[发明专利]升降压变换器及其电感电流采样电路

说明书

本发明公开了一种升降压变换器及其电感电流采样电路，电感电流采样电路包括：耦接于功率级电路的输入端的采样电阻以及连接采样电阻两端的电压放大电路、缓冲器电路和采样保持电路。电感电流采样电路用于在功率级电路处于连续传输模式(CCM)的情况下，通过采样所述功率级电路的输入端的电流以获得采样电流，并将所述采样电流转换成电压信号，以及对该电压信号在时域进行积分运算，输出表征所述功率级电路的电感电流的平均值的采样信号，实现精确的电感平均电流信息的获取。

技术领域

本发明涉及电子电路技术领域，更具体地涉及一种升降压变换器及其电感电流采样电路。

背景技术

现有的具有宽输入电压的DC/DC变换器包括级联升降压变换器、H桥升降压变换器、库克变换器以及SEPIC(Single Enable Primary Inductance Converter，单端初级电感变换器)等结构。其中H桥升降压变换器(单电感器或者非反相升降压变换器)由于具有输入输出同相、开关损耗低、输出电压可升可降等优点而广泛应用于电力、通信及电子仪器等领域，对其电路开关的优化策略也成为当前研究的热点。

基于输入电压和输出电压之间的关系，升降压变换器工作在三种不同的操作模式下。这些模式包括buck(降压)模式、boost(升压)模式以及buck-boost(降压-升压)模式。当输入电压高于输出电压时，升降压变换器工作在buck模式，将输入电压降低至其输出所需的电压水平；当输入电压低于输出电压时，升降压变换器工作在boost模式，将输入电压增大至输出所需要的电压水平；当输入电压接近输出电压时，升降压变换器工作在buck-boost模式。

现有的升降压变换器的工作原理主要是实时采集输出电压，根据实时输出电压和期望输出电压之间的误差以及电感电流信息来产生相应的控制信号，以调节功率级电路中的开关管的开关状态和导通占空比，进而改变输入电流来改变输出电压。当升降压变换器的电感电流平均值相对恒定时，电感电流的幅值波动很大，而电感电流信息的精确度很大程度上影响了控制过程中的精确，因此，如何把变化的电感电流的平均值求出，应用于升降压变换器的环路控制是现有的升降压变换器的研究重点。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种升降压变换器及其电感电流采样电路，可以在电路处于连续传输模式下时精确的获得电路的电感平均电流信息。

根据本发明的一方面，提供了一种升降压变换器的电感电流采样电路，所述升降压变换器包括响应于输入电压以产生经调节的输出电压的功率级电路，其中，所述电感电流采样电路包括：采样电阻，第一端用于接收所述输入电压，第二端连接至所述功率级电路的输入端，所述采样电阻用于采样所述输入端的电流以获得采样电流；电压放大电路，用于将所述采样电流转换成电压信号；以及采样保持电路，输入端用于接收所述电压信号，所述采样保持电路用于对该电压信号在时域进行积分运算，输出表征所述功率级电路的电感电流的平均值的采样信号。

可选的，所述电感电流采样电路还包括：连接于所述运算放大器的输出端与所述采样保持电路的输入端之间的缓冲器电路。

可选的，所述电压放大电路包括：运算放大器，所述运算放大器的正相输入端连接至所述采样电阻的第一端，反相输入端连接至所述采样电阻的第二端，输出端用于输出所述电压信号。

可选的，所述采样保持电路包括：第一开关，第一端接收所述电压信号；第一电阻，第一端连接至所述第一开关的第二端；以及第一电容，第一端连接至所述第一电阻的第二端，第二端连接至所述参考地，所述第一电阻与所述第一电容的中间节点用于输出所述采样信号，其中，所述积分运算用于在所述第一开关导通时对所述电压信号进行采样，以及在所述第一开关关断时对所述电压信号进行保持。

可选的，所述功率级电路包括连接于所述输入端和电感之间的第一功率开关，所述第一开关与所述功率级电路中的第一功率开关同步导通和关断。