CN114337192B

CN114337192B - 一种外置功率管补偿方法及电路

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Publication number: CN114337192B
Application number: CN202111618058.9A
Authority: CN
Inventors: 请求不公布姓名
Original assignee: Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Current assignee: Mornsun Guangzhou Science and Technology Ltd
Priority date: 2021-12-27
Filing date: 2021-12-27
Publication date: 2023-10-20
Anticipated expiration: 2041-12-27
Also published as: CN114337192A

Abstract

本发明提供一种外置功率管补偿方法及电路，所述方法包括：外置功率管漏源电压采样步骤，采样外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS；电压‑电流转换步骤，将采样得到的外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS转换为补偿电流信号I_COMP；电流‑电压转换步骤，将所述补偿电流信号I_COMP转换为补偿电压信号V_COMP，并将所述补偿电压信号V_COMP补偿至比较器U1，以使比较器U1将检测到的补偿电压信号V_COMP输入至芯片内部的逻辑电路，芯片内部的逻辑电路根据所述补偿电压信号V_COMP，控制所述外置功率管Q3开启或闭合。本发明用于抵消外置功率管中寄生电感带来的影响，提高漏源间电压检测准确度，可在芯片内部集成，不需要外围器件即可实现。

Description

一种外置功率管补偿方法及电路

技术领域

本发明涉及同步整流技术领域，具体涉及一种外置功率管补偿方法及电路。

背景技术

目前集成电路技术和电子技术日新月异，芯片内部集成器件数量越来越多，从而使更多的外围器件可以集成化。但在大功率应用方面，受封装技术、散热技术等的限制，很多功率管仍需外置。与芯片封装一样，外置功率管的引脚同样需要绑线与内部管芯进行电气连接，而绑线会引入寄生的电感(L)、电容(C)、电阻(R)，当外置功率管通过一定斜率的电流时，由于寄生电感L的影响，在电感L的两端产生感应电动势，从而影响源漏两端的电压。当所设计芯片需要较精确检测外置功率金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)(仅以MOSFET为例，不局限于MOSFET，下同)漏源两端的电压来实现所需控制时，不可忽略由绑线电感带来的影响，需要在芯片内部设计相关补偿电路，避免芯片出现误动作。

图1为现有技术中传统外置功率管漏源端压降检测电路示意图，比较器的正、负两端分别接外置功率管Q0的源端和漏端，当漏源电压(V_DS)大于比较器阈值电压时，输出端(out)输出为低电平，当V_DS小于比较器阈值电压时，out端输出为高电平。采用比较器的输出信号，实现芯片所需控制。

图2为外置功率管带寄生电感的电路示意图，V_DS1为不包含绑线的漏源电压，L_s为源端绑线引入的寄生电感，L_d为漏端绑线引入的寄生电感，i为外置功率管漏端流向源端的电流。由于外置功率管的内部绑线会引入寄生电感，当外置功率管通过一定斜率的电流时，寄生电感会产生感应电动势，从而影响外置功率管漏源端压降。

由图2可得，V_DS电压为

根据公式(1)，当正斜率的电流由源端通过漏端时，则由于寄生电感的影响，V_DS变小；当负斜率的电流由源端通过漏端时，则由于寄生电感的影响，V_DS变大。

然而在传统外置功率管漏源端压降检测电路中，当一定斜率的电流通过外置功率管时，由于绑线寄生电感的影响，使V_DS变小或者增大，这时有可能会使芯片内部控制不精准，甚至出现功能异常。

为了解决传统外置功率管的寄生电感的影响，现有的外置功率管补偿方法是采用引入补偿电感的方式，以抵消功率管寄生电感的影响。补偿电感可以由半导体管芯上的迹线电感形成，也可由外置或印刷电路板布线产生。而上述方法中，管芯上的迹线电感对芯片封装工艺要求较高；外置或印刷电路板布线产生补偿电感，对于小体积产品应用有所局限。

发明内容

本发明旨在克服上述现有技术中至少一种缺陷，提供一种外置功率管补偿方法及电路，在外置功率管通过一定斜率的电流时，抵消寄生电感所带来的影响，通过补偿，提高外置功率管漏极和源极之间的电压V_DS检测的准确度。

本发明采用的技术方案为：

第一方面，提供一种外置功率管补偿方法，包括：

外置功率管漏源电压采样步骤，采样外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS；

电压-电流转换步骤，将所述电压V_DS转换为补偿电流信号I_COMP；

电流-电压转换步骤，将所述补偿电流信号I_COMP转换为补偿电压信号V_COMP，并将所述补偿电压信号V_COMP补偿至比较器U1，以使比较器U1将检测到的补偿电压信号V_COMP输入至芯片内部的逻辑电路，芯片内部的逻辑电路根据所述补偿电压信号V_COMP控制所述外置功率管Q3开启或闭合。

第二方面，提供一种外置功率管补偿电路，运用如上所述补偿方法，包括：采样电路、电压-电流转换电路和电流-电压转换电路；

所述采样电路的所述第一输入端用于与外置功率管Q3的漏极连接，第二输入端用于与外置功率管Q3的源极连接，输出端与所述电压-电流转换电路连接，所述采样电路用于采样所述外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS；

所述电压-电流转换电路的输出端与所述电流-电压转换电路的输入端连接，用于将所述电压V_DS转换为补偿电流信号I_COMP；

所述电流-电压转换电路的输出端用于与比较器U1连接，所述电流-电压转换电路将所述补偿电流信号I_COMP转换为补偿电压信号V_COMP，并将所述补偿电压信号V_COMP补偿至比较器U1，以使比较器U1将检测到的补偿电压信号V_COMP输入至芯片内部的逻辑电路，芯片内部的逻辑电路根据所述补偿电压信号V_COMP控制所述外置功率管Q3开启或闭合。

优选地，所述采样电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管D1、电容C0、开关管S1、开关管S2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3；所述电阻R1的一端用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，另一端分别与所述电阻R2的一端和所述二极管D1的阳极连接；所述电阻R2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述二极管D1的阴极分别与所述电容C0的一端、所述开关管S1的一端和所述开关管S2的一端连接，所述电容C0的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S2的另一端与所述电阻R3的一端和所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2的一端、电阻R4的一端连接；所述电阻R4的另一端与所述电压-电流转换电路的输入端连接；所述电容C2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电容C3的一端还与所述电压-电流转换电路的输入端连接，另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接。

优选地，所述电压-电流转换电路包括：包括运算放大器U2、电阻R_comp、MOS管M0、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3；所述运算放大器U2的反相输入端与所述采样电路的输出端连接，同相输入端分别与所述电阻R_comp的一端和所述MOS管M0的源极连接，输出端与所述MOS管M0的栅极连接；所述MOS管M0的漏极分别与所述MOS管M1的漏极、MOS管M2的栅极和MOS管M3的栅极连接，源极与所述电阻R_comp的一端连接；所述电阻R_comp的另一端接地；所述MOS管M1的源极用于与电源VCC连接，栅极分别与所述MOS管M1的漏极、所述MOS管M2的栅极、所述MOS管M3的栅极连接；所述MOS管M2的源极用于与电源VCC连接，漏极与所述电流-电压转换电路连接；所述MOS管M3的源极用于与电源VCC连接，漏极与所述电流-电压转换电路连接。

优选地，所述电流-电压转换电路包括：电流源I1、电流源I2、电阻R5、MOS管M4和MOS管M5；所述电流源I1的一端分别与所述MOS管M2的漏极连接和所述电阻R5的一端连接，另一端用于与电源VCC连接；所述电阻R5的一端还用于与所述比较器U1的反相输入端连接，另一端与所述MOS管M4的源极连接；所述MOS管M4的栅极用于与所述外置功率管Q3的源极连接，漏极接地；所述MOS管M5的栅极用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，源极分别与所述MOS管M3的漏极、电流源I2的一端连接和用于与比较器U1的同向输入连接，所述电流源I2的另一端用于与电源VCC连接。

第三方面，提供一种外置功率管补偿电路，包括：电阻R1、电阻R2、二极管D1、电容C0、开关管S1、开关管S2、运算放大器U2、电阻R_comp、MOS管M0、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、电流源I1、电流源I2、电阻R5、MOS管M4和MOS管M5；所述电阻R1的一端用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，另一端分别与所述电阻R2的一端和所述二极管D1的正极连接；所述电阻R2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述二极管D1的负极分别与所述电容C0的一端、所述开关管S1的一端和所述开关管S2的一端连接，所述电容C0的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S2的另一端与所述电阻R3的一端和所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2的一端、电阻R4的一端连接；所述电容C2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R4的另一端与所述运算放大器U2的反相输入端连接；所述电容C3的一端还与所述运算放大器U2的反相输入端连接，另一端与所述外置功率管Q3的源极连接。所述运算放大器U2的同相输入端分别与所述电阻R_comp的一端和所述MOS管M0的源极连接，输出端与所述MOS管M0的栅极连接；所述MOS管M0的漏极分别与所述MOS管M1的漏极、MOS管M2的栅极和MOS管M3的栅极连接，源极还与所述电阻R_comp的一端连接；所述电阻R_comp的另一端接地；所述MOS管M1的源极用于与电源VCC连接，栅极分别与所述MOS管M1的漏极、所述MOS管M2的栅极、所述MOS管M3的栅极连接；所述MOS管M2的源极用于与电源VCC连接，漏极分别与所述电流源I1的一端、电阻R5的一端连接；所述MOS管M3的源极用于与电源VCC连接，漏极分别与所述电流源I2的一端、比较器U1的同相输入端、连接MOS管M5的源极连接；所述电流源I1的另一端用于与电源VCC连接；所述电阻R5的一端还用于与所述比较器U1的反相输入端连接，另一端与所述MOS管M4的源极连接；所述MOS管M4的栅极用于与所述外置功率管Q3的源极连接，漏极接地；所述MOS管M5的栅极用于与所述外置功率管Q3的漏极连接；电流源I2的一端还用于与比较器U1的同向输入连接，所述电流源I2的另一端用于与电源VCC连接。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：本发明通过在芯片内部增加补偿电路，根据一定斜率的电流在外置功率管Q3的寄生电感上所产生的感应电动势的大小，补偿至比较器中以抵消寄生电感带来的影响，使芯片能更加准确采样外置功率管漏极和源极之间的电压；将补偿电路设于芯片内部电路，对封装工艺要求较低，可在芯片内部集成，无需外围电路或器件，且对印刷电路板布局布线要求较低，能应对小体积产品应用。

附图说明

图1为现有技术中传统外置功率管漏源端压降检测电路示意图；

图2为外置功率管带寄生电感的电路示意图；

图3为实施例所述外置功率管补偿电路的结构示意图；

图4为实施例所述外置功率管补偿电路的示意框图；

图5为实施例包括所述外置功率管补偿电路的四开关buck-boost电路原理图；

图6为实施例四开关buck-boost电路降压及升压模式电感电流波形图；

图7为实施例所述采样电路的结构示意图；

图8为实施例所述采样电路的控制时序图；

图9为实施例所述电压-电流转换电路的结构示意图；

图10为实施例所述电流-电压转换电路的结构示意图。

具体实施方式

本发明附图仅用于示例性说明，不能理解为对本发明的限制。为了更好说明以下实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不能代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。

在本实施例中，提供一种外置功率补偿方法，包括：外置功率管Q3漏源电压采样步骤，采样外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS；

具体的，为了便于理解，现结合上述实施例的内容，以将上述外置功率管补偿方法应用于四开关buck-boost变换器电路为例，对本实施例提供的外置功率补偿管方法进行详细地解释说明，可以理解的是，本实施例所述外置功率补偿管方法的应用场景不限于四开关buck-boost变换器电路，可应用于带有寄生电感的外置功率管的场景。如图5所示为四开关buck-boost电路原理图，该四开关buck-boost电路内设有本实施例所述外置功率管补偿电路，输入滤波电容C_in接输入端(VIN)和地；Q1管漏端接VIN，源端接SW₁；Q2管漏端接SW₁，源端接地；电感L一端接SW₁，一端接SW₂；Q3管(也成为外置功率管Q3)漏端接输出VO，源端接SW₂；Q4管漏端接SW₂，源端接地；补偿电路中的采样电路输入接Q3管漏端和源端，采样电路输出接V-I转换电路，V-I转换电路输出接I-V转换电路，转换电路输出接比较器输入端；当检测外置功率管Q3漏源电压小于开启阈值时，达到外置功率管Q3导通条件，内部逻辑通过驱动电路使外置功率管Q3导通；当检测外置功率管Q3漏源电压大于关断阈值时，达到外置功率管Q3关断条件，内部逻辑通过驱动电路使外置功率管Q3关断。图6是四开关buck-boost电路工作原理图，在四开关buck-boost功率拓扑控制策略中，将一个开关周期分为四个阶段分别控制四个MOS管的导通时间，如图6所示，在第一阶段，MOS管Q1(即Q1管)和MOS管Q4(即Q4管)同时导通，对电感L进行充能；在第二阶段，MOS管Q1和外置功率管Q3同时导通，根据输入电压和输出电压，工作在升压或降压的模式；在第三阶段，MOS管Q2(即Q2管)和外置功率管Q3同时导通，电感L续流的同时为负载提供能量，相当于buck电路的续流阶段；在第四阶段，MOS管Q2和MOS管Q4同时导通，电感L续流作为自由轮阶段。

外置功率管Q3是第二、三阶段需要控制的同步整流管，外置功率管Q3开通关闭的工作原理为：第一阶段结束、第二阶段开始，MOS管Q4管关闭，SW2电压升高，电流通过外置功率管Q3的寄生体二极管流向输出，这样随着体二极管电流的逐渐增大，外置功率管Q3的漏源电压V_DS逐渐减小，当V_DS小于导通阈值，外置功率管Q3导通；在第三阶段，MOS管Q2和外置功率管Q3导通，电感电流以的斜率减小，外置功率管Q3的V_DS逐渐增大，当V_DS增大至关断阈值时，外置功率管Q3关闭。

根据实例电路的工作原理，当外置功率管Q3的漏源电压V_DS从正变为负(例如到大约-0.7V)，功率管的体二极管由反偏变为正偏导通，此时功率管的导通检测机制相对简单，因为绑线电感产生的电压误差仅为毫伏(mV)级，对导通阈值(-0.7V)影响较小，故不需要对导通阈值进行补偿。当外置功率管Q3导通后，漏源电压V_DS变小，并且当电流减小非常小时，绑线引入的感应电动势与关断阈值非常接近，在关断阈值固定的情况下，由于绑线的影响，将导致外置功率管Q3提前关断，故需要对关断阈值进行补偿。

如图3所示为外置功率管补偿电路与外置功率管及比较器的连接示意图；所述补偿方法应用于外置功率管补偿电路中，该补偿电路集成于芯片内部，补偿电路的第一输入端与外置功率管Q3的漏端连接，第二输入端与外置功率管Q3的源端，补偿电路的输出端接比较器同相输入端(也可称为正向输入端)和反相输入端(也可称为负向输入端)，比较器U1的输出端out通过内部逻辑电路与外置功率管Q3的栅极连接。

当正斜率的电流由外置功率管Q3的源端(S)通过漏端(D)时，外置功率管Q3的绑线电感会产生感应电动势，由公式(1)转换可知，

其中R_DS为外置功率管Q3的导通阻抗，I_D为外置功率管Q3通过的电流，L_s为源端绑线引入的寄生电感，L_d为漏端绑线引入的寄生电感。

由公式(2)可知，此时V_DS减小可通过采样外置功率管Q3未导通时的漏源电压，计算出电感电流斜率，根据斜率和电感得到需要补偿的V_comp，将比较器U1采样外置功率管Q3漏端的电压提高/>从而抵消寄生电感带来的影响。

当负斜率的电流由源端(S)通过漏端(D)时，外置功率管Q3的绑线电感会产生感应电动势，由公式(1)转换可知，

由公式(3)可知，此时V_DS增大可通过采样外置功率管Q3未导通时的漏源电压，计算出电感电流斜率，根据斜率和电感得到需要补偿的V_comp，将比较器U1采样漏源端的电压减小/>从而抵消寄生电感带来的影响。

本实施例所述外置功率管补偿方法及补偿电路根据一定斜率的电流在外置功率管中寄生电感上所产生的感应电动势的大小，采用补偿电路，抵消其所带来的影响，使芯片可更加准确采用漏源间电压，提高漏源间电压检测准确度。

在一个实施例中，提供一种外置功率管补偿电路，如图4所示为所述外置功率管补偿电路的示意框图，所述补偿电路包括：采样电路、电压-电流转换电路和电流-电压转换电路；

所述采样电路的所述第一输入端用于与外置功率管Q3的漏极连接，第二输入端用于与外置功率管的源极连接，输出端与所述电压-电流转换电路连接，所述采样电路用于采样所述外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS；

所述电压-电流转换电路的输出端与所述电流-电压转换电路的输入端连接，用于将采样得到的外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS转换为补偿电流信号I_COMP；

所述电流-电压转换电路的输入端还用于与所述外置功率管Q3连接，输出端用于与比较器U1连接，所述电流-电压转换电路将所述补偿电流信号I_COMP转换为补偿电压信号V_COMP，并将所述补偿电压信号V_COMP补偿至比较器U1，以使比较器U1将检测到的补偿电压信号V_COMP输入至芯片内部的逻辑电路，抵消所述外置功率管Q3的寄生电感影响，芯片内部的逻辑电路根据所述补偿电压信号V_COMP控制所述外置功率管Q3开启或闭合。

具体的，采样电路主要采样外置功率管Q3漏源端电压，计算由于寄生电感所引入的变化量，即电压-电流转换电路(V-I转换电路)主要将采样电路所采得的电压信号转化为电流信号(也称为补偿电流信号I_COMP)，电流-电压转换电路(I-V转换电路)将V-I转换电路所产生的电流信号转换为电压信号(也称为补偿电压信号V_COMP)，用于在比较器补偿外置功率管Q3漏源端电压的变化量。从而抵消外置功率管中寄生电感带来的影响，提高漏源间电压检测准确度。

作为采样电路的一个具体实施例，所述采样电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管D1、电容C0、开关管S1、开关管S2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3；所述电阻R1的一端用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，另一端分别与所述电阻R2的一端和所述二极管D1的阳极连接；所述电阻R2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述二极管D1的阴极分别与所述电容C0的一端、所述开关管S1的一端和所述开关管S2的一端连接，所述电容C0的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S2的另一端与所述电阻R3的一端和所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2的一端、电阻R4的一端连接；所述电阻R4的另一端与所述电压-电流转换电路的输入端连接；所述电容C2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电容C3的一端还与所述电压-电流转换电路的输入端连接，另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接。

如图7所示为采样电路的电路示意图，V_D端(也称采样电路的第一输入端)接外置功率管Q3漏端(即输出)，SW2(也称采样电路的第二输入端)接外置功率管Q3的源端，V_{O_sense}为检测到的VD电压。在外置功率管Q3关断时，打开S1，闭合S2对V_D电压进行采样，在Q3管导通时，闭合S1，打开S2对电容C0进行放电，对电容C0放电是为了保证漏源电压减小时，V_{O_sense}可以跟随减小。具体的控制时序如图8所示。S1控制信号为外置功率管Q3驱动的N分频信号，S2控制信号为外置功率管Q3驱动的反信号。电阻R1和R2用于对外置功率管Q3漏源电压的分压，二极管D1用于保证Q3管导通时，V_{O_sense}电压不会减小，电容C0、电容C1和开关S1、开关S2为开关电容采样，电阻R3、电阻R4和电容C2、电容C3为二阶滤波，避免开关造成的干扰，通过采样电路即可得到外置功率管Q3漏端电压(输出电压)如式(4)。

如图9所示，作为电压-电流转换电路的一个具体实施例，所述电压-电流转换电路包括：包括运算放大器U2、电阻R_comp、MOS管M0、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3；所述运算放大器U2的反相输入端与所述采样电路的输出端连接，同相输入端分别与所述电阻R_comp的一端和所述MOS管M0的源极连接，输出端与所述MOS管M0的栅极连接；所述MOS管M0的漏极与所述MOS管M1的漏极、MOS管M2的栅极和MOS管M3的栅极连接，源极还与所述电阻R_comp的一端连接；所述电阻R_comp的另一端接地；所述MOS管M1的源极用于与电源VCC连接，栅极分别与所述MOS管M1的漏极、所述MOS管M2的栅极、所述MOS管M3的栅极连接；所述MOS管M2的源极用于与电源VCC连接，漏极与所述电流-电压转换电路连接；所述MOS管M3的源极用于与电源VCC连接，漏极与所述电流-电压转换电路连接。

具体的，运算放大器U2的负向输入端(即反相输入端)分别与电阻R4的一端和电容C3的一端连接，也即V_{o_sense}电压接运算放大器U2反相输入端，通过采样电路得到V_{o_sense}电压，运算放大器U2通过反馈，使反相输入端等于V_{o_sense}，则可计算出补偿电流I_COMP0，MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3为电流镜，将补偿电流镜像。根据公式(5)可知，设置合适的电阻R_comp即可得到补偿电流I_COMP1和I_COMP2。

如图10所示，作为电流-电压转换电路的一个具体实施例，所述电流-电压转换电路包括：电流源I1、电流源I2、电阻R5、MOS管M4和MOS管M5；所述电流源I1的一端分别与所述MOS管M2的漏极连接和所述电阻R5的一端连接，另一端用于与电源VCC连接；所述电阻R5的一端还用于与所述比较器U1的负向输入端连接，另一端与所述MOS管M4的源极连接；所述MOS管M4的栅极用于与所述外置功率管Q3的源极连接，漏极接地；所述MOS管M5的栅极用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，源极分别与所述MOS管M3的漏极、电流源I2的一端连接和用于与比较器U1的正向输入连接，所述电流源I2的另一端用于与电源VCC连接。

具体的，I-V转换电路的实现为将补偿电流I_COMP1叠加在电阻R5上，电阻R5产生压降，电流源I1、电流源I2为MOS管M4和MOS管M5提供电流偏置，MOS管M4将源端V_S抬高一个栅源电压，MOS管M5将源端V_D抬高一个栅源电压，电阻R5用于产生抵消的V_COMP电压，根据公式(6)可知，在电阻R1、电阻R2、电阻R5确定的情况下，选择适合的R_COMP使其满足公式(6)，实现对比较器U1阈值的调整，实现外置功率管Q3的关断阈值的补偿。

其中，L_s为源端绑线引入的寄生电感的值，L_d为漏端绑线引入的寄生电感，Vo为外部系统输出电压，L为电感L，根据确定的电阻R1、电阻R2和电阻R5，选择合适的R_COMP，可实现关断阈值的补偿。

在一个实施例中，提供一种外置功率管补偿电路，包括：电阻R1、电阻R2、二极管D1、电容C0、开关管S1、开关管S2、运算放大器U2、电阻R_comp、MOS管M0、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、电流源I1、电流源I2、电阻R5、MOS管M4和MOS管M5；所述电阻R1的一端用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，另一端分别与所述电阻R2的一端和所述二极管D1的正极连接；所述电阻R2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述二极管D1的负极分别与所述电容C0的一端、所述开关管S1的一端和所述开关管S2的一端连接，所述电容C0的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S2的另一端与所述电阻R3的一端和所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2的一端、电阻R4的一端连接；所述电容C2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R4的另一端与所述运算放大器U2的同相输入端连接；所述电容C3的一端还与所述运算放大器U2的反相输入端连接，另一端与所述外置功率管Q3的源极连接。所述运算放大器U2的同相输入端分别与所述电阻R_comp的一端和所述MOS管M0的源极连接，输出端与所述MOS管M0的栅极连接；所述MOS管M0的漏极分别与所述MOS管M1的漏极、MOS管M2的栅极和MOS管M3的栅极连接，源极还与所述电阻R_comp的一端连接；所述电阻R_comp的另一端接地；所述MOS管M1的源极用于与电源VCC连接，栅极分别与所述MOS管M1的漏极、所述MOS管M2的栅极、所述MOS管M3的栅极连接；所述MOS管M2的源极用于与电源VCC连接，漏极分别与所述电流源I1的一端、电阻R5的一端连接；所述MOS管M3的源极用于与电源VCC连接，漏极分别与所述电流源I2的一端、比较器U1的同相输入端、连接MOS管M5的源极连接；所述电流源I1的另一端用于与电源VCC连接；所述电阻R5的一端还用于与所述比较器U1的反相输入端连接，另一端与所述MOS管M4的源极连接；所述MOS管M4的栅极用于与所述外置功率管Q3的源极连接，漏极接地；所述MOS管M5的栅极用于与所述外置功率管Q3的漏极连接；电流源I2的一端还用于与比较器U1的同相输入端连接，所述电流源I2的另一端用于与电源VCC连接。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚地说明本发明技术方案所作的举例，而并非是对本发明的具体实施方式的限定。凡在本发明权利要求书的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims

1.一种外置功率管补偿方法，其特征在于，包括：

2.一种外置功率管补偿电路，运用如权利要求1所述补偿方法，其特征在于，包括：采样电路、电压-电流转换电路和电流-电压转换电路；

所述采样电路的第一输入端用于与外置功率管Q3的漏极连接，第二输入端用于与外置功率管Q3的源极连接，输出端与所述电压-电流转换电路的输入端连接，所述采样电路用于采样所述外置功率管Q3漏极与源极之间的电压V_DS；

所述电流-电压转换电路的输出端用于与比较器U1的输入端连接，所述电流-电压转换电路将所述补偿电流信号I_COMP转换为补偿电压信号V_COMP，并将所述补偿电压信号V_COMP补偿至比较器U1，以使比较器U1将检测到的补偿电压信号V_COMP输入至芯片内部的逻辑电路，芯片内部的逻辑电路根据所述补偿电压信号V_COMP控制所述外置功率管Q3开启或闭合。

3.根据权利要求2所述的一种外置功率管补偿电路，其特征在于，所述采样电路包括：电阻R1、电阻R2、二极管D1、电容C0、开关管S1、开关管S2、电阻R3、电阻R4、电容C1、电容C2、电容C3；所述电阻R1的一端用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，另一端分别与所述电阻R2的一端和所述二极管D1的阳极连接；所述电阻R2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述二极管D1的阴极分别与所述电容C0的一端、所述开关管S1的一端和所述开关管S2的一端连接，所述电容C0的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S2的另一端与所述电阻R3的一端和所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2的一端、电阻R4的一端连接；所述电阻R4的另一端与所述电压-电流转换电路的输入端连接；所述电容C2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电容C3的一端还与所述电压-电流转换电路的输入端连接，另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接。

4.根据权利要求2所述的一种外置功率管补偿电路，其特征在于，所述电压-电流转换电路包括：运算放大器U2、电阻R_comp、MOS管M0、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3；所述运算放大器U2的反相输入端与所述采样电路的输出端连接，同相输入端分别与所述电阻R_comp的一端和所述MOS管M0的源极连接，输出端与所述MOS管M0的栅极连接；所述MOS管M0的漏极分别与所述MOS管M1的漏极、MOS管M2的栅极和MOS管M3的栅极连接，源极还与所述电阻R_comp的一端连接；所述电阻R_comp的另一端接地；所述MOS管M1的源极用于与电源VCC连接，栅极分别与所述MOS管M1的漏极、所述MOS管M2的栅极、所述MOS管M3的栅极连接；所述MOS管M2的源极用于与电源VCC连接，漏极与所述电流-电压转换电路的第一输入端连接；所述MOS管M3的源极用于与电源VCC连接，漏极与所述电流-电压转换电路的第二输入端连接。

5.根据权利要求4所述的一种外置功率管补偿电路，其特征在于，所述电流-电压转换电路包括：电流源I1、电流源I2、电阻R5、MOS管M4和MOS管M5；所述电流源I1的一端分别与所述MOS管M2的漏极连接和所述电阻R5的一端连接，另一端用于与电源VCC连接；所述电阻R5的一端还用于与所述比较器U1的反相输入端连接，另一端与所述MOS管M4的源极连接；所述MOS管M4的栅极用于与所述外置功率管Q3的源极连接，漏极接地；所述MOS管M5的栅极用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，源极分别与所述MOS管M3的漏极、电流源I2的一端连接和用于与比较器U1的同向输入连接，所述电流源I2的另一端用于与电源VCC连接。

6.一种外置功率管补偿电路，其特征在于，包括：电阻R1、电阻R2、二极管D1、电容C0、开关管S1、开关管S2、电容C1、电容C2、电容C3、电阻R3、电阻R4、运算放大器U2、电阻R_comp、MOS管M0、MOS管M1、MOS管M2、MOS管M3、电流源I1、电流源I2、电阻R5、MOS管M4和MOS管M5；所述电阻R1的一端用于与所述外置功率管Q3的漏极连接，另一端分别与所述电阻R2的一端和所述二极管D1的正极连接；所述电阻R2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述二极管D1的负极分别与所述电容C0的一端、所述开关管S1的一端和所述开关管S2的一端连接，所述电容C0的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述开关管S2的另一端与所述电阻R3的一端和所述电容C1的一端连接；所述电容C1的另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R3的另一端分别与所述电容C2的一端、电阻R4的一端连接；所述电容C2的另一端用于与所述外置功率管Q3的源极连接；所述电阻R4的另一端与所述运算放大器U2的反相输入端连接；所述电容C3的一端还与所述运算放大器U2的反相输入端连接，另一端与所述外置功率管Q3的源极连接；所述运算放大器U2的同相输入端分别与所述电阻R_comp的一端和所述MOS管M0的源极连接，输出端与所述MOS管M0的栅极连接；所述MOS管M0的漏极分别与所述MOS管M1的漏极、MOS管M2的栅极和MOS管M3的栅极连接，源极还与所述电阻R_comp的一端连接；所述电阻R_comp的另一端接地；所述MOS管M1的源极用于与电源VCC连接，栅极分别与所述MOS管M1的漏极、所述MOS管M2的栅极、所述MOS管M3的栅极连接；所述MOS管M2的源极用于与电源VCC连接，漏极分别与所述电流源I1的一端、电阻R5的一端连接；所述MOS管M3的源极用于与电源VCC连接，漏极分别与所述电流源I2的一端、比较器U1的同相输入端、MOS管M5的源极连接；所述电流源I1的另一端用于与电源VCC连接；所述电阻R5的一端还用于与所述比较器U1的反相输入端连接，另一端与所述MOS管M4的源极连接；所述MOS管M4的栅极用于与所述外置功率管Q3的源极连接，漏极接地；所述MOS管M5的栅极用于与所述外置功率管Q3的漏极连接；电流源I2的一端还用于与比较器U1的同向输入连接，所述电流源I2的另一端用于与电源VCC连接。