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随着电子信息科学技术的发展,电流检测技术已经被广泛的应用到电源管理、LED驱动等系统中。对应于不同的系统,已经发展了不同电流检测技术方式。在电池管理芯片等应用中,任何微小的电流变化都可能对负载产生影响,因此需要电流检测电路精确、及时得检测出电流的变化。
本论文首先介绍了应用于DC-DC系统中电流采样的几种基本原理和拓扑结构,分析了各种电流采样方式的优缺点,并比较了高边电流采样(High-side currentsensing,也称为高端或高压侧电流采样等)和低边电流采样(Low-side currentsensing)对电路的影响,选择高边电阻电流采样为本论文设计架构。由于需要采用运放来检测电流的变化,如何减小运放的失调电压成为本文设计的重点。
本文分析了减小运算放大器失调电压的三种基本方式:斩波技术、自动调零技术和相关双采样技术,选择自动调零技术为电流采样电路中减小失调电压的技术,为了减小尖峰效应而对电路进行改进。接着根据设计要求和指标,完成各个子模块的设计,并利用EDA软件Hspice软件对其进行仿真,包括基准源、运算放大器、振荡器以及非交叠时钟产生电路,并介绍模拟开关及减小电荷注入的相关技术。最后对整个低失调运放以及电流采样电路进行仿真验证。最终仿真结果表明,电路可以正常工作,基本上达到了设计的指标要求。