[发明专利]用于同步降压型变换器的过零检测电路及检测方法

说明书

技术领域

本发明涉及降压变换器领域，具体涉及一种用于同步降压型变换器的过零检测电路及检测方法。

背景技术

在同步降压型变换器中，主开关管在每个周期开始时导通，电感电流上升，输入端输入的电能转换为磁能储存在电感磁场中，到达一定占空比时关断主开关管，电感电流通过同步管续流而逐渐下降，磁能转换为电能释放到输出端，完成一个周期转换。当负载较大时，电感电流在整个周期内不会回到零，使得电路通常处于连接导通模式（CCM）；当轻载时，在同步管续流过程中，电感电流逐步降至零，此时在关断同步管，从而降低功耗，提高效率，电感电流在该过程中的工作模式为不连续导通模式（DCM）。

在以上不连续导通模式下，需要采用过零检测电路来检测电感电流是否过零，通过过零比较器检测到电感电流为零时（实际过程中会考虑电路存在的控制信号传输延迟，从而设定一个阈值），则关断同步管，从而减少功耗以提高效率。由于实际电路中，比较器存在失调电压，控制信号存在传输延迟，因此在设置过零比较器的阈值时，需要考虑比较器的失调电压和控制信号传输延迟。

图1给出了现有技术用于同步降压型比较器的过零检测电路，即在降压型变换器上设置过零比较电路，主要采用一个过零比较器实现的。当输入端输入一个电压源时，主开关管M₁’导通，电感L’的电流上升，达到一定占空比时，主开关管M₁’关断，电感L’通过同步管续流而逐步下降，直到下降至一定零时，通过过零比较器进行过零比较，过零比较器的输出控制驱动电路关断同步管M₂’。

但是由于过零比较器失调电压V_OS’的存在，在大功率应用时，同步管的阻值很小（如：2mΩ），失调电压（如：±10mv）会引起很大的误差，电感电流过零点波动范围大，在轻载或空载时，导致过零比较器无法被触发，检测不到过零点，使电路工作在强制连续导通模式（Force CCM），增加了电路的功耗。

发明内容

有鉴于此，本发明要解决的技术问题是，提供了一种能自动校正过零比较器失调电压的用于同步降压型变换器的过零检测电路及检测方法。

本发明的技术解决方案是，提供一种以下结构的用于同步降压型变换器的过零检测电路，包括状态判定电路、逻辑电路、加减计数电路、数模转换电路和过零比较器，

状态判定电路，对降压变换器的同步管的漏极电压进行采样，并与一基准电压进行比较，输出用于表征同步管的体二极管是否导通的状态数字信号；

逻辑电路，其输入端接入状态数字信号，并将状态数字信号转换后输出计数指令；

加减计数器，其输入端接入计数指令，执行相应的计数指令后，输出数值信号；

数模转换电路，其输入端接入数值信号，通过数模转换后，输出与数值信号对应的校正模拟信号；

过零比较器，分别接入校正模拟信号和同步管漏极电压，二者比较后输出过零比较信号，过零比较信号接入降压变换器的驱动电路。

作为优选，所述状态判定电路包括第一比较器，第一比较器用于对降压变换器同步管的漏极电压与基准电压进行比较。

作为优选，所述的过零检测电路还包括时序逻辑电路，其输入端接入由降压变换器驱动电路产生的第一时序信号，输出分别表征第一比较器和逻辑电路工作时序的第二时序信号和第三时序信号，所述第二时序信号和第三时序信号分别接入第一比较器和逻辑电路；第一时序信号同时接入加减计数器。

作为优选，所述的过零检测电路还包括时序逻辑电路，其输入端接入由降压变换器驱动电路产生的第一时序信号，输出分别表征第一比较器、逻辑电路和加减计数器工作时序的第二时序信号、第三时序信号和第四时序信号，所述的第二时序信号、第三时序信号和第四时序信号分别接入第一比较器、逻辑电路和加减计数器。

作为优选，所述的逻辑电路包括一D触发器，D触发器的D端接高电平，其时钟端接入状态数字信号，其清零端接入第三时序信号，输出端输出计数指令至加减计数器。

作为优选，所述的逻辑电路包括一RS触发器，状态数字信号接入RS触发器的S端，第三时序信号接入RS触发器的R端，RS触发器的输出端输出计数指令至加减计数器。

作为优选，所述的数模转换电路包括数模转换模块和平衡模块，所述的平衡模块包括一电阻，电阻一端通入直流电流源，并与数模转换模块连接,另一端接地；所述直流电流源的电流方向与数模转换模块中的电流方向相反。