[发明专利]一种集成了采样电阻的功率管电路

说明书

本发明涉及功率管电路技术领域，公开了一种集成了采样电阻的功率管电路，包括IC芯片，所述IC芯片上集成有主功率管和次功率管，所述主功率管与次功率管并联，所述主功率管采用顶铝金属通铺形式连接源极漏极，所述次功率管采用一铝金属连接源极，采用顶铝金属通铺形式连接漏极，所述一铝金属走线寄生电阻为采样电阻，所述金属走线电阻的两端为电阻采样端。本发明将采样电阻设置在芯片内部，并且利用开关电源功率管的特点，将功率管下管的走线上的寄生电阻作为采样电流电阻，不仅能精确采样电流，也可应对发生电流逆向的情况，在不增加额外元件、电路的基础上实现高效宽范围且基本不降低损耗的精确采样，有利于节约成本提高效率。

技术领域

本发明涉及功率管电路技术领域，具体为一种集成了采样电阻的功率管电路。

背景技术

现有的开关电源电路中，在电流采样上采用多种方式，主要分为IC外围精确电阻采样、内置电阻采样、通过功率管电压镜像采样。

采用外围精确电阻采样的方法，需要在IC外部使用一个精密采样电阻获得的电流信息并送入内部环路，这不仅增加了外部引脚，同时还增加了外围元件数量，对电阻要求也较高，实现成本高；

采用内置电阻采样的方法，需要将内置轻掺杂poly电阻设成采样电阻能做到精确采样电流，无需外部电阻，减少干扰的同时提升了效率，但在电阻上造成的损耗以及电阻产生的干扰仍然不能更好的提升工作效率；

通过功率管两端的电压镜像从而获得电感电流，此方法应用较广，没有电阻损耗提高了工作效率，但对于开关电路来说此方法对于逆向电流无法准确采样，当开关端SW的电压过低于PGND时此采样电路无法正常工作，同时采样比例受功率管Rds(on)影响，无法应对VDD可调的情况。

本发明人认为，如果能将采样电阻设置在芯片内部，并且利用开关电源功率管的特点，将功率管下管的走线上的寄生电阻作为采样电流电阻，不仅能精确采样电流，也可采样逆向电流，在不增加额外元件、电路的基础上实现高效宽范围的采样。

发明内容

本发明针对现有技术中存在的缺陷和不足，提供一种集成了采样电阻的功率管电路，通过将功率管的走线寄生电阻设置成采样电阻，既无需IC内部采样电阻，又能够提高采样电流的精度，不仅节约了成本还提高了效率。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种集成了采样电阻的功率管电路，包括IC芯片，所述IC芯片上集成有主功率管和次功率管，所述主功率管与次功率管并联，所述主功率管采用顶铝金属通铺形式连接源极漏极，所述次功率管采用一铝金属连接源极，采用顶铝金属通铺形式连接漏极，所述一铝的寄生电阻为采样电阻，所述一铝金属的两端为电阻采样端。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的主功率管和次功率管的沟道长度宽度均相同。

作为本发明的一种优选实施方式，所述主功率管的finger数大于次功率管的finger数。

作为本发明的一种优选实施方式，所述流过主功率管的电流大于流过次功率管的电流。

作为本发明的一种优选实施方式，所述的主功率管和次功率管并联，设置在版图同一位置。

作为本发明的一种优选实施方式，所述金属走线电阻正负端接入采样放大电路，所述采样放大电路包括电阻R1的一端连接采样电阻的正端，另一端连接NMOS管M3的源极，电阻R2的一端连接采样电阻的正端，另一端连接NMOS管M4的源极，电阻R3的一端连接采样电阻的负端，另一端连接NMOS管M5、M6的源极，电阻Rf1、Rf2、Rf3，分别于R1、R2、R3串联，实现对采样系数的调节，NMOS管M3、M4、M5，组成电流镜一，PMOS管M11、M12、M21、M22，组成电流镜二，PMOS管M6、M7，组成电流镜三，采样放大电路的输出为PMOS管M7的输出电流，增大了采样放大电路的工作范围和线性度。