公开了一种包括半桥电路的开关电源。开关电源还包括输出电感，其耦接于高侧开关和低侧开关公共端的开关节点。在低侧开关导通时，开关电源的电流检测电路对流过输出电感的电感电流的峰值进行采样并保持在一个电容上，电流检测电路对电感电流的谷值进行采样并保持在另一个电容上。在低侧开关关断时，合并两个电容上所存储的电荷生成表征电感电流的感应电感电流。
半桥电路，包括高侧开关和低侧开关，高侧开关和低侧开关的公共端形成开关节点；
电流检测电路，包括第一晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第一晶体管的源端耦接于供电电压，第一晶体管的漏端耦接于电流检测电路的输入端，第一晶体管的漏端和栅端耦接在一起；
第二晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第二晶体管的源端耦接于供电电压，第二晶体管的漏端耦接于电流检测端；
第三晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第三晶体管的栅端接收第一控制信号，第三晶体管的漏端耦接于第一晶体管的栅端，第三晶体管的源端耦接于第二晶体管的栅端；
第四晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第四晶体管的漏端耦接于第一晶体管的栅端和第三晶体管的漏端，第四晶体管的栅端接收第二控制信号；
第五晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第五晶体管的源端耦接于第二晶体管的栅端，第五晶体管的漏端耦接于第四晶体管的源端，第五晶体管的栅端接收第三控制信号；
第一电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第五晶体管的漏端和第四晶体管的源端；以及第二电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第二晶体管的栅端；
其中，在低侧开关导通时，电流检测电路对流过输出电感的电感电流的峰值进行采样并将与电感电流峰值相对应的采样电荷存储在第一电容上，且对电感电流的谷值进行采样并将与电感电流谷值相对应的采样电荷存储在第二电容上，在低侧开关关断时，合并第一电容上和第二电容上所存储的电荷以在电流检测端生成感应电感电流用于表征电感电流。
2.如权利要求1所述的集成电路，其中感应电感电流是电感电流的平均值。
检测晶体管，具有源端，漏端和栅端，其中检测晶体管的漏端耦接于开关节点，检测晶体管的栅端由低侧栅端驱动信号驱动；
放大器，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接于参考地，第二输入端耦接于检测晶体管的源端；以及第六晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第六晶体管的源端耦接于放大器的第二输入端，第六晶体管的漏端耦接于电流检测电路，第六晶体管的栅端耦接于放大器的输出端。
4.如权利要求1所述的集成电路，其中高侧开关具有漏端，栅端和源端，其中高侧开关的漏端耦接于输入电压，高侧开关的栅端接收高侧栅端驱动信号，高侧开关的源端耦接于开关节点，其中低侧开关具有漏端，栅端和源端，其中低侧开关的漏端耦接于高侧开关的源端和开关节点，低侧开关的栅端接收低侧栅端驱动信号，低侧开关的源端耦接于参考地。
5.如权利要求1所述的集成电路，其中电感电流是从开关节点流向负载的正向电感电流或者是从负载流向开关节点的负向电感电流。
6.一种控制集成电路的方法，所述集成电路包括高侧开关、低侧开关以及电流检测电路，其中电流检测电路包括：第一晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第一晶体管的源端耦接于供电电压，第一晶体管的漏端耦接于电流检测电路的输入端，第一晶体管的漏端和栅端耦接在一起；
第二晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第二晶体管的源端耦接于供电电压，第二晶体管的漏端耦接于电流检测端；
第三晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第三晶体管的栅端接收第一控制信号，第三晶体管的漏端耦接于第一晶体管的栅端，第三晶体管的源端耦接于第二晶体管的栅端；
第四晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第四晶体管的漏端耦接于第一晶体管的栅端和第三晶体管的漏端，第四晶体管的栅端接收第二控制信号；
第五晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第五晶体管的源端耦接于第二晶体管的栅端，第五晶体管的漏端耦接于第四晶体管的源端，第五晶体管的栅端接收第三控制信号；
第一电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第五晶体管的漏端和第四晶体管的源端；以及第二电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第二晶体管的栅端；
控制半桥电路的高侧开关和低侧开关的开关行为，其中高侧开关和低侧开关的公共端形成开关节点；
在低侧开关导通时，对流过输出电感的电感电流的峰值进行采样和保持，所述输出电感耦接于开关节点；
在低侧开关导通时，对电感电流的谷值进行采样和保持；以及
在低侧开关关断时，根据采样的电感电流的峰值和谷值生成感应电感电流用于表征电感电流。
7.如权利要求6所述的方法，其中感应电感电流是电感电流的平均值。
8.如权利要求6所述的方法，其中电感电流的峰值以电荷的形式存储于第一电容，电感电流的谷值以电荷的形式存储于第二电容。
9.如权利要求8所述的方法，并联第一电容和第二电容以生成感应电感电流。
10.如权利要求8所述的方法，其中第一电容和第二电容分别被表征电感电流的电流充电。
11.如权利要求8所述的方法，其中表征电感电流的感应电感电流通过镜像电感电流生成。
半桥电路，具有高侧开关和低侧开关，高侧开关和低侧开关的公共端形成开关节点；
第一电流检测电路和第二电流检测电路，其中第一电流检测电路包括：第一晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第一晶体管的源端耦接于供电电压，第一晶体管的漏端耦接于第一电流检测电路的输入端，第一晶体管的漏端和栅端耦接在一起；
第二晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第二晶体管的源端耦接于供电电压，第二晶体管的漏端耦接于电流检测端；
第三晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第三晶体管的栅端接收第一控制信号，第三晶体管的漏端耦接于第一晶体管的栅端，第三晶体管的源端耦接于第二晶体管的栅端；
第四晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第四晶体管的漏端耦接于第一晶体管的栅端和第三晶体管的漏端，第四晶体管的栅端接收第二控制信号；
第五晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第五晶体管的源端耦接于第二晶体管的栅端，第五晶体管的漏端耦接于第四晶体管的源端，第五晶体管的栅端接收第三控制信号；
第一电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第五晶体管的漏端和第四晶体管的源端；以及第二电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第二晶体管的栅端；
第六晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第六晶体管的源端耦接于供电电压，第六晶体管的漏端耦接于第二电流检测电路的输入端，第六晶体管的漏端和栅端耦接在一起；
第七晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第七晶体管的源端耦接于供电电压；
第八晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第八晶体管的栅端接收第一控制信号，第八晶体管的漏端耦接于第六晶体管的栅端，第八晶体管的源端耦接于第七晶体管的栅端；
第九晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第九晶体管的漏端耦接于第六晶体管的栅端和第八晶体管的漏端，第九晶体管的栅端接收第二控制信号；
第十晶体管，具有源端、漏端和栅端，其中第十晶体管的源端耦接于第七晶体管的栅端，第十晶体管的漏端耦接于第九晶体管的源端，第十晶体管的栅端接收第三控制信号；
第三电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第十晶体管的漏端和第九晶体管的源端；以及第四电容，具有两端，其中一端耦接于供电电压，另一端耦接于第七晶体管的栅端；
其中第一电流检测电路，在低侧开关导通时，对从开关节点流向输出电感的正向电感电流的峰值进行采样并将与正向电感电流峰值相对应的采样电荷保持在第一电容上，对正向电感电流的谷值进行采样并将与正向电感电流谷值相对应的采样电荷保持在第二电容上，在低侧开关关断时，合并第一电容和第二电容上所存储的电荷以产生表征正向电感电流的正向感应电感电流；以及其中第二电流检测电路，在低侧开关导通时，对从输出电感流向开关节点的负向电感电流的峰值进行采样并将与负向电感电流峰值相对应的采样电荷保持在第三电容上，对负向电感电流的谷值进行采样并将与负向电感电流峰值相对应的采样电荷保持在第四电容上，在低侧开关关断时，合并第三电容和第四电容上所存储的电荷以产生表征负向电感电流的负向感应电感电流。
单端输入双端输出放大器电路，将开关节点处的信号转换成一对差分信号；以及差分放大器，接收所述差分信号并输出一个极性为正的信号以驱动第一电流检测电路和一个极性为负的信号以驱动第二电流检测电路。
14.如权利要求12所述的集成电路，其中在低侧开关关断时，第一电流检测电路将第一电容并联到第二电容上将第一电容和第二电容所存储的电荷合并。
集成电路以及控制集成电路的方法
技术领域
[0001] 本发明涉及电子电路，尤其涉及电感电流检测。技术背景
[0002] 开关电源包括开关电路，例如说半桥电路，其利用开关的导通和关断得到受控的输出电压。半桥电路包括耦接于输入电压的高侧开关和耦接于参考地的低侧开关，所述高侧开关和低侧开关的公共端形成开关节点。当低侧开关关断时，高侧开关导通以将开关节点耦接到输入电压。当高侧开关关断时，低侧开关导通以将开关节点耦接到参考地。
[0003] 开关节点耦接于输出电感，其中输出电感耦接到负载。检测电感电流，即检测流过输出电感的电流在各种应用中具有十分关键的作用，比如说过流保护，等等。虽然可以利用快速电流检测运放对半桥电路中的高侧开关和低侧开关进行电感电流检测，但是，在小占空比情况下，对高侧开关进行电感电流检测的运放响应时间的要求很高，且随着开关频率的提高，当高侧开关的导通时间小于前沿消隐时间，利用运放对高侧开关进行电感电流检测已经不可行。
发明内容
[0004] 本发明一实施例提出一种集成电路，包括：半桥电路，包括高侧开关和低侧开关，高侧开关和低侧开关的公共端形成开关节点；输出电感，耦接于开关节点；以及电流检测电路，包括第一电容和第二电容，其中，在低侧开关导通时，电流检测电路对流过输出电感的电感电流的峰值进行采样并将与电感电流峰值相对应的采样电荷存储在第一电容上，且对电感电流的谷值进行采样并将与电感电流谷值相对应的采样电荷存储在第二电容上，在低侧开关关断时，合并第一电容上和第二电容上所存储的电荷以在电流检测端生成感应电感电流用于表征电感电流。
[0005] 本发明一实施例提出了一种控制集成电路的方法，包括：控制半桥电路的高侧开关和低侧开关的开关行为，其中高侧开关和低侧开关的公共端形成开关节点；在低侧开关导通时，对流过输出电感的电感电流的峰值进行采样和保持，所述输出电感耦接于开关节点；在低侧开关导通时，对电感电流的谷值进行采样和保持；以及在低侧开关关断时，根据采样的电感电流的峰值和谷值生成感应电感电流用于表征电感电流。
[0006] 本发明一实施例提出了一种集成电路，包括：半桥电路，具有高侧侧开关和低侧开关，高侧开关和低侧开关的公共端形成开关节点；输出电感，耦接于开关节点；第一电流检测电路，在低侧开关导通时，对从开关节点流向输出电感的正向电感电流的峰值进行采样并将与正向电感电流峰值相对应的采样电荷保持在第一电容上，对正向电感电流的谷值进行采样并将与正向电感电流谷值相对应的采样电荷保持在第二电容上，在低侧开关关断时，合并第一电容和第二电容上所存储的电荷以产生表征正向电感电流的正向感应电感电流；以及第二电流检测电路，在低侧开关导通时，对从输出电感流向开关节点的负向电感电流的峰值进行采样并将与负向电感电流峰值相对应的采样电荷保持在第三电容上，对负向电感电流的谷值进行采样并将与负向电感电流峰值相对应的采样电荷保持在第四电容上，在低侧开关关断时，合并第三电容和第四电容上所存储的电荷以产生表征负向电感电流的负向感应电感电流。
附图说明
[0007] 为了更好的理解本发明，将根据以下附图对本发明的实施例进行描述。这些附图仅用于示例。附图通常仅示出实施例中的部分特征，并且附图不一定是按比例绘制的。
[0008] 图1给出了根据本发明一实施例的半桥电路的电路图。
[0009] 图2给出了根据本发明另一实施例的半桥电路的电路图。
[0010] 图3给出了图2所示半桥电路的各个信号的时序图。
[0011] 图4给出了根据本发明一实施例的具有平均正向电感电流检测的半桥电路。
[0012] 图5给出了根据本发明一实施例的图4所示半桥电路的各个信号的时序图。
[0013] 图6给出了根据本发明一实施例的具有平均双向电感电流检测的半桥电路的电路图。
[0014] 图7给出了根据本发明一实施例的具有差分电感电流检测的半桥电路的电路图。
[0015] 图8给出了根据本发明一实施例的电感电流检测方法的的流程图。
[0016] 不同示意图中的相同的附图标记表示相同或者相似的部分或特征。
具体实施方式
[0017] 下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本发明。在其它实施例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
[0018] 在本公开的说明书及权利要求书中，若采用了诸如“左、右、内、外、上、下、之上、之下”等一类词，均只是为了便于描述，而不表示组件/结构的必然或者永久的相对位置。本领域的技术人员应该理解这类词在合适的情况下是可以互换的，例如，以使的本公开的实施例可以在不同于本说明书描绘的方向下仍可以运作。在本公开的上下文中，将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者他们之间可以存在居中层/元件。此外“耦接”一词意味着以直接或者间接的电气的或者非电气的方式连接。“一个/这个/那个”并不用于特指单数，而可能涵盖复数形式。整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”不一定都指同一个实施例或者示例。本领域普通技术人员应该理解，在本公开说明书的一个或者多个实施例中公开的各个具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。
[0019] 图1给出了根据本发明一实施例的半桥电路100的电路图。在一实施例中，半桥电路100可以是直流-直流降压变换器的一部分。应当了解，本发明也可应用于其它电压变换器的拓扑结构。
[0020] 在图1所示的示例中，半桥电路100包括高侧开关N1和低侧开关N2。其中，高侧开关N1和低侧开关N2均可以包括例如N型双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管(DMOS)。高侧开关N1具有漏端、源端和栅端，其中漏端耦接于输入电压VIN，源端耦接于开关节点SW，栅端耦接于高侧驱动电路101。低侧开关N2具有漏端、源端和栅端，其中漏端耦接于开关节点SW，源端耦接于参考地，栅端耦接于低侧驱动电路102。输出电感L1具有两端，其中一端耦接于开关节点SW，另一端耦接于输出端104。输出电容COUT具有两端，其中一端耦接于输出端104，另一端耦接于参考地。当流过输出电感L1的电感电流IL从开关节点SW流向输出端104时，电感电流IL是正向的(+IL)；当电感电流IL从输出端104流向开关节点SW时，电感电流IL是负向的(-IL)。
[0021] 高侧驱动电路101将高侧开关N1打开，低侧驱动电路102将低侧开关N2关断以便将开关节点SW耦接到输入电压VIN。高侧驱动电路101将高侧开关N1关断，低侧驱动电路102将低侧开关N2导通以便将开关节点SW耦接到参考地。通过控制高侧开关N1和低侧开关N2交替地导通和关断，在输出端104生成受控的输出电压VOUT。在一实施例中，采用脉冲宽度调节(PWM)控制高侧开关N1和低侧开关N2的开关行为。
[0022] 电流检测电路103检测电感电流IL并生成表征电感电流IL的感应电感电流ICS。感应电感电流ICS具有正向负向之分，当感应电感电流ICS流向电流检测端105时，其为正向，即+ICS。感应电感电流ICS流过电流检测端105并在电阻R1上生成表征电感电流平均值的感应电压。所述感应电压表征电感电流IL，可用于监测电感电流IL。
[0023] 图2给出了根据本发明一实施例的半桥电路200的电路图。半桥电路200是图1所示半桥电路100的一具体实施例，在图1所示实施例中，半桥电路100中的电流检测电路103进行低侧正向电感电流+IL检测。同样，在图2所示实施例中，电流检测电路根据低侧开关N2的开关行为检测正向电感电流+IL。更具体地，在图2所示实施例中，当低侧开关N2导通时，电流检测电路检测正向电感电流+IL。
[0024] 在图2所示实施例中，低侧开关N2和检测晶体管Nsense均由低侧驱动电路102产生的低侧栅端驱动信号LSG驱动。如图2所示，检测晶体管Nsense和低侧开关N2的尺寸比为1：n。半桥电路200包括电流检测电路201，电流检测电路201包含晶体管MP1，MP2和MP3，其中，当晶体管MP3导通时，晶体管MP1和MP2的栅端耦接在一起形成电流镜并镜像正向电感电流+IL。在图2所示实施例中，晶体管MP1，MP2和MP3是P型双扩散金属氧化物半导体场效应晶体管。相应地，当耦接于晶体管MP3栅端的信号S1处于逻辑低时，晶体管MP3导通，当信号S1处于逻辑高时，晶体管MP3关断。其中，信号S1可以是由控制器(未示出)，或者根据本发明的精神得到的其它电路产生。
[0025] 在图2所示实施例中，放大器AMP1作为电压跟随器通过检测晶体管Nsense耦接于开关节点SW。当检测晶体管Nsense导通时，放大器AMP1驱动晶体管N3并通过晶体管N3和MP1重建正向电感电流+IL，重建的正向电感电流+IL被镜像到电流镜的另一端。正向感应电感电流+ICS是从晶体管MP2流向电流检测端105的正向电感电流+IL的镜像电流。正向感应电感电流+ICS等于正向电感电流+IL除以n，(即+IL/n)，其中n是低侧开关N2(M＝n)和检测晶体管Nsense(M＝1)的尺寸比例系数。
[0026] 图3给出了半桥电路200中各信号的时序图。图3给出了开关节点SW处的开关信号(曲线151)，电感电流IL(曲线152)，低侧栅端驱动信号LSG(曲线154)，驱动晶体管MP3的信号S1(曲线155)以及电容C1上的电压VC1(曲线156)。参考图2和图3，当低侧栅端驱动信号LSG为逻辑高且信号S1为逻辑低时，晶体管MP3导通，低侧开关N2导通，检测晶体管Nsense导通，因而，放大器AMP1驱动晶体管N3以让电流检测电路201镜像正向电感电流+IL并产生相应的正向感应电感电流+ICS流到电流检测端105。
[0027] 当低侧栅端驱动信号LSG为逻辑低，信号S1为逻辑高时，晶体管MP3关断，低侧开关N2关断，检测晶体管Nsense关断，电流镜被无效，此时，晶体管MP2将正向电感电流+IL的谷值(即最低点或者最低值)保持在电容C1的电压VC1上。比较正向电感电流+IL(曲线152)和正向感应电感电流+ICS(曲线153)，因为缺少低侧开关N2关断时的正向电感电流值，正向感应电感电流不能充分表示出正向电感电流+IL的全部信息。
[0028] 图4给出了根据本发明一实施例的半桥电流300的电路图。半桥电路300和图2所示的半桥电路200相似，除了用电流检测电路301替换了电流检测电路201。
[0029] 电流检测电路301包括电容C1和C2，晶体管MP1，MP2，MP3，MP4和MP5。在图4所示实施例中，晶体管MP1，MP2，MP3，MP4和MP5都是P型双扩散金属氧化物场效应晶体管。晶体管MP3，MP4，MP5分别由信号S1，S2和S3控制，其中信号S1，S2和S3可以由控制器410或者其它电路产生。
[0030] 在图4所示实施例中，晶体管MP2具有源端、漏端和栅端，其中源端耦接于供电电压(V+)，漏端耦接于电流检测端105，栅端耦接于晶体管MP3的源端。晶体管MP1具有源端、漏端和栅端，其中源端耦接于供电电压(V+)，漏端耦接于晶体管N3的漏端，栅端耦接于晶体管MP3的漏端，晶体管MP1的漏端和栅端耦接一起。晶体管MP3的栅端由信号S1驱动。电容C1具有两端，其中一端耦接于供电电压(V+)，另一端耦接于晶体管MP2的栅端。晶体管MP5具有源端，漏端和栅端，其中源端耦接于晶体管MP2的栅端，漏端耦接于晶体管MP4的源端，栅端接收信号S3。晶体管MP4具有源端，漏端和栅端，其中源端耦接于晶体管MP5的漏端，漏端耦接于晶体管MP1的栅端和晶体管MP3的漏端，栅端接收信号S2。电容C2具有两端，其中一端耦接于供电电压(V+)，另一端耦接于晶体管MP5的漏端和晶体管MP4的源端。
[0031] 电流检测电路301和图2所示的电流检测电路201类似，当晶体管MP3导通，晶体管MP5和MP4关断时，晶体管MP2和晶体管MP1形成电流镜镜像正向电感电流+IL，将正向电感电流+IL的谷值以电荷的形式存储在电容C1上。当晶体管MP3和晶体管MP4导通，晶体管MP5关断时，正向电感电流+IL被晶体管MP1镜像并向电容C2充电。因此当晶体管MP4关断时，正向电感电流+IL的峰值(即电感电流的最高点)被存储在电容C2中。当晶体管MP3和MP4关断，晶体管MP5导通时，电容C1和电容C2并联在一起得到存储电荷的平均值，即正向电感电流+IL的平均值。所述存储电荷的平均值作为晶体管MP2的栅源电压被保持。晶体管MP2中流过正向感应电感电流+ICS，该正向感应电感电流+ICS表征低侧开关N2关断时正向电感电流+IL的平均值。
[0032] 通过上述方式控制晶体管MP3，MP4和MP5，当低侧开关N2导通时，正向电感电流+IL的谷值被电容C1采样和保持，正向电感电流+IL的峰值被电容C2采样和保持。相应的，正向电感电流+IL的平均值通过合并电容C1和电容C2所存储的电荷得到。这样，在低侧开关N2关断时，可以方便的得出正向电感电流+IL的平均值。
[0033] 图5给出了根据本发明一实施例的半桥电路300的信号时序图。图5给出了开关节点SW处的开关信号(曲线171)，正向电感电流+IL(曲线172)，低侧栅端驱动信号LSG(曲线174)，晶体管MP3栅端的信号S1(曲线175)，驱动晶体管MP4的信号S2(曲线176)，驱动晶体管MP5的信号S3(曲线177)，电容C2上的电压VC2(曲线178)，以及电容C1上的电压VC1(曲线
179)。
[0034] 参考图4和图5，在时间段T0和时间段T3，低侧开关N2和检测晶体管Nsense(均由低侧栅端驱动信号LSG驱动)导通，晶体管MP3导通，晶体管MP5和晶体管MP4关断，放大器AMP1驱动晶体管N3以便正向电感电流+IL被镜像和采样，且在信号S1的上升沿(即晶体管MP3关断的时刻)，正向电感电流+IL的谷值被保持在电容C1上(参考VC1)。
[0035] 在时间段T2，低侧开关N2和检测晶体管Nsense导通，晶体管MP3和晶体管MP4导通，晶体管MP5关断，放大器AMP1驱动晶体管N3，正向电感电流+IL被镜像并采样，且在信号S2的上升沿(即晶体管MP4关断的时刻)，正向电感电流+IL的峰值被保持在电容C2(参考VC2)。
[0036] 在时间段T1，低侧开关N2和检测晶体管Nsense均关断，晶体管MP3和晶体管MP4关断，晶体管MP5导通，此时电容C1和电容C2并联，电容C1和电容C2上所存储的电荷被合并，晶体管MP2的栅源电压等于正向电感电流+IL的平均值。在时间段T1，从晶体管MP2流过的感应电感电流ICS等于正向电感电流+IL的平均值(曲线173)。流向电流检测端105的正向检测电流等于ICS×n，其中n是低侧开关N2和检测开关Nsense的尺寸比例系数。因此，在已知尺寸比例系数n和电阻R1阻值的情况下，平均正向电感电流由电流检测端105的电压决定。
[0037] 图6给出了根据本发明一实施例中半桥电路400的电路图。半桥电路400和图4所示的半桥电路300相似，除了采用两个电流检测电路，电流检测电路401用于检测正向电感电流+IL的平均值，电流检测电路402用于检测负向电感电流-IL的平均值。半桥电路400可以进行双向电感电流检测，因此适合于电感电流IL有可能流回开关电源的应用。
[0038] 电流检测电路401包括晶体管MP1，MP2，MP3，MP4和MP5，电容C1和C2。电流检测电路401和放大器AMP1，晶体管N3以及检测晶体管Nsense1(对应图4中的检测晶体管Nsense)相结合，以上文图4中电流检测电路301所描述的工作流程检测正向电感电流+IL。
[0039] 电流检测电路402包括晶体管MP6，MP7，MP8，MP9和MP10，电容C3和C4。电流检测电路401和402本质上是相同的电路。更具体地，晶体管MP6对应于晶体管MP1，晶体管MP7对应于晶体管MP2，晶体管MP8对应于晶体管MP3，晶体管MP9对应于晶体管MP4，晶体管MP10对应于晶体管MP5，电容C3对应于电容C1，电容C4对应于电容C2。
[0040] 电流检测电路402中的器件和电流检测电路401中的器件工作原理基本相同，即晶体管MP8，晶体管MP9和晶体管MP10分别由信号S1，S2和S3驱动。在低侧开关N2导通时，对负向电感电流-IL的谷值进行采样并保持在电容C3上，对负向电感电流-IL的峰值进行采样并保持在电容C4上。在低侧开关N2关断时，合并电容C3和电容C4上所存储的电荷得到负向电感电流-IL的平均值。
[0041] 半桥电路400包括检测晶体管Nsense2，放大器AMP2和晶体管N4以用于镜像负向电感电流-IL。电流检测电路402中的这些元件与电流检测电路401中的检测晶体管Nsense，放大器AMP1，晶体管N3这些元件提供相同的功能。双向电流检测时，感应电感电流ICS的计算公式如下：
[0042]
[0043] 其中,+IL是正向电感电流，-IL是负向电感电流，n是低侧开关N2和检测晶体管Nsense1/Nsense2的尺寸比例系数。
[0044] 图7给出了根据本发明一实施例中的半桥电路700。半桥电路700和图6所示的半桥电路400相似，除了半桥电路700采用电流检测电路401和402用于差分电感电流检测。在图7所示的实施例中，IB是偏置电流，电流检测电路401和402以上文图6所描述的方式工作。
[0045] 在图7所示的实施例中，单端至差分变换器702将开关节点SW处的信号转换成一对差分信号并输入到差分放大器701。差分放大器701输出一个极性为正的信号以驱动第一电流检测电路401和一个极性为负的信号以驱动第二电流检测电路402，更具体地说，差分放大器701输出一个极性为正的信号到晶体管N3，一个极性为负的信号到晶体管N4以分别检测正向电感电流+IL和负向电感电流-IL。相应的正向感应电流ICS通过上述公式1得到，半桥电路700采用差分电流检测的噪声抑制比高，电流吸收能力快，这对于一些应用场合十分重要。
[0046] 图8给出了根据本发明一实施例的电感电流检测方法的的流程图。图8所示的方法可以应用于半桥电路。
[0047] 在图8所示的实施例中，步骤801，在半桥电路的低侧开关导通时，对电感电流IL的峰值进行采样并保持在第一电容上，步骤802，在半桥电路的低侧开关导通时，对电感电流IL的谷值进行采样并保持在第二电容上；步骤803，在低侧开关关断时，合并第一电容和第二电容所存储的电荷得到电感电流IL的平均值。在一实施例中，在低侧开关关断时，并联第一电容和第二电容以便将第一电容上的电荷和第二电容上的电荷合并在一起以生成表征电感电流IL的感应电感电流。在图8所示的方法中，第一电容和第二电容分别被表征电感电流的电流充电。在一实施例中，表征电感电流的感应电感电流通过镜像电感电流生成。
[0048] 上述的一些特定实施例仅仅以示例性的方式对本发明进行说明。这些实施例不是完全详尽的，并不用于限定本发明的范围。对于公开的实施例进行变化和修改都是可能的，其它可行的选择性实施例和对实施例中元件的等同变化可以被本技术领域的普通技术人员所了解。本发明所公开的实施例的其它变化和修改并不超出本发明的精神和权利要求限定的保护范围。
