開關(guān)穩(wěn)壓器電流檢測(cè)的一種新方法介紹

　　在一個(gè)穩(wěn)壓器芯片中，既包括一個(gè)DC-DC(BLYCK)，又包括一個(gè)LDO，中載和重載時(shí)工作于PWM模式，輕載時(shí)(約為3 mA以下)工作于LD0下，而本文提出電流檢測(cè)電路的作用是：當(dāng)其負(fù)載電流小于一定值時(shí)(此時(shí)開關(guān)穩(wěn)壓器處于DCM模式下)，LA28電平跳遍，實(shí)現(xiàn)PWM模式向LD0模式的模式切換。

　　這里需要注意的是，如果對(duì)輸出負(fù)載電流直接進(jìn)行檢測(cè)或是通過(guò)將電感電流取平均值的方式來(lái)檢測(cè)輸出負(fù)載電流，則將會(huì)帶來(lái)電路實(shí)現(xiàn)上的困難。而在此提出的這種檢測(cè)方法卻不存在這個(gè)問(wèn)題。

　　該架構(gòu)圖是DC-DC負(fù)載電流狀態(tài)檢測(cè)電路的等效圖。其作用是當(dāng)DC-DC負(fù)載電流低于3 mA時(shí)，其輸出信號(hào)LA28由高變低，從而實(shí)現(xiàn)PWM模式向LD0的切換。它的基本原理是利用DCM模式下(當(dāng)負(fù)載電流為3 mA時(shí)，DC-DC處于DCM模式下)負(fù)載電流與開關(guān)管柵極驅(qū)動(dòng)信號(hào)N_DRV的關(guān)系，通過(guò)檢測(cè)N_DRV來(lái)監(jiān)控輸出負(fù)載電流的變化，從而實(shí)現(xiàn)當(dāng)負(fù)載電流低于3 mA時(shí)PWM模式向LDO的切換。

　　下面將用圖5來(lái)說(shuō)明該電路檢測(cè)負(fù)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(qū)動(dòng)信號(hào)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(shí)：

　　又由于每個(gè)周期通過(guò)電感輸出到負(fù)載的電荷量是不變的，故有

。其中：T為開關(guān)周期;IOUT為輸出負(fù)載電流。

　　從上面幾式得：

　　故有：

　　現(xiàn)在再來(lái)分析圖4，在頻域內(nèi)，從N_DRV到N_DRV_DC的系統(tǒng)傳遞函數(shù)為：

　　故圖4中的R與C組成的網(wǎng)絡(luò)是1個(gè)三階的RC低通濾波器。下面計(jì)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(hào)N_DRV，其復(fù)頻域的象函數(shù)為

。

　　故N_DRV_DC的象函數(shù)為：

　　需要注意的是，在設(shè)計(jì)三階RC低通濾波器時(shí)，其帶寬應(yīng)設(shè)置得遠(yuǎn)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(shè)置得太小，否則所使用的電阻和電容將會(huì)比較大。

　　當(dāng)DC-DC負(fù)載電流減小，N_DRV_DC也會(huì)減小，若減小至N_DRV_DC=BIAS3時(shí)，比較器開始由高變低，芯片將從PWM模式進(jìn)入LD0模式。設(shè)此時(shí)的負(fù)載電流為ILDO(ON)，則：

　　即：

　　聯(lián)立式(1)和式(2)得：