[发明专利]一种开关电源电路中电感电流平均值采样电路

说明书

本申请提供一种开关电源电路中电感电流平均值采样电路，所述平均值采样电路包括：采样时钟产生电路以及采样保持电路。采样时钟产生电路的输入端与功率开关管Q2相连接，用于获取功率开关管Q2的开启时间的中值时刻，在中值时刻产生触发指令；采样时钟产生电路的输出端与采样保持电路相连接，以便将触发指令传输至采样保持电路。基于采样时钟产生电路获得功率开关管Q2的开启时间的中值时刻，采样保持电路在中值时刻瞬间采样即可获得电感电流的平均值。与现有技术中利用连续采样获得开启时间内电感电流，再利用积分计算平均值的方法相比，本申请提供的平均值采样电路不需要连续采集电感电流，避免了积分计算带来的误差，准确性和稳定性较高。

技术领域

本申请涉及半导体技术领域，具体涉及一种开关电源电路中电感电流平均值采样电路。

背景技术

开关电源是一种高频化电能转换装置，用于将一个位准的电压，透过不同结构的电路转换为用户端所需的电压或电流。开关电源广泛应用于电力电子、军工、科研、通讯设备、仪器仪表以及交换设备等技术领域。

图1示出了一种DC-DC开关电源电路，包括功率开关管Q1、Q2、电感L和电容C，功率开关管Q1和Q2串联连接，功率开关管Q1的输出端接地，电感L和电容C串联连接，电容C的一端接地。电感L的输入端与功率开关管Q2的输出端相连接，功率开关管Q1和Q2每周期按照一定的占空比导通，使得节点SW处产生方波电压，在电容C的两端产生纹波较小的输出电压Vout，通过调节占空比的大小来调节输出电压Vout的电压值。在一个周期内，先将Q2导通，电流从VIN流入电感L，然后停止导通功率开关管Q2，电感L中存储的电能对功率开关管Q1续流，电流从GND流入电感L，在此过程中，电感L中形成电感电流I_L，该电感电流I_L为三角波的电流信号。在Q2导通阶段，电感电流I_L为三角波中的上升沿，将上升沿对应的电感电流计为Iin。节点SW处产生的方波电压、电感电流I_L形成的三角波以及上升沿对应的电感电流Iin的波形图如图2所示。

在DC-DC开关电源电路中，输出电流Iout为电感电流I_L形成的三角波中的上升沿的平均值，所述输出电流Iout与节点SW处的电感电流平均值相等。为了获得输出电流(Iout)，通常需要计算节点SW处电感电流的平均值。现有电感电流平均值采样电路如图3所示，利用采样电路(Integrator)持续采集功率开关管Q2导通时的瞬态电流，再对这个瞬态电流进行积分，得到电感电流的平均值(Isns)。但是，由于开关的不理想特性，采样误差会较大，同时由于积分计算本身存在误差，导致利用这种方法计算所得的电感电流平均值的误差较大。

发明内容

本申请提供一种开关电源电路中电感电流平均值采样电路，以解决现有电感电流平均采样方法误差较大的问题。

本申请提供一种开关电源电路中电感电流平均值采样电路，所述平均值采样电路应用于开关电源电路，在所述开关电源电路中，功率开关管Q2的输出端与节点SW之间设置有电流采样电路，所述电流采样电路用于采集所述开关电源电路中的电感电流，所述平均值采样电路包括：

采样时钟产生电路，与所述功率开关管Q2相连接，用于获取所述功率开关管Q2的开启时间的中值时刻，在所述中值时刻产生触发指令；

采样保持电路，与所述电流采样电路相连接，用于在获取所述采样时钟产生电路的触发指令时，采集电感电流的平均值。

可选的，所述触发指令包括第一触发指令和第二触发指令；

所述采样时钟产生电路用于获取所述功率开关管Q2的开启时间的中值时刻，将所述中值时刻作为采集终止时刻，将所述中值时刻之前的任意一个时刻作为采集起始时刻；在所述采集起始时刻至所述采集终止时刻对应的时间段内，所述采样时钟产生电路用于产生第一触发指令；