[发明专利]一种电压过零检测电路及具有该检测电路的DC-DC转换器

说明书

技术领域

本发明涉及一种模拟集成电路，特别的涉及一种对电路的电流或电压过零点起检测作用的模拟集成电路及其应用。

背景技术

同步整流是采用通态电阻很低的功率MOSFET来取代整流二极管以降低整流损耗的一项技术，能大大提高变换器的转换效率。同步整流DC-DC转换器是一种常用的电源IC，具有输出电流大、转换效率高的优点，是便携式产品的首选供电系统之一。

在非连续模式(DCM)下，当同步整流管导通时，此时电感电流线性下降，当电流下降到零时，如果同步整流管依然导通，则输出电容可能通过同步整流管将电流倒灌至地，从而极大程度上降低了电源的转换效率。

同步整流技术的核心问题是同步整流管的驱动问题，即当电流下降到零时，驱动同步整流管关断，从而防止输出电容通过同步整流管将电流倒灌至地，降低电源的转换效率。常用的电流驱动同步整流器通过检测流过同步整流管的电流，确定是否开通还是关断同步整流管，当同步整流管导通且电流从同步整流管的源极流向漏极时，检测功率MOSFET的电流，得到同步整流管的驱动信号；当电流降低为0或反向时，同步整流管关断。因此，同步整流管的过零检测是产生同步整流管驱动信号的决定因素。已有的同步整流管的电压/电流过零检测电路有两种：一种是电阻检测法，即在同步整流管支路上串联一个小电阻，通过检测电阻上的压降来检测电流过零点，由于电阻在电路中会引起损耗，因此电阻需要做的很小，但是这样就会导致检测信号变得很弱，使得控制电路的抗干扰性比较差，而且电阻无论如何都会引入损耗，尤其是在低电压大电流的情况下，这种方法变得很不实用。同时由于该电阻必须外接，使得这种方法的集成很困难。另一种电流过零检测电路方法是电流变压器检测法，即在主电路中引入电流变换器的方法，将电流信号转换成电压信号，再将此电压信号进行处理复杂方法，获得用于控制的电压信号。此方法的缺点是复杂、昂贵、体积大、不易集成。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种电压过零检测电路及该电路在同步整流DC-DC转换器中的应用，该电压过零检测电路不仅具有可靠的过零检测功能，而且成功地解决了传统的电流检测电路中的可靠性、功耗、集成度等问题。

为解决上述技术问题，本发明提出了一种电压过零检测电路，该电路包括PMOS管m₁、m₂、m₃，NMOS管m₅、m₆、M_s0、M_s1，基准电流源I₀，电阻R₀及一反相器，其中，PMOS管m₂与NMOS管m₅、PMOS管m₁和基准电流源I₀分别串联于电源电压端和地之间，PMOS管m₃和NMOS管m₆及电阻R₀串联后的支路一端接电源电压，另一端接NMOS管M_s0和M_s1的漏极，NMOS管M_s0的源极接所述电压过零检测电路的一输入电压V_sw、栅极接一输入控制信号V_ckn；输入控制信号V_ckn经所述反相器后接NMOS管M_s1的栅极、NMOS管M_s1的源极接地；PMOS管m₁、m₂、m₃镜像连接，NMOS管m₅、m₆镜像连接，由NMOS管m₆的漏极得到所述电压过零检测电路的输出控制信号。所述NMOS管M_s0和M_s1为开关管。

所述电阻R₀的阻值可根据所述电压过零检测电路的输出控制信号超前于所述电压过零检测电路输入电压V_sw达到零电压值的时间调节。