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      用于直流-直流變換器的電流檢測(cè)電路的制作方法

      文檔序號(hào):9430904閱讀:659來源:國知局
      用于直流-直流變換器的電流檢測(cè)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(cè)電路,特別涉及一種用于直流-直流變換器的電流檢測(cè)電路。
      【背景技術(shù)】
      [0002]直流-直流變換器10用于對(duì)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(chǔ)能特性,周期性的把輸入電源能量傳輸?shù)捷敵?,而自身只消耗極小一部分功耗。
      [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(cè)電路檢測(cè)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(duì)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(dòng)模塊13。其中,邏輯和驅(qū)動(dòng)模塊13對(duì)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(dòng)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(cè)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(cè)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(cè)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(duì)電阻阻值要求苛刻,不易實(shí)現(xiàn),且采樣信號(hào)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(cè)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(cè)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(hào),另一個(gè)輸入端連接到參考電壓端以接收第二電壓信號(hào),所述電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊將所述第一和第二電壓信號(hào)分別轉(zhuǎn)換為第一和第二電流信號(hào)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(hào),比較所述第一和第二電流信號(hào)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(dòng)作檢測(cè)模塊和校準(zhǔn)模塊,所述開關(guān)動(dòng)作檢測(cè)模塊用于檢測(cè)所述高端開關(guān)管和低端開關(guān)管的開關(guān)動(dòng)作,并且在每次開關(guān)動(dòng)作結(jié)束后輸出時(shí)間窗口信號(hào);所述校準(zhǔn)模塊接收到所述時(shí)間窗口信號(hào)時(shí)啟動(dòng),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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(cè)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(cè)輸出電流;并且,即使工藝波動(dòng)很大,溫度波動(dòng)很大,也能精確檢測(cè)電流。與現(xiàn)有的電流檢測(cè)方案比較,優(yōu)勢(shì)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(cè)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(cè)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(cè)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(cè)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(duì)本發(fā)明的用于直流-直流變換器的電流檢測(cè)電路作進(jìn)一步的詳細(xì)描述,但不作為對(duì)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(cè)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(cè)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(hào)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(hào)Vref。電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊011將第一和第二電壓信號(hào)Vsw、Vref分別轉(zhuǎn)換為第一和第二電流信號(hào)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(hào)Isw、Iref,比較第一和第二電流信號(hào)Isw、Iref的大小,并輸出比較結(jié)果Po。例如,當(dāng)?shù)谝浑娏餍盘?hào)Isw小于第二電流信號(hào)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?hào)Isw等于第二電流信號(hào)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?hào)Isw大于第二電流信號(hào)Iref時(shí)輸出第三比較結(jié)果,即Po為負(fù)值。
      [0020]為了對(duì)該電流檢測(cè)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(cè)電路還包括開關(guān)動(dòng)作檢測(cè)模塊013和校準(zhǔn)模塊014。其中,開關(guān)動(dòng)作檢測(cè)模塊013用于檢測(cè)高端開關(guān)管HS和低端開關(guān)管LS的開關(guān)動(dòng)作,并且在每次開關(guān)動(dòng)作結(jié)束后輸出時(shí)間窗口信號(hào)Vw,例如,開關(guān)動(dòng)作結(jié)束后輸出具有一定時(shí)長(zhǎng)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(hào)Vw時(shí)啟動(dòng),例如,當(dāng)Vw信號(hào)為高電平時(shí)啟動(dòng),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(dòng)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(dòng)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(dòng)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(dòng)作之后的校準(zhǔn),會(huì)使得電流檢測(cè)點(diǎn)穩(wěn)定保持在目標(biāo)值,從而使得該電流檢測(cè)電路具備自校準(zhǔn)功能。
      [0022]由于電流檢測(cè)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(cè);并且,在不進(jìn)行檢測(cè)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(cè)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(cè)電路還包括一個(gè)使能模塊010,在需要檢測(cè)的時(shí)間段內(nèi)使能電流檢測(cè)電路,在不需要檢測(cè)的時(shí)間段內(nèi)確保電流檢測(cè)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(cè)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(hào)Vref (即參考電壓)端接GND,則本發(fā)明的電流檢測(cè)電路可以用作過零檢測(cè)電路。
      [0025]其中,使能信號(hào)en的電平的高低由系統(tǒng)中的邏輯電路控制,當(dāng)需要對(duì)目標(biāo)位置進(jìn)行電流檢測(cè)時(shí),系統(tǒng)中的邏輯電路就要給出高電平的使能信號(hào)en,從而電流檢測(cè)電路工作;當(dāng)不需要進(jìn)行電流檢測(cè)時(shí),邏輯電路控制使能信號(hào)en為低電平,從而電流檢測(cè)電路不工作。
      [0026]當(dāng)使能信號(hào)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(duì)輸入的兩個(gè)電流信號(hào)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(cè)結(jié)束或比較結(jié)束。
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