DC/DC轉換器中的電流檢測電路設計方案

設計了一個(gè)高精度的電流檢測電路， 基于華潤上華CSMC 0. 5 um B iCMOS工藝庫， 利用Cadence Spectre軟件進(jìn)行電路仿真， 經(jīng)仿真得知所設計的電路電流取樣精度達到1 000：1, 具有很高的采樣精度。該電流檢測電路性能良好， 已經(jīng)成功應用于一款電流模式控制DC /DC轉換器芯片的設計之中。

　　電流檢測電路是電流模式控制所必需的， 通過(guò)檢測功率開(kāi)關(guān)管上的電流， 然后輸出一個(gè)電流感應信號與斜坡補償信號進(jìn)行疊加并轉換成一個(gè)電壓信號， 再與誤差放大器的輸出進(jìn)行比較， 從而實(shí)現電流模式開(kāi)關(guān)轉換器電流內環(huán)的控制。其實(shí)現方法有很多種， 常見(jiàn)的有兩種， 一種是與功率管串聯(lián)一個(gè)電阻Rsen,另一種是與功率管并聯(lián)一個(gè)并聯(lián)檢測管復制比例電流， 并聯(lián)檢測管復制比例電流的檢測方法， 又有兩種主要的實(shí)現結構， 一種是采用運放的結構， 另一種是利用反饋的方式。如果采用運放， 顯然會(huì )增加電路的復雜性， 而且也會(huì )增加功耗。本文根據具有反饋控制電流源的原理來(lái)設計電流檢測電路中的反饋網(wǎng)絡(luò )。

　　1 反饋控制電流源的原理

　　電路原理圖及電流源動(dòng)態(tài)特性曲線(xiàn)如圖1( a)、( b)所示。根據電流源的特性曲線(xiàn)， 偏置電路中各相關(guān)元件的電流特性只有線(xiàn)性與非線(xiàn)性電流源相結合才可能有唯一的交點(diǎn)(原點(diǎn)除外)， 這樣才能保證偏置電路有唯一穩定的工作點(diǎn)。

　　圖1 具有反饋控制的電流源的原理圖

　　設電阻上的壓降為VR, M3 管的過(guò)驅動(dòng)電壓為△， 由M3、M4 電流相等的條件， 得到：

　　由此解出：

　　其中， VR = VGS3 - V GS4, 因此VGS的壓差決定了電阻上所形成的微電流， 即輸出電流I0 滿(mǎn)足的非線(xiàn)性關(guān)系為：

　　由此解出的輸出電流已與電源電壓無(wú)關(guān)。