[发明专利]一种DC-DC升压转换器输出电流采样电路

说明书

本发明涉及一种DC‑DC升压转换器输出电流采样电路，通过DC‑DC升压转换器输入端的采样电阻，实现对升压转换器输出电流的精确采样，其可提供给DC‑DC升压转换器的恒流输出环路输出电流信息，从而实现精确而稳定的恒流输出控制。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，涉及模拟集成电路电路，特别是一种应用于DC-DC升压转换器的输出电流采样电路。

背景技术

电池供电的便携式设备的大规模应用，使得DC-DC升压转换器成为电池供电必不可少的电源管理部件。DC-DC升压转换器把电池电压提升为5V或者更高的电压用于便携式设备中的模块提供符合要求的稳定供电电压。其中DC-DC升压转换器的电流采样技术可以检测功率管的电流，防止功率管因电流过高而损坏；还可以成为恒定电流输出模式的基本一部分。当输出电流高于设定阈值时使升压转换器进入恒流输出模式，精确的限定输出电流，保护后级设备。恒定输出电流的精度以及稳定性都与电流采样电路的性能具有直接关系。

传统的升压转换器的电流采样方式主要有两种：第一种是图1中的从功率管上串联采样电阻对电流进行采用的方法；第二种是图2中的直接对功率管的直流导通电阻进行采样的方法。图1的电流采样方法是传统的片外采样方法，通过检测与功率管上串联的电阻两端的电压实现对电流的检测，其存在的问题是额外消耗功率比较大，并且精度较难控制。在采样电阻RS上流过的电流与从功率管M2是相同的，特别是在负载电流到达最大时，会严重影响效率。RS上的压降会影响到输出电压值，进而影响到反馈环路。采样电流的精度也与RS的精度相关，RS值随温度的变化会比较大，而且采样得到的小电压受到电磁干扰、系统失调等的影响也比较大，所以采样会存在较大偏差。

图2的功率管电阻采样的方法是传统的片内采样方法，通过检测同步功率管M2源漏端的压差对流过功率管的电流进行采样。并且不会引入额外的功率损耗，但在功率MOS开关过程中，会产生开关噪声，会影响到电路的采样精度。并且随着温度的变化，功率管的阻值也会变化很大。所以此方法会受到工艺、温度、输入电压等的影响，电流采样精度较差。

发明内容

要解决的技术问题

为了避免现有技术的不足之处，本发明提出一种DC-DC升压转换器输出电流采样电路，通过DC-DC升压转换器输入端的采样电阻，实现对升压转换器输出电流的精确采样，其可提供给DC-DC升压转换器的恒流输出环路输出电流信息，从而实现精确而稳定的恒流输出控制。

技术方案

一种DC-DC升压转换器输出电流采样电路，其特征在于包括采样电阻Rs、采样控制电路、滤波网络和电平转换电路；采样电阻Rs位于输入电压VIN和外部电感L之间，用于将电感电流信号转换成电压信号；采样控制电路连接采样电阻Rs的两端，用于控制将采样电阻Rs两端一个采样周期的部分时间段的电压信号传送出去；滤波网络与采样控制电路相连接，将采样控制电路输出的电压信号进行滤波；电平转换电路与滤波网络相连接，用于将滤波网络滤波后的信号电平转换到另一个电平值，然后输出。

所述的采样控制电路包括开关管M4和M5；M5的源极连接采样输入信号VCS，M5的栅极连接控制输入信号PH，M5的漏极和M4的漏极相接；M4的栅极与M5的栅极接在一起；M4的源极与输入电压VIN相接。

所述的滤波网络包括电阻R0、R1、电容C0和C1；R0与C0串联，R1与C1串联，构成一个两级低通滤波结构；R0的一端与M4和M5的漏级连接，另一端与C0、R1连接；C0的一端与M4的源极连接，另一端与C1、R0连接；R1的一端与R0、C0连接，另一端与C1连接；C1的一端与C0连接，另一端与R1连接。