[实用新型]开关电源转换器及其负载电流检测电路

说明书

开关电源转换器及其负载电流检测电路，包括用于获取Boost型或Buck‑Boost型开关电源转换器开关管峰值电流信号的开关管峰值电流采样电路、采样保持电路、电感电流补偿电路和低通滤波电路；采样保持电路从开关管峰值电流采样电路获取开关管峰值电流信号；在开关电源转换器的续流管导通期间，对开关管峰值电流信号进行电流补偿，获得补偿后的电感电流信号；低通滤波电路和采样保持电路电连接，对补偿后的电感电流信号进行低通滤波后输出用作负载电流信号。简化了电路，提高了检测的精确度和可靠性，降低了成本和功耗。

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，在开关电源转换器芯片外部电感的电流路径上串联一个外部检流电阻Rsen，电感的电流流过检流电阻Rsen会产生压降，通过芯片上的两个引脚返回给芯片内的运算放大器，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；且这种结构的电路需要在环路中串联一个负载检测电阻 Rsen到电感，在每个开关周期，负载检测电阻Rsen流过电流都会引起开关电源转换器的效率损失；由于片外负载检测电阻Rsen上的功率损耗发热，负载检测电阻Rsen的阻值会变化，不仅效率有所损失，也会降低检测的准确度，并且高精度的检流电阻比较昂贵；此外，需要芯片上设置两个引脚给检流电阻，因此芯片的复杂度增加，集成度下降，系统的成本上升。在Boost型和Buck-Boost型开关电源转换器电路中，由于负载电流是非连续的，因此要求运算放大器的响应快且精度高，采用普通的运算放大器检测的负载电流误差大。

现有技术方案中，有些开关电源转换器芯片需要有外置续流管设计，此类方案不能采用芯片内负载电流采样。

现有技术的开关电源转换器芯片中，若采用了芯片内负载电流采样技术，都是通过采样续流管电流来实现检测输出负载电流的目的。这种方法在Boost、Buck-Boost输出电压和输入电压差距比较大的时候，实现起来比较复杂，功耗也比较大。另外在现有技术的开关电源转换器芯片中，也是需要对电感电流峰值做出限制，所以开关管电流的采样必不可少，另外检测负载电流的话，需要采样续流管电流，相当于增加了一套电路。

名词解释：

Buck型开关电源转换器在本申请中的含义为采用Buck REGULATOR方式的降压DC/DC变换系统；其输入电压大于输出电压；

Boost型开关电源转换器在本申请中的含义为采用Boost REGULATOR方式的升压DC/DC变换系统；其输出电压大于输入电压；

Buck-Boost型开关电源转换器在本申请中的含义为采用 Buck-Boost REGULATOR方式的负压DC/DC变换系统；

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)开关电源转换器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；

CCM是英文Continuous Conduction Mode的缩写，中文含义为连续导通模式，是指在Boost升压电路中功率管是交替连续导通使电感中的电流是连续变化的工作模式；