用于直流-直流变换器的电流检测电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种电流检测电路，特别涉及一种用于直流-直流变换器的电流检测电路。
【背景技术】
[0002]直流-直流变换器10用于对电子设备提供电源，是电子电路中不可缺少的一种电源变换器。如图1所示，其利用电感L0与电容Co的储能特性，周期性的把输入电源能量传输到输出，而自身只消耗极小一部分功耗。
[0003]通常直流-直流变换器使用无源器件(例如电阻)作为反馈部件，通过设置不同的反馈系数来维持输出电压的稳定，通过电流检测电路检测输出电流来达到控制电流的目的。
[0004]直流-直流变换器10的基本结构如图1所示，其包括一对电源开关(即高端开关管QH和低端开关管QL)以及逻辑和驱动模块13。其中，逻辑和驱动模块13对振荡器14相互出的时钟脉冲CLK进行脉冲宽度调制，产生调制后的控制脉冲HS和LS，分别控制和驱动两个电源开关QH和QL，从而调节加载到负载RL上的输出电压Vo。此外，直流-直流变换器10还包括误差放大器18、补偿电路17、误差放大器输出钳位电路16、电流采样电路11、电流比较器12、以及其他采样和控制电路15。这些电路的实现方式多种多样，图1只是其实现方案的一个示例。
[0005]在直流_直流变换器中，电流的米样和检测是一个关键模块，其性能好坏影响着整个变换器系统的控制精度以及效率，如果电流检测偏差较大，甚至可能造成系统紊乱。
[0006]目前已有的电流检测方法分为两大类，一类是使用电阻器采样电流，其缺点是对电阻阻值要求苛刻，不易实现，且采样信号容易受到干扰；另一类是使用高速运放采样电流，缺点是设计复杂，开销大。
【实用新型内容】
[0007]为此，本实用新型提供了一种用于直流-直流变换器的电流检测电路，其使用很小的开销即可实现高速高精度的电流检测功能。其包括:电压-电流转换模块，其具有两个输入端，其中一个输入端连接到所述直流-直流变换器的高端开关管和低端开关管之间的节点以接收第一电压信号，另一个输入端连接到参考电压端以接收第二电压信号，所述电压-电流转换模块将所述第一和第二电压信号分别转换为第一和第二电流信号并输出；以及电流比较模块，其连接到所述电压-电流转换模块的输出端以接收所述第一和第二电流信号，比较所述第一和第二电流信号的大小并输出比较结果。
[0008]进一步地，还包括使能模块，其控制所述电压-电流转换模块和电流比较模块的使能和关闭。还包括开关动作检测模块和校准模块，所述开关动作检测模块用于检测所述高端开关管和低端开关管的开关动作，并且在每次开关动作结束后输出时间窗口信号；所述校准模块接收到所述时间窗口信号时启动，判断所述比较结果的偏差并根据所述偏差调整所述电流比较模块的偏移。
[0009]优选地，所述判断所述比较结果的偏差并根据所述偏差调整所述电流比较模块的偏移具体为:根据所述比较结果的输出时间和所述高端开关管和低端开关管的实际开关动作的时间来判断所述偏差，若所述比较结果的输出时间早于所述实际开关动作的时间，则调整所述偏移以使得所述比较结果的输出时间推迟；若所述比较结果的输出时间晚于所述实际开关动作的时间，则调整所述偏移以使得所述比较结果的输出时间提前。
[0010]本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路，具备自校准功能，使用很少的元器件就能够精确地检测输出电流；并且，即使工艺波动很大，温度波动很大，也能精确检测电流。与现有的电流检测方案比较，优势明显。
【附图说明】
[0011]图1为现有技术的直流-直流变换器及其电流检测电路的结构示意图；
[0012]图2为本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路的结构示意图；
[0013]图3为本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路的一个实施例的结构示意图；
[0014]图4为本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路的另一个实施例的结构示意图；
[0015]图5为图2中的电压-电流转换模块的另一个实施例的结构示意图。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路作进一步的详细描述，但不作为对本实用新型的限定。
[0017]如图2所示，为本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路的结构示意图。本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路包括电压-电流转换模块011和电流比较模块012。
[0018]其中，电压-电流转换模块011具有两个输入端，其中一个输入端连接到直流-直流变换器的高端开关管HS和低端开关管HS之间的节点SW以接收第一电压信号Vsw，另一个输入端连接到参考电压端以接收第二电压信号Vref。电压-电流转换模块011将第一和第二电压信号Vsw、Vref分别转换为第一和第二电流信号Isw、Iref并输出。
[0019]电流比较模块012连接到电压-电流转换模块011的输出端以接收第一和第二电流信号Isw、Iref,比较第一和第二电流信号Isw、Iref的大小，并输出比较结果Po。例如，当第一电流信号Isw小于第二电流信号Iref时输出第一比较结果，即Po为正值，当第一电流信号Isw等于第二电流信号Iref时输出第二比较结果，即Po为零值，当第一电流信号Isw大于第二电流信号Iref时输出第三比较结果，即Po为负值。
[0020]为了对该电流检测电路增加自校准功能，如图2所示，本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路还包括开关动作检测模块013和校准模块014。其中，开关动作检测模块013用于检测高端开关管HS和低端开关管LS的开关动作，并且在每次开关动作结束后输出时间窗口信号Vw，例如，开关动作结束后输出具有一定时长的高电平，其他时候输出低电平；校准模块014接收到时间窗口信号Vw时启动，例如，当Vw信号为高电平时启动，判断比较结果Po的偏差，并根据判断出来的偏差调整电流比较模块012的偏移。
[0021]具体地，校准模块014根据比较结果Po的输出时间、以及高端开关管HS和低端开关管LS的实际开关动作的时间，来判断比较结果Po的偏差:若比较结果Po的输出时间早于实际开关动作的时间，则调整电流比较模块012的偏移以使得比较结果Po的输出时间推迟；若比较结果Po的输出时间晚于实际开关动作的时间，则调整电流比较模块012的偏移以使得比较结果Po的输出时间提前。此为一次校准过程。经过多次开关管动作之后的校准，会使得电流检测点稳定保持在目标值，从而使得该电流检测电路具备自校准功能。
[0022]由于电流检测是发生在整个系统运行中的某一段时间内的，即并不是全部时间都需要进行电流检测；并且，在不进行检测的时间段内，SW节点的电压不确定，有可能造成比较结果Po出错，因此，本实用新型的电流检测电路需要配合适合的时序电路才能得到正确的结果。
[0023]如图3、4所示，本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路还包括一个使能模块010，在需要检测的时间段内使能电流检测电路，在不需要检测的时间段内确保电流检测电路关闭。
[0024]如图3所示，为本实用新型的用于直流-直流变换器的电流检测电路的一个实施例的结构示意图。在该实施例中，第二电压信号Vref (即参考电压)端接GND，则本实用新型的电流检测电路可以用作过零检测电路。
[0025]其中，使能信号en的电平的高低由系统中的逻辑电路控制，当需要对目标位置进行电流检测时，系统中的逻辑电路就要给出高电平的使能信号en，从而电流检测电路工作；当不需要进行电流检测时，逻辑电路控制使能信号en为低电平，从而电流检测电路不工作。
[0026]当使能信号en输入高电平时，X节点为高电平，Y节点为低电平；节点SW和GND的电压经过电压电流转换模块011转换为电流后输入电流比较模块012 ;电流比较模块012对输入的两个电流信号进行比较。电流比较模块012输出的比较结果Po的初始值为0，Po变为高电平表示检测结束或比较