專利名稱：功率管電流檢測電路的制作方法
功率管電流檢測電路技術領域：
本發明涉及一種檢測電路，特別是一種功率管電流檢測電路。 t背崇技術DC-DC (直流-直流)開關電源、LDO (線性降壓調節器)、Charger (充 電器)等電源管理芯片，在剛開始加電、輸出端短路或環路反饋中需要功率 管電流時，經常需要比較精確地檢測功率管電流來處理這些情況。如果在 DC-DC、 LDO等芯片上電或出現輸出短接時，沒有及時關斷功率管或采取其 他限流方式，芯片可能在很短的時間內燒毀。目前比較常用的幾種^f全測電流的方案有如下幾種 L采用精密電阻方案請參閱圖1,該技術方案使用一個精密電阻與功率管串聯，通過測量精密 電阻兩端的電壓來^^測功率管的電流。其工作原理如下，電阻Rsense是一個 阻值很小的精密電阻，例如0.1或0.2Q。當電流流經電阻Rsense到功率管Ql 時，在Rsensc兩端的壓降為Vrs置=lRSense* Rsense (1)由于運放的虛短效應，其輸入端電壓保持相等(電路中取R1等于R2)， 因而R2兩端的電壓等于VRsense。從而可以得到流經R2的電流與Isense成正 比，同樣可以得到與Isense成正比的電壓Vsense,其大小為<formula>formula see original document page 3</formula> (2)從以上分析得到的Vsense實現了對功率管電壓的檢測，可以通過對Vsense 的處理來做限流或用于電流型DC-DC的反饋環路中。該方法的一個很大缺點 是需要外置的電阻，增加了設計的成本，此外，電阻始終處于電流環路中，
使電源的利用效率降低。2.采用功率管自身內阻方案請參閱圖2，此電路的優點是不需要方案A中使用的精密電阻，直接使 用功率管自身的電阻來檢測其電流。電路的原理類似于方案l,假設功率管電 阻為R^，電阻R1等于R2，則我們可以得到Vsense= "2但由于功率管Ql的內阻是由式(4)決定:1(3)其電阻隨電源電壓或其柵源電壓變化，因而通過這種方案檢測到的電流不是很精確。3.采用與功率管匹配的小管方案請參閱圖3，此電路采用與功率管MP1匹配的小管MP2來檢測電流。電路中耳又『 —『—丄！當VQ為低的時候，開關管MP1及MS1打開，由于運放的鉗位作用，電壓VA等于VB，于是可以得到z"-丄/』M)2 一 乂M、'2 — v ,1 /,、^ (6)7鄉=7緒,2 (7)通過以上分析，可以得到與功率管MP1電流成正比的電壓Vadd，從而可 以將其用來限流或用于電流反饋環路中。此電路檢測電流的精度比方案1低一點，但可以節省一個片外電阻，其缺點是運放的結構稍顯復雜，功耗較大。因此，有必要提供一種具有簡單結構，并能夠精確檢測電流的功率管電流檢測電路。
發明內容本發明所要解決的技術問題在于提供一種檢測電路，特別是一種功率管電流檢測電路。為解決上述技術問題，本發明所采用的技術方案是 一種功率管電流檢 測電路，其包括 一待測功率管， 一與該待測功率管匹配，并與其寬長比為 一定值的功率管，該功率管電流檢測電路還包括一電流鏡電路，該電流鏡電 路包括若干檢測功率管，通過流經檢測功率管的電流來檢測所述待測功率管的電流,，本發明的技術方案結構簡單，檢測電流精度高，并且限流響應速度快， 功耗與制造成本較低。
圖1是現有檢測功率管電流方案1的電路圖。 圖2是現有檢測功率管電流方案2的電路圖。 圖3是現有檢測功率管電流方案3的電路圖。 圖4是本發明功率管電流檢測裝置的電路圖。K具體實施方式下面結合附圖對本發明作進一步的描述。隨著半導體工藝的發展，集成電路的所需工作電壓變得越來越低，因而 DC-DC (直流-直流)開關電源以及LDO (線性降壓調節器)的使用越來越廣 泛。這些電源轉換器中均采用了功率管，本發明的技術方案可以4艮精確的獲 取CMOS功率管的電流，用來對整個電路進行限流或用于電流型PWM (脈 沖寬度調制)DC-DC環路中。請參閱圖4，為本發明新的解決方案。采用檢測功率管M1、 M2、 M3、 M4組成的電流鏡代替了方案3中的運放，其他結構基本相同。在本實施例中， 上述檢測功率管為MOS管。其中功率管MY與功率管Mx寬長比為N, Ml、 M2與M3、 M4的寬長比分別相等，當BUFOUT為J氐時，Ml、 M2、 M3、 M4電流鏡開始工作，則流經M1、 M2、 M3、 M4、 Mc的電流均為ibias，即:
<formula>formula see original document page 6</formula>(9)根據式:
<formula>formula see original document page 6</formula>(10)<formula>formula see original document page 6</formula>(11)可以得到<formula>formula see original document page 6</formula>(12)<formula>formula see original document page 6</formula> (13)<formula>formula see original document page 6</formula>(14)<formula>formula see original document page 6</formula>(15)通過以上推導，可以得到與功率管電流成正比的電壓，從而可以實現限 流或將其用于環路反饋中。本發明的技術方案結構簡單，檢測電流精度高，同時具有限流響應速度快，功耗低，制造成本低的特點。
權利要求
1、一種功率管電流檢測電路，其包括一待測功率管；一與所述待測功率管匹配的功率管，其與所述待測功率管的寬長比為一定值；其特征在于，所述功率管電流檢測電路還包括一電流鏡電路，所述電流鏡電路包括若干檢測功率管，通過流經所述檢測功率管的電流來檢測所述待測功率管的電流。
2、 如權利要求1所述的功率管電流檢測電路，其特征在于，所述電流鏡 電路包括'四個檢測功率管。
3、 如權利要求2所述的功率管電流檢測電路，其特征在于，所述檢測功 率管組成兩組寬長比分別相等的檢測功率管對。
4、 如權利要求1至3任意一項所述的功率管電流檢測電路，其特征在于， 所述檢測功率管為MOS管。
全文摘要
本發明涉及一種功率管電流檢測電路，其包括一待測功率管，一與該待測功率管匹配，并與其寬長比為一定值的功率管，該功率管電流檢測電路還包括一電流鏡電路，該電流鏡電路包括若干檢測功率管，通過流經檢測功率管的電流來檢測所述待測功率管的電流。本發明的技術方案結構簡單，檢測電流精度高，并且限流響應速度快，功耗與制造成本較低。
文檔編號G01R19/00GK101165497SQ200610063148
公開日2008年4月23日 申請日期2006年10月16日 優先權日2006年10月16日
發明者軍 劉, 劉堅斌 申請人:深圳安凱微電子技術有限公司