CN112865503A - 峰值电流限制电路、dc-dc转换装置及电源 - Google Patents

峰值电流限制电路、dc-dc转换装置及电源 Download PDF

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Abstract

本申请提供一种峰值电流限制电路、DC‑DC转换装置及电源中，峰值电流限制电路包括电流采样模块和电流限制模块，其中，电流采样模块，用于通过第一压控电阻将电感电流在上管产生的导通压降转化为与该电感电流相关的第一采样电流；电流限制模块的输入端与电流采样模块连接，电流限制模块用于比较第一采样电流与基准电流，并根据比较结果输出峰值电流限制信号给逻辑模块，以使逻辑模块在峰电流限制信号的作用下进行逻辑运算并输出驱动信号，驱动信号用于控制上管的导通和关断。本申请可以使峰值电流不随温度、电源电压、占空比等因素变化。

Description

峰值电流限制电路、DC-DC转换装置及电源
技术领域
本申请实施例涉及电子技术，尤其涉及一种峰值电流限制电路、DC-DC转换装置及电源。
背景技术
在峰值电流模式的DC-DC转换装置中，峰值电流限制和短路保护对于DC-DC转换装置的安全工作有着非常重要的作用。其中，峰值电流限制在输出过载和短路时，能进行输出电流的限制，保证DC-DC转换装置的安全可靠工作。
如图1所示，在传统的峰值电流限制电路10中，电感电流通过上管时，上管MPA的导通电阻产生导通压降，采样电路采样上管的导通压降，经采样电路中跨导放大器转换得到采样电流ISENSE，采样电流ISENSE、斜坡补偿电流ISLOPE经电阻RP进行叠加得到采样电压VS，作为脉冲宽度调制器12的同向端输入信号，误差放大器EA的输出电压VC和钳位电压VCLAMP分别作为脉冲宽度调制器12的反向端输入信号。当过载和短路发生时，误差放大器EA的输出电压VC远高于钳位电压VCLAMP，此时脉冲宽度调制器12用于比较采样电压VS与钳位电压VCLAMP，以产生脉冲宽度调制信号PWM，当采样电压VS高于钳位电压VCLAMP时，脉冲宽度调制器12输出高电平，关闭上管MPA。上管MPA的导通电阻随温度、电源电压等因素变化，此外不同占空比下斜坡补偿电流ISLOPE大小不同，因此采样电压VS等于钳位电压VCLAMP时对应的电感电流峰值(即峰值电流)会随温度、电源电压、占空比等因素变化。
发明内容
本申请提供一种峰值电流限制电路、DC-DC转换装置及电源，以使峰值电流不随温度、电源电压、占空比等因素变化。
第一方面，本申请实施例提供一种峰值电流限制电路，包括：电流采样模块和电流限制模块，其中：
电流采样模块，用于通过第一压控电阻将电感电流在上管产生的导通压降转化为与所述电感电流相关的第一采样电流；
电流限制模块的输入端与电流采样模块连接，电流限制模块用于比较第一采样电流与基准电流，并根据比较结果输出峰值电流限制信号给逻辑模块，所述逻辑模块在所述峰值电流限制信号的作用下进行逻辑运算并输出驱动信号，驱动信号用于控制上管的导通和关断。
第二方面，本申请实施例提供一种DC-DC转换装置，包括：如第一方面所述的峰值电流限制电路、逻辑模块、上管，以及下管、偏置模块、振荡器斜坡补偿模块、使能模块、基准模块、误差放大器和比较模块。其中：
使能模块，用于根据使能端输入的信号生成第一使能信号和第二使能信号，并输出第一使能信号给所述偏置模块，输出第二使能信号给振荡器斜坡补偿模块；
偏置模块，用于在第一使能信号作用下输出第一偏置电流和第二偏置电流给峰值电流限制电路中的求和电路；
振荡器斜坡补偿模块，用于在第二使能信号作用下输出第一斜坡补偿电流和第二斜坡补偿电流给求和电路；
基准模块，用于提供基准电压；
误差放大器，用于在基准电压和反馈电压信号的作用下输出误差放大信号；
比较模块，用于在误差放大信号以及电流采样模块输出的第二采样电流的作用下输出脉冲宽度调制信号；
逻辑模块，用于在峰值电流限制信号及脉冲宽度调制信号作用下输出驱动信号，驱动信号用于控制上管的导通和关断，以及下管的导通和关断。
第三方面，本申请实施例提供一种电源，包括：滤波电路、负载和如第二方面所述的DC-DC转换装置，其中，DC-DC转换装置经滤波电路与负载连接。
本申请提供的峰值电流限制电路、DC-DC转换装置及电源中，峰值电流限制电路，包括电流采样模块和电流限制模块，其中，电流采样模块，用于通过第一压控电阻将电感电流在上管产生的导通压降转化为与该电感电流相关第一采样电流；电流限制模块的输入端与电流采样模块连接，电流限制模块用于比较第一采样电流与基准电流，并根据比较结果输出峰值电流限制信号给逻辑模块，以使逻辑模块在峰电流限制信号的作用于下进行逻辑运算并输出驱动信号，驱动信号用于控制上管的导通和关断。通过在电流采样模块中增设第一压控电阻将电感电流在上管产生的导通压降转化为与该电感电流相关第一采样电流，使峰值电流不随温度、电源电压、占空比等因素变化。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图做简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为常见的峰值电流限制电路的原理框图；
图2为本申请一实施例提供的峰值电流限制电路的原理框图；
图3a为本申请一实施例提供的第一压控电阻的结构示意图；
图3b为本申请另一实施例提供的第一压控电阻的结构示意图；
图3c为本申请又一实施例提供的第一压控电阻的结构示意图；
图4a为第一压控电阻的温度特性示意图；
图4b为第一电阻至第七电阻的温度特性示意图；
图4c为第八电阻的温度特性示意图；
图5为本申请一实施例提供的电流采样模块的结构示意图；
图6为本申请另一实施例提供的峰值电流限制电路的结构示意图；
图7为本申请一实施例提供的求和电路的结构示意图；
图8a为本申请实施例中电源电压为3.3V时峰值电流随时间的一分布示意图；
图8b为本申请实施例中电源电压为5V时峰值电流随时间的另一分布示意图；
图8c为本申请实施例中占空比为25％时峰值电流随时间的一分布示意图；
图8d为本申请实施例中占空比为50％时峰值电流随时间的另一分布示意图；
图8e为本申请实施例中占空比为75％时峰值电流随时间的又一分布示意图；
图8f为本申请一实施例中峰值电流随温度的分布示意图；
图9为本申请一实施例提供的DC-DC转换装置的原理框图；
图10为本申请一实施例提供的电源的原理框图。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上部”、“上”、“下”、“前”、“后”等指示的方位或者位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或者暗示所指的装置或者元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。在本申请的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非是另有精确具体地规定。
在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“相连”、“连通”、“连接”应作广义理解，例如，可以使固定连接，也可以是通过中介媒介间相连，可以是两个元件内部的连通或者两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本申请的实施例，例如能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些产品或设备固有的其它单元。
描述包括对形成详细描述的一部分的附图的参考。附图示出了根据示例性实施方式的图示。在本文中也可被称为“示例”的这些实施方式被足够详细地描述，以使本领域中的技术人员能够实践本文所描述的所要求保护的主题的实施方式。在不偏离所要求保护的主题的范围和精神的情况下，可组合实施方式，可使用其它实施方式，或可做出结构、逻辑和电气改变。应理解的是，本文中所描述的实施方式并不旨在限制主题的范围，而是使本领域中的技术人员能够实践、制作和/或使用该主题。
首先，通过对本申请涉及的常见的峰值电流限制电路进行阐述，以引出本申请的构思。
为解决不同温度、不同电源电压、不同占空比下的峰值电流限制的变化，本申请提供一种峰值电流限制电路、DC-DC转换装置及电源，通过改进峰值电流限制电路，在峰值电流限制电路中增设压控电阻(包含第一压控电阻)，达到使峰值电流不随温度、电源电压、占空比等因素变化的目的；且改进后的峰值电流限制电路能够在输出过载或短路状况，实现快速且高可靠率的保护。
以下结合具体的实施例，对本申请提供的峰值电流限制电路进行解释说明。
图2为本申请一实施例提供的峰值电流限制电路的原理框图。如图2所示，峰值电流限制电路20包括：电流采样模块21和电流限制模块22。其中，电流采样模块21用于通过第一压控电阻RCTL1将电感电流在上管产生的导通压降转化为与该电感电流相关的第一采样电流ISENSE1；电流限制模块22的输入端与电流采样模块21连接，电流限制模块22用于比较第一采样电流ISENSE1与基准电流IREFA，并根据比较结果输出峰值电流限制信号ILIMIT给逻辑模块23，以使逻辑模块23在峰值电流限制信号ILIMIT的作用于下进行逻辑运算并输出驱动信号，该驱动信号用于控制上管的导通和关断。
其中，第一压控电阻RCTL1的结构可以具体为图3a至图3c所示的结构，但本申请实施例不以此为限制。其中，端口A和端口B分别标识第一压控电阻RCTL1的两个端口。示例地，第一压控电阻RCTL1中的MOS管工作线性区，因此可以得出第一压控电阻RCTL1的表达式为：
Figure BDA0002924166350000061
其中，RCTL表示第一压控电阻RCTL1的阻值，un,p表示MOS管(包括NMOS或者PMOS)的载流子迁移率，Cox表示单位面积栅氧化层电容，W表示MOS管的宽度，L表示MOS管的长度，VGS表示MOS管的栅-源电压，VTH表示MOS管的阈值电压。
第一压控电阻RCTL1的温度特性如图4a所示。
本申请实施例通过在电流采样模块中设置第一压控电阻RCTL1将电感电流在上管产生的导通压降转化为与该电感电流相关的第一采样电流，达到使峰值电流不随温度、电源电压、占空比等因素变化的目的，具体实现原理请参见后续实施例。
一些实施例中，如图5所示，电流采样模块21可以包括：第一功率采样管MPAS1、第二功率采样管MPAS2、第一压控电阻RCTL1、第二压控电阻RCTL2、第一电阻RX1、第二电阻RX2、第一MOS管M1、第二MOS管M2、电流镜211、第九MOS管M9。其中：
第一功率采样管MPAS1的源极与上管MPA的源极连接，第一功率采样管MPAS1的栅极接地，第一功率采样管MPAS1的漏极与第二功率采样管MPAS2的源极连接。第二功率采样管MPAS2的源极作为电流采样模块21的输入端，第二功率采样管MPAS2的漏极分别与上管MPA的漏极及下管MNA的漏极连接，第二功率采样管MPAS2的栅极与上管MPA的栅极连接。第一压控电阻RCTL1与第一电阻RX1并联，二者的一端与第一功率采样管MPAS1的漏极连接，二者的另一端与第一MOS管M1的源极连接。第二压控电阻RCTL2与第二电阻RX2并联，二者的一端接芯片输入电压VIN，二者的另一端与第二MOS管M2的源极连接。第一MOS管M1的栅极、第二MOS管M2的栅极与第二MOS管M2的漏极连接。电流镜211的第一端分别与第一MOS管M1的漏极及第九MOS管M9的栅极连接，电流镜211的第二端与第二MOS管M2的漏极连接；电流镜211的第三端与偏置模块31连接。第九MOS管M9的源极与第二MOS管M2的源极连接，第九MOS管M9的漏极作为电流采样模块21的输出端，输出第一采样电流ISENSE1。
补充说明的是，第一功率采样管MPAS1的源极与上管MPA的源极连接，并接芯片输入电压VIN；第一压控电阻RCTL1接芯片输入电压VIN。另外，下管MNA的源极接地(GND)。第一电阻RX1和第二电阻RX2的温度特性如图4b所示，该图中将第一电阻RX1和第二电阻RX2统一标识为RX。
电流镜211的特点是输出电流是对输入电流按一定比例的“复制”，用来产生偏置电流和作为有源负载。
根据图5所示的结构，第二功率采样管MPAS2的源极(即电流采样模块21的输入端)的电压值为LX，通过第二功率采样管MPAS2产生采样节点电压LXS，由于第二功率采样管MPAS2尺寸远大于第一功率采样管MPAS1的尺寸，根据公式(1)得到的第二功率采样管MPAS2的导通电阻远小于第一功率采样管MPAS1的导通电阻，因此采样节点电压LXS近似等于第二功率采样管MPAS2的漏极的电压值LX。从而可以得出第一采样电流ISENSE1的表达式：
Figure BDA0002924166350000071
上式中，IL表示流过上管MPA的电感电流，RCTLP表示上管MPA的导通阻抗，RX1||RCTL1表示第一压控电阻RCTL1与第一电阻RX1的并联电阻值。
可选地，参考图5，电流镜211可以包括第三MOS管M3、第四MOS管M4、第五MOS管M5、第六MOS管M6、第七MOS管M7、第八MOS管M8。电流镜211为共源共栅的电流镜。其中，第三MOS管M3的漏极作为电流镜211的第三端；第四MOS管M4的漏极作为电流镜211的第一端；第五MOS管M5的漏极作为电流镜211的第二端；第三MOS管M3的漏极、第三MOS管M3的栅极、第四MOS管M4的栅极、第五MOS管M5的栅极连接；第三MOS管M3的源极与第六MOS管M6的漏极连接；第四MOS管M4的源极与第七MOS管M7的漏极连接；第五MOS管M5的源极与第八MOS管M8的漏极连接；第六MOS管M6的漏极、第六MOS管M6的栅极、第七MOS管M7的栅极、第八MOS管M8的栅极连接；第六MOS管M6的源极、第七MOS管M7的源极、第八MOS管M8的源极接地。另外，第三MOS管M3的漏极接入偏置电流IBIASA。
作为一种可能的实施方式，参考图6，电流限制模块22可以包括：求和电路221和比较器222。其中，求和电路221用于对第一采样电流ISENSE1、基准电流IREFA、来自振荡器斜坡补偿模块的斜坡补偿电流(包括第一斜坡补偿电流ISLOPE1和第二斜坡补偿电流ISLOPE2)和来自偏置模块的偏置电流(包括第一偏置电流IDC1和第二偏置电流IDC2)进行求和处理，得到两路电压(包括采样电压VSENSEA和基准电压VREFA)分别输出给比较器222的同相端和反相端；比较器222用于对两路电压进行比较，输出峰值电流限制信号ILIMIT。具体地，采样电压VSENSEA输入到比较器222的同相端，基准电压VREFA输入给比较器222的反相端。
进一步地，参考图7，求和电路221可以包括：第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4、第五二极管D5、第六二极管D6、第三电阻RY1、第四电阻RY2、第五电阻RY3、第六电阻RY4、第七电阻RY5、第八电阻RZ、第三压控电阻RCTL3。其中，第一二极管D1的正端作为求和电路221的第一输入端，用于输入第一斜坡补偿电流ISLOPE1；第二二极管D2的正端作为求和电路221的第二输入端，用于输入第一采样电流ISENSE1；第四二极管D4的正端作为求和电路221的第三输入端，用于输入第二斜坡补偿电流ISLOPE2；第五二极管D5的正端作为求和电路221的第四输入端，用于输入第一偏置电流IDC1；第三二极管D3的正端作为求和电路221的第五输入端，用于输入第二偏置电流IDC2；第六二极管D6的正端作为求和电路221的第六输入端，用于输入第一基准电流IREFA；第二二极管D2的负端作为求和电路221的第一输出端，用于输出采样电压VSENSEA；第六二极管D6的负端作为求和电路221的第二输出端，用于输出基准电压VREFA；第一二极管D1的负端分别与第四电阻RY2和第五电阻RY3的一端连接，第四电阻RY2的另一端与第三二极管D3的负端连接；第五电阻RY3的另一端分别与第二二极管D2的负端及第六电阻RY4的一端连接，第六电阻RY4的另一端接地；第四二极管D4的负端、第五二极管D5的负端、第七电阻RY5的一端、第三压控电阻RCTL3的一端连接，第七电阻RY5的另一端接地，第三压控电阻RCTL3的另一端经第三电阻RY1与第六二极管D6的负端连接。
根据图7所示的结构，可以得出：
VSENSEA＝(ISENSE1+ISLOPE1+IDC2)RY4 (3)
Figure BDA0002924166350000091
最大峰值电流限制时，式(3)与式(4)相等，第六电阻RY4与第七电阻RY5的阻值相等，第一斜坡补偿电流ISLOPE1与第二斜坡补偿电流ISLOPE2相等，第一偏置电流IDC1和第二偏置电流IDC2相等，将式(1)所示的第一采样电流ISENSE1表达式代入式(3)中，可得电感电流IL的峰值电流IPK：
Figure BDA0002924166350000092
式(5)中，
Figure BDA0002924166350000093
不受温度、占空比或电源电压等因素变化的影响。若保证RY4+RY1＝RX1，RCTL1＝RCTL3，则峰值电流IPK不受温度、占空比或电源电压等因素变化的影响；由于式(5)不包括与占空比相关的斜坡补偿电流(包括第一斜坡补偿电流ISLOPE1和第二斜坡补偿电流ISLOPE2信号等)，故峰值电流IPK不受占空比的影响。
另外，第三电阻RY1、第四电阻RY2、第五电阻RY3、第六电阻RY4、第七电阻RY5的温度特性如图4b所示，该图中将第三电阻RY1、第四电阻RY2、第五电阻RY3、第六电阻RY4和第七电阻RY5统一标识为RY。第八电阻RZ的温度特性如图4c所示。
经实验，经本申请实施例提供的峰值电流限制电路得到的峰值电流，Ipeak表示峰值电流，在50％占空比下，电源电压为3.3V时，Ipeak随时间的分布如图8a所示，在50％占空比下，电源电压为5V时，Ipeak随时间的分布如图8b所示，可见Ipeak不受电源电压的影响；当占空比为25％时，Ipeak随时间的分布如图8c所示，当占空比为50％时，Ipeak随时间的分布如图8d所示，当占空比为75％时，Ipeak随时间的分布如图8e所示，可见Ipeak不受占空比的影响；Ipeak随温度的分布如图8f所示，可见Ipeak在整个温度范围-40°～125°的偏差在5％以内，因此，Ipeak不受温度的影响。
上述解释了峰值电流限制电路的具体结构，接下来说明峰值电流限制电路的应用。
图9为本申请一实施例提供的DC-DC转换装置的原理框图。如图9所示，DC-DC转换装置80包括：如上述任一实施例所述的峰值电流限制电路81、逻辑模块82、上管MPA、下管MNA、偏置(BIAS)模块83、振荡器斜坡补偿(OSC&Slope compensation)模块84、使能(ENABLE)模块85、基准模块86、误差放大器(EA)87和比较模块88。其中：
使能模块85，用于根据使能端(即使能引脚)EN输入的信号生成第一使能信号ENB和第二使能信号ENO，并输出第一使能信号ENB给偏置模块83，输出第二使能信号ENO给振荡器斜坡补偿模块84。偏置模块83用于在第一使能信号ENB作用下输出第一偏置电流IDC1和第二偏置电流IDC2给峰值电流限制电路81中的求和电路。振荡器斜坡补偿模块84用于在第二使能信号ENO作用下输出第一斜坡补偿电流ISLOPE1和第二斜坡补偿电流ISLOPE2给求和电路。基准模块86用于提供基准电压VREF。误差放大器87用于在基准电压VREF和反馈电压信号FB的作用下输出误差放大信号COMP。比较模块88用于在误差放大信号COMP以及峰值电流限制电路81中电流采样模块输出的第二采样电流ISENSE2和振荡器斜坡补偿模块84输出的第三斜坡补偿电流ISLOPE3的作用下输出脉冲宽度调制信号PWM。逻辑模块82用于在峰值电流限制信号ILIMIT及脉冲宽度调制信号PWM作用下输出驱动信号，该驱动信号用于控制上管MPA的导通和关断，以及下管MNA的导通和关断。
另外，上管MPA与下管MNA共漏的一端输出电压值LX，通过峰值电流限制电路81中电流采样(Current Sense)模块的第二功率采样管MPAS2产生采样节点电压LXS。
振荡器斜坡补偿模块84产生的第三斜坡补偿电流ISLOPE3与第二采样电流ISENSE2叠加后产生信号VSIGMA，信号VSIGMA与误差放大信号COMP输入到比较模块88产生脉冲宽度调制信号PWM，脉冲宽度调制信号PWM、峰值电流限制信号ILIMIT、来自欠压检测模块89的欠压检测信号UVLO、来自过压保护模块90的过压保护信号OVP、来自零电流检测模块91的零电流检测信号IZL共同输入到逻辑模块82。
DC-DC转换装置80为BUCK变换器，将其作为每个分配支路的主电路结构，在输出过载或者短路状态下，峰值电流限制电路81能够在过载和短路的状态下通过限制功率输出，达到限流的目的，能够使得DC-DC转换装置在长时间出现的过载、短路情况下不至于损坏。
可选地，逻辑模块82包括逻辑单元821和驱动单元822。其中，逻辑单元821用于在峰值电流限制信号ILIMIT及脉冲宽度调制信号PWM等信号的作用下输出上管驱动逻辑信号LOGICP和下管驱动逻辑信号LOGICN；驱动单元822用于在上管驱动逻辑信号LOGICP和下管驱动逻辑信号LOGICN作用下输出上管驱动信号DRVP和下管驱动信号DRVN。
同时参考图7和图9，偏置模块83可以包括但不限于：第八电阻、第十MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第一运算放大器OP1、第二运算放大器OP2、第十三MOS管M16、第十四MOS管M17、第十五MOS管M18、第十六MOS管M19和第九电阻RY6。其中：
第十一MOS管M21的漏极与基准模块86连接，用于输入第一基准电流IREFA；第十一MOS管M21的源极与第十MOS管M20的源极均连接芯片输入电压VIN，第十一MOS管M21的栅极、第十MOS管M20的栅极、第十MOS管M20的漏极、第十二MOS管M22的漏极连接；第十二MOS管M22的源极经第八电阻RZ接地，第十二MOS管M22的栅极与第一运算放大器OP1的输出端连接；第一运算放大器OP1的反相输入端与第十二MOS管M22的源极连接，第一运算放大器OP1的正相输入端用于输入第一基准电压VREF1。
第二运算放大器OP2的同相输入端与基准模块86连接，用于输入来自基准模块86的第二基准电压VREF2，第二运算放大器OP2的反相输入端与第十六MOS管M19的源极连接，第二运算放大器OP2的输出端与第十六MOS管M19的栅极连接。第十六MOS管M19的漏极、第十三MOS管M16的漏极、第十三MOS管M16的栅极、所十四MOS管M17的栅极、第十五MOS管M18的栅极连接。第十三MOS管M16的源极、第十四MOS管M17的源极、第十五MOS管M18的源极均连接芯片输入电压VIN。第十四MOS管M17的漏极作为偏置模块83的第一输出端，用于输出第二偏置电流IDC2。第十五MOS管M18的漏极作为偏置模块83的第二输出端，用于输出第一偏置电流IDC1。
进一步地，振荡器斜坡补偿模块84包括但不限于：第三运算放大器OP3、第十七MOS管M12、第十八MOS管M13、第十九MOS管M14、第二十MOS管M15和第十电阻RY7。其中，第三运算放大器OP3的同相输入端，用于接预设电压值VRAMP，第三运算放大器OP3的反相输入端与第十七MOS管M12的源极连接，第三运算放大器OP3的输出端与第十七MOS管M12的栅极连接。第十七MOS管M12的漏极、第十八MOS管M13的漏极、第十八MOS管M13的栅极、第十九MOS管M14的栅极、第二十MOS管M15的栅极连接。第十八MOS管M13的源极、第十九MOS管M14的源极、第二十MOS管M15的源极均连接芯片输入电压VIN。第二十MOS管M15的漏极作为振荡器斜坡补偿模块84的第一输出端，用于输出第一斜坡补偿电流ISLOPE1。第十九MOS管M14的漏极作为振荡器斜坡补偿模块84的第二输出端，用于输出第二斜坡补偿电流ISLOPE2。
示例地，锯齿波形状的预设电压值VRAMP输入到第三运算放大器OP3的同相输入端。第十七MOS管M12的漏极与由第十八MOS管M13、第十九MOS管M14、第二十MOS管M15构成的电流镜的输入端相连，第二十MOS管M15的漏极作为该电流镜的第一输出端，输出第一斜坡补偿电流ISLOPE1，第十九MOS管M14的漏极作为该电流镜的第二输出端，输出第二斜坡补偿电流ISLOPE2。
图10为本申请一实施例提供的电源的原理框图。如图10所示，电源100包括：滤波电路110、负载120和如上述任一实施例所述的DC-DC转换装置130。其中，DC-DC转换装置130经滤波电路110与负载120连接。
可选地，电源100还包括：与DC-DC转换装置130的外部供电源(未示出)。
需要说明的是，应理解以上装置的各个模块的划分仅仅是一种逻辑功能的划分，实际实现时可以全部或部分集成到一个物理实体上，也可以物理上分开。且这些模块可以全部以软件通过处理元件调用的形式实现；也可以全部以硬件的形式实现；还可以部分模块通过处理元件调用软件的形式实现，部分模块通过硬件的形式实现。例如，处理模块可以为单独设立的处理元件，也可以集成在上述装置的某一个芯片中实现，此外，也可以以程序代码的形式存储于上述装置的存储器中，由上述装置的某一个处理元件调用并执行以上处理模块的功能。其它模块的实现与之类似。此外这些模块全部或部分可以集成在一起，也可以独立实现。这里的处理元件可以是一种集成电路，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤或以上各个模块可以通过处理器元件中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。
虽然仅仅已经对本申请的某些部件和实施例进行了图示并且描述，但是在不实际脱离在权利要求书中的范围和精神的情况下，本领域技术人员可以想到许多修改和改变(例如，各个元件的大小、尺寸、结构、形状和比例等的变化)。而且，为了提供对示例性实施例的简洁说明，可能尚未描述实际实施方式的所有部件。应该了解，在任何这种实际实施方式的开发中，如在任何工程或者设计项目中一样，可能进行若干具体实施决策。这种开发工作可能是复杂的且耗时的，但对受益于本申请的那些普通技术人员来说，仍将是设计、加工和制造的例行程序，而无需过多实验。
可以理解的是，在本申请的实施例中涉及的各种数字编号仅为描述方便进行的区分，并不用来限制本申请的实施例的范围。在本申请的实施例中，上述各过程的序号的大小并不意味着执行顺序的先后，各过程的执行顺序应以其功能和内在逻辑确定，而不应对本申请的实施例的实施过程构成任何限定。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。

Claims (11)

1.一种峰值电流限制电路，其特征在于，包括：电流采样模块和电流限制模块，其中：
所述电流采样模块，用于通过第一压控电阻将电感电流在上管产生的导通压降转化为与所述电感电流相关的第一采样电流；
所述电流限制模块的输入端与所述电流采样模块连接，所述电流限制模块用于比较所述第一采样电流与基准电流，并根据比较结果输出峰值电流限制信号给逻辑模块，以使所述逻辑模块在所述峰值电流限制信号的作用下进行逻辑运算并输出驱动信号，所述驱动信号用于控制所述上管的导通和关断。
2.根据权利要求1所述的峰值电流限制电路，其特征在于，所述电流采样模块包括：第一功率采样管、第二功率采样管、第一压控电阻、第二压控电阻、第一电阻、第二电阻、第一MOS管、第二MOS管、电流镜、第九MOS管，其中：
所述第一功率采样管的源极与所述上管的源极连接，所述第一功率采样管的栅极接地，第一功率采样管的漏极与所述第二功率采样管的源极连接；
所述第二功率采样管的源极作为所述电流采样模块的输入端，所述第二功率采样管的漏极分别与所述上管的漏极及下管的漏极连接，所述第二功率采样管的栅极与所述上管的栅极连接；
所述第一压控电阻与所述第一电阻并联，二者的一端与所述第一功率采样管的漏极连接，二者的另一端与所述第一MOS管的源极连接；
所述第二压控电阻与所述第二电阻并联，二者的一端接芯片输入电压，二者的另一端与所述第二MOS管的源极连接；
所述第一MOS管的栅极、所述第二MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极连接；
所述电流镜的第一端分别与所述第一MOS管的漏极及所述第九MOS管的栅极连接，所述电流镜的第二端与所述第二MOS管的漏极连接；所述电流镜的第三端与偏置模块连接；
所述第九MOS管的源极与所述第二MOS管的源极连接，所述第九MOS管的漏极作为所述电流采样模块的输出端。
3.根据权利要求2所述的峰值电流限制电路，其特征在于，所述电流镜包括第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管、第六MOS管、第七MOS管、第八MOS管，其中：
所述第三MOS管的漏极作为所述电流镜的第三端；
所述第四MOS管的漏极作为所述电流镜的第一端；
所述第五MOS管的漏极作为所述电流镜的第二端；
所述第三MOS管的漏极、所述第三MOS管的栅极、所述第四MOS管的栅极、所述第五MOS管的栅极连接；
所述第三MOS管的源极与所述第六MOS管的漏极连接；
所述第四MOS管的源极与所述第七MOS管的漏极连接；
所述第五MOS管的源极与所述第八MOS管的漏极连接；
所述第六MOS管的漏极、所述第六MOS管的栅极、所述第七MOS管的栅极、所述第八MOS管的栅极连接；
所述第六MOS管的源极、所述第七MOS管的源极、所述第八MOS管的源极接地。
4.根据权利要求1所述的峰值电流限制电路，其特征在于，所述电流限制模块包括：求和电路和比较器，其中：
所述求和电路，用于对所述第一采样电流、来自振荡器斜坡补偿模块的斜坡补偿电流和来自偏置模块的偏置电流进行求和处理，得到两路电压分别输出给所述比较器的同相端和反相端；
所述比较器用于对所述两路电压进行比较，输出所述峰值电流限制信号。
5.根据权利要求4所述的峰值电流限制电路，其特征在于，所述求和电路包括：第一二极管、第二二极管、第三二极管、第四二极管、第五二极管、第六二极管、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第六电阻、第七电阻、第三压控电阻，其中：
所述第一二极管的正端作为所述求和电路的第一输入端，用于输入第一斜坡补偿电流；
所述第二二极管的正端作为所述求和电路的第二输入端，用于输入所述第一采样电流；
所述第四二极管的正端作为所述求和电路的第三输入端，用于输入第二斜坡补偿电流；
所述第五二极管的正端作为所述求和电路的第四输入端，用于输入第一偏置电流；
所述第三二极管的正端作为所述求和电路的第五输入端，用于输入第二偏置电流；
所述第六二极管的正端作为所述求和电路的第六输入端，用于接入第一基准电流；
所述第二二极管的负端作为所述求和电路的第一输出端；
所述第六二极管的负端作为所述求和电路的第二输出端；
所述第一二极管的负端分别与所述第四电阻和所述第五电阻的一端连接，所述第四电阻的另一端与所述第三二极管的负端连接；
所述第五电阻的另一端分别与所述第二二极管的负端及所述第六电阻的一端连接，所述第六电阻的另一端接地；
所述第四二极管的负端、所述第五二极管的负端、所述第七电阻的一端、所述第三压控电阻的一端连接，所述第七电阻的另一端接地，所述第三压控电阻的另一端经所述第三电阻与所述第六二极管的负端连接。
6.一种DC-DC转换装置，其特征在于，包括：如权利要求1至5中任一项所述的峰值电流限制电路、所述逻辑模块、所述上管、下管、偏置模块、振荡器斜坡补偿模块、使能模块、基准模块、误差放大器和比较模块，其中：
所述使能模块，用于根据使能端输入的信号生成第一使能信号和第二使能信号，并输出所述第一使能信号给所述偏置模块，输出所述第二使能信号给所述振荡器斜坡补偿模块；
所述偏置模块，用于在所述第一使能信号作用下输出第一偏置电流和第二偏置电流给所述峰值电流限制电路中的求和电路；
所述振荡器斜坡补偿模块，用于在所述第二使能信号作用下输出第一斜坡补偿电流和第二斜坡补偿电流给所述求和电路；
所述基准模块，用于提供基准电压；
所述误差放大器，用于在所述基准电压和反馈电压信号的作用下输出误差放大信号；
所述比较模块，用于在所述误差放大信号以及所述电流采样模块输出的第二采样电流和所述振荡器斜坡补偿模块输出的第三斜坡补偿电流的作用下输出脉冲宽度调制信号；
所述逻辑模块，用于在所述峰值电流限制信号及所述脉冲宽度调制信号作用下输出驱动信号，所述驱动信号用于控制所述上管的导通和关断，以及所述下管的导通和关断。
7.根据权利要求6所述的DC-DC转换装置，其特征在于，所述逻辑模块包括逻辑单元和驱动单元，其中：
所述逻辑单元，用于在所述峰值电流限制信号及所述脉冲宽度调制信号作用下输出上管驱动逻辑信号和下管驱动逻辑信号；
所述驱动单元，用于在所述上管驱动逻辑信号和所述下管驱动逻辑信号作用下输出上管驱动信号和下管驱动信号。
8.根据权利要求6或7所述的DC-DC转换装置，其特征在于，所述偏置模块包括：第八电阻、第十MOS管、第十一MOS管、第十二MOS管、第一运算放大器、第二运算放大器、第十三MOS管、第十四MOS管、第十五MOS管、第十六MOS管和第九电阻，其中：
所述第十一MOS管的漏极与所述基准模块连接，用于输入第一基准电流；
所述第十一MOS管的源极与所述第十MOS管的源极均连接芯片输入电压，所述第十一MOS管的栅极、所述第十MOS管的栅极、所述第十MOS管的漏极、所述第十二MOS管的漏极连接；
所述第十二MOS管源极经第八电阻接地，所述第十二MOS管的栅极与所述第一运算放大器的输出端连接；
所述第一运算放大器的反相输入端与所述第十二MOS管的源极连接，所述第一运算放大器的正相输入端用于输入第一基准电压；
所述第二运算放大器的同相输入端与所述基准模块连接，用于输入第二基准电压，所述第二运算放大器的反相输入端与所述第十六MOS管的源极连接，所述第二运算放大器的输出端与所述第十六MOS管的栅极连接；
所述第十六MOS管的漏极、所述第十三MOS管的漏极、所述第十三MOS管的栅极、所述第十四MOS管的栅极、所述第十五MOS管的栅极连接；
所述第十三MOS管的源极、所述第十四MOS管的源极、所述第十五MOS管的源极均连接芯片输入电压；
所述第十四MOS管的漏极作为所述偏置模块的第一输出端，用于输出第二偏置电流；
所述第十五MOS管的漏极作为所述偏置模块的第二输出端，用于输出第一偏置电流。
9.根据权利要求6或7所述的DC-DC转换装置，其特征在于，所述振荡器斜坡补偿模块包括：第三运算放大器、第十七MOS管、第十八MOS管、第十九MOS管、第二十MOS管和第十电阻，其中：
所述第三运算放大器的同相输入端，用于接预设电压值，所述第三运算放大器的反相输入端与所述第十七MOS管的源极连接，所述第三运算放大器的输出端与所述第十七MOS管的栅极连接；
所述第十七MOS管的漏极、所述第十八MOS管的漏极、所述第十八MOS管的栅极、所述第十九MOS管的栅极、所述第二十MOS管的栅极连接；
所述第十八MOS管的源极、所述第十九MOS管的源极、所述第二十MOS管的源极均连接芯片输入电压；
所述第二十MOS管的漏极作为所述振荡器斜坡补偿模块的第一输出端，用于输出第一斜坡补偿电流；
所述第十九MOS管的漏极作为所述振荡器斜坡补偿模块的第二输出端，用于输出第二斜坡补偿电流。
10.一种电源，其特征在于，包括：滤波电路、负载和如权利要求6至9中任一项所述的DC-DC转换装置，其中，所述DC-DC转换装置经所述滤波电路与所述负载连接。
11.根据权利要求10所述的电源，其特征在于，还包括：与所述DC-DC转换装置的外部供电源。
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