用于Buck型电源芯片的电流检测电路

3 仿真结果及讨论

本文设计的电流检测电路，其输入电压范围为2.6 V～5.5 V，基于TSMC0.18 μm工艺实现，并用Hspice进行仿真验证，设置偏置电流为1μA，功率管工作频率为500 kHz，输入电压为典型值3 V，电感电流从0 A变化到1 A，在-40 ℃、0 ℃、+25 ℃和+85 ℃下，电路瞬态仿真结果如图3所示。

图3中，上图为功率管电流IL，下图为电流检测电路的输出电流ISENSE，可见在不同温度下(-40 ℃、0 ℃、+25 ℃和+85 ℃），检测电流ISENSE基本重合为一条线，不随温度的变化而变化，正如前面所分析的，该电流检测电路具有很好的温度特性。

同样条件下，电流检测电路的输出电流ISENSE与功率管电流IL的关系如图4所示。图中，横坐标为功率管电流IL，纵坐标为电流检测电路的输出电流ISENSE，不同温度下（-40 ℃、0 ℃、+25 ℃和+85 ℃），电流检测电路的输出电流ISENSE随功率管电流IL均线性变化，且电流检测电路的输出电流ISENSE与功率管电流IL的比率随温度的变化较小，也说明电路具有较好的温度特性。

表1中的数据是在不同温度下，电流检测电路的输出电流ISENSE与功率管电流IL的比率。比率在+85 ℃时达到最大和最小，分别为电感电流为100 mA时的11.1118e-6和电感电流为1 A时的11.0396e-6，两者之间相差7.22e-8，比率的理论值为11.0804e-6，差值仅占理论值的0.65%，因此比率ISENSE/IL基本不随温度而改变，可以达到较高的检测精度。这组数据还说明比率ISENSE/IL随温度的增加而微小增大，随功率管电流的增大而略微减小。

另外，电路具有较好的电源抑制特性，不同输入电压下，电流检测电路的输出电流ISENSE与功率管电流IL的比率随输入电压的升高而略微减小，两者仍呈良好的线性关系。

电流检测电路的输出电流ISENSE与功率管电流IL的比率为RSENSE/R1，可通过设置电阻RSENSE和R1、R2的阻值来调整比率。该电流检测电路采用TSMC0.18 μm工艺实现，Hspice仿真结果表明，电路可工作的输入电压范围为2.6 V～5.5 V，功率管工作频率为500 kHz，可在不同温度下（-40 ℃、0 ℃、+25 ℃和+85 ℃）精确检测功率管电流从0 A～1 A的变化，且电流检测电路的输出电流ISENSE随功率管电流IL线性变化，验证了理论分析，证明了该电路的可行性。