CN109347309B 一种零电流检测和调节的方法以及系统 （珠海智融科技股份有限公司）

本发明公开了一种零电流检测和调节的系采样电路用于采集功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度的信号。本发明利用补偿电路采集功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度变化的情况并向比较门限电路输入补功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度变化对过零检测电路的检测速度和功率级电22.根据权利要求1所述的零电流检测和调节的样单元(61)的输入端与功率级电路(1)电源端相连，所述输入电压采样单元(61)的输出端与补偿电路(5)的第一信号采集端连接，所述输出电压采样单元(62)的输入端与功率级电3.根据权利要求1所述的零电流检测和调节4.根据权利要求1所述的零电流检测和调节的系统，其特征5.根据权利要求1所述的零电流检测和调节输出电压采样单元(62)的输出端与补偿电路(5)的第二信号采6.一种零电流检测和调节的方法，应用于权利要求1_5任一所述的零电流检测和调节S1、采集电路(6)实时采集功率级电路(1)的输入电压S2、补偿电路(5)将采集电路(6)反馈的至S3、比较门限电路(2)采集功率级电路(1)中的电压S4、过零检测电路(3)将比较门限电路(2)输出的比3差信号为功率级电路(1)中的续流开关管M2的源极和漏号控制功率级电路(1)中的主开关管M1和续流开关管M2的导通或截止的时间，实现调节功4[0002]同步整流开关电源转换器的共同点是，续流采用了续流以减小功率损耗，提高转换效率。开关电源转换器在重负载时，处于电感电流连续模式那么在输出9V或者12V的情况下，由于电流下降速度更快，当过零比较器输出零电流信号[0004]为了解决上述的技术问题，本发明提供了一种零电流检测和调节的方法以及系5度检测单元的输出端与补偿电路的第三信号述输出电压采样单元的输出端与补偿电路的第二信号采述开关电源控制电路依据比较信号控制功率电路中的主开关管M1和续流开关管M2的导通功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度变化的情况并向比较门限电路输入补偿6补偿因功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度变化对过零检测电路的检测速度接有采样电路6，所述采样电路6用于采集功率级电路1的输入电压和/或输出电压和/或温[0037]所述功率级电路1至少包括主开关管M1和续流开关管M2，通过采用两个通态电阻极低的功率MOS管并依据开关电源控制电路4的控制信号来实现功率级电路1输出信号占空[0038]所述采样电路6包括输入电压采样单元61和/或输出电压采样单元62和/或温度检样单元61的输出端与补偿电路5的第一信号采集端连接，所述输出电压采样单元62的输入7[0039]所述输入电压采样单元61用于采集功率级电路1的输入电压并将输入电压信号发[0040]所述输出电压采样单元62用于采集功率级电路1的输出电压并将输出电压信号发[0041]所述温度检测单元63用于采集功率级电路1的温度并将温度信号发送给补偿电路[0043]所述开关电源控制电路4依据过零检测电路3的输出的比较信号来控制功率级电路1的主开关管M1和续流开关管M2的工作状态，从而调节主开关管M1和续流开关管M2的占[0044]所述补偿电路5根据接收到功率级电路1的实时输入电压信号和/或功率级电路1的实时输出电压信号和/或功率级电路1的实时温度信号等相关信号进行叠加后作为补偿[0045]所述比较门限电路2将补偿电路5输入的补偿信号与采集续流开关管M2源极和漏极之间的电压差信号进行叠加形成比较门限信号，并向过零检测电路3输出实时的比较门[0046]所述过零检测电路3主要采用过零比较器U1作为门限比较处理器，所述过零比较器U1的同相输入端与比较门限电路2的第一输入端相连，所述过零比较器U1的反相输入端8[0055]优选地，所述步骤S3中的电压差信号为功率级电路1中的续流开关管M2的源极和述开关电源控制电路4依据比较信号控制功率电路1中的主开关管M1和续流开关管M2的导输入电压采样单元61的输出端与补偿电路5的第一信号采集端连接，所述输出电压采样单的第二信号采集端连接，所述温度检测单元63的输出端与补偿电路5的第三信号采集端相的漏极以及续流开关管M2的源极相连，所述主开关管M1的栅极与所述开关电源控制电路4述续流开关管M2的源极与比较门限电路2的第二输入端相连，所述续流开关管M2的漏极分MN7以及由第三PMOS管MP3和第四PMOS管MP4组成的第二PMOS型镜像电流电路，所述分压电阻R3的一端作为输入电压采样单元61的输入端并接入到功率级电路1的电源端，分压电阻四PMOS管MP4的源极连接电源Vcc，同时第三PMOS管MP3的栅极和第四PMOS管MP4的栅极相[0061]本实施例中，所述输入电压采样单元61和输出电压采样单元62的电路结构均相压采样单元62的输出端与补偿电路5的输[0062]所述输入电压采样单元61和输出电压采样单元62中的运算放大器U2和第七NMOS9从而使电阻R5的电压为因此电阻R5上的电流为利用[0063]所述温度检测单元63可以采用PTAT电流源进行采集功率级电路1的实时温度值，并依据实时温度信号输出对应的电流信号给补偿电路5，所述温度检测单元63也可以采用流电路的输出端连接，第一PMOS型镜像电流电路的输出端作为补偿电路5的输出端并同时连接比较门限电路2的第一输入端、第二NMOS型镜像电流电路的输出端以及第三NMOS型镜像电流电路的输出端，所述第一NMOS型镜像电流电路的输入端作为补偿电路5的第一信号补偿电路5的第三信号采集端与温度检测单元63的输出端相连，所述第三NMOS型镜像电流电路的输入端作为补偿电路5的第二信号采集端与输入电压采样单元61的[0065]第一种实施例中，所述第一PMOS型镜像电流电路采用第一PMOS管MP1和第二PMOSMN2组成镜像电流电路，所述第二NMOS型镜像电流电路采用第三NMOS管MN3和第四NMOS管MN4组成镜像电流电路，所述第三NMOS型镜像电流电路采用第五NMOS管MN5和第六NMOS管二PMOS管MP2的源极连接电源Vcc，同时第一PMOS管MP1的栅极和第二PMOS管MP2的栅极相极与输出电压采样单元62的输出端相连；第三NMOS管MN3的栅极和漏极短接，第三NMOS管MN3的栅极与第四NMOS管MN4的栅极相连，第三NMOS管MN3的漏极与温度检测单元63的输出MN5的源极以及第六NMOS管MN6的五NMOS管MN5的漏极接收接收输入电压采样单元61的输出的电流信号Iins，利用各组镜像功率级电路1的实时输入输出电压信号以及实时温度信号的补偿电流即补偿信号，使补偿电路5的输出端Icomp随功率级电路1的输入输出电压以及温度的变化而变化，可抵消功率较门限电路2包括比较电阻Rcomp以及电流源，所述比较电阻Rcomp的一端与续流开关管M2零检测电路3的第一输入端相连，所述比较门限电路2的第一输出端与其第一输入端相连，也可以很方便的将补偿电路5输出的补偿电流Icomp即补偿信号叠加到续流开关管M2的源从而抵消功率级电路1的输入输出电压变化以及温度变化造成的信号随时间变化的斜率。开关驱动级电路分别控制主开关管M1和续流开关管M2的与输入电压无关，因此第二种实施例与第一种实施例区别在于去掉了输入电压采样单元，压采样单元61和温度检测单元63，所述输入电压采样单元61的输入端与功率级电路1的电度检测单元63的输出端与补偿电路5的第三信号[0071]同时第二种实施例中的功率级电路1的电路结构连接方式与第一种实施例也存在关管M1和续流开关管M2均为场效应晶体管，其中所述主开关管M1的源极与功率级电路1的电源端相连，所述主开关管M1的漏极分别与续流开关管M2的漏极以及电感L1的一端相连，所述电感L1的另一端分别与电容C1的一端以及功率级电路1的输出端相连，所述电容C1的另一端接地，所述主开关管M1的栅极以及续流开关管M2的栅极分别与开关电源控制电路4输入端相连。所述补偿电路5通过向下注入电流，在续流开关管M2电压差信号上叠加偏移[0073]第二种实施例中，所述过零检测电路3同样采用过零比较器U1作为门限比较处理U1的反相输入端与比较门限电路2的第二输出端相连，所述过零比较器U1的偏置电流调节输入端与补偿电路5的第二输出端相连，所述过零比较器U1将同相输入端和反相输入端的所述第一PMOS型镜像电流电路的输入端与第一NMOS型镜像电流电路的输出端连接，第一PMOS型镜像电流电路的输出端同时连接所述比较门限电路2的第一输入端以及第二NMOS型镜像电流电路的输出端，所述第一NMOS型镜像电流电路的输入端作为补偿电路5的第一信为补偿电路5的第三信号采集端与温度检测单元63的[0075]其中第二种实施例中的补偿电路5与第一种实施例中结构相同，区别仅在于缺少得到一个补偿了功率级电路1的实时输出电压以及实时温度的信号的补偿电流即补偿信功率级电路1的温度以及输出电压给零电流[0076]第二种实施例中的开关电源控制电路4、输出电压采样单元62以及温度检测单元据过零比较器U1的输出信号。对功率级电路1中的主开关管M1和续流开关管M2进行导通或所述采样电路6包括输入电压采样单元61和输出电压采样单元62，所述输入电压采样单元输出电压采样单元62的输出端与补偿电路5的第二信号型镜像电流电路的输出端同时连接所述比较门限电路2的第一输入端以及第三NMOS型镜像电路结构与第一种实施例中的补偿电路5相同，区别仅在于缺少第二NMOS型镜像电流电路Iouts+Iins，即得到一个补偿了功率级电路1的实时输入输出电压以及实时温度的信号的补偿电流即补偿信号，使补偿电路5的输出端Icomp随功率级电路1的输入输出电压的变化单元62的输入端与功率级电路1输出端相连，所述输出电压采样单元62的输出端与补偿电相连。而补偿电路5则基于电流镜的原理采集输出电压采样单元62和温度检测单