一種電流檢測電路及其控制回路的制作方法
【專利說明】
[0001]
技術領域
本發明涉及一種電流檢測電路，具體的是涉及一種電流檢測電路及其控制回路和電源轉換電路。
【背景技術】
[0002]開關電源由于在體積、重量、效率和可靠性等多方面的優勢，目前在計算機、通信、家用電器、雷達、空間技術等眾多領域中已基本上取代了傳統的線性穩壓電源。就其電路拓撲結構可以分為電流模式控制和電壓模式控制。電流模式控制具有動態反應快，補償電路簡單，增益帶寬高，輸出電壓小，易于均流等優點，因而得到越來越廣泛的應用。電流檢測電路是在電流路徑上配置電流檢測電阻，利用電流檢測電阻的兩端電壓之差來檢測流過所述電流檢測電阻的電流。在這種電路中，希望盡可能減少電流檢測電阻的電阻值，從而盡量減小這里的壓降；另一方面，當電流檢測電阻上的壓降變小時，難以檢測該壓降，特別是要檢測微小電流時，必須檢測非常小的電壓差，電流檢測變得很困難。電流模式的控制需要準確、高效地檢測功率管上電流值，故電流檢測電路的實現成為電流模式控制開關電源設計的一個重要問題。傳統的電流檢測電路，成本高、電流信號檢測精度不高、損耗大，特別是當功率管上流過大電流時，該損耗是很大的，因此嚴重影響了芯片的效率。
[0003]松下電器產業株式會社申請的發明專利《電流檢測電路》，使用靜電電容和二極管，在功率晶體管的漏極電壓上升時，保護用MOSFET的柵極電壓上升。箝壓電路將保護用MOSFET的柵極電壓固定在規定的箝壓電壓。電壓控制電路使檢測晶體管的漏極電壓與保持用MOSFET的源極電壓實質一致。檢測電路對檢測晶體管的漏極電流進行檢測。上海北京大學微電子研究院申請的發明專利《電流檢測電路》，公開了一種電流檢測電路，與傳統電流檢測電路相比，特征在比較器，在分壓電阻兩端并聯了兩個電阻。采用這種方法，可以很大范圍降低比較器輸入端電壓。從低壓電流檢測到低電壓電流檢測均將適用。此電路結構不僅適用于由分離元件構成的電路中，也適用于芯片中的電流檢測。對于低壓工藝的芯片，采用該技術可以檢測高壓電路中的電流。但是，上述電流檢測電路仍然存在如下缺點:I)類似電路復雜，成本高，不易于集成；2)功率損耗大，發熱特別快，影響整個電路的穩定性；3)檢測微小電流時，精度不高，甚至難以檢測到；4)動態穩定性比較差，導致穩定性不好控制，不能連續穩流輸出。

【發明內容】

[0004]本發明的目的是針對上述不足而提出的電路簡單，易于集成，檢測精度高，功率損耗低，溫度特性好，動態穩定性好的電流檢測電路及其控制回路。
[0005]本發明的技術解決方案是:電流檢測電路及其控制回路包括電源轉換電路和功率轉換級電路，其特征是:功率轉換級電路中的電感L與二極管Dl串聯，其串聯節點接主開關SI的一個輸入點D ,主開關SI的另一個輸入點F與驅動控制管S2和電阻R2串聯電路串接，主開關SI的控制端點E與輔助電源電路連接，驅動控制管S2和電阻R2串聯電路的串聯節點接控制電路(16)的U端，控制電路的H端與驅動控制管S2的控制端連接，控制電路的D端與主開關SI的輸入點D連接。
[0006]本發明的技術解決方案中所述的控制電路包括峰谷檢測電路、同步電流檢測電路和驅動控制電路，同步電流檢測電路的輸出端與控制電路上的H端之間串接有誤差放大器Err-amp、控制器Ul和驅動控制電路串聯電路，峰谷檢測電路并接在控制電路的D端和H端之間。
[0007]本發明的技術解決方案中所述的同步電流檢測電路包括采樣保持電路、上升沿檢測電路、下降沿檢測電路、時序控制電路、同步檢測電路以及低通濾波器，采樣保持電路的第一端Sll與端口 U相連,第二端S12與時序控制電路的第一端S41相連,第三端S13與同步檢測電路的第一端S51相連，上升沿檢測電路的第一端S21與端口 D相連，第二端S22與時序控制電路的第二端S42相連，下降沿檢測電路的第一端S31與端口D相連，第二端S32與時序控制電路的第三端S43相連，時序控制電路的第四端S44與同步檢測電路的第二端S52相連，同步檢測電路的第三端S53與低通濾波器的第一端S61相連，低通濾波器的第二端S62與誤差放大器Err-amp的輸入端相連。
[0008]本發明的技術解決方案中所述的采樣保持電路包括N溝道場效應管N1、反相器INV1、電容C3、放大器Al、電阻R3、R4，N溝道場效應管NI的漏極連接于端口 U節點，N#道場效應管NI的柵極與反相器INVl的輸入端相連，源極通過電容C3接地，反相器INVl的輸入端與一控制端CTL相連，放大器Al的同相輸入端與N溝道場效應管NI的源極相連，反相輸入端通過電阻R3接地，輸出端通過電阻R4與反相輸入端相連。
[0009]本發明的技術解決方案中所述的上升沿檢測電路包括放大器A2、電阻R5及R6，電阻R5的一端連接于端口 D節點，另一端通過電阻R6接地，放大器A2的同相輸入端連接于電阻R5與R6的串聯節點，反相輸入端與一基準電壓端VREF2相連。
[0010]本發明的技術解決方案中所述的下降沿檢測電路包括放大器A3、反相器INV2、N溝道場效應管N2、電容C4、鉗位齊納管Z1-Z4，電阻R7及R8，電阻R7的一端連接于端口 D節點，另一端通過電阻R8接地，電容C4的一端連接于電阻R7與R8串聯節點，另一端與放大器A3的同相輸入端相連,放大器A3的反相輸入端與一基準電壓端VREFl相連,輸出端與反相器INV2的輸入端相連，N溝道場效應管N2的柵極及漏極均與放大器A3的同相輸入端相連，源極接地，鉗位齊納管Zl的陰極連接于電阻R7與R8串聯節點，陽極依次通過鉗位齊納管Z2-Z4接地。.本發明的技術解決方案中所述的時序控制電路包括D觸發器DFl及DF2，D觸發器DFl的時鐘信號端CK與下降沿檢測電路中的反相器INV2的輸出端相連，復位端R與采樣保持電路中的反相器INVl的輸出端相連,信號輸入端D與一電源VDD相連,輸出端Q與D觸發器DF2的復位端R相連，反相輸出端QB懸置，D觸發器DF2的時鐘信號端CK與上升沿檢測電路中的放大器A2的輸出端相連,信號輸入端D與電源VDD相連,輸出端Q懸置。
[0011]本發明的技術解決方案中所述的同步檢測電路包括反相器INV3、N溝道場效應管N3、N4，反相器INV3的輸入端與時序控制電路中的D觸發器DF2的反相輸出端QB相連，輸出端與N溝道場效應管N3的柵極相連，N溝道場效應管N3的漏極與采樣保持電路中的放大器Al的輸出端相連，源極與N溝道場效應管N4的漏極相連，N溝道場效應管N4的柵極與反相器INV3的輸入端相連，源極接地。 本發明的技術解決方案中所述的低通濾波器包括電阻R9及電容C5，電阻R9的一端與同步檢測電路中的N溝道場效應管N4的漏極相連，另一端通過電容C5接地，同時與誤差放大器的輸入端相連。
[0012]本發明的技術解決方案中所述的下降沿檢測電路包括放大器A3、反相器INV2、二極管D3、電容C4、鉗位齊納管Z1-Z4，電阻R7及R8，電阻R7的一端連接于端口 D節點，另一端通過電阻R8接地，電容C4的一端連接于電阻R7與R8串聯節點，另一端與放大器A3的同相輸入端相連,放大器A3的反相輸入端與一基準電壓端VREFl相連,輸出端與反相器INV2的輸入端相連，二極管D3的陽極與放大器A3的同相輸入端相連，陰極接地，鉗位齊納管Zl的陰極連接于電阻R7與R8串聯節點，陽極依次通過鉗位齊納管Z2