电流采样判断电路及控制电路的制作方法

本发明涉及buck开关变换器领域，特别涉及一种用于buck开关变换器的电流采样判断电路及控制电路。

背景技术：

1、近年，buck开关变换器被广泛地应用于各种工业电子设备及消费电子设备中。通过采用不同的控制方法控制开关变换器中开关元件的导通和关断，将开关变换器接收的供电电压转换为合适的输出电压。

2、在一些控制方案中，控制电路常常需要采样与参考地相连的下开关管流过的电流，并对采样的电流做进一步判断，进而用于后续的开关管的导通和关断控制。在现有技术中，常在下开关管导通后，通过电流采样判断电路对流过下管ls的电流值进行采样判断。如图1所示，在下开关管ls打开时，电感电流il通过下管ls续流，可以推导出电感电流il公式为其中，ron为下开关管ls的导通电阻值，rsense为采样开关msns导通电阻，iref为参考电流源提供的参考电流。

3、在一些实际应用中，特别是一些大电流的应用场合，往往需要增大采样检测电路的采样比。根据上述电感电流il的表达式可知，增大采样比只能通过增大采样开关msns的导通电阻rsense或者增加基准电流iref的值。然而，增大导通电阻rsense，需要串联更多数量的开关单元组成采样开关msns，这会导致电路面积增加。而增加基准电流iref又会导致整个采样检测电路的功耗增加。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，提供了一种用于buck开关变换器的电流采样判断电路及控制电路，通过分压电路在下开关管导通时产生分压信号，通过分压信号与参考信号的比较，来实现下开关管中流过电流的采样判断。

2、本发明第一方面提出了一种电流采样判断电路，用于buck开关变换器，所述buck开关变换器包括上开关管和下开关管，所述下开关管电连接在电感和参考地之间，所述上开关管和下开关管的公共节点作为开关节点，所述电流采样判断电路包括：分压电路，电连接在开关节点和参考地之间，当下开关管导通时，所述分压电路用于将开关节点上的电压进行分压以产生分压信号；参考电流源，提供参考电流信号；采样开关，耦接在开关节点和所述参考电流源之间；采样开关，具有第一端、第二端以及控制端，所述采样开关的第一端耦接至所述开关节点，所述采样开关的第二端耦接至所述参考电流源，所述采样开关电路的控制端接收采样开关驱动信号；以及比较器，具有第一端、第二端以及控制端，所述比较器的第一端耦接参考电流源和采样开关的公共节点，所述比较器的第二端耦接所述分压电路接收所述分压信号，所述比较器将参考电流源和采样开关的公共节点上的电压信号和分压信号比较，并在输出端提供电流指示信号，所述电流指示信号用于指示流过下开关管的电流是否等于参考电流信号的值。

3、本发明第二方面提出了一种控制电路，用于开关变换器，包括：上述电流采样判断电路，用于产生所述电流指示信号；反馈电路，接收开关变换器的输出电压信号，并根据所述输出电压信号产生电压反馈信号；以及控制模块，接收所述电流指示信号和所述电压反馈信号，并基于所述电流指示信号和所述电压反馈信号产生采样开关驱动信号、下开关管驱动信号和上开关管驱动信号，其中，所述上开关管驱动信号用于驱动上开关管的导通和关断。

4、与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本发明提出的电流采样电路及方法通过增加分压电路在不增加功耗和面积的基础上，即可实现增大采样比的目的，进而提高下开关管的电流采样精度，准确实现开关的电流采样判断。

技术特征：

1.电流采样判断电路，用于buck开关变换器，所述buck开关变换器包括上开关管和下开关管，所述下开关管电连接在电感和参考地之间，所述上开关管和下开关管的公共节点作为开关节点，其特征在于，所述电流采样判断电路包括：

2.根据权利要求1所述的电流采样判断电路，其特征在于，所述参考电流信号表征允许流过下开关管的最小电流值。

3.根据权利要求1所述的电流采样判断电路，其特征在于，所述参考电流信号表征所述buck开关变换器的最小电流限。

4.根据权利要求1所述的电流采样判断电路，其特征在于，所述分压电路进一步包括第一电阻、第一电阻和第一分压开关，其中，

5.根据权利要求4所述的电流采样判断电路，其特征在于，所述分压电路还包括第二分压开关，所述第二分压开关具有第一端、第二端和控制端，所述第二分压开关的第一端耦接所述开关节点，所述第二分压开关的第二端耦接所述第一电阻的第一端，所述第二分压开关的控制端接收所述下开关管驱动信号，其中，所述第二分压开关的导通电阻与所述第一分压开关的导通电阻的比值等于所述第一电阻与所述第二电阻的比值。

6.根据权利要求1所述的电流采样判断电路，其特征在于，当所述下开关管导通第一时间段后，所述采样开关驱动信号驱动所述采样开关导通。

7.根据权利要求1所述的电流采样判断电路，其特征在于，所述采样开关包括mos管，所述mos管包括源极、漏极和栅极，其中所述源极耦接所述开关节点，所述漏极耦接所述参考电流源，所述栅极接收所述采样开关驱动信号。

8.根据权利要求1所述的电流采样判断电路，其特征在于，所述电流指示信号具有第一逻辑状态和第二逻辑状态，当所述电流指示信号从第一逻辑状态转变为第二逻辑状态时表示流过下开关管的电流到达所述参考电流信号的值。

9.控制电路，用于开关变换器，其特征在于，包括：

技术总结
本发明提供了一种电流采样判断电路及控制电路，用于buck开关变换器，buck开关变换器中上开关管和下开关管的公共节点作为开关节点，包括分压电路、参考电流源、采样开关、比较器，分压电路电连接在开关节点与参考地之间，在下开关管导通时，产生分压信号，参考电流源提供参考电流信号，采样开关耦接在开关节点与参考电流源之间，比较器接收参考电流信号和分压信号并进行比较，输出电流指示信号，通过电流指示信号指示流过下开关管的电流是否等于参考电流信号的值。本发明通过增加分压电路，在不增加功耗和面积的基础上，即可实现增大采样比的目的，进而提高下开关管的电流采样精度，准确实现开关的电流采样判断。

技术研发人员：吴杰
受保护的技术使用者：晶艺半导体有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/1/22