1.一种应用于PWM DC‑DC转换器的低功耗负载电流检测电路,与电压转换核心电路连接,其特征在于,包括:峰值电流检测模块(1)、采样保持电路(2)和模数转换模块(3),其中所述峰值电流检测模块(1)输入端接到功率续流PMOS管M1的漏级,然后峰值电流检测模块(1)输出端与采样保持电路(2)的输入连接,采样保持电路(2)的输出端与模数转换电路(3)的输入端连接,所述采样保持电路通过开关电容来获得稳定峰值电流信号,峰值电流检测模块(1)用于实时检测功率续流PMOS管M1上的电流峰值,并转化为电压信号输出给采样保持电路(2);采样保持电路(2)用于将峰值电流检测模块所检测到的峰值电流信号进行采样保持,获得一个平整的电压信号以便于比较器进行比较;模数转换模块(3)则用于将采样保持电路输出的电压信号转化为数字电信号提供给后续的逻辑电路进行处理;
所述模数转换模块(3)包括动态比较器CMOP1、COMP2、COMP3、COMP4,分压电阻R1、R2、R3、R4、R5,其中动态比较器CMOP1、COMP2、COMP3、COMP4的四个正极输入与采样保持电路的输出连接,R1~R5通过串联分压后两两之间的连接点分别与动态比较器COMP1~COMP4的负极输入连接,四个动态比较器会在功率续流PMOS管M1关闭的时候进行比较操作,动态比较器COMP1~COMP4的四个输出组成了一个四位的信号VS[0:3];
开关信号VCP控制功率续流PMOS管M1、PMOS管M3、PMOS管M5、PMOS管M6、传输门PASS的打开和关断,在功率续流PMOS管M1打开的时候,PMOS管M3、M5、M6和传输门PASS同步打开对负载电流进行检测并采样,当功率续流PMOS管M1关闭的时候,PMOS管M3、M5、M6也同时关闭,避免出现额外的功耗,同时传输门PASS关闭,电容器Csense获得采样的峰值电流信号并且保持,动态比较器COMP1~COMP4在功率续流PMOS管M1关闭的时候进行比较操作,动态比较器的输出VS[0]~VS[3]组成一个四位的数字信号VS[0:3],当VS(VS[0],VS[1],VS[2],VS[3])的信号经历VS(0000)→VS(0001)→VS(0011)→VS(0111)→VS(1111)的阶段性变化时,就表示负载电流正在逐渐增大,这就实现了对检测的负载电流数字化的过程;
所述峰值电流检测模块(1)包括:PMOS管M3、PMOS管M5、PMOS管M6、PMOS管M7、PMOS管M8、NMOS管M4、NMOS管M9、NMOS管M10、NMOS管M11、电阻Rsense,其中PMOS管M3的源极分别与功率续流PMOS管M1的漏极、功率续流NMOS管M2的漏极相连,PMOS管M1的源级接电源VDD,NMOS管M2的源极接GND,PMOS管M5的源级与电源输入VDD连接,M5栅极与功率续流PMOS管M1的栅极、PMOS管M3的栅极、PMOS管M6的栅极连接,M5漏极与PMOS管M3的漏极、M7的源极连接,PMOS管M6的源极与电源VDD连接,M6漏极与PMOS管M8的源极、NMOS管M11的漏极连接,PMOS管M7的栅极与M9的漏极、M7漏极、PMOS管M8的栅极连接,PMOS管M8的漏极与NMOS管M10的漏极、NMOS管M11的栅极连接,NMOS管M4的栅极和漏极与电流源输出、NMOS管M9的栅极、NMOS管M10的栅极连接,M4、M9、M10的源极与GND连接,NMOS管M11的源极与传感电阻Rsense的一端和采样保持电路的输入连接,Rsense的另一端接GND,在功率续流PMOS管M1在关闭的时候停止检测;
所述采样保持电路(2)包括传输门PASS、电容器Csense,其中传输门PASS的输入与峰值电流检测模块的输出连接,传输门PASS的输出与电容器Csense和模数转换模块的四个输入端连接,传输门PASS的时钟控制端与功率续流PMOS管M1的栅极连接,在采样电流信号的峰值处保持峰值不变,直到下次的功率续流PMOS管M1再次打开,在功率续流PMOS管M1关断的时钟周期内输出稳定的峰值电流采样信号。
2.根据权利要求1所述的一种应用于PWM DC‑DC转换器的低功耗负载电流检测电路,其特征在于,PMOS管M5、PMOS管M6在采样检测期间处在深线性区,其电阻值为式中,up为空穴迁移率,Cox是单位面积的栅氧化层电容,为PMOS管M5或PMOS管M6的宽长比,VDD为电源输入电压,VTH,P为M5、M6的阈值电压;采样检测期间M5、M6所在电路支路的电流大小可以表示为 由于RON在采样检测期间是一个定值,所以ID会随着VSW的变化而线性的变化,VSW为功率续流PMOS管M1漏极处的电压,最终通过Rsense反映为电压信号的线性变化。