[发明专利]一种电流模升降压变换器电流检测电路

说明书

本发明公开一种电流模升降压变换器电流检测电路，属于模拟集成电路领域。在每个周期内，当电感电流峰值达到设定上限时，设置于浮动电源轨的脉宽调制比较器PWM输出无需经过电平位移模块延迟可直接关闭高侧功率管；利用高侧功率管的导通电阻进行电流采样，提升采样速度。本发明相比于传统峰值电流模控制的Buck‑Boost，能够实现电感电流的快速和高精度检测，且对高侧功率管的控制具有更高的稳定性，非常适合于高频工作条件的峰值电流模Buck‑Boost转换器。

技术领域

本发明涉及模拟集成电路技术领域，特别涉及一种电流模升降压变换器电流检测电路。

背景技术

现代电子产业的迅猛发展对电源管理芯片性能提出了更高的要求，直流-直流变换器如Buck-Boost等因其具有较低的能量转换损耗而被大量应用于电子产品设计。当前，Buck-Boost具有纹波迟滞、电流模和电压模等反馈控制方式。电流模反馈控制方式因具有自带电感电流检测、快速瞬态响应和可简化环路补偿结构等优势，成为Buck-Boost类芯片应用时的首选控制方式。

典型峰值电流模控制Buck-Boost电路架构如附图1所示。误差放大器EA将对输出V_OUT-采样所得反馈电压V_FB与参考电压V_REF的差值进行放大，输出决定电感电流I_L峰值的控制信号V_C。电流采样电路获取电感电流I_L瞬态信息后，将其转换为与I_L成正比的电压V_SENSE。斜坡补偿信号V_slope与V_SENSE叠加后传输至脉宽调制比较器PWM正端，可当占空比50％时保证电路的稳定性。芯片工作频率由时钟信号CLK决定，在每个周期内，当CLK上升沿到来时，RS触发器输出Q端被置1，比较器PWM输出低电平，功率管M_H开启且M_L关闭，电感电流I_L开始上升；当电感电流I_L升至设定值时，V_slope+V_SENSEV_C，比较器PWM输出高电平，RS触发器Q端信号被清零，功率管M_H关闭且M_L开启，电感电流I_L开始下降。最终，当电路处于稳态工作时，输出V_OUT-为：

Buck-Boost具体应用中峰值电流模控制方式的设计难点在于实现高性能电流检测电路，要求尽可能缩短采样延时，并提升采样所得电流信息的准确性。现业界如功率管导通电阻、SENSE电阻和DCR采样等电流检测方案，各分别存在精度低、功率耗损大和要求存在额外外界引脚等问题，限制了芯片的应用场合。此外每个时钟周期内功率输出级在进行状态切换时，存在的高电压及大电流变化会影响所得电流采样信息精度和环路控制状态，存在引发环路误动作和芯片损坏的风险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电流模升降压变换器电流检测电路，以解决背景技术中出现的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种电流模升降压变换器电流检测电路，包括二极管D1、功率管M_H、功率管M_L、驱动L模块、驱动H模块、电容C_O、电容C1、电感L、误差放大器EA、电阻R_SET、负载R_L、电阻R_slope、MOS管M_N1、MOS管M_NH1、功率管栅源压差检测模块、PWM比较器、RS触发器1、RS触发器2、LevelDown模块和LevelUP模块；