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電流模式DC―DC轉(zhuǎn)換器中高性能電流檢測電路的分析與設(shè)計(jì)

作者: 時(shí)間:2012-12-19 來源:網(wǎng)絡(luò) 收藏


2 電流的設(shè)計(jì)
基于以上三種電路的優(yōu)缺點(diǎn),本文設(shè)計(jì)的電流如圖3所示。

本文引用地址:http://m.butianyuan.cn/article/175963.htm

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電路沒有采用運(yùn)算放大器。偏置電流為基準(zhǔn)產(chǎn)生恒溫電流源,采用微安級電流。采用PNPQ1~PNPQ4和PMOS7~PMOS10共同組成的電流鏡鏡像偏置,減小溝道長度調(diào)制效應(yīng)等各種失配對電路的影響,提高電流檢測的精度。圖3中的PMOS7~PMOS10的B端接PNP的基極,利用鏡像管的襯底偏置效應(yīng)增加電路的環(huán)路增益,同時(shí)降低了它們的閾值電壓,在保證達(dá)到響應(yīng)速度的前提下,提高的電流檢測精度。P8的尾電流流入R3,在其上產(chǎn)生幾十毫伏的壓差連接到PWM比較器的負(fù)向輸入端,防止整體電路啟動(dòng)時(shí)的誤觸發(fā)。R2連接的是的地PGND2,R1連接的是PGND1。版圖上,PGND1和PGND2是通過金屬連接在一起的,都接的GND,晶體管的設(shè)計(jì)版圖如圖4所示,但這兩端的電位是有一定差異的。結(jié)合圖4簡要說明的是:由于為開關(guān)型NL=DMOS,版圖中采用的是叉指狀直柵結(jié)構(gòu),其S端都要接GND。DC-中的功率管具有很高的寬長比,因而面積很大,又指狀的功率管S端的metal連接幾乎貫穿芯片的兩端。通過不同的金屬將某一根接GND的叉指兩端分別連接到R1和R2,由于叉指上有電流流過,兩端會(huì)產(chǎn)生一定的壓差,可以通過電流檢測電路檢測這兩端的壓差V0(約為幾十毫伏),進(jìn)而進(jìn)行放大,實(shí)現(xiàn)電流檢測的功能。

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電路的工作原理:設(shè)圖3中流過P5和P6的電流分別為I1和Isense,R1=R2,P7~P10的寬長比相同,Q1~Q4的發(fā)射極面積相同,而且通過鏡像偏置使流過N1和N2的兩條支路的電流相等,都為IBIAS。N1和N2的寬長之比也相同,那么,由于反饋環(huán)路的作用,N1、N2的柵源電壓相等,即Vgs1=Vgs2。P5和P6的寬長比也相等,所以I1=Isense。
根據(jù)KVL定律:
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由式(3)可知,檢測的電流主要由R1和V0決定。由于V0是對功率管源端上的長條形叉指進(jìn)行采樣,叉指可以等效于一個(gè)電阻,所以V0∝IL即Isense∝IL。
版圖設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意:電阻R1和R2選用相同類型的電阻,并應(yīng)做好匹配性設(shè)計(jì)。功率管的GND與普通地分離,這樣可以減少對電路中其他信號(hào)的干擾。連接R1、R2到功率地的金屬線要做好信號(hào)隔離,以防止其他噪聲信號(hào)的干擾。



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