一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器
阅读：665发布：2020-05-08
专利汇可以提供一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 公开了一种分段线性自适应偏置的全波电感 电流 传感器 ，属于电流检测技术领域，主要解决的是现有电流传感器控制环路在负载变化时带宽及 相位 裕度会发生改变的技术问题，所述传感器包括分段线性自适应偏置模 块 、误差运算放大模块以及全波电流检测模块，所述全波电流检测模块用于接收检测电流并输出感应电流至所述分段线性自适应偏置模块，所述分段线性自适应偏置模块输出随所述感应电流变化而分段线性变化的偏置电流至所述误差运算放大模块，所述误差运算放大模块输出随所述偏置电 流线 性变化的反馈 信号 至所述全波电流检测模块。本发明可以在一定负载范围保持控制环路带宽及相位裕度恒定。，下面是一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器专利的具体信息内容。
1.一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器，其特征在于，包括分段线性自适应偏置模块(A)、误差运算放大模块(B)以及全波电流检测模块(C)，所述全波电流检测模块(C)用于接收检测电流(IL)并输出感应电流(Isen)至所述分段线性自适应偏置模块(A)，所述分段线性自适应偏置模块(A)输出随所述感应电流(Isen)变化而分段线性变化的偏置电流(Ibias)至所述误差运算放大模块(B)，所述误差运算放大模块(B)输出随所述偏置电流(Ibias)线性变化的反馈信号(VF)至所述全波电流检测模块(C)。
2.根据权利要求1所述的一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器，其特征在于，所述分段线性自适应偏置模块(A)包括第一电流源(IL6)、第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)、第一NMOS管(MN1)、第一电流镜(11)、N个第四PMOS管(P1～P5)、N个第二电流镜(12)、N-1个切换电流源(20)，所述第一PMOS管(MP1)分别与各第四PMOS管构成电流镜，电源(Vdd)分别连接第一电流源(IL6)一端、第一PMOS管(MP1)、第四PMOS管、第二PMOS管(MP2)、第三PMOS管(MP3)的源极，第一电流源(IL6)另一端连接第一电流镜(11)的输入端，第一电流镜(11)的输出端分别连接第一PMOS管(MP1)的漏极、第一PMOS管(MP1)的栅极、第四PMOS管的栅极并用于接收感应电流(Isen)，其中，第四PMOS管中P1的漏极对应连接第一个第二电流镜(12)的输入端，其它各第四PMOS管的漏极分别对应连接对应的第二电流镜(12)的输入端、一个切换电流源(20)的一端，第二PMOS管(MP2)的漏极分别连接第二PMOS管(MP2)的栅极(二极管接法)、第三PMOS管(MP3)的栅极、各第二电流镜(12)的输出端，第三PMOS管(MP3)的漏极分别连接第一NMOS管(MN1)的漏极、第一NMOS管(MN1)的栅极并用于输出偏置电流(Ibias)，第一NMOS管(MN1)的源极与第一电流镜(11)、第二电流镜(12)、切换电流源(20)的另一端共地连接，各切换电流源(20)的输出电流均不相同。
3.根据权利要求2所述的一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器，其特征在于，所述第一电流镜(11)、各第二电流镜(12)均包括第二NMOS管(MN2)，所述第二NMOS管(MN2)的漏极连接第二NMOS管(MN2)的栅极(二极管接法)、第三NMOS管(MN3)的栅极，所述第二NMOS管(MN2)的漏极为电流镜输入端，所述第三NMOS管(MN3)的漏极为电流镜输出端，所述第二NMOS管(MN2)的源极、第三NMOS管(MN3)的源极接地。
4.根据权利要求1所述的一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器，其特征在于，所述误差运算放大模块(B)包括偏置电流输入单元(13)、偏置电流复制单元(14)、误差放大单元(15)，所述误差放大单元(15)包括偏置电流调整电路(16)，所述偏置电流输入单元(13)接收所述偏置电流(Ibias)，并输出电流信号到所述偏置电流复制单元(14)、偏置电流调整电路(16)，所述偏置电流复制单元(14)输出两路等于所述偏置电流(Ibias)一半的电流信号到所述误差放大单元(15)的输入级管，所述误差放大单元(15)根据该两路电流信号及偏置电流调整电路(16)的电流信号输出反馈信号(VF)。
5.根据权利要求1所述的一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器，其特征在于，所述全波电流检测模块(C)包括高侧检测电路(17)、低侧检测电路(18)、切换电容(Chold)、直流电压电平转化单元(19)，所述高侧检测电路(17)、低侧检测电路(18)通过切换开关组件耦接所述误差运算放大模块(B)，所述切换电容(Chold)一端通过切换开关组件分别耦接所述高侧检测电路(17)、低侧检测电路(18)，另一端接地，所述直流电压电平转化单元(19)分别耦接所述高侧检测电路(17)、低侧检测电路(18)。
一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器
技术领域
[0001] 本发明涉及电感电流检测技术领域，更具体地说，它涉及一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器。
背景技术
[0002] 电流检测方法包括串联电阻检测法、并联RC低通滤波器检测法以及基于检测管检测法。基于检测管的电流检测法效率高，易集成，其检测精度取决于电流镜的匹配程度。基于检测管的电流传感器是通过电流镜的结构实现的。传统的基于检测管电流检测技术主要有三个问题：一、只能检测半个工作周期，即或高侧电流检测，或低侧电流检测；二、其控制环路的单位增益带宽与相位裕度受负载变化影响较大，这不利于电流传感器的稳定性以及快速响应；三、检测精度受电流镜结构的匹配度影响较大，由于沟道长度调制效应，检测精度随负载的变化而变化。
发明内容
[0003] 本发明的目的是针对现有技术中存在负载变化时带宽及相位裕度会发生改变的技术问题，提供一种可以在一定负载范围保持控制环路带宽及相位裕度恒定的分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器。
[0004] 本发明技术方案是：一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器，包括分段线性自适应偏置模块、误差运算放大模块以及全波电流检测模块，所述全波电流检测模块用于接收检测电流并输出感应电流至所述分段线性自适应偏置模块，所述分段线性自适应偏置模块输出随所述感应电流变化而分段线性变化的偏置电流至所述误差运算放大模块，所述误差运算放大模块输出随所述偏置电流线性变化的反馈信号至所述全波电流检测模块以调节其输出信号。
[0005] 作为进一步地改进，所述分段线性自适应偏置模块A包括第一电流源、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第一NMOS管、第一电流镜、N个第四PMOS管、N个第二电流镜、N-1个切换电流源，所述第一PMOS管分别与各第四PMOS管构成电流镜，电源分别连接第一电流源一端、第一PMOS管、第四PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管的源极，第一电流源另一端连接第一电流镜的输入端，第一电流镜的输出端分别连接第一PMOS管的漏极、第一PMOS管的栅极、第四PMOS管的栅极并用于接收感应电流，其中第一个第四PMOS管的漏极对应连接第一个第二电流镜的输入端，其它各第四PMOS管的漏极分别对应连接对应的第二电流镜的输入端、一个切换电流源的一端，第二PMOS管的漏极分别连接第二PMOS管的栅极、第三PMOS管的栅极、各第二电流镜的输出端，第三PMOS管的漏极分别连接第一NMOS管的漏极、第一NMOS管的栅极并用于输出偏置电流，第一NMOS管的源极与第一电流镜、第二电流镜、切换电流源的另一端共地连接，各切换电流源的输出电流均不相同。
[0006] 进一步地，所述第一电流镜、各第二电流镜均包括第二NMOS管、第三NMOS管，所述第二NMOS管的漏极连接第二NMOS管的栅极、第三NMOS管的栅极，所述第二NMOS管的漏极为电流镜输入端，所述第三NMOS管的漏极为电流镜输出端，所述第二NMOS管的源极、第三NMOS管的源极接地。
[0007] 进一步地，所述误差运算放大模块包括偏置电流输入单元、偏置电流复制单元、误差放大单元，所述误差放大单元包括偏置电流调整电路，所述偏置电流输入单元接收所述偏置电流，并输出电流信号到所述偏置电流复制单元、偏置电流调整电路，所述偏置电流复制单元输出两路等于所述偏置电流一半的电流信号到所述误差放大单元的输入级管，所述误差放大单元根据该两路相等的电流信号及偏置电流调整电路的电流信号输出反馈信号。
[0008] 进一步地，所述全波电流检测模块包括高侧检测电路、低侧检测电路、切换电容、直流电压电平转化单元，所述高侧检测电路、低侧检测电路通过切换开关组件耦接所述误差运算放大模块，所述切换电容一端通过切换开关组件分别耦接所述高侧检测电路、低侧检测电路，另一端接地，所述直流电压电平转化单元分别耦接所述高侧检测电路、低侧检测电路。
[0009] 有益效果
[0010] 本发明与现有技术相比，具有的优点为：
[0011] 1.本发明的分段线性自适应偏置模块通过设置多个第四PMOS管以及分别与各第四PMOS管对应的第二电流镜，各第二电流镜的参考支路分别设置接地的切换电流源，第一PMOS管与第二PMOS管、多个第四PMOS管构成电流镜结构，多个第四PMOS管的输出电流与各切换电流源的电流比对，当第四PMOS管的输出电流大于切换电流源的电流时，第四PMOS管的输出电流与切换电流源的电流作差得到的电流叠加到分段线性自适应偏置模块最终的输出电流上，由此实现最终的输出电流呈现分区间线性变化，从而拟合为达到恒定带宽所要求的理想圆滑曲线关系，实现在一定负载变化范围内，控制环路的单位增益带宽保持恒定。
[0012] 2.本发明的误差运算放大模块通过偏置电流复制单元镜像复制偏置电流的二分之一引入到误差放大单元的输入级中，以此抵消自适应偏置引起的运放输入级管子漏极电流的变化量，最终实现误差运算放大模块的输出阻抗不受偏置影响，同时方便通过自适应偏置来调节输入级管子跨导来达到恒定带宽。
[0013] 3.本发明通过加入直流电压电平转化单元，减小了所需要的运放输入端电压范围，从而实现了高侧检测电路、低侧检测电路共用一个共源误差运算放大模块，同时，通过加入切换电容保存了检测电流的对应电压量，使运放环路在高侧开关导通、低侧开关导通及死区时间都能始终保持反馈回路的闭合，结合切换开关组件时序的设计，使高侧检测电路、低侧检测电路在切换过程中检测电流的输出保持平顺连续，抑制输出毛刺，避免了传统设计中使用两个运放在切换中出现的尖峰，以及死区时间由于环路断开造成的传感器输出漂移。附图说明
[0014] 图1为本发明的电路方框原理图；
[0015] 图2为本发明中分段线性自适应偏置模块的电路图；
[0016] 图3为本发明中分段线性自适应偏置模块输出偏置电流的效果图；
[0017] 图4为本发明中误差运算放大模块的电路图；
[0018] 图5为本发明中全波电流检测模块的电路图；
[0019] 图6为本发明中全波电流检测模块的切换开关组件的控制时序图。
[0020] 图中：A-分段线性自适应偏置模块、B-误差运算放大模块、C-全波电流检测模块、11-第一电流镜、12-第二电流镜、13-偏置电流输入单元、14-偏置电流复制单元、15-误差放大单元、16-偏置电流调整电路、17-高侧检测电路、18-低侧检测电路、19-直流电压电平转化单元、20-切换电流源。
具体实施方式
[0021] 下面结合附图中的具体实施例对本发明做进一步的说明。
[0022] 参阅图1-6，一种分段线性自适应偏置的全波电感电流传感器，包括分段线性自适应偏置模块A、误差运算放大模块B以及全波电流检测模块C，全波电流检测模块C用于接收检测电流IL并输出感应电流Isen至分段线性自适应偏置模块A，分段线性自适应偏置模块A输出随感应电流Isen变化而分段线性变化的偏置电流Ibias至误差运算放大模块B，误差运算放大模块B输出随偏置电流Ibias线性变化的反馈信号VF至全波电流检测模块C以调节其输出信号。
[0023] 分段线性自适应偏置模块A包括第一电流源IL6、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第一NMOS管MN1、第一电流镜11、N个第四PMOS管P1～P5、N个第二电流镜12、N-1个切换电流源20，第一PMOS管MP1分别与各第四PMOS管构成电流镜，电源Vdd分别连接第一电流源IL6一端、第一PMOS管MP1、第四PMOS管、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3的源极，第一电流源IL6另一端连接第一电流镜11的输入端，第一电流镜11的输出端分别连接第一PMOS管MP1的漏极、第一PMOS管MP1的栅极、第四PMOS管的栅极并用于接收感应电流Isen，其中，第四PMOS管中P1的漏极对应连接第一个第二电流镜12的输入端，其它各第四PMOS管的漏极分别对应连接对应的第二电流镜12的输入端、一个切换电流源20的一端，第二PMOS管MP2的漏极分别连接第二PMOS管MP2的栅极(二极管接法)、第三PMOS管MP3的栅极、各第二电流镜12的输出端，第三PMOS管MP3的漏极分别连接第一NMOS管MN1的漏极、第一NMOS管MN1的栅极并用于输出偏置电流Ibias，第一NMOS管MN1的源极与第一电流镜11、第二电流镜12、切换电流源20的另一端共地连接，各切换电流源20的输出电流均不相同。第一电流镜11、各第二电流镜12均包括第二NMOS管MN2，第二NMOS管MN2的漏极连接第二NMOS管MN2的栅极(二极管接法)、第三NMOS管MN3的栅极，第二NMOS管MN2的漏极为电流镜输入端，第三NMOS管MN3的漏极为电流镜输出端，第二NMOS管MN2的源极、第三NMOS管MN3的源极接地。
[0024] 感应电流Isen与第一电流源IL6的电流成比例关系，随着感应电流Isen的变化，最终输出的偏置电流Ibias呈现分区间线性变化，分区间的数量为第四PMOS管及第二电流镜12的数量N决定，N>2，不同区间之间的切换则是通过设置切换电流源20的值实现。如图2中，第四PMOS管的数量为5个，分别为PMOS管P1～PMOS管P5，PMOS管P1～PMOS管P5对应的漏极电流为K1(IL6-Isen)～K5(IL6-Isen)，对应的切换电流源20的电流为IB2～IB5。当K2(IL6-Isen)>IB5时，K2(IL6-Isen)和IB5作差得到的电流叠加到最终输出的偏置电流Ibias上，K3(IL6-Isen)～K5(IL6-Isen)也是同样工作原理，从而得到分段线性自适应偏置模块A，图3为分段线性自适应偏置模块A输出偏置电流的效果图。
[0025] 本发明的分段线性自适应偏置模块通过设置N个第四PMOS管以及分别与各第四PMOS管对应的第二电流镜、切换电流源20，第一PMOS管分别与各第四PMOS管构成电流镜结构，N个第四PMOS管的输出电流与各切换电流源20的电流比对，当第四PMOS管的输出电流大于切换电流源20的电流时，第四PMOS管的输出电流与切换电流源20的电流作差得到的电流叠加到分段线性自适应偏置模块最终的输出电流上，由此实现最终的输出电流呈现分区间线性变化，从而拟合为达到恒定带宽所要求的理想圆滑曲线关系，实现在一定负载变化范围内，控制环路的单位增益带宽保持恒定。
[0026] 误差运算放大模块B包括偏置电流输入单元13、偏置电流复制单元14、误差放大单元15，误差放大单元15包括偏置电流调整电路16，偏置电流输入单元13接收偏置电流Ibias，并输出电流信号到偏置电流复制单元14、偏置电流调整电路16，偏置电流复制单元14输出两路等于偏置电流Ibias一半的电流信号到误差放大单元15的输入级管，误差放大单元15根据该两路电流信号及偏置电流调整电路16的电流信号输出反馈信号VF。在本实施例中，偏置电流输入单元13包括NMOS管MN4、NMOS管MN5、NMOS管MN6，NMOS管MN4的漏极接收偏置电流Ibias，NMOS管MN4的栅极连接NMOS管MN5、NMOS管MN6的栅极，NMOS管MN4、NMOS管MN5、NMOS管MN6的源极接地。偏置电流复制单元14包括PMOS管MP4、PMOS管MP5、PMOS管MP6，PMOS管MP4、PMOS管MP5、PMOS管MP6的源极连接电源Vdd，NMOS管MN5的漏极连接PMOS管MP4的漏极和栅极，PMOS管MP4的栅极连接PMOS管MP5、PMOS管MP6的栅极。误差放大单元15包括NMOS管MN7、NMOS管MN8，NMOS管MN7、NMOS管MN8的源极连接NMOS管MN6的漏极，偏置电流调整电路16连接于NMOS管MN6的漏极与源极之间，偏置电流调整电路16为一电流源，输出电流IMIN，NMOS管MN7的栅极连接误差运算放大模块B的反相输入端VN，NMOS管MN8的栅极连接误差运算放大模块B的正相输入端VP，NMOS管MN7的漏极连接PMOS管MP5的漏极，NMOS管MN8的漏极连接PMOS管MP6的漏极。误差放大单元15还包括PMOS管MP7～PMOS管MP12、NMOS管MN9～NMOS管MN12，PMOS管MP7、PMOS管MP8、PMOS管MP9、PMOS管MP10的源极连接电源Vdd。PMOS管MP7的栅极连接PMOS管MP8的栅极、PMOS管MP8的漏极、NMOS管MN7的漏极，PMOS管MP7的漏极连接PMOS管MP11的源极。PMOS管MP10的栅极连接PMOS管MP9的栅极、PMOS管MP9的漏极、NMOS管MN8的漏极，PMOS管MP10的漏极连接PMOS管MP12的源极。PMOS管MP11的栅极连接PMOS管MP12的栅极。PMOS管MP11的漏极连接NMOS管MN9的漏极、NMOS管MN9的栅极、NMOS管MN10的栅极，PMOS管MP12的漏极连接NMOS管MN10的漏极，PMOS管MP12的漏极与NMOS管MN10的漏极之间设有输出端用于输出反馈信号VF。NMOS管MN9的源极连接NMOS管MN11的漏极、NMOS管MN11的栅极、NMOS管MN12的栅极，NMOS管MN10的源极连接NMOS管MN12的漏极，NMOS管MN11的源极、NMOS管MN12的源极接地。偏置电流Ibias从NMOS管MN4输入，运放的偏置由IMIN和Ibias组成，偏置电流Ibias通过PMOS管MP4、PMOS管MP5、PMOS管MP6组成的电流镜结构镜像复制其二分之一输入到运放的输入级管子中，该镜像复制的电流抵消了偏置电流的变化量，因而该误差运算放大模块B最终的输出级的漏极电流保持恒定量。相比于传统的运算放大器结构，本发明设计的结构不仅实现了偏置的自适应，同时还能保持输出级的输出阻抗不变，因此实现了通过调节偏置从而仅调节输入级管子的跨导进而实现电流传感器控制环路带宽的恒定。另外，运放的输出级采用了对称的共源共栅结构以减小输入偏移电压和获得更大增益。
[0027] 本发明的误差运算放大模块通过偏置电流复制单元镜像复制偏置电流的二分之一引入到误差放大单元的输入级中，以此抵消自适应偏置引起的运放输入级管子漏极电流的变化量，最终实现误差运算放大模块的输出阻抗不受偏置影响，同时方便通过自适应偏置来调节输入级管子跨导来达到恒定带宽。
[0028] 全波电流检测模块C包括高侧检测电路17、低侧检测电路18、切换电容Chold、直流电压电平转化单元19，高侧检测电路17、低侧检测电路18通过切换开关组件耦接误差运算放大模块B，切换电容Chold一端通过切换开关组件分别耦接高侧检测电路17、低侧检测电路18，另一端接地，直流电压电平转化单元19分别耦接高侧检测电路17、低侧检测电路18。高侧检测电路17包括PMOS管MP13、PMOS管MP14，PMOS管MP13、PMOS管MP14的源极连接电源Vin，PMOS管MP13的栅极连接上管电平Sp，PMOS管MP14的栅极接地。低侧检测电路18包括NMOS管MN13、NMOS管MN14，NMOS管MN13的漏极连接NMOS管MN14的漏极，NMOS管MN13的栅极连接NMOS管MN14的栅极，NMOS管MN13的栅极连接下管电平Sn，NMOS管MN13的源极接地，PMOS管MP14的漏极连接NMOS管MN13的漏极，PMOS管MP13的漏极与NMOS管MN13的漏极之间设有参考点用于输出参考电压VX。直流电压电平转化单元19包括NMOS管MN16、NMOS管MN17、PMOS管MP21、PMOS管MP22。全波电流检测模块C还包括PMOS管MP15、PMOS管MP16、PMOS管MP17、PMOS管MP18、PMOS管MP19、PMOS管MP20、PMOS管MP23、PMOS管MP24、NMOS管MN15、NMOS管MN18、NMOS管MN19、NMOS管MN20、NMOS管MN21、NMOS管MN22、NMOS管MN23、NMOS管MN24、NMOS管MN25、NMOS管MN26，切换开关组件包括开关Sp-1、开关Sp-2、开关Sp-3、开关Sx-p、开关Sn-1、开关Sn-2、开关Sn-3、开关Sx-n。
[0029] 切换电容Chold一端通过开关Sx-p连接参考点、通过开关Sx-n连接PMOS管MP14的漏极，切换电容Chold另一端接地。PMOS管MP15、PMOS管MP16的源极连接电源Vin，PMOS管MP16的漏极连接PMOS管MP16的栅极、PMOS管MP15的栅极，PMOS管MP15的漏极输出感应电流Isen。PMOS管MP17、PMOS管MP18、PMOS管MP19的源极连接电源Vin，PMOS管MP19的漏极分别连接PMOS管MP19、PMOS管MP18、PMOS管MP17的栅极、通过一电流源接地。误差运算放大模块B的输出端连接NMOS管MN18、NMOS管MN19、NMOS管MN20的栅极，NMOS管MN18的漏极连接电源Vin，NMOS管MN18的源极分别连接NMOS管MN14的源极、通过开关Sp-3接地、通过开关Sn-3连接PMOS管MP23的栅极，NMOS管MN19的漏极连接PMOS管MP14的漏极，NMOS管MN19、NMOS管MN20的源极接地。
PMOS管MP23的源极分别连接PMOS管MP17的漏极、通过开关Sn-1连接误差运算放大模块B的反相输入端，PMOS管MP23的漏极接地。PMOS管MP24的源极分别连接PMOS管MP18的漏极、通过开关Sn-2连接误差运算放大模块B的正相输入端，PMOS管MP24的栅极、PMOS管MP24的漏极接地。
NMOS管MN21的漏极分别连接一电流源、NMOS管MN21、NMOS管MN22、NMOS管MN23、NMOS管MN24的栅极，NMOS管MN21、NMOS管MN22、NMOS管MN23、NMOS管MN24的源极接地。NMOS管MN15、NMOS管MN16、NMOS管MN17的漏极及NMOS管MN15的栅极连接电源Vin，NMOS管MN15的源极连接PMOS管MP20的源极，NMOS管MN24的漏极连接PMOS管MP20、PMOS管MP21、PMOS管MP22的栅极及PMOS管MP20的漏极。参考点通过开关Sx-p连接NMOS管MN16的栅极，PMOS管MP14的漏极连接NMOS管MN17的栅极。NMOS管MN16的源极连接PMOS管MP21的源极、NMOS管MN22的漏极，PMOS管MP21的漏极分别连接NMOS管MN25的栅极、NMOS管MN25的漏极、通过开关Sp-1连接误差运算放大模块B的反相输入端，NMOS管MN25的源极接地。NMOS管MN17的源极连接PMOS管MP22的源极、NMOS管MN23的漏极，PMOS管MP22的漏极分别连接NMOS管MN26的栅极、NMOS管MN26的漏极、通过开关Sp-2连接误差运算放大模块B的正相输入端，NMOS管MN26的源极接地。PMOS管MP14的漏极连接有漏极检测点Psen，相应的，NMOS管MN14的源极连接有源极检测点Nsen。
PMOS管MP23的源极分别连接PMOS管MP17的漏极、通过开关Sn-1连接误差运算放大模块B的反相输入端，PMOS管MP23的漏极接地。PMOS管MP24的源极分别连接PMOS管MP18的漏极、通过开关Sn-2连接误差运算放大模块B的正相输入端，PMOS管MP24的栅极、PMOS管MP24的漏极接地。
NMOS管MN21的漏极分别连接一电流源、NMOS管MN21、NMOS管MN22、NMOS管MN23、NMOS管MN24的栅极，NMOS管MN21、NMOS管MN22、NMOS管MN23、NMOS管MN24的源极接地。NMOS管MN15、NMOS管MN16、NMOS管MN17的漏极及NMOS管MN15的栅极连接电源Vin，NMOS管MN15的源极连接PMOS管MP20的源极，NMOS管MN24的漏极连接PMOS管MP20、PMOS管MP21、PMOS管MP22的栅极及PMOS管MP20的漏极。参考点通过开关Sx-p连接NMOS管MN16的栅极，PMOS管MP14的漏极连接NMOS管MN17的栅极。NMOS管MN16的源极连接PMOS管MP21的源极、NMOS管MN22的漏极，PMOS管MP21的漏极分别连接NMOS管MN25的栅极、NMOS管MN25的漏极、通过开关Sp-1连接误差运算放大模块B的反相输入端，NMOS管MN25的源极接地。NMOS管MN17的源极连接PMOS管MP22的源极、NMOS管MN23的漏极，PMOS管MP22的漏极分别连接NMOS管MN26的栅极、NMOS管MN26的漏极、通过开关Sp-2连接误差运算放大模块B的正相输入端，NMOS管MN26的源极接地。PMOS管MP14的漏极连接有漏极检测点Psen，相应的，NMOS管MN14的源极连接有源极检测点Nsen。
[0030] 当NMOS管MN13导通时可以进行低侧电流检测(low-side sensing)，反之，当PMOS管MP13可以进行高侧电流检测(high-side sensing)。如图6所示为开关Sp-1、开关Sp-2、开关Sp-3、开关Sx-p、开关Sn-1、开关Sn-2、开关Sn-3、开关Sx-n的控制时序图，高电平状态表示导通，低电平状态表示断开。根据图5的电路图可知，PMOS管MP14一直处于导通状态。
[0031] 当NMOS管MN13导通、PMOS管MP13断开时，NMOS管MN14的源极通过共漏极接法提高了运放输入端的直流电平，其小信号增益为1，运放输入端通过负反馈使其两端电平保持相等，从而钳制NMOS管MN13对应NMOS管MN14的源极电压为地，NMOS管MN13和NMOS管MN14构成电流镜结构，电流传感器检测的是通过NMOS管MN13的电流，切换电容Chold保存了NMOS管MN13检测电流的对应电压量。
[0032] 当NMOS管MN13断开、PMOS管MP13导通时，参考点处接入一个直流电压电平转化单元19，使得运放输入端电压由接近Vin减小为一个VGS的大小，而小信号增益为1，此时开关Sx-p处于闭合状态，开关Sx-n处于断开状态，运放输入端同样通过一个负反馈接法使其两端电压相等，因此PMOS管MP13对应PMOS管MP14的漏极检测点Psen处电压钳制为参考电压VX，PMOS管MP13与PMOS管MP14构成电流镜结构，电流传感器检测的是通过PMOS管MP13的电流，切换电容Chold保存了参考电压VX对应的电荷量。
[0033] 当由低侧电流检测切换为高侧电流检测时，首先将开关Sx-n、开关Sn-1、开关Sn-2断开，开关Sp-1、开关Sp-2闭合，以断开低侧检测电路18，接入高侧检测电路17，此时切换电容Chold释放存储的原NMOS管MN13检测电流电荷量，保持了检测回路的正常工作与稳定，电流传感器输出电流为原NMOS管MN13检测电流。接着将NMOS管MN13关断，再打开PMOS管MP13以避免两管同时导通导致电源Vin与地之间有回路。待参考电压VX稳定后，开关Sx-p才闭合，漏极检测点Psen电压钳制为参考电压VX，电路转换为高侧检测。
[0034] 当由高侧电流检测切换为低侧电流检测时，开关Sx-p先断开，以避免参考电压VX的突变影响检测环路。再断开PMOS管MP13，闭合NMOS管MN13，此时切换电容Chold处于放电状态，释放存储的参考电压VX的电荷量，以保证检测回路的正常工作。待参考电压VX稳定后，开关Sx-n、开关Sn-1、开关Sn-2才闭合，开关Sp-1、开关Sp-2断开，电路转换为低侧检测，由此实现了在高低侧电流检测切换之间检测电流波形的连续。
[0035] 直流电压电平转化单元19的运用使得运放输入端电压相比于传统设计中的接近于电源Vin或者GND转变为更小的电压波动范围，使得在本发明电路中对运放的输入电压范围要求相对较小，更易通过仅一个运放来实现所需功能。
[0036] 本发明通过加入直流电压电平转化单元，减小了所需要的运放输入端电压范围，从而实现了高侧检测电路、低侧检测电路共用一个共源误差运算放大模块，同时，通过加入切换电容保存了检测电流的对应电压量，使运放环路在高侧开关导通、低侧开关导通及死区时间都能始终保持反馈回路的闭合，结合切换开关组件时序的设计，使高侧检测电路、低侧检测电路在切换过程中检测电流的输出保持平顺连续，抑制输出毛刺，避免了传统设计中使用两个运放在切换中出现的尖峰，以及死区时间由于环路断开造成的传感器输出漂移。
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