明专利]带补偿电路的Buck负载电流检测电路及方法

说明书

一种带补偿电路的Buck转换器负载电流检测电路包括镜像电流采样管和第四MOS管、初级运算放大器、Buck转换器输出功率管、采样保持电路、补偿电路和内部电流采样电阻。采样保持电路对Buck转换器输出功率管导通时的电流进行采样保持，在Buck转换器输出功率管关闭时，利用采样保持电路所获得的采样保持电压和补偿电路来模拟续流管Q2导通时候的负载电流。电流采样管Q3在整个周期都有电流流过Rs，其电压Vsa的大小正比于负载电流大小，经过低通滤波后反馈到控制端，实现芯片外无需外接采样电阻的负载电流检测，减少了芯片引脚和芯片应用的外围电路；也减小由于外接采样电阻而引起的能量损耗，提高转换效率。

技术领域

本发明涉及直流电能变换电路或控制装置；特别涉及Buck降压转换的直流电能变换电路，尤其涉及具有负载电流检测的Buck降压转换直流电能变换装置及方法。

背景技术

现有技术用于直流电能变换电路或控制装置的开关电源电路即SWITCHINGREGULATOR中，Buck降压转换器是DC/DC（直流转直流）转换器重要的类型，主要适用于输入电压高于输出电压的情形，为实现Buck转换器在不同负载的条件下实现恒流输出，通常需要检测负载电流，也就是需要对Buck转换器的负载电流进行精确检测，并反馈到Buck变换电路的控制端进行Buck转换器控制，以保持Buck转换器的恒流输出。

现有电源芯片中常用的Buck负载电流检测电路，通常是在电感及输出信号之间串联一个小的片外采样电阻进行检测。如图1所示是现有技术实现Buck负载电流检测的电路结构框图。在图1中，外接检流电阻Rsen和外接电感串联，电感的电流流过外接检流电阻Rsen产生压降，检流电阻Rsen两端的电压通过端子RN和端子RP这两个引脚反馈给芯片内的运算放大器，芯片根据检流电阻Rsen的电阻值和两端的电压大小，计算出实时的电感电流，电感电流的平均电流就是负载电流的大小。

现有Buck负载电流检测电路芯片设计中，需要电路芯片预留两个引脚给检流电阻，增加了芯片的复杂度，也使得芯片的集成度下降和成本上升；在需要负载电流检测的应用中，不仅会因为外接电阻增加功耗，也因为外接电阻的精度等要求高而使得应用该DCDC芯片的系统成本上升。

名词解释：

DCDC是英文Direct current Direct current的缩写，中文含义为直流电压变换为直流电压；

Buck降压转换器在本申请中的含义为采用BUCK REGULATOR方式的降压DC/DC变换电路，即Buck转换器也称之为Buck变换器；

CC在本申请中的含义为constant current，即恒流

NMOS是Negative channel-Metal-Oxide-Semiconductor的缩写，即N型金属氧化物半导体；

PMOS是Positive channel-Metal-Oxide-Semiconductor的缩写，即P型金属氧化物半导体；

PWM是英文Pulse Width Modulation的缩写，中文含义为脉冲宽度调制；脉宽宽度调制式（PWM）开关型稳压电路是在控制电路输出频率不变的情况下，通过调整其占空比，从而达到稳定输出电压的目的。

发明内容