[发明专利]一种电压斜率变化检测电路及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种电压斜率变化检测电路及方法，主要用于原边控制无光耦反馈的反激式（Flyback）开关电源二次侧电感电流过零检测，可以准确地检测出二次侧电感电流放电到零的时刻。

背景技术

原边控制无光耦反馈的反激式（Flyback）开关电源由于其外围元器件少，成本低，因而在手机充电器，隔离式LED照明中得到广泛应用。

以隔离式LED照明驱动为例，一个典型的原边控制无光耦反馈的Flyback如图1所示。其包括：变压器以及输出整流滤波电路101，一个VCC调节器和反馈电阻网络102，一个原边PWM控制芯片103，一个NMOS功率开关管105，一个初级电感电流感应电阻106，以及LED负载107。

变压器以及输出整流滤波电路101用于将交流输入电能转换到次级LED恒流输出端VOUT。其中变压器的原边耦合到输入电源VIN。变压器的次级耦合到输出整流二极管D1和滤波电容C1。变压器的辅助绕组耦合到VCC调节器和反馈电阻网络102。

VCC调节器和反馈电阻网络102用于产生VCC直流电压和信号VFB给原边PWM控制芯片103。VCC直流电压用来给原边PWM控制芯片103供电。VFB用来给原边PWM控制芯片103提供间接的LED输出电流和电压的信息，以供原边PWM控制芯片103来控制LED输出恒流。

原边PWM控制芯片103利用辅助绕组反馈电阻网络102生成的反馈信号VFB和电阻106上生成的初级电感电流感应电压VCS，产生NMOS功率开关管105的导通关断信号GATE。

如此通过周期性的NMOS功率开关管105的导通关断，其由原边PWM控制芯片103生成的GATE信号控制，交流输入VIN的电能通过变压器以及输出整流滤波电路101转换为LED的恒流输出能量。

图2示出了一个典型的反激式LED驱动电路次级电感电流ISEC和辅助绕组上的电压波形AUX。由图知反激式LED恒流由下式决定：

IOUT=12·NX·IPRIPK·TDEMAG·fsw]]>

其中N_X是变压器初级线圈和次级线圈的匝比，IPRIPK是初级电感峰值电流，T_DEMAG是次级电感电流放电到零的时间，fsw是NMOS管开关频率。

假定IPRIPK可以由原边控制芯片103内部基准电压和外部感应电阻106精确控制，fsw是定频运行，则由上式所见，要想LED IOUT恒流，T_DEMAG需要越准确越好。

由图2，在次级电感电流ISEC放电的T_DEMAG时间内，AUX的电压波形下降斜率较小，其主要是由二次侧整流二极管上的压降随导通电流的减小而减小决定的，所以AUX电压近似不变。当次级电感电流ISEC放电到零时，原边的电感和NMOS开关管105漏端的寄生电容引起谐振，耦合到AUX信号，所以AUX电压变化很快。如果能检测出AUX信号dV/dT变化的转折点，次级电感电流ISEC放电到零的时间T_DEMAG就可以精确的检测出来，从而可以控制LED输出恒流。

综上所述，需要一个可以精确检测电压斜率变化的电路，实现反激式LED驱动次级电感电流放电的过零点检测，以实现LED驱动的精确恒流。

发明内容

针对上述现有技术中存在的问题，本发明的目的是：提供了一种可以精确检测电压斜率变化的电路及方法,实现反激式LED驱动次级电感电流放电的过零点检测，以实现LED驱动的精确恒流。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：

一种电压斜率变化检测电路，包括：一电容、一PMOS电压跟随器、一对NMOS电流管、一电流基准和一反相器，所述一对NMOS电流管包括：电流镜主管NMOS和电流镜镜像管NMOS；所述检测电路的整体电路结构为：