输出最大负载电流控制电路和方法与流程

技术特征：
1.一种输出最大负载电流控制电路，用于峰值电流模式升压变换器中最大输出负载电流的控制，所述峰值电流模式升压变换器电路包括电感l、主功率管nmos管nm、附从功率管pmos管pm、误差放大器ea，其特征在于，所述输出最大负载电流控制电路包括：跨导放大器a1，用于采样、放大流经所述主功率管nmos管nm上的电流；开关s1，具有和所述主功率管nmos管nm相同的开关控制信号；电阻r1，用于产生与流经所述电感l电流成正比的电压信号；rc滤波电路，包含电阻 r2和电容c2，用于产生所述电阻r1上电压平均值；误差放大器a2，用于产生所述最大负载电流控制电路的主极点；补偿电容c3，用于决定所述最大负载电流控制电路的环路增益带宽；源跟随器pm1，用于将所述误差放大器a2输出的calamp端接入所述峰值电流模式升压变换器电路环路的vcomp端。2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述跨导放大器a1输入端接在所述主功率管nmos管nm的源极和漏极，输出端与所述开关s1的输入端连接；所述开关s1输出端接所述电阻r1到gnd，并作为所述rc滤波电路的输入；所述误差放大器a2输入端接所述rc滤波电路的输出端vsense和固定参考电压vref,其输出端cclamp接所述补偿电容c3到gnd,并作为所述源跟随器pm1的输入，所述源跟随器pm1的输出端接入到所述峰值电流模式升压变换器电路的误差放大器ea的输出端vcomp。3.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述rc滤波电路r2*c2的时间常数设置为大于等于10us。4.根据权利要求1或2所述的控制电路，其特征在于，所述跨导放大器a1包括采样电阻rsense1和rsense2、第一功率管nm1、第二功率管nm2、第三功率管nm3、第四功率管nm4、第五功率管nm5、第六功率管nm6、第七功率管nm7、基准电流源ib；所述采样电阻rsense1输入端连接所述主功率管nmos管nm的sw端，输出端连接第一功率管nm1的源端；所述采样电阻rsense2输入端连接所述主功率管nmos管nm的pgnd端，输出端连接第二功率管nm2的源端；第一功率管nm1和第四功率管nm4的漏极连接，并和第一功率管nm1、第二功率管nm2的栅极连接；第二功率管nm2、第五功率管nm5和第六功率管的漏极连接，并和第六功率管nm6、第七功率管的栅极连接；第三功率管nm3、第四功率管nm4、第五功率管nm5、第六功率管nm6、第七功率管nm7的源极连接在一起；第三功率管nm3、第四功率管nm4、第五功率管nm5的栅极连接在一起；第三功率管nm3接基准电流源ib；第七功率管nm7的漏极是输出端i
a1
，连接所述的开关s1。5.根据权利要求4所述的控制电路，其特征在于，所述基准电流源ib为跨导放大器a1提供偏置电流；所述第一功率管nm1、第二功率管nm2是pmos管；所述第三功率管nm3、第四功率管nm4、第五功率管nm5、第六功率管nm6、第七功率管nm7是nmos管。6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述误差放大器a2包括电流源i，第八功率管nm8，第九功率管nm9，第十功率管nm10，第十一功率管nm11，第十二功率管nm12，第十三功率管nm13，第十四功率管nm14，第十五功率管nm15；其中所述第八功率管nm8、第九功率管nm9、第十功率管nm10、第十一功率管nm11是nmos管；第十二功率管nm12、第十三功率管nm13、第十四功率管nm14、第十五功率管nm15是pmos管；所述第十功率管nm10的栅极是输入端vn，第十一功率管nm11的栅极是输入端vp；第十功率管nm10、第十二功率管nm12、第十三
功率管nm13与第十一功率管nm11、第十四功率管nm14、第十五功率管nm15 是镜像对称结构连接；电流源i分别连接第十功率管nm10的源极和第十一功率管nm11的源极；第十二功率管nm12的漏极和第八功率管nm8的漏极连接，第八功率管nm8的栅极与第九功率管nm9的栅极连接，第八功率管nm8的漏极与栅极连接；第十五功率管nm15的漏极与第九功率管nm9的漏极连接，并作为输出端vclamp连接所述源跟随器pm1的栅极。7.一种峰值电流模式升压变换器，其特征在于，包括权利要求1
‑
7所述的控制电路。8.一种输出最大负载电流的控制方法，用于峰值电流模式升压变换器中输出最大负载电流的控制，其特征在于，在所述变换器的主功率管nmos管nm开启时，通过采样、放大所述主功率管nmos管nm的电流，再经电流电压变换、rc滤波电路在全时间求平均后获得与输出电流成正nmos管比的电压，与一固定参考电压误差放大后钳位住所述峰值电流模式升压变换器中的vcomp电压，便形成一个稳定的环路，限制输出电流。9.根据权利要求8所述的控制方法，其特征在于，还采集流经附从功率管pmos管pm上的电流。10.根据权利要求8或9所述的控制方法，其特征在于，根据下式计算输出最大负载电流i
out
：其中：vref是参考基准源的固定参考电压，r是峰值电流模式升压变换器内阻，a是跨导放大器a1的等效输入导通电阻rdson1和跨导放大器a1输入端第一功率管nm1的导通电阻rdson的比值，k和a均是转换常数。

技术总结
本发明提供了一种输出最大负载电流的控制电路和方法，应用于峰值电流模式升压变换器中。所述输出最大负载电流控制电路包括：跨导放大器A1、开关S1、电阻R1、RC滤波电路、误差放大器A2、补偿电容C3、源跟随器PM1；在变换器的主功率管NMOS管NM或附从功率管PMOS管PM开启时，通过采样、放大主功率管NMOS管NM或附从功率管PMOS管PM的电流，再经电流电压变换、RC滤波电路在全时间求平均后获得与输出电流成正比的电压，与一固定参考电压误差放大后钳位住峰值电流模式升压变换器中的Vcomp电压,实现了不随输入电源电压变化、不受外部器件影响的输出最大负载电流的控制。输出最大负载电流的控制。输出最大负载电流的控制。


技术研发人员：丁德彬 陈立新 熊海峰
受保护的技术使用者：南京泰矽微电子有限公司
技术研发日：2021.08.26
技术公布日：2021/11/23