[实用新型]电感型开关电源转换器及其负载电流检测电路

说明书

电感型开关电源转换器及其负载电流检测电路中，获取在第A和B个开关信号周期内电感电流上升或下降时段分别记为T_A和T_B，获取第B个电感电流上升或下降时段的起点时刻起经过0.5T_A后的时刻即第一中点时刻T_MB和第C个电感电流上升或下降时段的起点时刻起经过0.5T_B后的时刻即第二中点时刻T_MC；采样保持电路在第一中点时刻T_MB和第二中点时刻T_MC采样负载电流，在第一中点时刻T_MB至第二中点时刻T_MC期间，根据开关电源转换器类型和工作模式不同，采用不同方法采样保持该负载电流采样值，并用作开关电源转换器在一个开关周期内的负载电流。

技术领域

本实用新型涉及开关电源转换器电路的技术领域，具体涉及一种电感型开关电源转换器负载电流检测方法及电路，在降低负载电流检测电路复杂性的同时提高了负载电流检测的准确性。

背景技术

开关电源转换器电路是电源电压转换器中最重要的类型之一，主要适用于电压变换的情形，DC/DC开关电源转换器的电路形式包括用电容实现的电荷泵电路，也包括用电感实现的降压型Buck开关电路、升压型Boost电路和负电压电路Buck-Boost电路。为了在开关电源转换器电路中对电流进行精确控制，需要对负载电流进行精确检测。

现有技术中，常用的负载电流检测方法之一是如附图2所示的技术方案，在电感的电流路径上串联一个检流电阻，通过运算放大器放大检流电阻上电压来实现负载电流检测，外置检流电阻的方案中，运算放大器需要时刻检测电阻两端的电压，对运算放大器的速度和精度要求极高。

在如附图2所示的技术方案中，假设电路端子V1是外部电源的输入端子，V2是开关电源转换器的电源输出端子，此时该开关电源转换器是Buck型电路为基础的开关电源转换器。反之，若电路端子V1是开关电源转换器的电源输出端子，V2是外部电源的输入端子，此时该开关电源转换器是Boost型电路为基础的开关电源转换器。

当开关电源转换器工作在Buck型电路模式下，流过负载检测电阻 Rsen上的电流也流过电感，所以放大器可以通过检测负载检测电阻 Rsen上的电压，来间接检测到流过检流电阻Rsen和电感的电流。这种结构的电路需要串联一个负载检测电阻Rsen到电感，这种开关电源转换器的效率有所损失，需要额外的引脚检测电阻两端的电压，且高精度的检流电阻比较昂贵。

现有技术中，常用的负载电流检测方法之二是如附图3所示的通过功率管电流镜检测负载电流的技术方案，通过功率管电流镜检测负载电流的方法中，需要一个镜像管Q3，镜像管Q3和功率管Q1的比例是1： K。对于以Buck型电路为基础的开关电源转换器来说，流过功率管Q1 和功率管Q2的电流之和为负载电流。如果功率管Q1和功率管Q2都要检测，那么电路将非常复杂。Buck型开关电源转换器电路的电流虽然是连续的，如果两个功率管即开关管和续流管的电流都要检测，需要两套负载电流检测电路，检测成本比较高，实现起来复杂。

现有技术某些负载检测电路中，采用的是检测功率管Q1或功率管 Q2中任意一个功率管的峰值电流，并采用对该峰值电流采样保持作为一个开关周期的负载电流。如图4和5所示，很显然，根据功率管Q1 峰值电流采样保持的电流和真实的负载电流之间存在阴影部分的误差。当Buck型电路为基础的开关电源转换器工作在CCM模式下，其误差已经比较大，误差如图4中的阴影部分所示；当负载电流越来越小，甚至进入DCM模式后，如图5所示，其误差即阴影面积占整个图形的面积的比例更大，检测电路误差也越大。

综上所述，Buck型开关电源转换器电路中，若只采用检测其中一个功率管如开关管导通期间的峰值电流，并以此模拟计算续流管导通期间的电流，模拟的误差很大，并且还需要运算放大器在整个负载检测的周期内都具有很好的响应能力，以保证检流的准确性；若采用一般的运算放大器，上述方法的误差会更大。