[发明专利]一种应用于宽输出电压范围Buck变换器的DCR采样电路

说明书

一种应用于宽输出电压范围Buck变换器的DCR采样电路，属于集成电路技术领域。本发明用于采样Buck变换器中DCR采样电容两端的电压，包括偏置模块、浮动电压产生模块、电平位移模块和电流采样模块，偏置模块用于为电平位移模块、浮动电压产生模块和电流采样模块提供偏置；电平位移模块的输入端连接DCR采样电容两端的电压，用于将DCR采样电容两端的电压抬升后作为电流采样模块的输入信号，使得本发明能够在输入电压为零或为低电压时正常工作；浮动电压产生模块用于产生随Buck变换器输出电压变化的浮动电源和浮动地作为电流采样模块的电源轨，使得本发明能够适应于输出电压变化范围较大的Buck变换器；电流采样模块的输出信号作为DCR采样电路的输出信号。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域，具体涉及一种能够应用于宽输出电压范围的Buck变换器的DCR采样电路。

背景技术

电感直流电阻(Direct Current Resistance，DCR)采样是Buck变换器常用的电流采样方式之一，该采样方式可以有效地提高Buck变换器的效率，从而被广泛的使用。

DCR采样原理图如图1所示，Buck变换器包括控制信号PWM，驱动电路Driver，开关S1、S2，输入电源V_IN，电感L，电阻R_DCR、R_C、R_L，电容C_C、C_L，驱动电路Driver接控制信号PWM和开关S1、S2；S1的一端接V_IN，另一端与电阻R_C、电感L和S2的连接点相连接；S2的一端与电阻R_C、电感L和S1的连接点相连接，另一端接地；电感L的一端接S1、S2和R_C，另一端接电阻R_DCR；电阻R_DCR的一端接电感L，另一端与电容C_C、C_L和电阻R_L的连接点相连接输出Buck变换器的输出电压V_OUT；电阻R_C的一端接S1、S2和电感L，另一端接C_C；电阻R_L的一端接地，另一端与电容C_C、C_L和电阻R_DCR的连接点相连接；电容C_C的一端接电阻R_C，另一端与电阻R_DCR、R_L和电容C_L的连接点相连接；电容C_L的一端接地，另一端与电阻R_DCR、R_L和电容C_C的连接点相连接。其中，V_SENSE为电容C_C两端的电压差，V_DCR为电阻R_DCR两端的电压差，电感L，电阻R_DCR、R_C和电容C_C组成DCR采样网络，电感电流在电阻R_DCR上产生压降，通过采样Buck变换器中DCR采样电容C_C两端的电压差，就可以得到电阻R_DCR两端的电压差，进而得到一个与电感电流同频同相的电压信号。为了使Buck变换器中DCR采样电容C_C两端的电压差可以精准地等于电阻R_DCR两端的电压差，需要满足两个时间常数的匹配。

电感L支路的时间常数定义为：

τ_L＝L/R_DCR (1)

Buck变换器中DCR采样电容C_C支路的时间常数定义为：

两个时间常数匹配，公式如下所示：