一种应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路的制作方法

本实用新型涉及开关电源领域，特别是涉及全桥直流-直流变换器的电流检测线路。

背景技术：

开关电源主要是通过一些电路拓扑架构，将输入电压转换成符合要求的电压。近年来，随着电子技术的发展，特别是数据处理和传输速度的快速提升，对电源的功率和功率密度的要求不断上升，使得用最少的元器件实现最大的功率成为开关电源提高功率密度的关键。开关电源线路中需要检测主功率线路中的电流，用来设置模块的最大负载能力。目前在开关电源线路中常用的电流检测线路是用电流互感器，把原边的大电流经过一定的变比，变小后经过电阻以电压的形式传给PWM IC 的电流检测（CS）端口，线路如下图1所示。图1是一个全桥直流-直流变换器，T101是电流互感器，对于大功率模块，电流互感器的体积也较大，有的时候甚至需要用两个电流互感器并联使用，对于体积有限的电源模块来说是一个不小的挑战，也导致了功率密度很难提高。

为了解决上述问题，本实用新型提供了一种新的全桥直流-直流变换器电流检测线路。

技术实现要素：

本实用新型所解决的技术问题是提供一种应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路。

本实用新型解决上述技术问题所采用的技术方案是：一种应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，该线路包含原边全桥线路，耦合原边线路和副边线路的隔离变压器，副边整流线路，电流检测线路，直流偏置线路，温度补偿线路，上述全桥线路的第一开关管和第二开关管串联构成第一桥臂，第三开关管和第四开关管串联构成第二桥臂，隔离变压器的原边绕组分别与第一桥臂、第二桥臂的中点相连，隔离变压器的副边绕组与副边整流线路连接，其特征在于，该线路通过电流检测线路侦测第二开关管和第四开关管的导通电压来实现检测原边电流的目的。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，上述电流检测线路包含一个第一电流检测线路和一个第二电流检测线路；第一电流检测线路包含一个第一电阻、一个第一二极管、一个第九开关管、一个第一电容，上述第一电阻与第一二极管并联，一端与第九开关管的栅极相连，另一端连接驱动信号Lo，第九开关管的漏极接第二开关管的漏极，第一电容一端接第九开关管的栅极，另一端接地；第二电流检测线路包含一个第二电阻、一个第二二极管、一个第十开关管、一个第二电容，上述第二电阻与第二二极管并联，一端连接驱动信号Ho，另一端连接第十开关管的栅极和第二电容的一端，第十开关管的漏极接第四开关管的漏极，第二电容的另外一端接地。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，上述电流检测线路通过第九开关管的源极端和第十开关管的源极端连接到了静态偏置线路中的一个第三电阻一端，同时也连接到了温度补偿线路中的一个第四电阻的一端。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，上述静态偏置线路包含一个第三电阻、一个第三电容、一个第五电阻、一个第六电阻、一个第七电阻，第三电阻和第三电容并联一端接地，另一端接第十开关管的源极和第五电阻的一端，第五电阻的另外一端接第七电阻和一个第八电阻的一端，第七电阻与第六电阻串联接一个稳定的电压源5V_REF。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，上述稳定的电压源5V_REF由PWM IC自身产生。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，上述温度补偿线路包含一个第四电阻和一个第三二极管，第四电阻和第三二极管串联，一端连接第六电阻和第七电阻，另外一端连接第九开关管的源极和第十开关管的源极。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，一个第八电阻一端连接第五电阻和第七电阻，另外一端连接PWM IC 的CS端口。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，上述第一开关管和第四开关管同步开通，第三开关管和第二开关管同步开通，第九开关管和第二开关管同步开通同步关断，第十开关管和第四开关管同步开通同步关断。

优选地，上述应用于全桥直流-直流变换器的电流检测线路，其特征在于，副边整流线路可以是全桥、推挽或者其他任何一种开关电源整流线路。

本实用新型提供的这种电流检测线路，对比传统的用互感器感应原边电流的线路，线路更为简单，所用元器件少，成本低，同时也提高了开关电源的工作效率，给直流变换器的电流检测提供了一种新的方案，为提高开关电源的功率密度做出贡献。

附图说明

图1是用互感器检测电流的全桥直流-直流变换器线路。

图2是本实用新型提供的全桥直流-直流变换器电流检测线路。

具体实施方式

下面结合附图给出本实用新型线路的实施方式，以详细说明本实用新型的技术方案。

如下图2是本实用新型提供的全桥直流-直流变换器电流检测线路，直流-直流变换器的原边是一个全桥线路，开关管Q1、Q2、Q3、Q4是MOSFET，Q1与Q2串联构成第一桥臂，其中点定义为A点，Q3与Q4串联构成第二桥臂，其中点定义为B，隔离变压器的原边绕组50与A、B点连接，副边绕组60与副边整流线路连接，副边整流线路可以是全桥线路、推挽线路、或者任何一种开关电源整流线路，副边整流线路输出耦合了输出电感和输出电容；该线路结构还包括第一电流检测线路10，第二电流检测线路20，温度补偿线路30，静态偏置线路40。

上述第一电流检测线路10包含一个第一电阻R1、一个第一二极管CR1、一个第九开关管Q9、一个第一电容C1。R1与CR1并联，一端与Q9的栅极相连，另一端连接驱动信号Lo，Q9的漏极接Q2的漏极，C1的一端接Q9的栅极，另一端接地；第二电流检测线路20包含一个第二电阻R2、一个第二二极管CR2、一个第十开关管Q10、一个第二电容C2，R2与CR2并联，一端连接驱动信号Ho，另一端连接Q10的栅极和C2的一端，Q10的漏极接Q4的漏极，C2的另外一端接地。R1连接的驱动信号Lo与Q2 栅极的驱动信号Lo是同一个信号或者同步，所以Q9和Q2同步开通同步关断；同理，R2连接的驱动信号Ho与Q4 栅极的驱动信号Ho是同一个信号或者同步，这样Q10就可以与Q4同步开通同步关断。

上述静态偏置线路40包含一个第三电阻R3、一个第三电容C3、一个第五电阻R5、一个第六电阻R6、一个第七电阻R7，R3和C3并联一端接地，另一端接Q10的源极和R5的一端，R5的另外一端接R7和R8的一端，R6与R7串联接一个稳定的电压源5V_REF，5V_REF由PWM IC本身产生。

上述温度补偿线路30包含一个第四电阻R4和一个第三二极管CR3，R4和CR3串联一端连接R6和R7的连接中点，另外一端连接Q9的源极和Q10的源极。

由于MOSFET Q2内部导通电阻RDS(on)的存在，当开关管Q2的导通时，流过Q2的电流会在Q2 的源漏极上产生电压，电流检测线路10就是通过检测这个电压来反映原边全桥线路里的峰值电流；同理，当Q4导通时，电流检测线路20通过检测Q4源漏极上的电压来检测全桥线路里的峰值电流。但是RDS(on)有随着温度变化而变化的特性，当MOSFET温度升高时，RDS(on)变大，为了解决这一问题，引入了温度补偿线路，二极管CR3的压降随着温度的升高而减小。由于MOSFET的RDS(on)是10mohm级别的，流过10A的电流是0.01V，电流太小不易对比，为了放大这一电压信号引入了静态偏置线路，该静态偏置线路上叠加了一个5V的电压源5V_REF，用来放大检测的电压信号。检测到的电压信号经过R8送到PWM IC的CS端口，PWM IC通过 CS端口送过来的电压大小做出相应的响应。

虽然以上描述了本实用新型的具体实施线路，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，在不背离本实用新型的原理和实质的前提下，可以对这些实施线路做出多种变更或修改。因此，本实用新型的保护范围由所附权利要求书限定。