[发明专利]一种用于PWM/PFM双模式DC-DC开关电源的电流检测电路

说明书

一种用于PWM/PFM双模式DC‑DC开关电源的电流检测电路，该检测电路分别用于检测高侧开关管峰值电流及电感电流过零检测，并对过零周期进行计数，当达到连续5个周期过零时，触发PWM模式切换为PFM模式。本发明中的电流检测电路是一种片上电路，包括峰值电流检测电路、电感电流过零检测电路、过零周期计数电路。通过配置电流镜像管的源端电压，保证了电流的镜像精度，并通过检测镜像管的源端电流，实现峰值电流的检测功能。通过采样NMOS管SN的漏端电压，当该电压由负电平上升至正电平时，输出过零信号，并开始过零周期计数，由此实现电感电流过零检测及计数功能。本发明基准电路结构简单、精度高，适用于PWM/PFM双模式DC‑DC开关电源中。

技术领域

本发明涉及一种电流检测电路，尤其涉及一种用于PWM/PFM双模式DC-DC开关电源的电流检测电路，属于模拟集成电路技术领域。

背景技术

在PWM/PFM双模式DC-DC开关电源电路中，峰值电流检测模块是整个电流环路的关键模块，该模块主要用于每个周期在功率管开启时检测功率管电流，并反馈给内部电路进行峰值电流限制及斜坡补偿，因此，其电流检测的准确性直接影响了电流环路的控制精度，也一定程度的控制着开关管的开关时间，并进一步影响着输出电压的精确度，因此设计高精度的峰值电流检测电路对DC-DC电源的精度有重要影响。

传统的峰值电流检测一般采用串联检测电阻、R_DS检测或SENSEFET检测技术等，其中串联检测电阻的方法根据欧姆定律原理，通过检测电阻两端电压实现电流的检测，该方法具有较高的精度和准确性，但存在功率消耗较大的致命缺点；R_DS检测主要利用功率开关管的导通电阻，通过检测功率开关管的源、漏端电压差的思路，实现电流检测，但由于功率管导通电阻受温度影响较大，因此该方法在较大温度范围内的准确度较低；SENSEFET检测技术主要采用晶体管与功率开关管并联的方法，使该晶体管检测电流，但由于两个晶体管的匹配性较差，进而导致检测精度受到影响。

过零电流检测电路是PWM/PFM模式自动切换过程中的核心模块，该模块主要用于电感电流的过零检测，并生成过零指示信号，用于负载情况的判断。传统的电感电流检测一般通过检测下侧的开关管电流实现，具体实现方法与峰值电流检测常用方法相同，但由于下侧开关管存在电流逆向问题，导致检测精度受限；此外，由于负载波动及检测精度低等问题，单一的过零检测会带来模式误切换等稳定性问题。

发明内容

本发明的目的在于：克服现有技术的上述不足，提供了一种用于PWM/PFM双模式DC-DC开关电源的电流检测电路，能够精确的检测NMOS管SP的导通电流，并通过检测电感电流过零的状态，对过零周期进行计数，识别负载变化，触发内部电路模式切换，进而实现PWM/PFM双模式的自动切换，提高在全负载范围内的效率。

本发明采用的技术方案为：

一种用于PWM/PFM双模式DC-DC开关电源的电流检测电路，括NMOS管SP、SP1、SN、峰值电流检测电路、电流过零检测电路以及过零周期计数电路；

NMOS管SP和SP1为镜像关系，外部输入的第一驱动信号用于控制NMOS管SP和SP1的通断，同时，所述第一驱动信号也用于使能峰值电流检测电路；

外部输入的第二驱动信号用于控制NMOS管SN的通断，同时，所述第二驱动信号也用于使能电流过零检测电路；

峰值电流检测电路：用于检测NMOS管SP1开启时的工作电流；

电流过零检测电路：用于检测NMOS管SN开启时漏端电压，当该漏端电压大于0V时，电流过零检测电路生成过零指示信号；

过零周期计数电路：对所述过零指示信号进行计数，达到预设次数时，输出模式切换控制信号，用于PWM/PFM双模式DC-DC开关电源的模式切换。