專利名稱：開關(guān)變換器電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及開關(guān)變換器電路，更具體地說(shuō)，本實(shí)用新型涉及開關(guān)變換器電路中的電流檢測(cè)電路。
背景技術(shù)：
如今的開關(guān)變換器電路通常將電流引入控制環(huán)路中，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)電壓電流雙環(huán)控制，因此需要用到電流檢測(cè)及控制技術(shù)。在采用自適應(yīng)電壓定位(Adaptive VoltagePosition)控制和和電流過(guò)流保護(hù)(Over Current Protection)控制的開關(guān)變換器電路中，
電流的檢測(cè)和控制尤其重要。自適應(yīng)電壓定位控制是近幾年來(lái)在開關(guān)變換器電路中應(yīng)用相當(dāng)廣泛的控制方法。采用自適應(yīng)電壓定位控制的開關(guān)變換器電路具有較好的瞬態(tài)特性。自適應(yīng)電壓定位控制的基本數(shù)學(xué)關(guān)系可參看圖I。如圖I所示，其縱坐標(biāo)為穩(wěn)壓器輸出電壓V0,橫坐標(biāo)為穩(wěn)壓器輸出電流Ic并且穩(wěn)壓器輸出電壓\與輸出電流Itj呈函數(shù)關(guān)系V0 = Vsst-P*10(I)其中R為其變化斜率，Vset, R均為定值。圖2A是現(xiàn)有的自適應(yīng)電壓定位控制電路的電感電流檢測(cè)電路。如圖2A所示，開關(guān)變換器電路通過(guò)并聯(lián)在電感L上的電容Cs和電阻Rs來(lái)檢測(cè)電感直流電阻DCR (directcurrent resistor)中的電流,從而實(shí)現(xiàn)檢測(cè)輸出電流的目的。具體原理如下當(dāng)時(shí)間常數(shù)CsXRs等于時(shí)間常數(shù)L/DCR時(shí)，電容Cs上的電壓Vcs等于電感直流電阻DCR上的電壓，SPVcs=iLXDCR(2)電感電流k與Vcs/DCR成正比。當(dāng)電感L選定后，電感直流電阻DCR是確定的，因此通過(guò)檢測(cè)電容Cs上的電壓Vcs即可確定電感電流k的值。然而，圖2A中的電路需要芯片提供兩個(gè)額外的引腳接收電容Cs兩端電壓差；并且，電感直流電阻DCR會(huì)隨著溫度的變化而變化，這將會(huì)影響電感電流值的檢測(cè)。圖2B示出了電感電流中間值采樣電路中的各信號(hào)波形，其中k代表電感電流，Spulse代表樣脈沖，is代表采樣電流。電感電流中間值采樣電路在下功率管開啟時(shí)段的中間時(shí)間點(diǎn)采樣下功率管中的電流，然后將采樣得到的電流值保持到下個(gè)周期采樣時(shí)。通過(guò)這個(gè)方法采樣得到的電流值近似于電感電流平均值。然而采樣保持電路將會(huì)在反饋環(huán)路中產(chǎn)生較大的延遲，從而影響電路的瞬態(tài)特性。

實(shí)用新型內(nèi)容本實(shí)用新型的目的在于解決現(xiàn)有技術(shù)的上述問(wèn)題，提供一種適用于開關(guān)變換器電路的電流檢測(cè)電路，該電流檢測(cè)電路具有結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、精度高，且無(wú)需芯片提供額外引腳等優(yōu)點(diǎn)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)變換器電路，包括功率級(jí)電路，包括串聯(lián)耦接的第一功率管和第二功率管，所述功率級(jí)電路接收輸入電壓，在所述第一功率管和所述第二功率管之間的節(jié)點(diǎn)提供輸出電壓；實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路，具有輸入端和第一輸出端，該輸入端耦接至所述第一功率管，在所述第一輸出端提供表征第一功率管開啟時(shí)所述第一功率管上的電流的實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)；虛擬電流檢測(cè)電路，在其輸出端提供表征第二功率管上的電流的虛擬電流檢測(cè)信號(hào)；檢測(cè)電容，第一端接地，第二端可選擇地耦接至所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路的第一輸出端和所述虛擬電流檢測(cè)電路的輸出端，當(dāng)?shù)谝还β使荛_啟時(shí)接收實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)?shù)诙β使荛_啟時(shí)接收虛擬電流檢測(cè)信號(hào)；控制器，其輸入端耦接到所述檢測(cè)電容的所述第二端，在其第一輸出端產(chǎn)生第一控制信號(hào)，在其第二輸出端產(chǎn)生第二控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器，其第一輸入端和第二輸入端分別耦接至控制器的第一輸出端和第二輸出端，分別接收所述第一控制信號(hào)和所述第二控制信號(hào)，其第一輸出端耦接至所述第一功率管的控制端，其第二輸出端耦接至所述第二功率管的控制端。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述開關(guān)變換器電路還包括第一檢測(cè)開關(guān)，耦接在所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路的輸出端和所述檢測(cè)電容的第二端之間，所述第一檢測(cè)開關(guān)的控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端，所述第一檢測(cè)開關(guān)在所述第一功率管開啟時(shí)閉合，將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)耦合到所述檢測(cè)電容上；第二檢測(cè)開關(guān)，耦接在所述虛擬電流檢測(cè)電路的輸出端和所述檢測(cè)電容的第二端之間，所述第二檢測(cè)開關(guān)的控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第二輸出端，所述第二檢測(cè)開關(guān)在所述第二功率管開啟時(shí)閉合，將虛擬電流檢測(cè)信號(hào)耦合到所述檢測(cè)電容上。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述開關(guān)變換器電路還包括選擇開關(guān)，耦接在所述檢測(cè)電容與實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路和所述虛擬電流檢測(cè)電路二者之間，第一控制端耦接耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端，第二控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第二輸出端，當(dāng)所述第一功率管開啟時(shí)，所述選擇開關(guān)連接實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路和檢測(cè)電容，將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容上，當(dāng)所述第二功率管開啟時(shí)，所述選擇開關(guān)連接虛擬電流檢測(cè)電路和檢測(cè)電容，將虛擬電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容上。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述虛擬電流檢測(cè)電路包括電流源，該電流源一端接地，另一端提供所述虛擬電路檢測(cè)信號(hào)。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述開關(guān)變換器電路還包括電阻器，該電阻器的一端耦接至所述電流源的控制端，另一端接地。根據(jù)本實(shí)用新型的實(shí)施例，所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路還具備第二輸出端和第三輸出端，所述虛擬電流檢測(cè)電路還具備第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端，所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路的第二輸出端和第三輸出端分別連接至所述虛擬電流檢測(cè)電路的第二輸入端和第三輸入端，在第一功率管開啟時(shí)將表征流過(guò)第一功率管的電流峰值的最大值信號(hào)和表征流過(guò)第一功率管的電流谷值的最小值信號(hào)提供給所述虛擬電流檢測(cè)電路，并且所述虛擬電流檢測(cè)電路的第一輸出端接收一個(gè)表征第二功率管開啟時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間信號(hào)，當(dāng)?shù)诙β使荛_啟時(shí)，在其輸出端提供表示所述最大值信號(hào)與所述最小值信號(hào)之間的差除以所述時(shí)間信號(hào)的商的信號(hào)，作為虛擬電流檢測(cè)信號(hào)。

圖I為自適應(yīng)電壓定位控制的基本數(shù)學(xué)關(guān)系圖；圖2A是現(xiàn)有的自適應(yīng)電壓定位控制電路的電感電流檢測(cè)電路的示意圖；圖2B示出了電感電流中間值采樣電路中的各信號(hào)波形；[0020]圖3為采用本實(shí)用新型一實(shí)施例的電感電流檢測(cè)電路的開關(guān)變換器電路100的示意圖；圖4為開關(guān)變換器電路100中電流檢測(cè)信號(hào)Is，第一功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和第二功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Qs的波形的示意圖；圖5為采用本實(shí)用新型一實(shí)施例的電感電流檢測(cè)電路的開關(guān)變換器電路200的示意圖；圖6為采用本實(shí)用新型一實(shí)施例的電感電流檢測(cè)電路的開關(guān)變換器電路300的示意圖；圖7為開關(guān)變換器電路300中電流檢測(cè)信號(hào)Is，第一功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和第二功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Qs的波形的示意圖；圖8為采用本實(shí)用新型一實(shí)施例的電感電流檢測(cè)電路的開關(guān)變換器電路400的示意圖。
具體實(shí)施方式
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、材料或方法。在整個(gè)說(shuō)明書中，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。圖3為采用本實(shí)用新型一實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的開關(guān)變換器電路100的示意圖。如圖3所示，開關(guān)變換器電路100包括功率級(jí)電路，所述功率級(jí)電路包括串聯(lián)耦接的第一功率管101和第二功率管102，所述功率級(jí)電路接收輸入電壓VIN，在驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和Gu的控制下將輸入電壓轉(zhuǎn)換成輸出電壓提供給負(fù)載，在第一功率管101和第二功率管102之間的節(jié)點(diǎn)提供該輸出電壓；實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103，具有輸入端和第一輸出端，其輸入端耦接至第二功率管102，當(dāng)?shù)诙β使?02開啟時(shí)，所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103檢測(cè)第二功率管102上的電流，并且提供表征第二功率管102上的電流的實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)到其輸出端；虛擬電流檢測(cè)電路105，當(dāng)?shù)谝还β使?01開啟時(shí)，所述虛擬電流檢測(cè)電路105在其輸出端提供表征第一功率管101上的電流的虛擬電流檢測(cè)信號(hào)；檢測(cè)電容107，第一端接地，第二端可選擇地耦接至所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103的第一輸出端和虛擬電流檢測(cè)電路105的輸出端，當(dāng)?shù)诙β使?02開啟時(shí)，所述檢測(cè)電容107耦接至所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103，以接收實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)?shù)谝还β使?01開啟時(shí)，所述檢測(cè)電容107耦接至所述虛擬電流檢測(cè)電路105，以接收虛擬電流檢測(cè)信號(hào)，基于所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)和虛擬電流檢測(cè)信號(hào)，所述檢測(cè)電容107提供電流檢測(cè)信號(hào)；控制器108，輸入端耦接到所述檢測(cè)電容107的第二端，接收電流檢測(cè)信號(hào)，并基于電流檢測(cè)信號(hào)，在其第一輸出端產(chǎn)生第一控制信號(hào)，在其第二輸出端產(chǎn)生第二控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)器109，其第一輸入端和第二輸入端分別耦接至控制器108的第一輸出端和第二輸出端，分別接收所述第一控制信號(hào)和第二控制信號(hào)，并基于所述第一和第二控制信號(hào)，提供驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和Gu到所述功率級(jí)電路。例如，驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端耦接至第一功率管的控制端，其第二輸出端耦接至第二功率管的控制端。在圖3所示實(shí)施例中，開關(guān)變換器電路100還包括第一檢測(cè)開關(guān)104，耦接在所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103的輸出端和檢測(cè)電容107的第二端之間，所述第一檢測(cè)開關(guān)的控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端，當(dāng)所述第二功率管102開啟時(shí)，所述第一檢測(cè)開關(guān)104閉合，將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容107上；第二檢測(cè)開關(guān)106，耦接在虛擬電流檢測(cè)電路105的輸出端和檢測(cè)電容107的第二端之間，述第二檢測(cè)開關(guān)的控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第二輸出端，當(dāng)所述第一功率管101開啟時(shí)，所述第二檢測(cè)開關(guān)106閉合，將虛擬電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容107上。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，所述第一檢測(cè)開關(guān)104和第二檢測(cè)開關(guān)106可以由選擇開關(guān)來(lái)替代。該選擇開關(guān)可以耦接至檢測(cè)電容107與實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103和虛擬電流檢測(cè)電路105 二者之間。第一控制端耦接耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端，第二控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第二輸出端。當(dāng)所述的第二功率管102開啟時(shí)，所述選擇開關(guān)連接實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103和檢測(cè)電容107，將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容107上；當(dāng)所述第一功率管101開啟時(shí)，所述選擇開關(guān)連接虛擬電流檢測(cè)電路105和檢測(cè)電容107，將虛擬電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容107上。在一個(gè)實(shí)施例中，所述虛擬電流檢測(cè)電路105包括電流源10。該電流源10 —端接地，另一端提供該虛擬電路檢測(cè)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)變換器電路100還包括片外電阻110。該電阻器的一端耦接至所述電流源的控制端，另一端接地。通過(guò)改變電阻110的阻值，可以調(diào)節(jié)虛擬電流檢測(cè)電路105中的電流源10的電流。圖4為開關(guān)變換器電路100中的電流檢測(cè)信號(hào)Is，第一功率管101的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和第二功率管102的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gu的波形示意圖。下面結(jié)合圖3和圖4詳細(xì)闡述圖3中的開關(guān)變換器電路100的工作原理。圖3中所示實(shí)施例中，第一功率管101和第二功率管102均采用N型場(chǎng)效應(yīng)管來(lái)實(shí)現(xiàn)，并且第一功率管101和第二功率管102是同步開關(guān)管，兩者交替導(dǎo)通，因此驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和Gu相位正好相反。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)該知道，第一功率管101和第二功率管102均可以采用N型場(chǎng)效應(yīng)管，P型場(chǎng)效應(yīng)管，二極管或三極管來(lái)實(shí)現(xiàn)。當(dāng)采用不同的晶體管時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)有可能是同相也有可能是反相的。例如當(dāng)?shù)谝还β使?01采用P型場(chǎng)效應(yīng)管，而第二功率管米用N型場(chǎng)效應(yīng)管時(shí),驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和G15就是同相的，即當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和G15為低電平時(shí)，第一功率管101開啟，第二功率管102關(guān)閉，開關(guān)變換器電路的電感中的電流等同于第一功率管101中的電流，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和Gu為高電平時(shí)，第一功率管101關(guān)閉，第二功率管102開啟，電感中的電流等同于第二功率管102中的電流；當(dāng)?shù)谝还β使?01采用P型場(chǎng)效應(yīng)管，而第二功率管采用二極管時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gu就不再需要了，即當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs為低電平時(shí)，第一功率管101開啟，電感中的電流等同于第一功率管101中的電流，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs為高電平時(shí)，第一功率管101關(guān)閉，電感中的電流等同于第二功率管102中的電流。圖4中，當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs為低電平，驅(qū)動(dòng)信號(hào)k為高電平時(shí)，第一功率管101關(guān)閉，第二功率管102開啟。此時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)電路103檢測(cè)流過(guò)第二功率管102的電流，輸出實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)；同時(shí)第一檢測(cè)開關(guān)104閉合，將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容107上。由于此時(shí)第二功率管102中的電流是以一定斜率下降的，因此電流檢測(cè)信號(hào)以及檢測(cè)電容107上的電壓也以相同的斜率下降，如圖4中波形Is的實(shí)線段所示。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs為高電平，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gu為低電平時(shí)，第一功率管101開啟，第二功率管102關(guān)閉，同時(shí)第二檢測(cè)開關(guān)106閉合，虛擬檢測(cè)電路103中的電流源10給檢測(cè)電容107充電，檢測(cè)電容107上的電壓以一定的斜率上升，相當(dāng)于虛擬檢測(cè)電路105向檢測(cè)電容107輸出一個(gè)虛擬電流檢測(cè)信號(hào)，如圖4中波形Is的虛線所示。通過(guò)調(diào)整電流源10的電流和檢測(cè)電容107的值，可以使檢測(cè)電容107上的電壓跟隨第一功率管101中的電流的上升斜率，并且具有和實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)相一致的幅值。通過(guò)上述描述可以知道，檢測(cè)電容107上的電壓即為電流檢測(cè)信號(hào)Is，可以在整個(gè)周期內(nèi)完全反映第一功率管101和第二功率管102中的電流。實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路103為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的電路結(jié)構(gòu)，在此處不作詳細(xì)說(shuō)明。如圖4所示，電流檢測(cè)信號(hào)Is具有最大值Ipeak和最小值Ivalley,因此當(dāng)?shù)谝还β使?01開啟時(shí)，虛擬電流檢測(cè)信號(hào)的斜率可以根據(jù)下式確定(3)其中Lnss為第一功率管開啟的時(shí)長(zhǎng)。圖5為采用本實(shí)用新型一實(shí)施例的電感電流檢測(cè)電路的開關(guān)變換器電路200的示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，圖5中的虛擬電流檢測(cè)電路205實(shí)現(xiàn)以上等式(3)中的功能，即根據(jù)第二功率管中的電流峰值Ipeak，谷值Ivalley以及第一功率管的開啟時(shí)長(zhǎng)t。-產(chǎn)生斜率為di/dt的虛擬電流檢測(cè)信號(hào)。具體來(lái)說(shuō)，開關(guān)變換器電路200與開關(guān)變換器電路100的區(qū)別在于實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路和虛擬電流檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)和連接方式不同。即當(dāng)?shù)诙β使?02開啟時(shí)，實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路203除了提供實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)外，還提供表征流過(guò)第二功率管202的電流峰值的最大值信號(hào)Ipeak和表征流過(guò)第二功率管202的電流谷值的最小值信號(hào)Ivalley ;虛擬電流檢測(cè)電路205接收所述最大值信號(hào)Ipeak，所述最小值信號(hào)Ivalley以及表征第一功率管201開啟時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間信號(hào)t。-，當(dāng)?shù)谝还β使?01開啟時(shí)，基于所述最大值信號(hào)Ipeak，所述最小值信號(hào)Ivalley以及所述時(shí)間信號(hào)t?！?，所述虛擬電流檢測(cè)電路205提供虛擬電流檢測(cè)信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，所述表征第一功率管201開啟時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間信號(hào)t?！歉鶕?jù)上一周期中第一功率管201開啟時(shí)長(zhǎng)得到的。與開關(guān)變換器電路100類似，開關(guān)變換器電路200通過(guò)選擇開關(guān)或者第一檢測(cè)開關(guān)和第二檢測(cè)開關(guān)將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)和虛擬電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容207上。因此，檢測(cè)電容207上將產(chǎn)生表征整個(gè)周期內(nèi)的第一功率管201和第二功率管202中的電流的電流檢測(cè)信號(hào)I s。控制器208耦接到檢測(cè)電容207，接收電流檢測(cè)信號(hào)I s，基于該電流檢測(cè)信號(hào)Is,輸出控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)器209。驅(qū)動(dòng)器將控制信號(hào)加強(qiáng)后輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和G15來(lái)控制第一功率管201和第二功率管202。圖6為采用本實(shí)用新型一實(shí)施例的電流檢測(cè)電路的開關(guān)變換器電路300。與圖3中的開關(guān)變換器電路100相比，圖6中的實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路303的輸入端耦接至第一功率管301，當(dāng)?shù)谝还β使?01開啟時(shí)，所述實(shí)時(shí)檢測(cè)電路303檢測(cè)第一功率管301上的電流，并且提供表征流過(guò)第一功率管301的電流的實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)到其輸出端；當(dāng)?shù)诙β使?02開啟時(shí)，虛擬電流檢測(cè)電路305提供表征流過(guò)第二功率管302上的電流的虛擬電流檢測(cè)信號(hào)到其輸出端。檢測(cè)電容307可選擇地耦接至所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路303的輸出端和虛擬電流檢測(cè)電路305的輸出端，當(dāng)?shù)谝还β使?01開啟時(shí)，所述檢測(cè)電容307耦接至所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路303，以接收實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)?shù)诙β使?02開啟時(shí)，所述檢測(cè)電容307耦接至所述虛擬電流檢測(cè)電路305，以接收虛擬電流檢測(cè)信號(hào)，基于所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)和虛擬電流檢測(cè)信號(hào)，所述檢測(cè)電容307提供電流檢測(cè)信號(hào)Is。開關(guān)變換器電路300的其它電路結(jié)構(gòu)與開關(guān)變換器電路100 —致，為敘述簡(jiǎn)明，這里不再詳述。在開關(guān)變換器電路300中，所述虛擬電流檢測(cè)電路305包括電流源30。在一個(gè)實(shí)施例中，所述開關(guān)變換器電路300還包括片外電阻310。通過(guò)改變電阻310的阻值，可以調(diào)節(jié)虛擬電流檢測(cè)電路305中的電流源30的電流。圖7為開關(guān)變換器電路300中電流檢測(cè)信號(hào)Is，第一功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和第二功率管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gu的波形。下面結(jié)合圖6和圖7詳細(xì)闡述圖6中的開關(guān)變換器電路300的工作原理。驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs和驅(qū)動(dòng)信號(hào)Gu分別為第一功率管101和第二功率管102的驅(qū)動(dòng)信號(hào)。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs為高電平,驅(qū)動(dòng)信號(hào)G15為低電平時(shí),第一功率管301開啟，第二功率管302關(guān)閉。此時(shí)實(shí)時(shí)檢測(cè)電路303檢測(cè)流過(guò)第一功率管301的電流，輸出實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)；同時(shí)第一檢測(cè)開關(guān)304閉合,將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)稱合到檢測(cè)電容307上。由于此時(shí)第一檢測(cè)開關(guān)304中的電流是以一定斜率上升的，因此電流檢測(cè)信號(hào)以及檢測(cè)電容307上的電壓也以相同的斜率上升。當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)Ghs為低電平，驅(qū)動(dòng)信號(hào)為高電平時(shí)，第一功率管301關(guān)閉，第二功率管302開啟，同時(shí)第二檢測(cè)開關(guān)306閉合，虛擬檢測(cè)電路中的電流源30給檢測(cè)電容307放電，檢測(cè)電容307上的電壓以與電感電流下降斜率一致的斜率下降，相當(dāng)于虛擬檢測(cè)電路305向檢測(cè)電容307輸出一個(gè)虛擬電流檢測(cè)信號(hào)。通過(guò)調(diào)整電流源30的電流和檢測(cè)電容307的值，可以使檢測(cè)電容307上的電壓值跟隨第二功率管302中的電流的下降斜率，并且具有和實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)相一致的幅值。通過(guò)上述描述可以知道，檢測(cè)電容107上的電壓可以在整個(gè)周期內(nèi)完全反映第一功率管301和第二功率管302中的電流，如圖7所示。檢測(cè)電容307上的電壓即為電流檢測(cè)信號(hào)Is。實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路303為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員熟知的電路結(jié)構(gòu)，此處不再說(shuō)明。開關(guān)變換器電路300的工作原理與開關(guān)變換器電路100的工作原理相同，為敘述簡(jiǎn)明，此處不再說(shuō)詳細(xì)明。如圖7中所示，電流檢測(cè)信號(hào)Is具有最大值Ipeak和最小值Ivalley,因此當(dāng)?shù)诙β使荛_啟時(shí)，虛擬電流檢測(cè)信號(hào)的斜率可以根據(jù)下式確定
權(quán)利要求1.一種開關(guān)變換器電路，其特征在于，所述開關(guān)變換器電路包括 功率級(jí)電路，包括串聯(lián)耦接的第一功率管和第二功率管，所述功率級(jí)電路接收輸入電壓，在所述第一功率管和所述第二功率管之間的節(jié)點(diǎn)提供輸出電壓； 實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路，具有輸入端和第一輸出端，該輸入端耦接至所述第一功率管，在所述第一輸出端提供表征第一功率管開啟時(shí)所述第一功率管上的電流的實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào); 虛擬電流檢測(cè)電路，在其輸出端提供表征第二功率管上的電流的虛擬電流檢測(cè)信號(hào)； 檢測(cè)電容，第一端接地，第二端可選擇地耦接至所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路的第一輸出端和所述虛擬電流檢測(cè)電路的輸出端，當(dāng)?shù)谝还β使荛_啟時(shí)接收實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)，當(dāng)?shù)诙β使荛_啟時(shí)接收虛擬電流檢測(cè)信號(hào)； 控制器，其輸入端耦接到所述檢測(cè)電容的所述第二端，在其第一輸出端產(chǎn)生第一控制信號(hào)，在其第二輸出端產(chǎn)生第二控制信號(hào)； 驅(qū)動(dòng)器，其第一輸入端和第二輸入端分別耦接至控制器的第一輸出端和第二輸出端，分別接收所述第一控制信號(hào)和所述第二控制信號(hào)，其第一輸出端耦接至所述第一功率管的控制端，其第二輸出端耦接至所述第二功率管的控制端。
2.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)變換器電路，其特征在于，所述開關(guān)變換器電路還包括 第一檢測(cè)開關(guān)，耦接在所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路的輸出端和所述檢測(cè)電容的第二端之間，所述第一檢測(cè)開關(guān)的控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端，所述第一檢測(cè)開關(guān)在所述第一功率管開啟時(shí)閉合，將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)耦合到所述檢測(cè)電容上； 第二檢測(cè)開關(guān)，耦接在所述虛擬電流檢測(cè)電路的輸出端和所述檢測(cè)電容的第二端之間，所述第二檢測(cè)開關(guān)的控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第二輸出端，所述第二檢測(cè)開關(guān)在所述第二功率管開啟時(shí)閉合，將虛擬電流檢測(cè)信號(hào)耦合到所述檢測(cè)電容上。
3.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)變換器電路，其特征在于，所述開關(guān)變換器電路還包括選擇開關(guān)，耦接在所述檢測(cè)電容與實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路和所述虛擬電流檢測(cè)電路二者之間，第一控制端耦接耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第一輸出端，第二控制端耦接至所述驅(qū)動(dòng)器的第二輸出端，當(dāng)所述第一功率管開啟時(shí)，所述選擇開關(guān)連接實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路和檢測(cè)電容，將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容上，當(dāng)所述第二功率管開啟時(shí)，所述選擇開關(guān)連接虛擬電流檢測(cè)電路和檢測(cè)電容，將虛擬電流檢測(cè)信號(hào)耦合到檢測(cè)電容上。
4.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)變換器電路，其特征在于，所述虛擬電流檢測(cè)電路包括電流源，該電流源一端接地，另一端提供所述虛擬電路檢測(cè)信號(hào)。
5.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)變換器電路，其特征在于，所述開關(guān)變換器電路還包括電阻器，該電阻器的一端耦接至所述電流源的控制端，另一端接地。
6.如權(quán)利要求I所述的開關(guān)變換器電路，其特征在于，所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路還具備第二輸出端和第三輸出端，所述虛擬電流檢測(cè)電路還具備第一輸入端、第二輸入端和第三輸入端，所述實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路的第二輸出端和第三輸出端分別連接至所述虛擬電流檢測(cè)電路的第二輸入端和第三輸入端，在第一功率管開啟時(shí)將表征流過(guò)第一功率管的電流峰值的最大值信號(hào)和表征流過(guò)第一功率管的電流谷值的最小值信號(hào)提供給所述虛擬電流檢測(cè)電路，并且所述虛擬電流檢測(cè)電路的第一輸出端接收一個(gè)表征第二功率管開啟時(shí)長(zhǎng)的時(shí)間信號(hào)，當(dāng)?shù)诙β使荛_啟時(shí)，在其輸出端提供表示所述最大值信號(hào)與所述最小值信號(hào)之間的差除以所述時(shí)間信號(hào)的商的信號(hào)，作為虛擬電流檢測(cè)信號(hào) 。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種開關(guān)變換器電路。該開關(guān)變換器電路包括功率級(jí)電路。所述功率級(jí)電路包括串聯(lián)連接的第一功率管和第二功率管。當(dāng)?shù)谝还β使荛_通時(shí)，實(shí)時(shí)電流檢測(cè)電路實(shí)時(shí)采樣第一功率管上的電流，生成實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)；當(dāng)?shù)诙β使荛_通時(shí)，虛擬電流檢測(cè)電路通過(guò)計(jì)算生成虛擬電流檢測(cè)信號(hào)。檢測(cè)電容將實(shí)時(shí)電流檢測(cè)信號(hào)和虛擬電流檢測(cè)信號(hào)相結(jié)合，生成電流檢測(cè)信號(hào)，控制電路接收檢測(cè)信號(hào)，生成控制信號(hào)來(lái)控制第一功率管和第二功率管的開關(guān)。該電流檢測(cè)電路內(nèi)部結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，外部所需引腳少，尤其適用于采用自適應(yīng)電壓定位控制的電路和采用過(guò)流保護(hù)控制的電路。
文檔編號(hào)H02M3/155GK202818098SQ20122009086
公開日2013年3月20日 申請(qǐng)日期2012年3月13日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月16日
發(fā)明者盛洪剛, 周景海, 徐鵬, 張加欣 申請(qǐng)人:成都芯源系統(tǒng)有限公司