一種電流檢測(cè)電路、功率開關(guān)芯片及開關(guān)電源的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于集成電路領(lǐng)域，尤其涉及一種電流檢測(cè)電路、功率開關(guān)芯片及開關(guān)電源。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著集成電路的飛速發(fā)展，功率開關(guān)芯片以及開關(guān)電源被應(yīng)用到各個(gè)領(lǐng)域。圖1為傳統(tǒng)的基于BUCK拓?fù)涞拈_關(guān)電源應(yīng)用方案，其中VDD為功率開關(guān)芯片的供電管腳，GND為功率開關(guān)芯片的接地管腳，DRAIN為功率開關(guān)芯片內(nèi)部集成的功率開關(guān)MOS管的漏極管腳，CS為功率開關(guān)芯片的電流檢測(cè)管腳連接芯片內(nèi)部集成的功率開關(guān)MOS管的源極，芯片內(nèi)部集成的功率開關(guān)MOS的柵極接收接控制器輸出的控制信號(hào)，VIN和VOUT分別為開關(guān)電源系統(tǒng)的輸入和輸出端。
[0003]可以看出，傳統(tǒng)方案中的功率開關(guān)芯片需要至少四個(gè)管腳的封裝，因此無(wú)法采用散熱效果優(yōu)秀而且性價(jià)比高的T0252或T092工藝的封裝，芯片封裝的靈活性和可靠性都大大地降低了。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0004]本實(shí)用新型實(shí)施例的目的在于提供一種電流檢測(cè)電路，旨在解決現(xiàn)有功率開關(guān)芯片需要至少四個(gè)管腳的封裝，靈活性和可靠性差的問(wèn)題。
[0005]本實(shí)用新型實(shí)施例是這樣實(shí)現(xiàn)的，一種電流檢測(cè)電路，與控制單元和基準(zhǔn)單元連接，所述電路包括:
[0006]根據(jù)基準(zhǔn)電壓和基準(zhǔn)電流實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)移，并從接地端提取采樣信號(hào)的電平轉(zhuǎn)移單元，所述電平轉(zhuǎn)移單元的輸入端為所述電路的電源端與供電電壓連接，所述電平轉(zhuǎn)移單元的電壓驅(qū)動(dòng)端與所述基準(zhǔn)單元的基準(zhǔn)電壓輸出端連接，所述電平轉(zhuǎn)移單元的第一、第二輸出端分別與所述基準(zhǔn)單元的第一、第二基準(zhǔn)電流輸出端連接；
[0007]根據(jù)控制開啟信號(hào)生成比較電壓，并避免功率開關(guān)開啟時(shí)供電電壓波動(dòng)影響比較電壓穩(wěn)定的閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧?，所述閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵伺c所述電平轉(zhuǎn)移單元的第一輸出端連接，所述閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧目刂贫伺c所述控制單元的開啟輸出端連接；
[0008]將所述采樣信號(hào)與所述比較電壓比較，生成檢測(cè)結(jié)果的電流檢測(cè)單元，所述電流檢測(cè)單元的檢測(cè)端與所述電平轉(zhuǎn)移單元的第二輸出端連接，所述電流檢測(cè)單元的參考端與所述閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮敵龆诉B接；
[0009]根據(jù)前沿消隱控制信號(hào)生成控制關(guān)閉信號(hào)以控制功率開關(guān)關(guān)斷，并屏蔽由于功率開關(guān)開啟瞬間產(chǎn)生的電壓尖峰對(duì)電路邏輯的干擾的前沿消隱單元，所述前沿消隱單元的輸入端與所述電流檢測(cè)單元的輸出端連接，所述前沿消隱單元的輸出端為所述電路的輸出端直接或間接與功率開關(guān)的控制端連接，所述前沿消隱單元的控制端與所述控制單元的消隱輸出端連接；
[0010]所述基準(zhǔn)電壓和所述基準(zhǔn)電流由所述基準(zhǔn)單元提供；
[0011]所述控制開啟信號(hào)和所述前沿消隱控制信號(hào)由所述控制單元提供。
[0012]進(jìn)一步地，所述電平轉(zhuǎn)移單元包括:
[0013]第一開關(guān)管和第二開關(guān)管；
[0014]所述第一開關(guān)管的輸入端為所述電平轉(zhuǎn)移單元的輸入端與第二開關(guān)管的輸入端連接，所述第一開關(guān)管的控制端為所述電平轉(zhuǎn)移單元的電壓驅(qū)動(dòng)端，所述第一開關(guān)管的輸出端為所述電平轉(zhuǎn)移單元的第一輸出端，所述第二開關(guān)管的控制端與所述第二開關(guān)管的輸入端連接，所述第二開關(guān)管的輸出端為所述電平轉(zhuǎn)移單元的第二輸出端。
[0015]更進(jìn)一步地，所述第一開關(guān)管和第二開關(guān)管均為N型MOS管，所述N型MOS管的漏極為所述第一、第二開關(guān)管的輸入端，所述N型MOS管的源極為所述第一、第二開關(guān)管的輸出端，所述N型MOS管的柵極為所述第一、第二開關(guān)管的控制端。
[0016]更進(jìn)一步地，所述閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧?
[0017]可控開關(guān)和電容Cl;
[0018]所述可控開關(guān)的控制端為所述閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧目刂贫?，所述可控開關(guān)的一導(dǎo)通端為所述閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮斎攵耍隹煽亻_關(guān)的另一導(dǎo)通端為所述閾值穩(wěn)壓?jiǎn)卧妮敵龆送ㄟ^(guò)所述電容Cl接地。
[0019]更進(jìn)一步地，所述電流檢測(cè)單元為比較器，所述比較器的正向輸入端為所述電流檢測(cè)單元的檢測(cè)端，所述比較器的反向輸入端為所述電流檢測(cè)單元的參考端，所述比較器的輸出端為所述電流檢測(cè)單元的輸出端。
[0020]更進(jìn)一步地，所述前沿消隱單元包括:
[0021]反相器和與門；
[0022]所述反相器的輸入端為所述前沿消隱單元的輸入端，所述反相器的輸出端與所述與門的第二輸入端連接，所述與門的第一輸入端為所述前沿消隱單元的控制端，所述與門的輸出端為所述前沿消隱單元的輸出端。
[0023]本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于，提供一種采樣上述功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路的功率開關(guān)芯片，所述芯片具有三個(gè)封裝引腳，分別為電源引腳、接地引腳和功率開關(guān)的漏極引腳，所述芯片內(nèi)部還包括:
[0024]基準(zhǔn)單元、控制單元、觸發(fā)器、柵極驅(qū)動(dòng)單元和功率開關(guān)；
[0025]所述功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路的電源端與所述芯片的電源引腳連接，所述功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路的輸出端與所述觸發(fā)器的第二輸入端(S)連接，所述觸發(fā)器的第一輸入端(R)與所述控制單元的開啟輸出端連接，所述觸發(fā)器的輸出端與所述柵極驅(qū)動(dòng)單元的輸入端連接，所述柵極驅(qū)動(dòng)單元的輸出端與所述功率開關(guān)的控制端連接，所述功率開關(guān)的輸入端與所述芯片的功率開關(guān)的漏極引腳連接，所述功率開關(guān)的輸出端與所述芯片的接地引腳連接。
[0026]進(jìn)一步地，所述芯片采用T0252或T092工藝的封裝。
[0027]更進(jìn)一步地，所述觸發(fā)器為RS觸發(fā)器。
[0028]本實(shí)用新型實(shí)施例的另一目的在于，提供一種采用上述功率開關(guān)芯片的開關(guān)電源，所述開關(guān)電源還包括:
[0029]電阻R1、電阻R2、電容Cl、電容C2、二極管Dl和電感LI ；
[0030]所述二極管Dl的陰極為所述開關(guān)電源的一輸入端同時(shí)與所述電容C2的一端和所述電阻R2的一端連接，所述二極管Dl的陽(yáng)極同時(shí)與所述電感LI的一端和所述功率開關(guān)芯片的功率開關(guān)漏極引腳連接，所述功率開關(guān)芯片的電源引腳與所述電容Cl的一端連接，所述電容Cl的另一端為所述開關(guān)電源的另一輸入端與所述電阻Rl的一端連接，所述電阻Rl的另一端與所述功率開關(guān)芯片的接地引腳同時(shí)接地，所述電感LI的另一端同時(shí)與所述電容C2的另一端和所述電阻R2的另一端連接，所述電阻R2的兩端為所述開關(guān)電源的兩輸出端。
[0031]本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)接地引腳獲取電流檢測(cè)的采樣信號(hào)，從而使功率開關(guān)芯片節(jié)省了傳統(tǒng)的CS管腳，可以使用T0252、T092等三個(gè)管腳的封裝體，從而提高了芯片的封裝靈活性，加強(qiáng)了芯片的散熱，提高了電源系統(tǒng)的效率以及壽命，并且系統(tǒng)的可靠性也得到了提升。
【附圖說(shuō)明】
[0032]圖1為傳統(tǒng)的基于BUCK拓?fù)涞拈_關(guān)電源應(yīng)用原理圖；
[0033]圖2為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)圖；
[0034]圖3為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路的示例電路結(jié)構(gòu)圖；
[0035]圖4為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路的信號(hào)波形圖；
[0036]圖5為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率開關(guān)芯片的結(jié)構(gòu)圖；
[0037]圖6為本實(shí)用新型實(shí)施例提供的開關(guān)電源的結(jié)構(gòu)圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]為了使本實(shí)用新型的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點(diǎn)更加清楚明白，以下結(jié)合附圖及實(shí)施例，對(duì)本實(shí)用新型進(jìn)行進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明。應(yīng)當(dāng)理解，此處所描述的具體實(shí)施例僅僅用以解釋本實(shí)用新型，并不用于限定本實(shí)用新型。此外，下面所描述的本實(shí)用新型各個(gè)實(shí)施方式中所涉及到的技術(shù)特征只要彼此之間未構(gòu)成沖突就可以相互組合。
[0039]本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)接地引腳獲取電流檢測(cè)的采樣信號(hào)，從而使功率開關(guān)芯片節(jié)省了傳統(tǒng)的CS管腳，可以使用T0252、T092等三個(gè)管腳的封裝體，從而提高了芯片的封裝靈活性，加強(qiáng)了芯片的散熱，提高了電源系統(tǒng)的效率以及壽命，并且系統(tǒng)的可靠性也得到了提升。
[0040]以下結(jié)合具體實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型的實(shí)現(xiàn)進(jìn)行詳細(xì)描述:
[0041]圖2示出了本實(shí)用新型實(shí)施例提供的功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)，為了便于說(shuō)明，僅示出了與本實(shí)用新型相關(guān)的部分。
[0042]作為本實(shí)用新型一實(shí)施例，該功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路I可以應(yīng)用于任何功率開關(guān)電路中，該功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路I與外部控制單元2和基準(zhǔn)單元3連接，包括:
[0043]電平轉(zhuǎn)移單元11，用于根據(jù)基準(zhǔn)電壓Vr和基準(zhǔn)電流I1、12實(shí)現(xiàn)電平轉(zhuǎn)移，并從接地端提取采樣信號(hào)，電平轉(zhuǎn)移單元11的輸入端為功率開關(guān)的電流檢測(cè)電路I