開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路及其均值電流檢測(cè)電路的制作方法
【專利摘要】公開(kāi)了開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路及其均值電流檢測(cè)電路。通過(guò)檢測(cè)在導(dǎo)通時(shí)刻和關(guān)斷時(shí)刻檢測(cè)電阻兩端的電壓降，獲得均值電壓。并將均值電壓乘以比例因子以獲得均值電流信息。該均值電流檢測(cè)電路的電路簡(jiǎn)單，效率高且精度也高。
【專利說(shuō)明】開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路及其均值電流檢測(cè)電路

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本實(shí)用新型涉及電子電路，尤其涉及開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路及其均值電流檢測(cè)電路。

【背景技術(shù)】
[0002]在開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路中，常需要了解其輸出電流信息，例如，通過(guò)了解輸出電流信息來(lái)判斷負(fù)載狀況。一種了解輸出電流信息的電路是通過(guò)檢測(cè)流過(guò)輸出電感器的電流的平均值來(lái)實(shí)現(xiàn)的。而現(xiàn)有的均值電流檢測(cè)電路要么電路龐大復(fù)雜，要么需要利用快速電路，如高帶寬的放大器來(lái)實(shí)現(xiàn)，這樣的快速電路將消耗大量功率。
實(shí)用新型內(nèi)容
[0003]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問(wèn)題，本實(shí)用新型的目的在于提供能夠檢測(cè)開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路輸出電流信息的均值電流檢測(cè)電路及其開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路。
[0004]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種用于開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路的均值電流檢測(cè)電路，其中，開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路包括開(kāi)關(guān)電路和控制電路，開(kāi)關(guān)電路包括開(kāi)關(guān)管和輸出電感器，均值電流檢測(cè)電路包括:均值電壓檢測(cè)電路，包括檢測(cè)電阻，檢測(cè)電阻具有第一端和第二端，所述第一端接收流經(jīng)輸出電感器的電感電流，其中，均值電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻檢測(cè)電阻兩端的電壓降，并計(jì)算導(dǎo)通時(shí)刻電壓降和關(guān)斷時(shí)刻電壓降的平均值以獲得均值電壓；以及電壓至電流轉(zhuǎn)換電路，耦接至均值電壓檢測(cè)電路以接收均值電壓，且通過(guò)將均值電壓乘以比例因子獲得均值電流。
[0005]根據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的一種開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路，包括:開(kāi)關(guān)電路，包括開(kāi)關(guān)管和輸出電感器，開(kāi)關(guān)電路接收輸入電壓，并將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓；控制電路，產(chǎn)生控制信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)電路中開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷；以及均值電流檢測(cè)電路。其中，該均值電流檢測(cè)電路包括:均值電壓檢測(cè)電路，包括檢測(cè)電阻，檢測(cè)電阻具有第一端和第二端，所述第一端接收流經(jīng)輸出電感器的電感電流，其中，均值電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻檢測(cè)電阻兩端的電壓降，并計(jì)算導(dǎo)通時(shí)刻電壓降和關(guān)斷時(shí)刻電壓降的平均值以獲得均值電壓；以及電壓至電流轉(zhuǎn)換電路，耦接至均值電壓檢測(cè)電路以接收均值電壓，且通過(guò)將均值電壓乘以比例因子獲得均值電流。
[0006]在本實(shí)用新型的實(shí)施例中，通過(guò)檢測(cè)在導(dǎo)通時(shí)刻和關(guān)斷時(shí)刻檢測(cè)電阻兩端的電壓降，獲得均值電壓；并將均值電壓乘以比例因子以獲得均值電流。該均值電流檢測(cè)電路的電路簡(jiǎn)單，效率高且精度也高。

【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】
[0007]圖1示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路10。
[0008]圖2示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的均值電壓檢測(cè)電路213。
[0009]圖3示出圖2所示開(kāi)關(guān)電路201中下開(kāi)關(guān)管M2的電流波形和導(dǎo)通電壓波形。
[0010]圖4(a)?4(e)示出圖2中所示均值電壓檢測(cè)電路213的工作狀態(tài)圖。
[0011]圖5示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電壓至電流轉(zhuǎn)換電路523。
[0012]圖6示出依據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電壓至電流轉(zhuǎn)換電路623。
[0013]圖7示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路70。
[0014]圖8示出圖7所示控制電路702輸出的信號(hào)波形示意圖。
[0015]圖9(a)?9(c)示出圖7中所示均值電壓檢測(cè)電路723的工作狀態(tài)圖。

【具體實(shí)施方式】
[0016]下面將詳細(xì)描述本實(shí)用新型的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說(shuō)明，并不用于限制本實(shí)用新型。在以下描述中，為了提供對(duì)本實(shí)用新型的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對(duì)于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見(jiàn)的是:不必采用這些特定細(xì)節(jié)來(lái)實(shí)行本實(shí)用新型。在其他實(shí)例中，為了避免混淆本實(shí)用新型，未具體描述公知的電路或材料。
[0017]在整個(gè)說(shuō)明書(shū)中，對(duì)“ 一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“ 一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著:結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本實(shí)用新型至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說(shuō)明書(shū)的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和、或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說(shuō)明的目的，并且附圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件” “連接到”或“耦接”到另一元件時(shí)，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時(shí)，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。
[0018]圖1示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路10。如圖1所示，開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路10包括開(kāi)關(guān)電路101、控制電路102和均值電流檢測(cè)電路103。
[0019]開(kāi)關(guān)電路101包括開(kāi)關(guān)管和輸出電感器L，開(kāi)關(guān)電路101接收輸入電壓VIN且通過(guò)開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷將輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為輸出電壓V0UT。開(kāi)關(guān)電路101可以采用任何適合的電路拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如同步或非同步的降壓式開(kāi)關(guān)電路、正激變換器等等。開(kāi)關(guān)電路101中的開(kāi)關(guān)管可以為任何可控半導(dǎo)體開(kāi)關(guān)器件，例如金屬氧化物半導(dǎo)體場(chǎng)效應(yīng)晶體管(MOSFET)、絕緣柵雙極晶體管(IGBT)等。
[0020]控制電路102產(chǎn)生邏輯信號(hào)CTRL以控制開(kāi)關(guān)電路101中開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷，控制電路102還產(chǎn)生開(kāi)關(guān)信號(hào)SS。在一個(gè)實(shí)施例中，控制電路202可以采用脈沖寬度調(diào)制(PWM)方式或脈沖頻率調(diào)制(PFM)方式，例如，固定導(dǎo)通時(shí)間控制方式或固定關(guān)斷時(shí)間控制方式。
[0021]均值電流檢測(cè)電路103包括均值電壓檢測(cè)電路113和電壓至電流轉(zhuǎn)換電路123。均值電壓檢測(cè)電路113包括檢測(cè)電阻R，其具有第一端和第二端，且第一端接收耦接至開(kāi)關(guān)電路101以接收流經(jīng)輸出電感器L的電感電流Ip電感電流L在檢測(cè)電阻R的兩端產(chǎn)生檢測(cè)電壓V。均值電壓檢測(cè)電路113耦接至控制電路102以接收開(kāi)關(guān)信號(hào)SS，且在開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻，均值電壓檢測(cè)電路113根據(jù)開(kāi)關(guān)信號(hào)SS的控制獲取檢測(cè)電壓V。均值電壓檢測(cè)電路113計(jì)算導(dǎo)通時(shí)刻檢測(cè)電壓和關(guān)斷時(shí)刻檢測(cè)電壓的平均值，以獲得均值電壓Vaver。
[0022]在一個(gè)實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路中的開(kāi)關(guān)管可以包括上開(kāi)關(guān)管和下開(kāi)關(guān)管，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻為上開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻或下開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻。在另一實(shí)施例中，檢測(cè)電阻R可以是開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通電阻，或是與開(kāi)關(guān)管串聯(lián)連接的電阻，或是電感電流込所流過(guò)的通路中的任意電阻。在又一實(shí)施例中，若導(dǎo)通時(shí)刻檢測(cè)電壓和關(guān)斷時(shí)刻檢測(cè)電壓為負(fù)值，均值電壓檢測(cè)電路先將其轉(zhuǎn)換為正值再計(jì)算平均值。
[0023]電壓至電流轉(zhuǎn)換電路123耦接至均值電壓檢測(cè)電路以接收均值電壓Vaver，并將均值電壓Vaver乘以比例因子K，從而產(chǎn)生均值電流Iaver。其中，比例因子K和檢測(cè)電阻R阻值的倒數(shù)成正比。在一個(gè)實(shí)施例中，比例因子K和檢測(cè)電阻R阻值的倒數(shù)相等。這樣，均值電流Iaver為開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路10的實(shí)際輸出電流。
[0024]由于檢測(cè)電阻R兩端的實(shí)時(shí)電壓和流經(jīng)檢測(cè)電阻R的實(shí)時(shí)電流(即電感電流I)成正比，其比例因子即為檢測(cè)電阻R的阻值，因而均值電壓Vaver和電感電流込的平均值成正比。另一方面，由于均值電流Iaver和均值電壓Vaver成正比,而其比例因子和檢測(cè)電阻R阻值的倒數(shù)成正比，因此，即使檢測(cè)電阻R的阻值發(fā)生變化，均值電流Iaver也能夠反映開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路的輸出電流信息。
[0025]圖2示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的均值電壓檢測(cè)電路213。在圖2所示實(shí)施例中，均值電壓檢測(cè)電路213耦接至開(kāi)關(guān)電路201。開(kāi)關(guān)電路201采用降壓式拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，包括上開(kāi)關(guān)管Ml、下開(kāi)關(guān)管M2、輸出電感器L以及輸出電容器C。上開(kāi)關(guān)管Ml具有第一端、第二端和控制端，其中，第一端接收輸入電壓VIN。下開(kāi)關(guān)管M2具有第一端、第二端和控制端,其中，第一端耦接至上開(kāi)關(guān)管Ml的第二端并與上開(kāi)關(guān)管Ml的第二端形成開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW，第二端連接至參考地GND。輸出電感器L具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW。輸出電容器C耦接于輸出電感器L的第二端與參考地GND之間。輸出電容器C兩端的電壓即為開(kāi)關(guān)電路201的輸出電壓VOUT。
[0026]均值電壓檢測(cè)電路213包括開(kāi)關(guān)Sll?S14和S21?S24以及電容器Cl?C3。開(kāi)關(guān)Sll具有第一端和第二端，其第一端耦接至開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW。開(kāi)關(guān)S12具有第一端和第二端，其第一端耦接至開(kāi)關(guān)Sll的第二端，其第二端連接至參考地GND。開(kāi)關(guān)S13具有第一端和第二端，其第一端連接至參考地GND。開(kāi)關(guān)S14具有第一端和第二端，其第一端耦接至開(kāi)關(guān)S13的第二端。電容器Cl具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至開(kāi)關(guān)Sll的第二端，第二端耦接至開(kāi)關(guān)S13的第二端。開(kāi)關(guān)S21具有第一端和第二端，其第一端耦接至開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW。開(kāi)關(guān)S22具有第一端和第二端，其第一端耦接至開(kāi)關(guān)S21的第二端，其第二端連接至參考地GND。開(kāi)關(guān)S23具有第一端和第二端，其第一端耦接至參考地GND。開(kāi)關(guān)S24具有第一端和第二端，其第一端耦接至開(kāi)關(guān)S23的第二端，其第二端耦接至開(kāi)關(guān)S14的第二端并與開(kāi)關(guān)S14的第二端形成均值電壓檢測(cè)電路的輸出端SUM。電容器C2具有第一端和第二端，其中，第一端耦接至開(kāi)關(guān)S21的第二端，第二端耦接至開(kāi)關(guān)S23的第二端，其中，電容器C2的容值和電容器Cl的容值相同。電容器C3耦接于均值電壓檢測(cè)電路的輸出端SUM和參考地GND之間。均值電壓檢測(cè)電路的輸出端SUM處的電壓即為均值電壓檢測(cè)電路213輸出的均值電壓Vaver。
[0027]本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖2所示開(kāi)關(guān)電路只是示例性的，在其它實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)電路可采用其它合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)，如正激變換器。另外，在圖2所示電路中，開(kāi)關(guān)Sll和S21的第一端耦接至開(kāi)關(guān)節(jié)點(diǎn)SW，且開(kāi)關(guān)S13和S23的第一端耦接至參考地GND以檢測(cè)下開(kāi)關(guān)管M2的導(dǎo)通電阻兩端的電壓降。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在另一實(shí)施例中，如前所述，下開(kāi)關(guān)管M2的導(dǎo)通電阻可由其它形式的檢測(cè)電阻代替，該檢測(cè)電阻具有第一端和第二端，其第一端接收輸出電感器L中流過(guò)的電感電流Ip在此實(shí)施例中，開(kāi)關(guān)Sll和S21的第一端耦接至檢測(cè)電阻的第二端，且開(kāi)關(guān)S13和S23的第一端耦接至檢測(cè)電阻的第一端。
[0028]圖3示出圖2所示開(kāi)關(guān)電路201中下開(kāi)關(guān)管M2的電流波形和導(dǎo)通電壓波形，其中Ils代表下開(kāi)關(guān)管M2上流經(jīng)的電流，代表下開(kāi)關(guān)管M2兩端的導(dǎo)通壓降。在圖2和圖3所示圖形中，設(shè)tl為下開(kāi)關(guān)管M2導(dǎo)通的時(shí)刻，t2為下開(kāi)關(guān)管M2關(guān)斷的時(shí)刻，tm為下開(kāi)關(guān)管M2的導(dǎo)通中點(diǎn)時(shí)刻。tl’為tl時(shí)刻起一小段時(shí)間之后的某個(gè)時(shí)刻，t2’時(shí)刻為t2時(shí)刻一小段時(shí)間之前的某個(gè)時(shí)刻。設(shè)下開(kāi)關(guān)管M2在tl時(shí)刻的導(dǎo)通電壓絕對(duì)值為VI，在t2時(shí)刻的導(dǎo)通電壓絕對(duì)值為V2。在tl時(shí)刻，流經(jīng)下開(kāi)關(guān)管M2的電流為Il ;在t2時(shí)刻，流經(jīng)下開(kāi)關(guān)管M2的電流為12。
[0029]在tl時(shí)刻，如圖4(a)所示，將開(kāi)關(guān)Sll和S13導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)S12和S14斷開(kāi)。這樣，電容器Cl采樣下開(kāi)關(guān)管M2兩端的電壓降Vl，由圖2所示電壓Vu的方向可知，電容器Cl第一端處的電壓為-VI，其第二端處的電壓為O。
[0030]在tl’時(shí)刻，如圖4(b)所示，將開(kāi)關(guān)Sll和S13斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)S12導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)S14導(dǎo)通或斷開(kāi)。這樣，在tl’時(shí)刻，電容器Cl將tl時(shí)刻采樣到的電壓降進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換，電容器Cl第一端處的電壓為0，其第二端處的電壓為VI。
[0031]在七2’時(shí)刻，如圖4(0)所示，將開(kāi)關(guān)521和523導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)522和524斷開(kāi)。這樣，電容器C2采樣下開(kāi)關(guān)管M2兩端的電壓降V2，由圖2所示電壓L的方向可知，電容器C2第一端處的電壓為-V2，其第二端處的電壓為O。
[0032]在t2時(shí)亥IJ，如圖4 (d)所示，將開(kāi)關(guān)S21和S23斷開(kāi)，開(kāi)關(guān)S22導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)S24導(dǎo)通或斷開(kāi)。這樣，在t2時(shí)刻，電容器C2將t2’時(shí)刻采樣到的電壓降進(jìn)行方向轉(zhuǎn)換，電容器C2第一端處的電壓為0，其第二端處的電壓為V2。
[0033]在t2時(shí)刻或t2之后且下開(kāi)關(guān)管M2再次導(dǎo)通之前的某一時(shí)刻，如圖4 (e)所示，將開(kāi)關(guān)S12、S14、S22和S24導(dǎo)通，由于電容器Cl和C2的容值相同，則在輸出節(jié)點(diǎn)SUM處得到電壓降Vl和電壓降V2的平均值，即均值電壓Vaver。從而，經(jīng)過(guò)多個(gè)周期后，電容器C3上的電壓即為下開(kāi)關(guān)管M2在導(dǎo)通中點(diǎn)時(shí)刻tm的導(dǎo)通電壓。
[0034]圖5示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的電壓至電流轉(zhuǎn)換電路523。電壓至電流轉(zhuǎn)換電路523包括誤差放大器AMP、晶體管M3、M4以及電流鏡CM。放大器AMP具有同相輸入端、反相輸入端以及輸出端，其同相輸入端耦接至均值電壓檢測(cè)電路113以接收均值電壓Vaver。晶體管M3具有第一端、第二端和控制端，其控制端耦接至放大器AMP的輸出端。晶體管M4具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至晶體管M3的第二端以及誤差放大器AMP的反相輸入端，其第二端連接至參考地GND，其控制端連接至其第一端。晶體管M4的導(dǎo)通電阻和均值電壓檢測(cè)電路113中的檢測(cè)電阻R的阻值成正比，具有比例因子K1。因此，流經(jīng)晶體管M4的電流為Vaver/(K1*R)，電流鏡CM具有第一端和第二端，其第一端耦接至晶體管M3的第一端以接收流經(jīng)晶體管M4的電流，其第二端輸出均值電流Iaver。由電流鏡的工作原理可知，電流鏡CM的第二端輸出的均值電流Iaver即為第一端接收的流經(jīng)晶體管M4的電流，即Iaver = Vaver/(K1*R)。在一個(gè)實(shí)施例中，晶體管M4的導(dǎo)通電阻與檢測(cè)電阻R的阻值相同，貝1J有Iaver = Vaver/R。這樣,均值電流Iaver為開(kāi)關(guān)電路的實(shí)際輸出電流。
[0035]圖6示出依據(jù)本實(shí)用新型另一實(shí)施例的電壓至電流轉(zhuǎn)換電路623。和圖5所示電壓至電流轉(zhuǎn)換電路523相比，圖6所示的電壓至電流轉(zhuǎn)換電路623還包括開(kāi)關(guān)S3和電容C4。開(kāi)關(guān)S3具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接至電流鏡CM的第二端，其控制端從控制電路102接收邏輯信號(hào)以使得開(kāi)關(guān)S3在開(kāi)關(guān)電路101中開(kāi)關(guān)管都關(guān)斷時(shí)關(guān)斷，其第二端輸出均值電流Iaver。電容C4耦接于開(kāi)關(guān)S3的第二端和參考地GND之間。對(duì)于圖6所示的電壓至電流轉(zhuǎn)換電路623，即使當(dāng)降壓式開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路工作在不連續(xù)工作模式時(shí)，其獲得的均值電流精度仍較高。
[0036]圖7示出依據(jù)本實(shí)用新型實(shí)施例的開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路70。如圖7所示，開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路70包括開(kāi)關(guān)電路701、控制電路702以及均值電流檢測(cè)電路703。開(kāi)關(guān)電路701和圖2所示開(kāi)關(guān)電路201結(jié)構(gòu)相同，此處不再詳細(xì)描述。
[0037]控制電路702包括邏輯電路7021、延遲電路7022、脈沖產(chǎn)生電路7023以及反相器INVl和INV2。邏輯電路7021產(chǎn)生邏輯信號(hào)Q。延遲電路7022耦接至邏輯電路7021以接收邏輯信號(hào)Q，并將邏輯信號(hào)Q的下降沿進(jìn)行延時(shí)，從而產(chǎn)生控制信號(hào)QH和QL以分別提供至上開(kāi)關(guān)管Ml和下開(kāi)關(guān)管M2的控制端，通過(guò)控制上開(kāi)關(guān)管Ml和下開(kāi)關(guān)管M2的導(dǎo)通與關(guān)斷將輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為輸出電壓V0UT。脈沖產(chǎn)生電路7023耦接至邏輯電路7021以接收邏輯信號(hào)Q，并在邏輯信號(hào)Q的上升沿時(shí)刻產(chǎn)生脈沖信號(hào)P。反相器INVl耦接至脈沖產(chǎn)生電路7023以接收脈沖信號(hào)P，并產(chǎn)生和脈沖信號(hào)P反相的反相脈沖信號(hào)P’。反相器INV2耦接至邏輯電路7021以接收邏輯信號(hào)Q，并產(chǎn)生和邏輯信號(hào)Q反相的反相邏輯信號(hào)Q’。本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，圖7所示控制電路702只是示例性的，在其它實(shí)施例中，控制電路可采用其它合適的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)。
[0038]圖8示出圖7所示控制電路702輸出的信號(hào)波形圖。圖8所示信號(hào)波形從上至下依次示出邏輯信號(hào)Q，反相邏輯信號(hào)Q’，控制信號(hào)QH和QL，脈沖信號(hào)P和反相脈沖信號(hào)P’。
[0039]均值電流檢測(cè)電路703包括均值電壓檢測(cè)電路713以及電壓至電流轉(zhuǎn)換電路723。電壓至電流轉(zhuǎn)換電路723和圖5所示電壓至電流轉(zhuǎn)換電路523結(jié)構(gòu)相似，此處不再詳細(xì)描述。
[0040]均值電壓檢測(cè)電路713和圖2所示均值電壓檢測(cè)電路213的結(jié)構(gòu)相類似，對(duì)其相同的部分，此處不再詳細(xì)描述。和圖2所示均值電壓檢測(cè)電路213所不同的地方在于，在均值電壓檢測(cè)電路713中，開(kāi)關(guān)Sll的控制端接收脈沖信號(hào)P ;開(kāi)關(guān)S12的控制端接收反相脈沖信號(hào)P’ ；開(kāi)關(guān)S13的控制端接收脈沖信號(hào)P ;開(kāi)關(guān)S14的控制端接收反相邏輯信號(hào)Q’ ；開(kāi)關(guān)S21的控制端接收邏輯信號(hào)Q ;開(kāi)關(guān)S22的控制端接收反相邏輯信號(hào)Q’;開(kāi)關(guān)S23的控制端接收邏輯信號(hào)Q ;開(kāi)關(guān)S24的控制端接收反相邏輯信號(hào)Q’。電壓至電流轉(zhuǎn)換電路723和圖5所示電壓至電流轉(zhuǎn)換電路523的結(jié)構(gòu)相類似，此處不再詳細(xì)描述。
[0041]接下來(lái)，將對(duì)均值電壓檢測(cè)電路713的工作原理進(jìn)行詳細(xì)描述。設(shè)在tl時(shí)刻，開(kāi)關(guān)Sll?S14以及S21?S24具有第一狀態(tài)MODl ;在tl’時(shí)刻以及t2’時(shí)刻，開(kāi)關(guān)Sll?S14以及S21?S24具有第二狀態(tài)M0D2 ;在t2時(shí)刻，開(kāi)關(guān)Sll?S14以及S21?S24具有第三狀態(tài)M0D3。
[0042]如圖9 (a)所不,在MODl狀態(tài)下,邏輯信號(hào)Q和脈沖信號(hào)P為高電平，反相邏輯信號(hào)Q’和反相脈沖信號(hào)P’為低電平，從而使開(kāi)關(guān)Sll、S13、S21和S23導(dǎo)通，且開(kāi)關(guān)S12、S14、S22和S24關(guān)斷。從而，電容器Cl與下開(kāi)關(guān)管M2并聯(lián)，采樣下開(kāi)關(guān)管M2上的導(dǎo)通電壓，電容器Cl第一端處的電壓為-VI，其第二端處的電壓為O。
[0043]如圖9(b)所示，在M0D2狀態(tài)下，邏輯信號(hào)Q和反相脈沖信號(hào)P’為高電平，反相邏輯信號(hào)Q’和脈沖信號(hào)P為低電平，從而使開(kāi)關(guān)S12、S21和S23導(dǎo)通，且開(kāi)關(guān)S11、S13、S14、S22和S24關(guān)斷。由于開(kāi)關(guān)S12的第二端連接至參考地GND，且電容器Cl上的電壓不能突變，因而電容器Cl的第二端提供正電壓VI，且該正電壓Vl被保持。另外，在M0D2狀態(tài)下，電容器C2采樣下開(kāi)關(guān)管M2上的導(dǎo)通電壓，則在t2’時(shí)刻，電容器C2第一端處的電壓為-V2，其第二端處的電壓為O。
[0044]如圖9 (C)所示，在M0D3狀態(tài)下，邏輯信號(hào)Q和脈沖信號(hào)P為低電平，反相邏輯信號(hào)Q’和反相脈沖信號(hào)P’為高電平，從而開(kāi)關(guān)S12、S14、S22和S24導(dǎo)通，且使開(kāi)關(guān)Sll、S13、S21和S23關(guān)斷。由于開(kāi)關(guān)S22的第二端連接至參考地GND，且電容器C2上的電壓不能突變，因而電容器C2的第二端提供正電壓V2。并且，在輸出節(jié)點(diǎn)SUM處得到電壓Vl和電壓V2的平均值。從上述分析可見(jiàn)，均值電壓檢測(cè)電路713檢測(cè)下開(kāi)關(guān)管M2在導(dǎo)通時(shí)刻tl和關(guān)斷時(shí)刻t2兩處的電壓值，并將其轉(zhuǎn)換成為中點(diǎn)時(shí)刻tm的電壓值。從而，經(jīng)過(guò)多個(gè)周期后，電容器C3上的電壓即為均值電壓Vaver。
[0045]雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本實(shí)用新型，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說(shuō)明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本實(shí)用新型能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離實(shí)用新型的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。
【權(quán)利要求】
1.一種用于開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路的均值電流檢測(cè)電路，開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路包括開(kāi)關(guān)電路和控制電路，開(kāi)關(guān)電路包括開(kāi)關(guān)管和輸出電感器，其特征在于，均值電流檢測(cè)電路包括: 均值電壓檢測(cè)電路，包括檢測(cè)電阻，檢測(cè)電阻具有第一端和第二端，所述第一端接收流經(jīng)輸出電感器的電感電流，其中，均值電壓檢測(cè)電路分別檢測(cè)開(kāi)關(guān)管在導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻檢測(cè)電阻兩端的電壓降，并計(jì)算導(dǎo)通時(shí)刻電壓降和關(guān)斷時(shí)刻電壓降的平均值以獲得均值電壓；以及 電壓至電流轉(zhuǎn)換電路，耦接至均值電壓檢測(cè)電路以接收均值電壓，且通過(guò)將均值電壓乘以比例因子獲得均值電流。
2.如權(quán)利要求1所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，比例因子和檢測(cè)電阻阻值的倒數(shù)成正比。
3.如權(quán)利要求1所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，檢測(cè)電阻是開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通電阻、與開(kāi)關(guān)管串聯(lián)連接的電阻或電感電流所流經(jīng)通路中的電阻。
4.如權(quán)利要求1所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，開(kāi)關(guān)電路包括上開(kāi)關(guān)管和下開(kāi)關(guān)管，上開(kāi)關(guān)管具有第一端和第二端，所述第一端接收輸入電壓，下開(kāi)關(guān)管具有第一端和第二端，所述第一端耦接至上開(kāi)關(guān)管的第二端，所述第二端耦接至參考地，開(kāi)關(guān)管導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻為上開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻或下開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)刻。
5.如權(quán)利要求1所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，均值電壓檢測(cè)電路包括: 第一開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端耦接至檢測(cè)電阻的第二端； 第二開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端耦接至第一開(kāi)關(guān)的第二端，第二端連接至參考地； 第三開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端連接至檢測(cè)電阻的第一端； 第四開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端耦接至第三開(kāi)關(guān)的第一端； 第一電容，耦接于第一開(kāi)關(guān)的第二端與第三開(kāi)關(guān)的第二端之間； 第五開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端耦接至檢測(cè)電阻的第二端； 第六開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端耦接至第五開(kāi)關(guān)的第二端，第二端連接至參考地； 第七開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端連接至檢測(cè)電阻的第一端； 第八開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端耦接至第七開(kāi)關(guān)的第二端，第二端耦接至第四開(kāi)關(guān)的第二端； 第二電容，耦接于第五開(kāi)關(guān)的第二端與第七開(kāi)關(guān)的第二端之間；以及第三電容，具有第一端和第二端，第一端耦接至第四開(kāi)關(guān)的第二端且作為均值電壓檢測(cè)電路的輸出端以提供均值電壓，第二端連接至參考地。
6.如權(quán)利要求5所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，控制電路包括: 邏輯電路，產(chǎn)生邏輯信號(hào)以控制第五開(kāi)關(guān)和第七開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷； 延遲電路，耦接至邏輯電路以接收邏輯信號(hào)，并將邏輯信號(hào)的下降沿進(jìn)行延遲得到延遲信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷； 脈沖產(chǎn)生電路，耦接至邏輯電路以接收邏輯信號(hào)，并依據(jù)邏輯信號(hào)產(chǎn)生脈沖信號(hào)以控制第一開(kāi)關(guān)和第三開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷； 第一反相器，耦接至脈沖產(chǎn)生電路以接收脈沖信號(hào)，并依據(jù)脈沖信號(hào)產(chǎn)生反相脈沖信號(hào)以控制第二開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷；以及 第二反相器，耦接至邏輯電路以接收邏輯信號(hào)，并依據(jù)邏輯信號(hào)產(chǎn)生反相邏輯信號(hào)以控制第四開(kāi)關(guān)、第六開(kāi)關(guān)和第八開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷。
7.如權(quán)利要求1所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，電壓至電流轉(zhuǎn)換電路包括: 誤差放大器，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，第一輸入端稱接至均值電壓檢測(cè)電路以接收均值電壓； 第一晶體管，具有第一端、第二端和控制端，控制端耦接至誤差放大器的輸出端，第二端耦接至誤差放大器的第二輸入端； 第二晶體管，具有第一端、第二端和控制端，第一端耦接至控制端并耦接至第一晶體管的第二端，第二端連接至參考地；以及 電流鏡，具有第一端和第二端，第一端耦接至第一晶體管的第一端，第二端提供均值電流。
8.如權(quán)利要求7所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，電壓至電流轉(zhuǎn)換電路還包括: 第九開(kāi)關(guān)，具有第一端和第二端，第一端耦接至電流鏡的第二端，第二端提供均值電流，其中，第九開(kāi)關(guān)在上開(kāi)關(guān)管和下開(kāi)關(guān)管均關(guān)斷時(shí)關(guān)斷；以及第四電容，耦接于第九開(kāi)關(guān)的第二端和參考地之間。
9.如權(quán)利要求7所述的均值電流檢測(cè)電路，其特征在于，第二晶體管的導(dǎo)通電阻和檢測(cè)電阻阻值的倒數(shù)成正比。
10.一種開(kāi)關(guān)調(diào)節(jié)電路，其特征在于，包括: 開(kāi)關(guān)電路，包括開(kāi)關(guān)管和輸出電感器，開(kāi)關(guān)電路接收輸入電壓，并將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓； 控制電路，產(chǎn)生控制信號(hào)以控制開(kāi)關(guān)電路中開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)斷；以及 如權(quán)利要求第I至9中任一項(xiàng)所述的均值電流檢測(cè)電路。
【文檔編號(hào)】G01R19/00GK203967977SQ201420355830
【公開(kāi)日】2014年11月26日 申請(qǐng)日期:2014年6月30日 優(yōu)先權(quán)日:2014年6月30日
【發(fā)明者】李伊珂 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司