专利名称：一种电感电流检测电路及dc-dc电源开关转换器的制作方法
技术领域：
本发明属于电路领域，尤其涉及一种电感电流检测电路及DC-DC电源开关转换
器ο
背景技术：
随着超大规模集成电路的不断发展，开关电源芯片的集成得到了迅猛的发展，并广泛应用于各种设备尤其是便携式电子产品。DC-DC开关电源转换器由于转换效率高的优点而在手持设备和便携式电子产品中得到广泛应用。功率开关电源电路拓扑分为电流模式控制和电压模式控制。电流模式控制具有自动过流保护、快速的瞬态响应、补偿电路简化、增益带宽大、输出电感小、易于均流以及高度的稳定性、高精度的输出电压等优点，因而取得了越来越广泛的应用。而在电流模式的控制电路中，需要准确、高效地测量电流值，故电流检测电路的实现就成为一个重要的问题。 因此，在DC-DC转换器芯片中，电感电流的检测技术也非常重要，通过精准的检测电感的电流，可以很好的跟踪到负载电流的变化，这一点特别是在电流模PWM控制方式的转换器中更是重要，同时也可以很好的对整个电路进行限流保护。电流检测电路在DC-DC开关电源转换器里是非常重要的一个模块，尤其在电流模 PWM控制反馈环的转换器更是重要，能否快速，精确的检测到电感电流直接关系到转换器的瞬态响应等一些关键的性能指标。现有技术中存在多种不同的电感电流检测技术，比较常用的有串电阻检测法、检测功率管压降法以及等比例电流检测方法三种检测方式，都已经得到了不同程度的实现和应用。例如串联电阻检测法是直接采用一个精密的小电阻与功率管串联在一起，然后通过检测电阻的压降来确定功率管的电流大小。该方法的缺点就是功率管的大电流会跟随功率管的导通一直流过精密电阻，这样将会造成很大能量损耗。同时，如何保证电阻的精密度， 也是比较困难的事情，如果集成在芯片中，目前的工艺是比较难保证达到所要求的精密度的。若是采用芯片外的电阻，这又将会增加成本。在目前的实际应用中，常用的是等比例电流检测法，
图1所示为采用与功率管按比例缩小的小功率管检测电流的实现原理。MPl和丽1为功率管，需要检测的是功率管MPl导通时所流过的电流，MP2为与功率管MPl按比例1 N缩小的小功率管。电阻Rs为按比例缩小的小功率管检测电流的采样电阻，节点Vs为采样电阻的电压。运算放大器Al的作用是MPl和MP2的漏端m和N2 相等，这样可以减少沟道长度调制的影响，以确保电流镜产生的电流尽量精确。由MPl，MP2的比例关系有
权利要求
1.一种电感电流检测电路，其特征在于，所述电感电流检测电路包括 成比例电感电流检测电路，用于检测等比例缩小的电流信号；电流镜电路，用于将所述成比例电感电流检测电路等比例缩小的电流信号加以镜像；以及电流检测电路，用于根据所述电流镜电路输出的镜像电流检测信号获取所要检测到的电流。
2.如权利要求1所述的电感电流检测电路，其特征在于，所述成比例电感电流检测电路包括功率管MPl、小功率管MP2、续流功率管丽1、检测电阻Rsen、电感Li、电容Cl和电阻 Rl ；电压VDD经串联的所述功率管MPl和所述续流功率管丽1接地，所述电阻Rl与所述电容Cl并联，其并联支路再与所述电感Ll串联接在所述功率管MPl与所述续流功率管丽1 的漏端之间，并输出电压VOUT ；所述小功率管MP2为与功率管MPl按比例1 N缩小的小功率管，电压VDD经所述检测电阻Rsen与所述功率管MP2的源端串联；所述小功率管MP2与功率管MPl共栅极，所述小功率管MP2的漏端与电感Ll相连； N为大于1的自然数。
3.如权利要求1所述的电感电流检测电路，其特征在于，所述电流镜电路包括采用工艺参数相同、宽长比相等的MOS管构成的两组电流镜电路。
4.如权利要求3所述的电感电流检测电路，其特征在于，所述电流镜电路包括两个镜像连接的PMOS电流检测管Mcl和Mc2组成的电流镜，与所述PMOS电流检测管Mcl和Mc2 的源极串联的电阻R3、R2，以及三个镜像连接的NMOS管Mc4、Mc5和Mc6 ；镜像连接的所述三个NMOS管Mc4、Mc5和Mc6的工艺参数相同，宽长比相等； 镜像连接的所述两个PMOS电流检测管Mcl和Mc2的工艺参数相同，宽长比相等； 所述电阻R2、R3的阻值相等。
5.如权利要求1所述的电感电流检测电路，其特征在于，所述电流检测电路包括PMOS 管Mc3，以及与所述PMOS管Mc3的漏极串联的采样电阻Rs ；所要检测到的电流接所述PMOS管Mc3的源端； 所述采样电阻Rs的另一端接地。
6.一种DC-DC电源开关转换器，其特征在于，所述DC-DC电源开关转换器包括权利要求 1至5任一项的电感电流检测电路。
全文摘要
本发明适用于电路领域，提供了一种电感电流检测电路及DC-DC电源开关转换器，所述电感电流检测电路包括成比例电感电流检测电路，用于检测等比例缩小的电流信号；电流镜电路，用于将所述成比例电感电流检测电路等比例缩小的电流信号加以镜像；以及电流检测电路，用于根据所述电流镜电路输出的镜像电流检测信号获取所要检测到的电流。本发明提供的电感电流检测电路结构简单，仅需要几个镜像的MOS管和电阻就可以精确地检测电感电流值，便于实现，功耗小，且能够保证其检测电流有很高的精准度，易于集成，可有效简化电路，降低损耗，提高精度，并且易于实现。
文档编号H02M3/155GK102331517SQ201010226070
公开日2012年1月25日 申请日期2010年7月13日 优先权日2010年7月13日
发明者梁仁光, 胡胜发 申请人:安凯(广州)微电子技术有限公司