用于直流-直流變換器的電流檢測電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本實用新型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】
[0002]直流-直流變換器10用于對電子設備提供電源，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到輸出，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，通過設置不同的反饋系數來維持輸出電壓的穩定，通過電流檢測電路檢測輸出電流來達到控制電流的目的。
[0004]直流-直流變換器10的基本結構如圖1所示，其包括一對電源開關(即高端開關管QH和低端開關管QL)以及邏輯和驅動模塊13。其中，邏輯和驅動模塊13對振蕩器14相互出的時鐘脈沖CLK進行脈沖寬度調制，產生調制后的控制脈沖HS和LS，分別控制和驅動兩個電源開關QH和QL，從而調節加載到負載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。這些電路的實現方式多種多樣，圖1只是其實現方案的一個示例。
[0005]在直流_直流變換器中，電流的米樣和檢測是一個關鍵模塊，其性能好壞影響著整個變換器系統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，其缺點是對電阻阻值要求苛刻，不易實現，且采樣信號容易受到干擾；另一類是使用高速運放采樣電流，缺點是設計復雜，開銷大。
【實用新型內容】
[0007]為此，本實用新型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現高速高精度的電流檢測功能。其包括:電壓-電流轉換模塊，其具有兩個輸入端，其中一個輸入端連接到所述直流-直流變換器的高端開關管和低端開關管之間的節點以接收第一電壓信號，另一個輸入端連接到參考電壓端以接收第二電壓信號，所述電壓-電流轉換模塊將所述第一和第二電壓信號分別轉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果。
[0008]進一步地，還包括使能模塊，其控制所述電壓-電流轉換模塊和電流比較模塊的使能和關閉。還包括開關動作檢測模塊和校準模塊，所述開關動作檢測模塊用于檢測所述高端開關管和低端開關管的開關動作，并且在每次開關動作結束后輸出時間窗口信號；所述校準模塊接收到所述時間窗口信號時啟動，判斷所述比較結果的偏差并根據所述偏差調整所述電流比較模塊的偏移。
[0009]優選地，所述判斷所述比較結果的偏差并根據所述偏差調整所述電流比較模塊的偏移具體為:根據所述比較結果的輸出時間和所述高端開關管和低端開關管的實際開關動作的時間來判斷所述偏差，若所述比較結果的輸出時間早于所述實際開關動作的時間，則調整所述偏移以使得所述比較結果的輸出時間推遲；若所述比較結果的輸出時間晚于所述實際開關動作的時間，則調整所述偏移以使得所述比較結果的輸出時間提前。
[0010]本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路，具備自校準功能，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。與現有的電流檢測方案比較，優勢明顯。
【附圖說明】
[0011]圖1為現有技術的直流-直流變換器及其電流檢測電路的結構示意圖；
[0012]圖2為本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的結構示意圖；
[0013]圖3為本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的一個實施例的結構示意圖；
[0014]圖4為本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的另一個實施例的結構示意圖；
[0015]圖5為圖2中的電壓-電流轉換模塊的另一個實施例的結構示意圖。
【具體實施方式】
[0016]下面結合附圖和【具體實施方式】對本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路作進一步的詳細描述，但不作為對本實用新型的限定。
[0017]如圖2所示，為本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的結構示意圖。本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路包括電壓-電流轉換模塊011和電流比較模塊012。
[0018]其中，電壓-電流轉換模塊011具有兩個輸入端，其中一個輸入端連接到直流-直流變換器的高端開關管HS和低端開關管HS之間的節點SW以接收第一電壓信號Vsw，另一個輸入端連接到參考電壓端以接收第二電壓信號Vref。電壓-電流轉換模塊011將第一和第二電壓信號Vsw、Vref分別轉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，并輸出比較結果Po。例如，當第一電流信號Isw小于第二電流信號Iref時輸出第一比較結果，即Po為正值，當第一電流信號Isw等于第二電流信號Iref時輸出第二比較結果，即Po為零值，當第一電流信號Isw大于第二電流信號Iref時輸出第三比較結果，即Po為負值。
[0020]為了對該電流檢測電路增加自校準功能，如圖2所示，本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路還包括開關動作檢測模塊013和校準模塊014。其中，開關動作檢測模塊013用于檢測高端開關管HS和低端開關管LS的開關動作，并且在每次開關動作結束后輸出時間窗口信號Vw，例如，開關動作結束后輸出具有一定時長的高電平，其他時候輸出低電平；校準模塊014接收到時間窗口信號Vw時啟動，例如，當Vw信號為高電平時啟動，判斷比較結果Po的偏差，并根據判斷出來的偏差調整電流比較模塊012的偏移。
[0021]具體地，校準模塊014根據比較結果Po的輸出時間、以及高端開關管HS和低端開關管LS的實際開關動作的時間，來判斷比較結果Po的偏差:若比較結果Po的輸出時間早于實際開關動作的時間，則調整電流比較模塊012的偏移以使得比較結果Po的輸出時間推遲；若比較結果Po的輸出時間晚于實際開關動作的時間，則調整電流比較模塊012的偏移以使得比較結果Po的輸出時間提前。此為一次校準過程。經過多次開關管動作之后的校準，會使得電流檢測點穩定保持在目標值，從而使得該電流檢測電路具備自校準功能。
[0022]由于電流檢測是發生在整個系統運行中的某一段時間內的，即并不是全部時間都需要進行電流檢測；并且，在不進行檢測的時間段內，SW節點的電壓不確定，有可能造成比較結果Po出錯，因此，本實用新型的電流檢測電路需要配合適合的時序電路才能得到正確的結果。
[0023]如圖3、4所示，本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路還包括一個使能模塊010，在需要檢測的時間段內使能電流檢測電路，在不需要檢測的時間段內確保電流檢測電路關閉。
[0024]如圖3所示，為本實用新型的用于直流-直流變換器的電流檢測電路的一個實施例的結構示意圖。在該實施例中，第二電壓信號Vref (即參考電壓)端接GND，則本實用新型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中的邏輯電路控制，當需要對目標位置進行電流檢測時，系統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；當不需要進行電流檢測時，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]當使能信號en輸入高電平時，X節點為高電平，Y節點為低電平；節點SW和GND的電壓經過電壓電流轉換模塊011轉換為電流后輸入電流比較模塊012 ;電流比較模塊012對輸入的兩個電流信號進行比較。電流比較模塊012輸出的比較結果Po的初始值為0，Po變為高電平表示檢測結束或比較