低失调高边电流采样电路设计和地研究

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1、摘要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．sidecurrentsensing，也称为高端或高压侧电流采样等)和低边电流采样(Low-sidecurrentsensing)对电路的影响，选择高边电阻电流采

2、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

3、设计的指标要求。关键字：电流采样，低失调，自动调零技术ABSTRACTWithdevelopmentofelectronictechnology,current-sensingtechnologyhasbeenwidelyusedinpowermanagement，LEDdrivercircuitandothersystems．Manycurrent-sensingtechnologieshavebeendevelopedfordifferentsystems．Inpowermanagementsuppliedwithbatteries，curre

4、nt-sensingcircuitplaysacrucialroletodetectthechangesofcurrentaccuracypreciselyandrapidly．Thethesisfirstlyintroducesthefundamentalprinciplesandtopologicstructuresofthecurrent—sensingcircuitsusedintheDC—DCconverters，andthenmakeacomparisonbetweendifferentcurrent-sensingtechnologi

5、es．Basedontheanalysisbetweenhigh-sidecurrent-sensingcircuitandlow-sidecurrent-sensingcircuit，thethesisadoptsthehii曲一sidecurrent-sensingcircuit嬲thethesis’structure．Theemphasisofthisthesisishowtoreducetheamplifier’Soffsetvoltage，becausethecircuitneedamplifiertosensethecurrentcha

6、nges．Threefundamentalmethods，whichalechopperstabilization，auto-zeroing，andcorrelateddoublesampling，toreducetheoffsetvoltageofcurrent-sensingcircuithavebeenanalyzed．Thisthesischoosestheautozeroingtechniqueasthetechniquetoreducetheoffsetvoltageofthecurrent-sensingcircuit，andimpr

7、ovethecircuittoreducethespikeeffect．Accordingtodesignrequirement，manysub—modulesaledesigned，andthesimulationworkhasbeendoneforband—gapreference，amplifier,oscillatorandtwophasenon—overlapclockgeneratorbyusingHspice．Atlast,thewholelow-offsetamplifierandthecurrent-sensingcircuita

8、letestedandverified．Accordingtotheexperimentalresults，theperf