电流检测电路以及电流方式型开关调节器的制作方法

专利名称：电流检测电路以及电流方式型开关调节器的制作方法
电流检测电路以及电流方式型开关调节器,员域本发明涉及<顿直流输入电源、根据输出电压以及输出电流的检测值控制 输出电压的电流方式开关调节器以及其中i柳的电流检测电路。 背景M作为电流方式降压型开关调节器，使用图5g的结构的电路(例如参照 专利文献l)。在该电路中，ilil接通开关107，从电源向线圈108 M;电流，输入电压 Vi作为电能(即电荷)在线圈108内积蓄，同时在输出电容器112内积蓄。另 外，舰关断开关107，在输出电容器112内积蓄的电肯嗵过电荷放电。因此，图5的电流方式降压型开关调节器，对于线圈108积蓄的电能，向 负荷供给ii51输出电容器112平均化(积分)后的电压。误差放大器101，对于反转输局预入用电阻110以及电阻111分压输 出电压的检测电压，对于非反转输入端^ll入从難电压源100输出的M电 压Vref，放大战检测电压和難腿Vref的差，ffi^大后的结果作为检测放 大电压向比较器105的反转输A^子输出。I/V电路121检测皿线圈108的电流，生成与该电fet应的电压，向力口法 器103的一铺A^子输出。I/V电路122检测舰负荷的电流，生成与该电 应的电压，向加法器 103的另一铺入端，出。加法器103，相加分别从一，入端子以及另一^lr入端子输入的电压，把相加两者的结果作为W尝电压，向比较器105的非反转输A^子输出。亦即，战州尝电压，是4顿与负荷或者线圈108串联的检测器检测舰各元件的电流，把与流过负荷或者线圈108的电流的电流 比例的{|^换为电压值，3M31加法器103相加的电压。比较器105,在反转输A^子上输入Jl^检测放大电压，在非反转输入端子上输入补偿电压，比较检测放大电压以及补偿电压，把比较结果作为控制信号，向SR—锁存器106的复位端子R输出。因此，随输出电压升高，误差放大 器101输出的检测放大电ffiJi升，比较器105，在检测放大电压超过W尝电压的 场合，〗鹏审腊号从H电平变化为L电平。另外，比较器105，在检测放大电 压比,M尝^ffi低的场合，使控伟l腊号从L电^P变化为H电平。因此,SR—锁存器106向置位端子从振荡器104输入一定周期的时!襥号， 当體位0 开雑号作为H电平，当输入H电平的控制信号时把输出复位， 把开，号作为L电平。开关107,在输入的开雜号是H电平的状态下导通， 在L电平的状态下关断。专利文献1特开2002—281742号公报如上所述，电流方式降压型开关调节器，因为根据输出电压和输出电流两 者的反馈信息生繊出电压，所以控制控制开关107的导il/关断状态的开雜 号的负载率(duty)。但是，在现有技术例子中，检测输入加法器103的电流信息的电^f魄 路，因为从微小的电流生成微小的电压，因为用双极或者双CMOS (双极和 CMOS混存)形成，所以有工艺复杂而且不肯織小这样的缺点。发明内容本发明是鉴于这样的事情做出的发明，其目的在于提供一种电流检测电路， 该电流检测电路全部用CMOS (Complementary Metal Oxide Semiconductor)生 成，与现有技术例比较，育辦4杠艺简单化，育辦縮小芯片尺寸。本发明的电 测电路(实施形式中的电流传感电路)，是检测流过被测定 对象(实施形式中的线圈L)的电流、把与该电 应的电压作为检测结果输 出的电流检测电路(在实施形式中，在电流方式型开关调节器中，是生成与流 过线圈的线圈电流的电流值对应的传感电压的电流检测电路，该传感电JBI过 ,Hi斜波波形的电压被慨斜州尝，用于电压控制)，其特征在于，具有，第一P 沟道晶体管(实施形式中的P沟道晶体管Mll)，鄉极连接电源，栅极接地， 舰驱动被测定鄉的晶体管的1/N电流；第二P沟道晶体管(实施形式中的P 沟道晶体管M12),其源丰鹏接该第一P沟道晶体管的漏极；第三P沟道晶体管 (实施形式中的P沟道晶膽M9)，其在使电流M线圈的晶体管(实施形式中 的P沟道晶体管M1)的漏^i:连接；电压镜像电路(本实施形式中的电压镜像 电路2Q)，其一个端子连接所述第二P沟道晶体管的漏极，另一个端子连接戶，第三P沟道晶体管的漏极，使所述端子和另一端子的电压相同；和第一N沟道 晶体管(本实施形式中的N沟道晶体管M5)， CT^^接所述第一P沟道晶体 管的漏极，源极M^传感电阻接地，在栅^J:施加在饱和区域中工作的电压， 所述第一 N沟道晶体管把源极电压作为所述传感电压输出。本发明的电 测电路的特征在于，所述第二P沟道晶体管和第三P沟道 晶体管用相同的尺寸形成。本发明的电離观魄路的特征在于，在检测所述被测定m的电流的期间 (在本实施形式中，在使线圈流过电流的P沟道晶体管Ml导通的期间)，在第 二以鄉三P沟道晶体管的栅极上，施加使織二以麟三P沟道晶体管成为 导通状态的^ffi。本发明的电流检测电路的特征在于，所述电压镜像电路具有，第二N沟道 晶体管(本实施形式中的N沟道晶体管M3),其漏极在所述一个端子上连銜 第三N沟道晶体管(本实施形式中的N沟道晶体管M4)， ^i极在该第二 N 沟道晶体管的源极，接；第四N沟道晶体管(本实施形式中的N沟道晶体管 M8)，其漏极^^述另一个端子上连接，栅极^^f述第二 N沟道晶体管的栅极 上连接；第五N沟道晶体管(本实施形式中的N沟道晶体管M6)， ^极^^f 述第四N沟道晶体管的源^±连接，栅极在戶; ^第三N沟道晶体管的栅^J:连 接，和运算放大器，其非反转输入端子在所述一个端子上连接，反转输入端子 在所述另一个端子，接，输出端子在第二以及第四N沟道晶体管的栅极上连 接，^^f鄉三以及第五N沟道晶体管的栅l肚施加難电压。本发明的电流检测电路的特征在于，所述第一N沟道晶体管的栅极^^f述 第三N沟道晶体管的漏极JJi接。本发明的电 测电路的特征在于，所述第一N沟道晶体管的栅极:^;f述 第三N沟道晶体管的漏ILt^接。本发明的开关调节器是电流方式型开关调节器，其特征在于，具有，倾斜 补偿电路，用于输出倾斜补偿的补偿斜波波形；电流检测电路，用于测定流过 电压变换中使用的线圈的电流，生成与该电流对应的传感电压；加法器，用于 相加所述补偿斜波波形的电压和传感电压，生成修正后的补偿传感电压；和输 出电压控制电路，其通过该修正后的补偿传感电ffiia行输出电压的控制，作为 所述电流检测电路，4顿上述任何一项所述的电流检测电路，作为检测结果得到所述传感电压。ffiil^用以上说明的结构，根据本发明，因为在第一p沟道晶体管以及驱动在电压变换中使用的线圈的晶体管、和电压镜像电路的端子之间，作为用于检测的开絲别插入第二p沟道晶体管、第三p沟道晶條，所以在第一 p沟 道晶体管和驱动线圈的晶体管的漏极-源极间育^^吏电压成为相同的值，对于传感电阻，因为使流过与晶体管比对应的电流，所以不像现有技术那样用双极或双CMOS构成，兽嫩把全部晶体管作为CMOS结构形成，育滩使电流方式型开关调节器半导体體的工艺简单化，减小芯片尺寸，育滩陶氏制m^。由此，根据本发明，舰4柳上述的电流传感电路，育滩生成正确的与流 过线圈的电舰应的传感电压，會辦廉魏构成育辦高速而且高精度地输出与 负荷对应的输出电压的电流方式型开关调节器。


图1是表示^ffl根据本发明的一个实施形式的电流传感电路的电流方式型 开关调节器的构成例的 图。图2是用于说明图1的电流方式型开关调节器的动作的波形图。图3是用于说明图1的电流方式型幵关调节器中的倾斜补偿的动作的波形图。图4是表示图1的电流方式型开关调节器中的电流传感电路的构成例的概 念图。图5是^^现有的电流方式型开关调节器的构成例的慨念图。 符号说明1开关调节器用半导体装置 2过电压保护电路4 慨斜IM尝电路5 电流传感电路6 P丽比较器7 加法器8 振荡器(OSC)9 PWM控制电路100定电流源Cl、 C2、 C3电容器Ml、 M9、 MIO、 Mll、 M12 P沟道晶体管M2、 M3、 M4、 M5、 M6、 M7、 M8、 M13 N沟道晶体管Rl、 R2、 Rs电阻具体实施方式
下面参照

使用根据本发明的一个实施形式的电流检测电路5的、 电流方式降ffiM开关调节器用半导体装置1 。图1是，根据该实施形式的降压 型开关调节器的构成例的框图。本申请的发明中最具特征的结构，是为控制从 输出端子Pout输出的输出电压Vout使用的、用以高精度测定 线圈L或者P 沟道晶体管M1的电流的CMOS形成的电流传感电路5，详细说明其细节。在该图1中，本实施形式的电流方式降压型开关调节器，由电流方式降压 型开关调节器用半导体装置1、电压变换(本实施形式中降压)中使用的线圈L、 和对从该线圈L输出的电ffiS行平滑的平滑用电容器C2构成，皿使P沟道 型MOS晶体管(以下称P沟道晶体管)Ml导通，使N沟道型MOS晶体管(以 下称N沟道晶体管)M2关断，S5i端子Pin从电源Dl M31输出端子(CONT 端子)电流,线圈L,作为电源D1的电压的输入电压Vin作为电能(亦即电 荷)在线圈L内积蓄。另外，fflil使P沟道晶体管Ml关断，使N沟道晶体管 M2导通，放电在线圈L内积蓄的电能。在电源D1的输出端子和接地点之间连 接电容器C1。P沟道晶体管M1的源M^接端子Pin,亦即M端子Pin源极向电源Dl 连接，N沟道晶体管M2的源极连接端子Ps，亦即通过端子Ps接地。其他的过 电压保护电路13、误差放大器3、倾斜纟M尝电路4、电流传感电路5、 PWM比 较器6、加法器7、振荡器8、 PWM控制电路9以及"或'电路12的各电路，通 过端子Pin和电源Dl连接，M31端子Ps和接地点连接。因此，电流方式降ra开关调节器，在对于线圈L积蓄电能期间和放电期间，调整从输出端子Pout对于负荷输出的输出电压Voirt，向负荷供^I过线圈 L和电容器C2平均化(积分)了的输出电压Vout。P沟道晶体管Ml的漏极和N沟道晶体管M2的漏极用端子CONT连接(串 联)，线圈L的一端与该端子CONT连接，另一端与负荷(亦即输出端子Pout)连接。另外，P沟道晶体管M1的栅极与PWM控制电路9的端子QB连接，N 沟道晶体管M2的栅极与PWM控制电路9的端子Q连接。误差放大器3,在反转端子上输入作为电容器C2和线圈L的连接点的输出 端子的电压、亦即皿电阻R1以及电阻R2 (串联的分压电路)分压输出电压 Vout的分压电压，在非反转端子上输AS准电源D2输出的基准电压Vref，放 大战分压电压和難电压Vref的差，把放大的结果作为检测电压向PWM比 较器6的反转输局子输出。另外，在输出电压Vout输入的端子FD和电阻Rl 以及电阻R2的3^接点之间，插入对于电阻R1以及电阻R2的连接点相位控制 输出电压的变化用的电,C3 。这里，在开关调节器输出的输出电压Vout中，作为供给负荷的电压的目标 值的目标电压，作为在^^大器3上连接的S I电压源D2的自电压Vref 设定。亦即，在本实施形式中，目标电压的定义，，作为对于输出电压的负 荷乡纤的控制目标设定的电压。在误差放大器3中，如上述，基准电压是要与 通过分压电路分压输出电压后的分压电压比较的电压，设定输出电压和目标电 压一致时的分压电压。因此，在用该分压电路分压输出电压后的分压电压超过 战難电压的场合，认为输出电压舰了目标电压。倾斜彬尝电路4,与振荡器8振荡的时l襥号的频率的周期T同步，发生 锯齿形的韦M尝斜波(后面说明的通过斜率m线粗l,变化的电压波形)，向加法 器7的输入端子a输出。电流传感电路5，检测皿线圈L的电流的电流值，亦即检测与负荷容量 的变动对应的电流变动，生成传感电压(与流过线圈的电流值对应的)Sl,向 加法器7的输A^子b输出。该传感电压M31i^慨斜补偿电路4输出的补偿 斜波的电压被倾斜辛M尝(修正)。这里，因为与皿线圈L的电流的变4W应，输出电压Vout变化，所以对 于慨斜补偿的补偿斜波的电压值，求与M^圈L的电流的电流变<树应的传 感电压，如后述，il^于补偿斜波进行反馈，育雜进行高精度的控制。亦即，使与、M31^圈L的电m应，进行导通P沟道晶体管M1的期间的 调整。因此，因为与流纖圈L的电fet应的传感电腿过补偿斜波的电压被 倾斜W尝，舰流纖圈L的电流(一次信息)决定输出电压，所以对于负荷 变动的控制的响^3M成为高速。加法器7，如战，舰相加倾斜补偿电路4输出的补偿斜波的电压值(输 入到输入端子a)、和从电流传感电路5输出的传感电压(输入到输入端子b), 舰,M尝斜、舰与^m圈L的电fet应的传感电压进行慨斜补偿，向PWM 比较器6的非反转输入端Ttf出。PWM比较器6比S/人^M^大器3输出的检测电压、和从加法器7输入 的il^慨斜净M尝过的传感电压的电压值，如图2所示，在州尝斜波的电压鹏 过检测电压的场合，把PWM控带腊号作为H电平的脉冲输出。振荡器8根据预先设定的周期T，周期地输出时钟信号(H电平的脉冲)。PWM控制电路9，如图2所示，与时钟信号的上升缘同步，向P沟道晶体 管Ml的栅极3131输出端子QB施加L电平的电压，4，为导通状态，向N沟 道晶体管M2的栅^3I5i输出端子Q施加L电平的电压，使成为关断状态。另外，PWM控制电路9，与PWM控翁腊号(H电平的脉冲)的上升缘同 步，向P沟道晶体管M1的栅iyaM输出端子QB施加H电平的电压，使成为 关断状态，向N沟道晶体管M2的栅极il31输出端子Q施加H电平的,，使 成为导通状态。过电压傲户电路2，刚皈織局预入分压电压，向反转输A^子输 AS准电压Vref,在输出电压^31预先设定的电压，亦即与该输出电自应的 分压电压M^i电压Vref的场合，使N沟道晶体管M13导通，为保护负荷 以及半导体元件1陶氏输出电压Vout。战的戶;fi胃慨斜拊尝，在电流方式开关调节器中，公知在流纖圈的电流在连续方式下以连续50%以上的占空因数动作的场合，以开关频率的整数倍的 周期振荡，亦即产生子谐波振荡。这里，流过线圈的电流的上升斜率，由输入 电压Vin和线圈L的阻抗值决定，另外流M^圈的电流的下降斜率i!31在输出 端子，接的负荷的能量消耗决定。即使在同一周期中，P沟道晶体管Ml和N沟道晶体管M2的开关的导iW 关断的负载率(duty)多很分散，如图3所示，当从流纖圈的电流IL偏离AIo 的点开始时，在下一周期中成为AIoKMo2，开始的电流值慢慢增加，因为在 第某周期中进行稳定的动作，所以发生子谐波振荡。鄉行控制使偏离的电流成为AIol〉Mo2,亦即慢慢减小开始的电 流Io的场合，变化慢慢收敛，变得稳定动作。因此，为使下一周期中的开始电流减小，需要进行战的倾斜补偿，使即使产生子谐波振荡的线圈电流连续地在50%以上的占空因数下也能稳定地动 作。为进行稳定动作，使倾斜州尝的上升线的斜率m成为Aiol〉Aio2, —般在电流方式降ra开关调节器的场合，需要取用下式表示的斜率m。m ^ (m2 - m 1) / 2 = (2 Vout - Vin) / 2L这里，m2是线圈电流的下 度的斜率，即电流减小率，用m2 = (Vout - Vin)另外，ml驗圈电流的上升鹏的斜率，即电流增加率，用m卜Vin/L ^K。倾斜洲尝电路4，与振荡器8输出的时韦帽号同步，输出具有上述m的斜 率的锯齿波形的倾斜补偿的补偿斜波。下面使用图4详细说明根据本发明的实施形式的电流传感电路5。图4是 表示根据本实施形式的电流传感电路5的构成电路例的概念图。电流传感电路5，由P沟道晶体管M9、 MIO、 Mll、 M12、和N沟道晶体 管M3、 M4、 M5、 M6、 M7、 M8、运算放大器OP、和传感电阻Rs构成。P沟道晶條M9，源极连接P沟道晶体管M1 (输出缓冲器)的漏极，亦 即一端连接在负荷上连接的线圈L的另一端(连接点W)，栅极连接PWM控 制电路9的输出端子QB。P沟道晶体管MIO，源鹏接来自电源D1的电源电压(Vin)的电源线， 栅丰皿接PWM控制电路9的输出端子Q，漏极用连接点Y连接P沟道晶体管 M9的漏极。这里，各电流传感电路5中的其他各晶体管也同样，舰端子Pin, ilil在电源Dl上连接的电源线供给电源电压Vin。P沟道晶体管Mll，源丰M接电源电压的电源线，栅极连接PWM控制电 路9的输出端子QB。P沟道晶体管M12,源极连接P沟道晶体管Mll的漏极，亦即连接连接点 X，栅极连接PWM控制电路9的输出端子QB。ffi3ih述的N沟道晶体管M3、 M4、 M5、 M6、 M7、 M8、和运算放大器 OP构成电压镜像电路20，电压镜像电路20，使连接点X以^3i接点Y的, 相同地动作。另外，因为P沟道晶体管M9和P沟道晶体管M12在晶体管尺寸(沟道长 度以及沟道宽度)不同时，在相互的漏极-源极间电压产生误差，所以为使成为 相同的晶体管尺寸，而且用相同的阈值电压形成，防止处理的分散，采用邻近 配置的布局设计。这里，N沟道晶体管M3，漏极连接连接点X，源1i^接N沟道晶体管 M4的漏极。该N沟道晶体管M4的源极接地。N沟道晶体管M8，漏^ii接连接点Y,源^3i接N沟道晶体管M6的漏 极。该N沟道晶体管M6的源极接地。运算放大器OP，非反转输A^子连接连接点X，反转输入端子连接连接点 Y,输出端子连接N沟道晶体管M3以及M8的栅极。N沟道晶体管M7的漏极以及栅，MJa定电流源100连接电源电压的配线， 源极接地，定电流I从定电流源100流出。N沟道晶体管M4以及M6的栅^3i接N沟道晶体管M7的栅极以及漏极， 进行旁路，在N沟道晶体管M4以及M6上^Jd^定电流I。N沟道晶体管M5，对于P沟道晶体管Mil的漏极和P沟道晶体管M12 的源极的连接点P连接漏极，栅极连接N沟道晶体管M3的源极以及N沟道晶 体管M4的漏极的连接点Z，源极通过传感电阻Rs接地。该N沟道晶体管M5 的源极和传感电阻Rs的连接点F的,作为传感电压S1向加法器7的一， A^子输出。这里，N沟道晶,M3和N沟道晶体管M5达林顿遂接，使N 沟道晶体管M3以及M5在饱和区域工作那样设定栅极电压。战P沟道晶体管Ml 1 ，用P沟道晶体管Ml的晶体管尺寸的1/N形成， 亦即形成为流过P沟道晶体管M1的1/N的电流。战定电流I，仅 为使电压镜像鹏20工作、^3^接点X以及Y为相 同电压所需要的微小的电流(例如lnA)。另外，运算放大器OP是用CMOS 形成的一般的电路结构。因此,传感电压Sl ，作为与iiM线圈L的电流的1/N的电流对应的电压值， 作为传感电阻Rs间的电位差输出。该传感电阻Rs，为不使P沟道晶体管Mll 的漏极-源极间电压产生误差，如下所示设定为低的电阻值(例如从数十Q到数 百Q)。运算放大器OP的输出端子的电压，由N沟道晶体管M3的Vgs (栅极-源极间电压)、N沟道晶体管M5的Vgs和VA决定。这里，VA是Rsense (Rs的 电阻值)和流过N沟道晶体管的电流值ID (漏极电流)的乘积。因此，运算放 大器0 的输出端子的电压成为丫85(1\43)+Vgs(M5) + RsensexID。因此，使 Vgs (M3) + Vgs (M5) + RsensexID不Siiiii算放大器OP的输出电压的预设定的 振幅范围的上限那样设定电阻值Rsense。例如，设Vgs(M3)-0.6V， Vgs(M5)-0.6V， ID为lmA，放大器的输出 电压的振幅范围的上限为2.8V时，设定Rsense-1600Q。3M3U^的结构，根据本实施形式的电流检测电路，育辦通过CMOS结构 实现从流过线圈L的大电流容易地生成修正辛hi尝斜波波形的电压的微小电压的 传感电压S1的结构。由此，本实施形式因为不需要如现有^:那样j顿双极或 者双CMOS而用通常的CMOS工艺容易地制作，所以育辦ii^辑电路中混存， 也會滩微型化，与现有狱例比较育^陶氏芯片的制造财。下面使用图2，说明包含根据本实施形式的电流传感电路5的动作在内的，图1所示的电流方式型降压开关调节器的动作。在时刻tl,当振荡器8把时l鴨号作为H电平的脉冲信号输出时，PWM 控制电路9把输出端子QB从H电平转变为L电平，同时把输出端子Q从H电 平转变为L电平。由此，P沟道晶体管M1成为导通状态，N沟道晶体管M2成为关断状态， iim电源Dl向线圈L皿驱动电流，在线圈L中积蓄电能。此时，倾斜韦階电路4，与战时钟信号同步，开始输出以斜率m线性变 化(在本实施形式中以斜率m上升)的补偿斜波。另外，P沟道晶体管M12以及P沟道晶体管M9，栅极上输入L电平的控 带腊号，成为导通状态。亦即，该P沟道晶体管M12以及P沟道晶体管M9，在电流流过线圈L期 间，电流传感电路5作为为生成与^线圈L的电M应的传感电压S1的开关 动作。因为连接点X以及Y成为同一电压，所以P沟道晶体管M12以及P沟道 晶体管M9的源极,极电压成为相同，即成为和连接线圈L的另一端和P沟道 晶体管M9的漏极的连接点W相同的电压，由此对于流过线圈L的电流，1/N 的电流值的电流从连接点P对于N沟道晶体管M5正确地流过。由此,电流传感电路5把传感电阻Rs的端子间的电压降落作为传感电压即 传感电压S1输出。这里，在传感电阻Rs的电阻值未如i^3S当调整的场合， 当传感电压Sl增大时运算放大器OP的输出电压饱和而不能正常工作，P沟道 晶体管Mll以及M1的栅极-源极电压不同，不能得到正确的电流值。此时，在连接点X的电压Vx对于连接点Y的电压^斷氏的场合，亦即 在线圈电流增加的场合，运算放大器OP的输出电压陶氐，N沟道晶体管M3 的源极电压即连接点Z的电压Vz也陶氏，与该电压Vz的斷氐对应，N沟道晶 体管M5的源极电压即传感电压S1陶氐。其结果，N沟道晶体管M3的漏极电 流斷氏，形成电压Vx上升的反馈回路。亦即，运算放大器OP通过N沟道晶体管M3的源极电压的变化，反转从 输出端子输出的腿的极性，形成负反馈回路，使Vx^Y/那样进行电压调整。加法器7，对于在一铺A^子a上输入的州尝斜波的电压值，加上从输 入端子b输入的上述传感电压Sl,对于PWM比较器6的反转输A^子输出通 过丰M尝斜波的电压f,辛M尝后的传感电压Sl 。由此，PWM比较器6，把从误差放大器3输入的检测电压，与用补偿斜波 倾斜W尝了与流纖圈L的电舰应的传感电压S1的电压比较，旨,实时地反 馈^3i^圈L的电流值，输出控制P沟道晶体管M1的导通时间的PWM控制 信号。在时刻t2， PWM比较器6，当检观倒以斜率m线性上升的卑M尝斜波的电 压鹏误差放大器3的输出电压时，4M出的PWM控制腊号的电压从L电平 转妙H电平。然后，PWM控制电路9， i!3iffi从PWM比较器6输入的PWM控伟幅号 的电压从L电平转变为H电平，使从输出端子QB输出的电压从L电平转变为 H电平，使从输出端子Q输出的电压从L电平转变为H电平。由此，P沟道晶体管Ml关断，N沟道晶体管M2导通，使在线圈L中积 蓄的电能放电。此时，通过P沟道晶体管M12以及P沟道晶体管M9的栅极电压从L电 平变化为H电平，P沟道晶体管M12以及P沟道晶体管M9成为关断状态。这里，为防止当连接点Y成为浮动成为不稳定的电压状态时，电流传感电 路5误动作、放大噪声而输出传感电压Sl,使P沟道晶体管M10的栅极从H电平转变为L电平，^^接点Y成为电源电压值。接着在时刻t3,倾斜W尝电路4，补偿斜波波形成为设定的极大值，使停 止祝尝斜波的输出。由此，PWM比较器6，当检测到裕尝斜波的电颇于聽放大器3的输出 电压陶氏时，働出的PWM控带腊号的电压从H电平转变为L电平。接着，在时刻t4,振荡器8输出时!條号，幵始下一周期，如战，重复 从时刻tl到时刻t4的动作。M31上述的结构，本实施形式的电流方式型开关调节器半导体装置，通过 具有和已惑，的CMOS结构的电流传感电路、即P沟道晶体管M9相同的晶 体管尺寸以及相同的阈值电压，在布局中使用接近配置的P沟道晶体管M12， 貧嫩不在P沟道晶体管Mll和P沟道晶体管M1中的栅极-源极间电压产生偏移， 會,制在N沟道晶体管M5中流过由于偏移弓胞的聽电流，因为检测舰 线圈L的1/N的正确的电流，向加法器7供给与该电TO应的传感电压S1，所 以根据流纖圈L的电流信息，能够实时地修正倾斜州尝的丰M尝斜波波形的电 压，肖辦与舰线圈L的电舰应高鹏制P沟道晶体管Ml的导通期间。另外，在本实施形式中，通过降压型的电流方式型开关调节器说明了本发 明的电流检测电路，但是也可以在升压型的电流方式型幵关调节器中使用本发 明的电流检测电路。
权利要求
1. 一种电流检测电路，用于检测流过被测定对象的电流，把与该电流对应的电压作为检测结果输出，其特征在于，具有，第一P沟道晶体管，其源极连接电源，栅极接地，流过驱动被测定对象的晶体管的1/N电流；第二P沟道晶体管，其源极连接该第一P沟道晶体管的漏极；第三P沟道晶体管，其在所述被测定对象上连接；电压镜像电路，其一个端子连接所述第二P沟道晶体管的漏极、另一个端子连接所述第三P沟道晶体管的漏极，使所述端子和另一端子的电压相同；和第一N沟道晶体管，其漏极连接所述第一P沟道晶体管的漏极、源极通过传感电阻接地，在栅极上施加在饱和区域中工作的电压，所述第一N沟道晶体管把源极电压作为所述检测结果的电压输出。
2. 根据权利要求l所述的电流检测电路，其特征在于，所鄉二P沟道晶 体管和第三P沟道晶体管用相同的尺寸形成。
3. 根据权利要求1或者2所述的电流检测电路，其特征在于，在检测所述 被测定对象的电流的期间，在第二以麟三P沟道晶体管的栅^J:，施加使该 第二以及第三P沟道晶体管成为导通状态的电压。
4. 根据权利要求1到3中任何一项所述的电流检测电路，其特征在于， 所述电压镜像电路具有，第二N沟道晶体管，^f极^0f述一个端子上连接，第三N沟道晶体管，^极在该第二 N沟道晶体管的源极上连接，第四N沟道晶体管，^i极在所述另一个端子上连接，栅极在所述第二N沟道晶体管的栅极Ji^接，第五N沟道晶体管，其漏极在所述第四N沟道晶体管的源^J^接，栅极在所述第三N沟道晶体管的栅1SJ^接，禾口运算放大器，其非反^^入端子^M述一个端子上连接，反转输局子在所述另一个端子上连接，输出端子在第二以及第四N沟道晶体管的栅接, ^^f述第三以及第五N沟道晶体管的栅极上施加基准电压。
5. 根据权利要求4所述的电流检测电路，其特征在于，所述第一N沟道晶体管的栅极^^述第三N沟道晶体管的漏ah连接。
6. —种电流方式型开关调节器，其特征在于，具有， 倾斜W尝电路，用于输出慨斜,M尝的丰M尝斜波波形； 电流检湖魄路，用于测定流过在电压变换中^顿的线圈的电流，生成与该 电舰应的传感腿；力條器，用于相加所述净M尝斜波波形的电压和传感电压，生成修正后的补偿传感电压；和输出电压控制电路,其ilil该修正后的州尝传感电压进行输出电压的控制， 作为所述电流检测电路，l顿从权利要求1至败利要求6中任何一项所述 的电流检测电路，作为检测结果得至IJ所述传感电压。
全文摘要
本发明提供一种电流检测电路，该电流检测电路全部用CMOS生成，与现有技术例比较，能够使工艺简单化，能够降低芯片尺寸。本发明的电流检测电路，是在电流方式型开关调节器中对应线圈电流生成修正倾斜补偿的电压的传感电压的电流检测电路，具有源极连接电源、栅极接地的流过驱动线圈的晶体管的1/N电流的第一P沟道晶体管；源极连接第一P沟道晶体管的漏极的第二P沟道晶体管；在流过线圈电流的晶体管的漏极上连接的第三P沟道晶体管；一个端子连接第二P沟道晶体管的漏极、另一个端子连接第三P沟道晶体管的漏极、使两端子的电压相同的电压镜像电路；和漏极连接第一P沟道晶体管的漏极、源极通过传感电阻接地的第一N沟道晶体管。
文档编号H02M3/156GK101247087SQ20081008818
公开日2008年8月20日 申请日期2008年2月15日 优先权日2007年2月17日
发明者上原治 申请人:精工电子有限公司