開關穩壓器電流檢測的一種新方法介紹

　　在一個穩壓器芯片中，既包括一個DC-DC(BLYCK)，又包括一個LDO，中載和重載時工作于PWM模式，輕載時(約為3 mA以下)工作于LD0下，而本文提出電流檢測電路的作用是：當其負載電流小于一定值時(此時開關穩壓器處于DCM模式下)，LA28電平跳遍，實現PWM模式向LD0模式的模式切換。

　　這里需要注意的是，如果對輸出負載電流直接進行檢測或是通過將電感電流取平均值的方式來檢測輸出負載電流，則將會帶來電路實現上的困難。而在此提出的這種檢測方法卻不存在這個問題。

　　該架構圖是DC-DC負載電流狀態檢測電路的等效圖。其作用是當DC-DC負載電流低于3 mA時，其輸出信號LA28由高變低，從而實現PWM模式向LD0的切換。它的基本原理是利用DCM模式下(當負載電流為3 mA時，DC-DC處于DCM模式下)負載電流與開關管柵極驅動信號N_DRV的關系，通過檢測N_DRV來監控輸出負載電流的變化，從而實現當負載電流低于3 mA時PWM模式向LDO的切換。

　　下面將用圖5來說明該電路檢測負載電流的原理。

　　圖5是DCM模式下電感電流IL與同步管柵極驅動信號N_DRV的波形圖。

　　在該圖中，電感電流的上升斜率為

，而下降斜率為

，則有：

且

　　此時：

　　又由于每個周期通過電感輸出到負載的電荷量是不變的，故有

。其中：T為開關周期;IOUT為輸出負載電流。

　　從上面幾式得：

　　故有：

　　現在再來分析圖4，在頻域內，從N_DRV到N_DRV_DC的系統傳遞函數為：

　　故圖4中的R與C組成的網絡是1個三階的RC低通濾波器。下面計算N_DRV_DC，從t=O接入脈寬為△T，周期為T的周期性矩形脈沖信號N_DRV，其復頻域的象函數為

。

　　故N_DRV_DC的象函數為：

　　需要注意的是，在設計三階RC低通濾波器時，其帶寬應設置得遠小于DC-DC的振蕩器頻率(即N_DRV的頻率)，以保證很好地濾出N_DRV中的高頻分量;但也不宜設置得太小，否則所使用的電阻和電容將會比較大。

　　當DC-DC負載電流減小，N_DRV_DC也會減小，若減小至N_DRV_DC=BIAS3時，比較器開始由高變低，芯片將從PWM模式進入LD0模式。設此時的負載電流為ILDO(ON)，則：

　　即：

　　聯立式(1)和式(2)得：