波形检测电路、开关电源及通讯检波器制造技术

本发明专利技术涉及一种波形检测电路、开关电源及通讯检波器，其中，波形检测电路包括一检测三极管、一输出三极管、一偏置单元及一上拉单元；检测三极管为NPN型，检测三极管的集电极用于输入一待检测信号，其基极通过偏置单元与一供电电源连接；输出三极管为反向连接，其基极与检测三极管的基极连接，其集电极与接地端连接，其发射极通过上拉单元与供电电源连接；输出三极管的集电结的特性与检测三极管的集电结的特性相匹配，输出三极管的发射极能够提供与待检测信号的波形对应的一检测信号。本发明专利技术的波形检测电路通过检测三极管与输出三极管的反向连接，不仅检测信号的波形延迟极小，可以快速地检测双极性电平信号，而且结构简单，有利于降低系统成本。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及信号检测领域，尤其涉及一种波形检测电路、开关电源及通讯检波器。
技术介绍
由单电源供电，输入信号是基于0V电平的双极性电平信号，输出信号是当输入信号幅度低于0V时对应输出高电平，当输入信号幅度高于或等于0V时则对应输出低电平的方波信号，该类电路可被称作一种波形检测电路。目前，此类波形检测电路一般通过互补检测电路实现，如图1所示，检测三极管Q2的基极与输出三极管Q1的基极连接，检测三极管Q2的发射极连接检测端子DET，用于输入待检测信号，输出三极管Q1的集电极连接输出端子OUT，用于输出检测信号。当检测三极管Q2与输出三极管Q1的增益足够大时，则当检测端子DET的信号幅度低于参考接地电平时，输出三级管Q1截止，输出端子OUT输出高电平，当检测端子DET的信号幅度高于或等于参考接地电平时，输出三极管Q1导通，输出端子OUT输出低电平。这样就可以利用检测端子DET，对双极性电平信号进行检测，同时在输出端子OUT得到与之对应的检测信号，且检测的转折点即阈值约为0V。如图2A所示，2为待检测信号，输入至检测端子DET，1为检测信号，从输出端子OUT输出。 但是，受到输出三极管Q1导通期间的过量基区电荷的影响，输出三极管Q1从导通到截止还存在较大的延时时间，导致输出的检测信号异常。如图2B所示，2为待检测信号，输入至检测端子DET，1为检测信号，从输出端子OUT输出。可以看出，待检测信号的下降沿到检测信号的上升沿之间，即输出三极管Q1从导通到截止的延迟时间为△X=472ns，导致检测信号的上升沿呈现出趋于平坦的坡度。当检测三极管Q2与输出三极管Q1的类型相同、结构相同，且放置在相同的热特性条件下，即二者的温度特性也相同时，上述类型的波形检测电路会具有较好的一致性，包括初始精度以及不同温度下的匹配精度，在要求不高的应用场景中，尚具有足够的实用性，只是检测三极管Q2的发射结的耐压能力有限，亦即可输入的待检测信号的电压值范围仍然有限。在已知的半导体工艺制程中，三极管的发射结电压Vbe的耐压能力大多不高于15V。当待检测信号的正电平高于15V时，检测三极管Q2将因此发生过压击穿，使得波形检测电路失效。另外，在开关电源输出整流的应用中，当MOSFET器件在变压器输出绕组的负电平器件开通时，总是希望具有尽可能低的导通压降，也就是需要尽可能小的负电压电平，从而提高系统的整流效率，而相对于检测信号来说，就是要求在检测信号接近0V的负电压电平下，能够很好地保持MOSFET器件可靠地开通，同时又要求在检测信号转换至正电压电平时，能够快速地改变输出状态，以使MOSFET器件关闭。但是，由于上述类型的波形检测电路中存在的问题，尚无法实现此目的。
技术实现思路
本专利技术在于提供一种波形检测电路，用于解决现有技术中波形检测电路的延迟时间较大、以及可输入的待检测信号的正电压值范围过小而负电压值范围过大的问题。本专利技术还在于提供一种开关电源，包括上述波形检测电路，使其可替代传统的二极管进行输出整流，以提高系统的整流效率，并可满足较小的负电压电平和较大的正电压电平范围。本专利技术还在于提供一种通讯检波器，包括上述波形检测电路，使其可输出单极性电平信号，以提高抗干扰能力。为了解决上述技术问题，本专利技术所提供的技术方案如下：本专利技术提出一种波形检测电路，包括一检测三极管、一输出三极管、一偏置单元及一上拉单元；所述检测三极管为NPN型，所述检测三极管的集电极用于输入一待检测信号，其基极通过所述偏置单元与一供电电源连接；所述输出三极管为反向连接，其基极与所述检测三极管的基极连接，其集电极与接地端连接，其发射极通过所述上拉单元与所述供电电源连接；其中，所述输出三极管的集电结的特性与所述检测三极管的集电结的特性相匹配，所述输出三极管的发射极能够提供与所述待检测信号的波形对应的一检测信号。进一步地，所述检测三极管的发射极悬空，或，所述检测三极管的发射极与其基极连接。进一步地，所述检测三极管与输出三极管的特性参数一致。进一步地，所述偏置单元为一电阻或一电流源。进一步地，所述上拉单元为一电阻或一电流源。进一步地，所述检测三极管的集电结的耐压能力高于15V。进一步地，所述待检测信号的峰值幅度远大于所述检测信号的峰值幅度。进一步地，所述波形检测电路还包括一驱动单元，用于对所述检测信号进行电流放大，以驱动一外部电路。本专利技术还提出一种开关电源，包括一变压器及一MOSFET器件，所述MOSFET器件具有两个开关端与一控制端，其中一个开关端连接于接地端，还包括如上所述的波形检测电路，其中，所述MOSFET器件的另一个开关端连接于所述检测三极管的集电极与所述变压器的副边绕组之间，所述控制端受控于所述检测信号。本专利技术还提出一种通讯检波器，包括如上所述的波形检测电路，还包括一电阻，所述电阻连接于所述驱动单元的输出端与接地端之间。与现有技术相比，本专利技术的波形检测电路，具有以下有益效果：通过将检测三极管及输出三极管均反向连接，使得波形检测电路具有良好的匹配性及一致性，且开关速度良好，输出的检测信号可以非常好地跟随正电压值范围较大的待检测信号，不仅检测信号的波形延迟极小，可以快速地检测双极性电平信号，而且结构简单，有利于降低系统成本。附图说明图1为现有技术的波形检测电路的结构示意图。图2A为现有技术的波形检测电路的输入、输出信号的波形图。图2B为图2A的波形检测电路的输出三极管从导通到截止的延迟图。图3A为现有技术的波形检测电路的二极管/检测三极管反向连接的结构示意图。图3B为图3A的波形检测电路的输入、输出信号的波形图。图4为本专利技术一实施例的波形检测电路的结构示意图。图5为本专利技术另一实施例的波形检测电路的结构示意图。图6为本专利技术另一实施例的波形检测电路的结构示意图。图7为图4、图5及图6的波形检测电路的输出三极管从导通到截止的延迟图。图8为图5及图6的波形检测电路的输出三极管从截止到导通的延迟图。图9为图4的波形检测电路的输出三极管从截止到导通的延迟图。图10为本专利技术另一实施例的波形检测电路的结构示意图。图11为本专利技术另一实施例的波形检测电路的结构示意图。图12为本专利技术另一实施例的波形检测电路的结构示意图。图13为图12的波形检测电路的输入、输出信号的波形图。图14为三极管的连接方式图。图15为三极管的载流子分配示意图。具体实施方式在说明本专利技术各实施例之前，先说明一下专利技术人尝试的另一种波形检测电路，将有助于本领域普通技术人员更好地理解本专利技术。波形检测电路实施例请参阅图3A，与现有技术不同，该波形检测电路的检测端子DET连接在二极管D1的负极或连接在检测三极管Q2的集电极，而输出三极管Q1的连接方式保持不变。也就是说，该波形检测电路中二极管D1或检测三极管Q2均为反向连接，此时，该检测三极管Q2仅基极与集电极起作用，其作用相当于该二极管D1，而输出三极管Q1为正向连接。请一并参阅图3B，2为待检测信号，输入至检测端子DET，1为检测信号，从输出端子OUT输出。可以看出，输出端子OUT的检测信号能够基本正确地跟随检测端子DET的待检测信号进行高低电平的切换。此时，二极管D1或检测三极管Q2的集电结作为检测端，二者的耐压能力相较于现有技术已有极大地提高，可以高于15V，甚本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种波形检测电路，其特征在于，包括一检测三极管、一输出三极管、一偏置单元及一上拉单元；所述检测三极管为NPN型，所述检测三极管的集电极用于输入一待检测信号，其基极通过所述偏置单元与一供电电源连接；所述输出三极管为反向连接，其基极与所述检测三极管的基极连接，其集电极与接地端连接，其发射极通过所述上拉单元与所述供电电源连接；其中，所述输出三极管的集电结的特性与所述检测三极管的集电结的特性相匹配，所述输出三极管的发射极能够提供与所述待检测信号的波形对应的一检测信号。

【技术特征摘要】
1. 一种波形检测电路，其特征在于，包括一检测三极管、一输出三极管、一偏置单元及一上拉单元；所述检测三极管为NPN型，所述检测三极管的集电极用于输入一待检测信号，其基极通过所述偏置单元与一供电电源连接；所述输出三极管为反向连接，其基极与所述检测三极管的基极连接，其集电极与接地端连接，其发射极通过所述上拉单元与所述供电电源连接；其中，所述输出三极管的集电结的特性与所述检测三极管的集电结的特性相匹配，所述输出三极管的发射极能够提供与所述待检测信号的波形对应的一检测信号。2.如权利要求1所述的波形检测电路，其特征在于，所述检测三极管的发射极悬空，或，所述检测三极管的发射极与其基极连接。3.如权利要求1所述的波形检测电路，其特征在于，所述检测三极管与输出三极管的特性参数一致。4.如权利要求1所述的波形检测电路，其特征在于，所述偏置单元为一电阻或一电流源。5.如权利要求1所述的波形检测电路，其特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：郑凌波，林新春，
申请(专利权)人：上海宣研电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31