本發(fā)明涉及電子，更具體地，涉及一種峰值電流采樣電路、開關(guān)電源控制器以及開關(guān)電源。

背景技術(shù)：

1、隨著電力電子產(chǎn)品的需求和半導(dǎo)體技術(shù)的發(fā)展，電源管理芯片在便攜式電腦、移動(dòng)電話、個(gè)人數(shù)字助理以及其他便攜或非便攜電子設(shè)備中的應(yīng)用更加廣泛。開關(guān)電源變換器通過采用功率開關(guān)管控制輸入端向輸出端的電能傳輸，因而可以在輸出端提供恒定的輸出電壓和/或輸出電流。為了實(shí)現(xiàn)高效和穩(wěn)定的輸出，通常需要對(duì)變換器的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控和調(diào)節(jié)。峰值電流控制是一種常見的控制方法，通過監(jiān)測(cè)功率開關(guān)管的峰值電流來調(diào)節(jié)輸出電壓。然而，如圖1所示，傳統(tǒng)的峰值電流采樣方式通常需要在功率開關(guān)管的源端串聯(lián)一個(gè)采樣電阻rcs，以便測(cè)量電流，這種方法雖然簡(jiǎn)單，但存在一些缺點(diǎn)。首先，采樣電阻會(huì)引入額外的功率損耗，降低系統(tǒng)的整體效率。其次，采樣電阻的存在會(huì)導(dǎo)致電路的復(fù)雜性增加，尤其是在高功率應(yīng)用中，采樣電阻的功率等級(jí)要求較高，體積和成本也隨之增加。此外，采樣電阻還可能引入噪聲和干擾，影響電流采樣的準(zhǔn)確性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、有鑒于此，本發(fā)明的目的在于提供一種峰值電流采樣電路、開關(guān)電源控制器以及開關(guān)電源，可以在節(jié)省采樣電阻的同時(shí)提高電路的采樣精度，提高電路效率并降低成本。

2、根據(jù)本發(fā)明的一方面，提供一種峰值電流采樣電路，包括：電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊的輸入端與功率開關(guān)管的第一端耦接，所述功率開關(guān)管的第二端與第一參考地耦接，所述電壓采樣模塊在所述功率開關(guān)管的導(dǎo)通期間對(duì)所述功率開關(guān)管的第一端和第二端之間的壓差進(jìn)行采樣，以得到第一采樣信號(hào)；以及溫度補(bǔ)償模塊，用于對(duì)所述第一采樣信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以得到零溫度系數(shù)的第二采樣信號(hào)。

3、可選地，所述第二采樣信號(hào)表征所述開關(guān)電源的峰值電流信息。

4、可選地，所述第一采樣信號(hào)具有正溫度系數(shù)。

5、可選地，所述電壓采樣模塊包括：串聯(lián)連接于輸入電壓的輸入端和所述第一采樣信號(hào)的輸出端之間的第一晶體管和第二晶體管，其中，所述第一晶體管處于常通狀態(tài)；連接于所述第一采樣信號(hào)的輸出端和第一參考地之間的第三晶體管；以及邏輯單元，用于根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)和/或開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述第二晶體管和所述第三晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷，其中，所述第二晶體管和所述第三晶體管交替導(dǎo)通，且所述第二晶體管用于在所述功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，所述第三晶體管用于在所述功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通。

6、可選地，當(dāng)所述邏輯單元根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)和開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述第二晶體管和所述第三晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，所述邏輯單元根據(jù)所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述第二晶體管的導(dǎo)通時(shí)刻和所述第三晶體管的關(guān)斷時(shí)刻，所述電壓采樣模塊開始對(duì)所述功率開關(guān)管的第一端和第二端之間的壓差進(jìn)行采樣；所述邏輯單元根據(jù)所述開關(guān)控制信號(hào)控制所述第二晶體管的關(guān)斷時(shí)刻和所述第三晶體管的導(dǎo)通時(shí)刻，所述電壓采樣模塊結(jié)束對(duì)所述功率開關(guān)管的第一端和第二端之間的壓差的采樣。

7、可選地，所述邏輯單元包括：緩沖器，所述緩沖器的輸入端用于接收所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；與非門，所述與非門的第一輸入端與所述緩沖器的輸出端連接，所述與非門的第二輸入端用于接收所述開關(guān)控制信號(hào)，所述與非門的輸出端與所述第三晶體管的控制端連接；以及反相器，所述反相器的輸入端與所述與非門的輸出端連接，所述反相器的輸出端與所述第二晶體管的控制端連接。

8、可選地，所述溫度補(bǔ)償模塊包括：壓流轉(zhuǎn)換單元，用于將電壓形式的所述第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電流信號(hào)；電流鏡像單元，所述電流鏡像單元包括第一電流端和第二電流端，所述第一電流端與所述壓流轉(zhuǎn)換單元連接于第一節(jié)點(diǎn)，所述電流鏡像單元用于將所述第一電流信號(hào)鏡像為第二電流信號(hào)；以及第一電阻，所述第一電阻與所述電流鏡像單元的第二電流端連接于第二節(jié)點(diǎn)，所述第一電阻用于將所述第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓形式的所述第二采樣信號(hào)。

9、可選地，還包括：動(dòng)態(tài)加速模塊，與所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)連接，所述動(dòng)態(tài)加速模塊用于使得所述電流鏡像單元中的晶體管處于常通狀態(tài)，以提高所述溫度補(bǔ)償模塊的轉(zhuǎn)換速度。

10、可選地，所述壓流轉(zhuǎn)換單元包括：串聯(lián)連接于電源電壓和第一參考地之間的第一電流源和第四晶體管，所述第四晶體管的控制端與所述第一采樣信號(hào)連接；以及串聯(lián)連接于所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第一參考地之間的第五晶體管和第六晶體管，所述第五晶體管的控制端連接至所述第一電流源和所述第四晶體管之間的第三節(jié)點(diǎn)，所述第六晶體管的控制端與所述電源電壓連接。

11、可選地，所述電流鏡像單元包括：第七晶體管和第八晶體管，所述第七晶體管和所述第八晶體管的第一端與電源電壓連接，所述第七晶體管和所述第八晶體管的控制端連接至所述第七晶體管的第二端，所述第七晶體管的第二端作為所述第一電流端與所述第一節(jié)點(diǎn)連接，所述第八晶體管的第二端作為所述第二電流端與所述第二節(jié)點(diǎn)連接。

12、可選地，所述動(dòng)態(tài)加速模塊包括：連接于所述第一節(jié)點(diǎn)和第一參考地之間的第二電流源；以及連接于所述第二節(jié)點(diǎn)和所述第一參考地之間的第三電流源，其中，所述第二電流源和所述第三電流源之間的電流比例與所述電流鏡像單元的鏡像比例相等。

13、可選地，所述第一晶體管為耗盡型nmos管，所述第一晶體管的控制端與所述第一參考地連接。

14、可選地，所述第一晶體管為高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

15、可選地，所述第二晶體管為增強(qiáng)型nmos管，所述第三晶體管為增強(qiáng)型nmos管。

16、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種開關(guān)電源控制器，用于控制功率轉(zhuǎn)換電路，所述功率轉(zhuǎn)換電路用于將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓，其中，所述開關(guān)電源控制器包括：開關(guān)控制電路，用于產(chǎn)生控制功率開關(guān)管開關(guān)動(dòng)作的開關(guān)控制信號(hào)；驅(qū)動(dòng)電路，與所述功率開關(guān)管的柵極連接，用于根據(jù)所述開關(guān)控制信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以驅(qū)動(dòng)所述功率開關(guān)管的導(dǎo)通或關(guān)斷；以及峰值電流采樣電路，包括：電壓采樣模塊，所述電壓采樣模塊的輸入端與功率開關(guān)管的漏極耦接，所述功率開關(guān)管的源端與第一參考地耦接，所述電壓采樣模塊在所述功率開關(guān)管的導(dǎo)通期間對(duì)所述功率開關(guān)管的漏源壓差進(jìn)行采樣，以得到第一采樣信號(hào)；以及溫度補(bǔ)償模塊，用于對(duì)所述第一采樣信號(hào)進(jìn)行溫度補(bǔ)償，以得到零溫度系數(shù)的第二采樣信號(hào)。

17、可選地，所述第二采樣信號(hào)表征所述開關(guān)電源的峰值電流信息。

18、可選地，所述第一采樣信號(hào)具有正溫度系數(shù)。

19、可選地，所述電壓采樣模塊包括：串聯(lián)連接于輸入電壓的輸入端和所述第一采樣信號(hào)的輸出端之間的第一晶體管和第二晶體管，其中，所述第一晶體管處于常通狀態(tài)；連接于所述第一采樣信號(hào)的輸出端和第一參考地之間的第三晶體管；以及邏輯單元，用于根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)和/或開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述第二晶體管和所述第三晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷，其中，所述第二晶體管和所述第三晶體管交替導(dǎo)通，且所述第二晶體管用于在所述功率開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)導(dǎo)通，所述第三晶體管用于在所述功率開關(guān)管關(guān)斷時(shí)導(dǎo)通。

20、可選地，當(dāng)所述邏輯單元根據(jù)開關(guān)控制信號(hào)和開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述第二晶體管和所述第三晶體管的導(dǎo)通和關(guān)斷時(shí)，所述邏輯單元根據(jù)所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制所述第二晶體管的導(dǎo)通時(shí)刻和所述第三晶體管的關(guān)斷時(shí)刻，所述電壓采樣模塊開始對(duì)所述功率開關(guān)管的第一端和第二端之間的壓差進(jìn)行采樣；所述邏輯單元根據(jù)所述開關(guān)控制信號(hào)控制所述第二晶體管的關(guān)斷時(shí)刻和所述第三晶體管的導(dǎo)通時(shí)刻，所述電壓采樣模塊結(jié)束對(duì)所述功率開關(guān)管的第一端和第二端之間的壓差的采樣。

21、可選地，所述邏輯單元包括：緩沖器，所述緩沖器的輸入端用于接收所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)信號(hào)；與非門，所述與非門的第一輸入端與所述緩沖器的輸出端連接，所述與非門的第二輸入端用于接收所述開關(guān)控制信號(hào)，所述與非門的輸出端與所述第三晶體管的控制端連接；以及反相器，所述反相器的輸入端與所述與非門的輸出端連接，所述反相器的輸出端與所述第二晶體管的控制端連接。

22、可選地，所述溫度補(bǔ)償模塊包括：壓流轉(zhuǎn)換單元，用于將電壓形式的所述第一采樣信號(hào)轉(zhuǎn)換為第一電流信號(hào)；電流鏡像單元，所述電流鏡像單元包括第一電流端和第二電流端，所述第一電流端與所述壓流轉(zhuǎn)換單元連接于第一節(jié)點(diǎn)，所述電流鏡像單元用于將所述第一電流信號(hào)鏡像為第二電流信號(hào)；以及第一電阻，所述第一電阻與所述電流鏡像單元的第二電流端連接于第二節(jié)點(diǎn)，所述第一電阻用于將所述第二電流信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓形式的所述第二采樣信號(hào)。

23、可選地，所述峰值電流采樣電路還包括：動(dòng)態(tài)加速模塊，與所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第二節(jié)點(diǎn)連接，所述動(dòng)態(tài)加速模塊用于使得所述電流鏡像單元中的晶體管處于常通狀態(tài)，以提高所述溫度補(bǔ)償模塊的轉(zhuǎn)換速度。

24、可選地，所述壓流轉(zhuǎn)換單元包括：串聯(lián)連接于電源電壓和第一參考地之間的第一電流源和第四晶體管，所述第四晶體管的控制端與所述第一采樣信號(hào)連接；以及串聯(lián)連接于所述第一節(jié)點(diǎn)和所述第一參考地之間的第五晶體管和第六晶體管，所述第五晶體管的控制端連接至所述第一電流源和所述第四晶體管之間的第三節(jié)點(diǎn)，所述第六晶體管的控制端與所述電源電壓連接。

25、可選地，所述電流鏡像單元包括：第七晶體管和第八晶體管，所述第七晶體管和所述第八晶體管的第一端與電源電壓連接，所述第七晶體管和所述第八晶體管的控制端連接至所述第七晶體管的第二端，所述第七晶體管的第二端作為所述第一電流端與所述第一節(jié)點(diǎn)連接，所述第八晶體管的第二端作為所述第二電流端與所述第二節(jié)點(diǎn)連接。

26、可選地，所述動(dòng)態(tài)加速模塊包括：連接于所述第一節(jié)點(diǎn)和第一參考地之間的第二電流源；以及連接于所述第二節(jié)點(diǎn)和所述第一參考地之間的第三電流源，其中，所述第二電流源和所述第三電流源之間的電流比例與所述電流鏡像單元的鏡像比例相等。

27、可選地，所述第一晶體管為耗盡型nmos管，所述第一晶體管的控制端與所述第一參考地連接。

28、可選地，所述第一晶體管為高壓結(jié)型場(chǎng)效應(yīng)晶體管。

29、可選地，所述第二晶體管為增強(qiáng)型nmos管，所述第三晶體管為增強(qiáng)型nmos管。

30、可選地，還包括：供電電路，用于根據(jù)所述輸入電壓向所述開關(guān)控制電路提供電源電壓。

31、可選地，所述功率轉(zhuǎn)換電路包括浮地型buck-boost拓?fù)洹⒏〉匦蚥uck拓?fù)?、boost拓?fù)浜头醇ね負(fù)洹?/p>

32、根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供一種開關(guān)電源，包括：功率轉(zhuǎn)換電路，采用功率開關(guān)管控制所述功率轉(zhuǎn)換電路的輸入端向所述功率轉(zhuǎn)換電路的輸出端的電能傳輸，從而根據(jù)輸入電壓產(chǎn)生輸出電壓；以及上述的開關(guān)電源控制器。

33、綜上所述，本技術(shù)提出的用于開關(guān)電源的峰值電流采樣電路直接對(duì)功率開關(guān)管的漏源壓差進(jìn)行采樣來得到開關(guān)電源的峰值電流信息，與現(xiàn)有技術(shù)相比，無需在開關(guān)電源中設(shè)置采樣電阻就可以實(shí)現(xiàn)峰值電流控制，不僅可以降低電路的功耗和減少熱量的產(chǎn)生，提高電源的整體效率、降低電路成本和改善電路的熱管理，而且可以避免采樣電阻的精度和溫度系數(shù)對(duì)電流測(cè)量準(zhǔn)確性的影響，提高電路的采樣精度。

34、此外，由于在開關(guān)電源中功率開關(guān)管的導(dǎo)通電阻隨溫度變化很大，，繼而導(dǎo)致采樣偏差變大，而本技術(shù)的峰值電流采樣電路通過采用溫度補(bǔ)償模塊對(duì)電壓采樣模塊的輸出進(jìn)行溫度補(bǔ)償，從而解決了現(xiàn)有技術(shù)中存在的溫度的變化導(dǎo)致功率開關(guān)管的導(dǎo)通電阻偏差加大，從而帶來采樣精度的較大偏差的問題，繼而在降低電路成本的同時(shí)保證電路的采樣精度不受影響。

35、此外，本技術(shù)的峰值電流采樣電路還使用動(dòng)態(tài)加速模塊向溫度補(bǔ)償模塊中的晶體管提供偏置電流的方式來提升溫度補(bǔ)償模塊的轉(zhuǎn)換速度，從而避免溫度補(bǔ)償模塊的輸出信號(hào)和輸入信號(hào)不同步的情況發(fā)生。