用于直流-直流變換器的電流檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種電流檢測電路，特別涉及一種用于直流-直流變換器的電流檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]直流-直流變換器10用于對電子設(shè)備提供電源，是電子電路中不可缺少的一種電源變換器。如圖1所示，其利用電感L0與電容Co的儲能特性，周期性的把輸入電源能量傳輸?shù)捷敵觯陨碇幌臉O小一部分功耗。
[0003]通常直流-直流變換器使用無源器件(例如電阻)作為反饋部件，通過設(shè)置不同的反饋系數(shù)來維持輸出電壓的穩(wěn)定，通過電流檢測電路檢測輸出電流來達(dá)到控制電流的目的。
[0004]直流-直流變換器10的基本結(jié)構(gòu)如圖1所示，其包括一對電源開關(guān)(即高端開關(guān)管QH和低端開關(guān)管QL)以及邏輯和驅(qū)動模塊13。其中，邏輯和驅(qū)動模塊13對振蕩器14相互出的時(shí)鐘脈沖CLK進(jìn)行脈沖寬度調(diào)制，產(chǎn)生調(diào)制后的控制脈沖HS和LS，分別控制和驅(qū)動兩個(gè)電源開關(guān)QH和QL，從而調(diào)節(jié)加載到負(fù)載RL上的輸出電壓Vo。此外，直流-直流變換器10還包括誤差放大器18、補(bǔ)償電路17、誤差放大器輸出鉗位電路16、電流采樣電路11、電流比較器12、以及其他采樣和控制電路15。這些電路的實(shí)現(xiàn)方式多種多樣，圖1只是其實(shí)現(xiàn)方案的一個(gè)示例。
[0005]在直流_直流變換器中，電流的米樣和檢測是一個(gè)關(guān)鍵模塊，其性能好壞影響著整個(gè)變換器系統(tǒng)的控制精度以及效率，如果電流檢測偏差較大，甚至可能造成系統(tǒng)紊亂。
[0006]目前已有的電流檢測方法分為兩大類，一類是使用電阻器采樣電流，其缺點(diǎn)是對電阻阻值要求苛刻，不易實(shí)現(xiàn)，且采樣信號容易受到干擾；另一類是使用高速運(yùn)放采樣電流，缺點(diǎn)是設(shè)計(jì)復(fù)雜，開銷大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]為此，本發(fā)明提供了一種用于直流-直流變換器的電流檢測電路，其使用很小的開銷即可實(shí)現(xiàn)高速高精度的電流檢測功能。其包括:電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊，其具有兩個(gè)輸入端，其中一個(gè)輸入端連接到所述直流-直流變換器的高端開關(guān)管和低端開關(guān)管之間的節(jié)點(diǎn)以接收第一電壓信號，另一個(gè)輸入端連接到參考電壓端以接收第二電壓信號，所述電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊將所述第一和第二電壓信號分別轉(zhuǎn)換為第一和第二電流信號并輸出；以及電流比較模塊，其連接到所述電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊的輸出端以接收所述第一和第二電流信號，比較所述第一和第二電流信號的大小并輸出比較結(jié)果。
[0008]進(jìn)一步地，還包括使能模塊，其控制所述電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊和電流比較模塊的使能和關(guān)閉。還包括開關(guān)動作檢測模塊和校準(zhǔn)模塊，所述開關(guān)動作檢測模塊用于檢測所述高端開關(guān)管和低端開關(guān)管的開關(guān)動作，并且在每次開關(guān)動作結(jié)束后輸出時(shí)間窗口信號；所述校準(zhǔn)模塊接收到所述時(shí)間窗口信號時(shí)啟動，判斷所述比較結(jié)果的偏差并根據(jù)所述偏差調(diào)整所述電流比較模塊的偏移。
[0009]優(yōu)選地，所述判斷所述比較結(jié)果的偏差并根據(jù)所述偏差調(diào)整所述電流比較模塊的偏移具體為:根據(jù)所述比較結(jié)果的輸出時(shí)間和所述高端開關(guān)管和低端開關(guān)管的實(shí)際開關(guān)動作的時(shí)間來判斷所述偏差，若所述比較結(jié)果的輸出時(shí)間早于所述實(shí)際開關(guān)動作的時(shí)間，則調(diào)整所述偏移以使得所述比較結(jié)果的輸出時(shí)間推遲；若所述比較結(jié)果的輸出時(shí)間晚于所述實(shí)際開關(guān)動作的時(shí)間，則調(diào)整所述偏移以使得所述比較結(jié)果的輸出時(shí)間提前。
[0010]本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路，具備自校準(zhǔn)功能，使用很少的元器件就能夠精確地檢測輸出電流；并且，即使工藝波動很大，溫度波動很大，也能精確檢測電流。與現(xiàn)有的電流檢測方案比較，優(yōu)勢明顯。
【附圖說明】
[0011]圖1為現(xiàn)有技術(shù)的直流-直流變換器及其電流檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0012]圖2為本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0013]圖3為本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0014]圖4為本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖5為圖2中的電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊的另一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路作進(jìn)一步的詳細(xì)描述，但不作為對本發(fā)明的限定。
[0017]如圖2所示，為本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的結(jié)構(gòu)示意圖。本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路包括電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊011和電流比較模塊 012。
[0018]其中，電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊011具有兩個(gè)輸入端，其中一個(gè)輸入端連接到直流-直流變換器的高端開關(guān)管HS和低端開關(guān)管HS之間的節(jié)點(diǎn)SW以接收第一電壓信號Vsw，另一個(gè)輸入端連接到參考電壓端以接收第二電壓信號Vref。電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊011將第一和第二電壓信號Vsw、Vref分別轉(zhuǎn)換為第一和第二電流信號Isw、Iref并輸出。
[0019]電流比較模塊012連接到電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊011的輸出端以接收第一和第二電流信號Isw、Iref,比較第一和第二電流信號Isw、Iref的大小，并輸出比較結(jié)果Po。例如，當(dāng)?shù)谝浑娏餍盘朓sw小于第二電流信號Iref時(shí)輸出第一比較結(jié)果，即Po為正值，當(dāng)?shù)谝浑娏餍盘朓sw等于第二電流信號Iref時(shí)輸出第二比較結(jié)果，即Po為零值，當(dāng)?shù)谝浑娏餍盘朓sw大于第二電流信號Iref時(shí)輸出第三比較結(jié)果，即Po為負(fù)值。
[0020]為了對該電流檢測電路增加自校準(zhǔn)功能，如圖2所示，本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路還包括開關(guān)動作檢測模塊013和校準(zhǔn)模塊014。其中，開關(guān)動作檢測模塊013用于檢測高端開關(guān)管HS和低端開關(guān)管LS的開關(guān)動作，并且在每次開關(guān)動作結(jié)束后輸出時(shí)間窗口信號Vw，例如，開關(guān)動作結(jié)束后輸出具有一定時(shí)長的高電平，其他時(shí)候輸出低電平；校準(zhǔn)模塊014接收到時(shí)間窗口信號Vw時(shí)啟動，例如，當(dāng)Vw信號為高電平時(shí)啟動，判斷比較結(jié)果Po的偏差，并根據(jù)判斷出來的偏差調(diào)整電流比較模塊012的偏移。
[0021]具體地，校準(zhǔn)模塊014根據(jù)比較結(jié)果Po的輸出時(shí)間、以及高端開關(guān)管HS和低端開關(guān)管LS的實(shí)際開關(guān)動作的時(shí)間，來判斷比較結(jié)果Po的偏差:若比較結(jié)果Po的輸出時(shí)間早于實(shí)際開關(guān)動作的時(shí)間，則調(diào)整電流比較模塊012的偏移以使得比較結(jié)果Po的輸出時(shí)間推遲；若比較結(jié)果Po的輸出時(shí)間晚于實(shí)際開關(guān)動作的時(shí)間，則調(diào)整電流比較模塊012的偏移以使得比較結(jié)果Po的輸出時(shí)間提前。此為一次校準(zhǔn)過程。經(jīng)過多次開關(guān)管動作之后的校準(zhǔn)，會使得電流檢測點(diǎn)穩(wěn)定保持在目標(biāo)值，從而使得該電流檢測電路具備自校準(zhǔn)功能。
[0022]由于電流檢測是發(fā)生在整個(gè)系統(tǒng)運(yùn)行中的某一段時(shí)間內(nèi)的，即并不是全部時(shí)間都需要進(jìn)行電流檢測；并且，在不進(jìn)行檢測的時(shí)間段內(nèi)，SW節(jié)點(diǎn)的電壓不確定，有可能造成比較結(jié)果Po出錯(cuò)，因此，本發(fā)明的電流檢測電路需要配合適合的時(shí)序電路才能得到正確的結(jié)果O
[0023]如圖3、4所示，本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路還包括一個(gè)使能模塊010，在需要檢測的時(shí)間段內(nèi)使能電流檢測電路，在不需要檢測的時(shí)間段內(nèi)確保電流檢測電路關(guān)閉。
[0024]如圖3所示，為本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。在該實(shí)施例中，第二電壓信號Vref (即參考電壓)端接GND，則本發(fā)明的電流檢測電路可以用作過零檢測電路。
[0025]其中，使能信號en的電平的高低由系統(tǒng)中的邏輯電路控制，當(dāng)需要對目標(biāo)位置進(jìn)行電流檢測時(shí)，系統(tǒng)中的邏輯電路就要給出高電平的使能信號en，從而電流檢測電路工作；當(dāng)不需要進(jìn)行電流檢測時(shí)，邏輯電路控制使能信號en為低電平，從而電流檢測電路不工作。
[0026]當(dāng)使能信號en輸入高電平時(shí)，X節(jié)點(diǎn)為高電平，Y節(jié)點(diǎn)為低電平；節(jié)點(diǎn)SW和GND的電壓經(jīng)過電壓電流轉(zhuǎn)換模塊011轉(zhuǎn)換為電流后輸入電流比較模塊012 ;電流比較模塊012對輸入的兩個(gè)電流信號進(jìn)行比較。電流比較模塊012輸出的比較結(jié)果Po的初始值為0，Po變?yōu)楦唠娖奖硎緳z測結(jié)束或比較結(jié)束。