DCDC轉(zhuǎn)換器中電流采樣電路的設(shè)計_圖文_百度文庫

1、膏葉技年第卷第期轉(zhuǎn)換器中電流采樣電路的設(shè)計裴杰，王江燕（空軍第一航空學(xué)院軍械工程系，河南信陽；空軍第一航空學(xué)院電子工程系，河南信陽）摘要設(shè)計了一種用于開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器的新型電流采樣電路。常見的電流采樣電路是通過檢測采樣管串聯(lián)電阻上壓降來得到采樣電流，而該采樣電路是通過檢測開關(guān)管串聯(lián)電感上壓降來得到采樣電流的。由于后者所需電阻更少，從而降低了采樣電路的功耗，提高了效率；并且由于電感上壓降對采樣電流變化的靈敏度更高，有效地提高了采樣的精度。關(guān)鍵詞開關(guān)電源；采樣電流；高精度低功耗中圖分類號文獻標識碼文章編號（）（，；，），；在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器工作過程中，其控制環(huán)路通常應(yīng)用的反饋方式有電壓反饋和電流反饋。

2、電流反饋環(huán)路工作的原理是通過檢測開關(guān)管的電流，從而控制開關(guān)管的導(dǎo)通時間占空比，最終保持輸出電壓的穩(wěn)定。采樣開關(guān)管上電流的方法有多種，常見的方法是制作一個與開關(guān)管結(jié)構(gòu)相同，但是寬長比很小的管，并且將其與一個電阻串聯(lián)，通過檢測電阻上的壓降，就可以采樣開關(guān)管上的電流。而本文重點介紹的方法是通過檢測開關(guān)管串聯(lián)電感上的壓降來實現(xiàn)對開關(guān)管上電流的采樣。收稿日期：一作者簡介：裴杰（一），男，助教。研究方向：航空對于開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器來說，其主要組成部分為：充電開關(guān)管，續(xù)流開關(guān)管，電感和電容構(gòu)成了輸出濾波電路。開關(guān)管與其串聯(lián)電感上的電流在開關(guān)管導(dǎo)通時電流大小相等，所以通過檢測串聯(lián)電感上電流的大小就可以得到開關(guān)管上

3、電流的變化情況，為控制開關(guān)管的通斷提供依據(jù)。電路設(shè)計首先簡單介紹一下通過常用方法得到采樣電流的原理電路，如圖所示，然后再詳細分析通過檢測開關(guān)管串聯(lián)電感上壓降得到采樣電流的新型采樣電路，如圖所示。電流采樣常用方法分析在常用電流采樣方法的原理電路中，如圖所電子。王江燕（一）。女，碩士，助教。研究方向：信息與信號處理。示，。為電源電壓，為開關(guān)管驅(qū)動控制轉(zhuǎn)換器中電流采樣電路的設(shè)計信號，。為偏置電流，舾，為主開關(guān)管，鴆為采樣管，鴆與肘。結(jié)構(gòu)相同，但是鴆寬長比相對。很小。點為檢測點，該點接人開關(guān)管的串，畢五意蒿而在放大器的輸出端得到的采樣電壓為蠔聯(lián)電感，為該點電壓，表征了開關(guān)管串聯(lián)電感兩端的電壓大小。點為

4、采樣點，為采樣電壓，管鴨一鳩構(gòu)成該采樣電路的主干部分，為采樣電壓比較放大電路，最后輸出采樣電流，輸出比較電壓。麗西，麗瓦（麗）（）由式（）可以看出，采樣電流毛與電感電流五成正比關(guān)系。因此，通過該采樣電路得到的采樣電流，即可以反應(yīng)電感電流，的變化。新型電感電流采樣方法分析在新型的電流采樣電路的原理圖中，如圖所示，。為電源電壓；。為主開關(guān)管；鴆為采樣管，塢一虬與電阻，和電容。構(gòu)成采樣電路；為開關(guān)管驅(qū)動控制信號；如為芯片電流偏置信號；為檢測點，該點接入開關(guān)管的串聯(lián)電感，為該點電壓，表征了開關(guān)管串聯(lián)電感兩端的電壓大小。，即為電感電流采樣輸出信號。圖常用電流采樣電路當為高電平時，主開關(guān)管肘，截止，采樣管

5、鴆也截止，電阻尺。上電流為，則圪，采樣放大器電路處于平衡態(tài)，。當為低電平時，主開關(guān)管膨。導(dǎo)通，此時，電感電流，流過主開關(guān)管，（）刪為肘。導(dǎo)通電阻，則在主開關(guān)管上的壓降贏為。一，×（）脅（）吼為鴨導(dǎo)通電阻，則開（）一麗而蔬×（）尺（）圖新型電感電流采樣原理圖由式（）可以看出，主開關(guān)管導(dǎo)通時，隨著電感電流，增大，下降。由塢一坂、和恐、兄組成的采樣電壓放大電路開始工作，其中，：尺，。該采樣電路的原理是利用電感兩端電壓與電感電流，。變化率成正比來實現(xiàn)的?！俊＜?，采樣電壓放大器由于帆的負反饋作用可以用運放的虛短路來分析采樣增益¨。由探度負反饋：。（）運放的輸入端虛短路使得塢

6、的源極和肘的源極電位相等，設(shè)為。由運放的偏置電路而決定了在型中，檢測點接電感后得到輸出電壓。當開關(guān)管導(dǎo)通時，電感電流不斷增加，電感兩端電壓可以表示為流過塢的源漏電流，。和流過憶的源漏電流，。的電流相等，根據(jù)基爾霍夫定律可得：睨一穩(wěn)定的，因此可以將圪近似看作定值。（）一：，：華一毛（）一一【）由于在型中，其輸出電壓是非常在此條件下，由式（）可以看出，端電壓根據(jù)式（），式（），可得轉(zhuǎn)換器中電流采樣電路的設(shè)計與電感兩端電壓睨成線性關(guān)系，因此，即可以反映出電感電流的變化量。而在和型中，檢測點接電感后直接接地，所以，當開關(guān)管導(dǎo)通時，點的檢測電壓就是電感兩端電壓，所以丘×（），×（）眥

7、（）唧恐一（）由式（）可以看出，毛與，存在一定的正比關(guān)系，當，越大時，厶越大；當越小時，毛越小，所以，可以作為采樣電流反映電感電流，。的變化。由于開關(guān)管串聯(lián)電感的電壓對于電感電流的變化比采樣管串聯(lián)電阻上壓降對電流的變化更敏感，因此，采樣精度也更高。可以直接反映出電感電流的變化量。綜上可以看出，在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中，開關(guān)管的串聯(lián)電感接點電壓可以反映出電感電流的變化量，通過檢測即可得到電感電流的變化情況。在圖中，當為高時，主開關(guān)管肘。結(jié)束語文中主要介紹了在開關(guān)電源轉(zhuǎn)換器中和采樣管鴆不導(dǎo)通，采樣電流電路處于平衡態(tài)，。當為低時，主開關(guān)管肘，和采樣管電流反饋環(huán)路中采樣電流產(chǎn)生電路。并且對常用采樣方法和新型

8、采樣方法進行了分析和比較。文中設(shè)計的電流采樣電路所需電阻更少，從而降低了功耗，提高了效率；并且由于電感上壓降的變化靈敏度更高，從而提高了采樣的精度。由此可見，新型采樣電路的性能比常用的方法有了很大的改善，是一種可供參考的采樣電路。參考文獻塢將導(dǎo)通，電感電流，。流過主開關(guān)管，主開關(guān)管導(dǎo)通電阻為（）姍，則在主開關(guān)管上的壓降。為吃一處的電壓為地的柵極電壓比為（）舳（）（）品。一×（）帕一哪（）（）恐）（）其中，（）?。ǎ﹦h分別為鴆、犯的導(dǎo)通電阻；慨的源極電壓為未。一（，）×（）矗一，町×（）（）一）一×（）（）：，王水平，武芒，彭學(xué)愚開關(guān)電源及其展動態(tài)電子科技

9、，（）：，：，根據(jù)采樣管地源級電流厶與柵源電壓的關(guān)系式田錦明，王松林，來新泉，等開關(guān)電源脈寬調(diào)制芯片的低功耗設(shè)計電子科技，（）：厶：腳。罟）（一）（），：。電子科技年月日 DC/DC轉(zhuǎn)換器中電流采樣電路的設(shè)計作者：作者單位：刊名：英文刊名：年，卷(期：被引用次數(shù)：裴杰， 王江燕， Pei Jie， Wang Jiangyan裴杰,Pei Jie(空軍第一航空學(xué)院,軍械工程系,河南,信陽,464000， 王江燕,WangJiangyan(空軍第一航空學(xué)院,電子工程系,河南,信陽,464000電子科技ELECTRONIC SCIENCE AND TECHNOLOGY2009，22(40次參考文獻(

10、6條1. Behzad Razavi Design of Analog CMOS Integrated Circuits 20032. 王水平. 武芒. 彭學(xué)愚 開關(guān)電源及其展動態(tài) 1996(043. Phillip E. Allen Douglas. Holberg R CMOS Analog Circuit Design 20024. 田錦明. 王松林. 來新泉 AC/DC開關(guān)電源脈寬調(diào)制芯片的低功耗設(shè)計期刊論文-電子科技 2006(065. Paul R Gray. Paul J Hurst. Stephen H Lewis Analysis and Design of Analog Integrated Circuits 20006. Franco S Design with Operational Amplifiers and Analog Integrated Circuits 1998相似文獻(1條1.期刊論文 黎曉貞. 涂敏. Li Xiaozhen. Tu Min 基于UC3842開關(guān)穩(wěn)壓電源的設(shè)計 -電子技術(shù)2009,46(3開關(guān)電源是一種效率很高的電源變換電路,通過對Boost型開關(guān)電源作詳細的數(shù)學(xué)推導(dǎo)后得到準確數(shù)據(jù).該系