一种检测电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种检测电路，应用于反激有源钳位变换器，通过直接采样与反激有源钳位变换器主功率管源端连接的电阻Rcs一端的电压，实现对主功率管的ZVS情况进行检测判断，由于电阻Rcs一端的电压较主功率的漏端电压大幅降低，从而较现有技术的主功率管漏端检测方案获得了多重有益效果，即不再需要影响电源系统占板面积与成本的高压器件，并且也不再需要对主功率管漏端电压进行检测的引脚，使得内部控制芯片和电源系统都得以简化。

A Detection Circuit

The utility model discloses a detection circuit, which is applied to the flyback active clamp converter. By directly sampling the voltage at one end of the resistance Rcs connected with the source end of the main power transistor of the flyback active clamp converter, the ZVS situation of the main power transistor is detected and judged. Because the voltage at one end of the resistance Rcs is much lower than that at the leakage end of the main power transistor, the main power transistor of the existing technology is thus better than that of the main power transistor of the existing technology. The leak detection scheme has multiple beneficial effects, that is, it no longer needs high voltage devices which affect the area and cost of the power system, and no pins to detect the leak voltage of the main power transistor, which simplifies the internal control chip and power system.

【技术实现步骤摘要】
一种检测电路
本技术涉及一种检测电路，具体地说是一种反激有源钳位变换器的检测电路。
技术介绍
随着电力电子领域迅猛的发展使得开关变换器应用的越来越广泛，特别是人们对高功率密度、高可靠性和小体积的开关变换器提出了更多的要求。一般传统的小功率AC/DC变换采用反激拓扑实现，其具有结构简单、成本低廉等优点；但是由于变压器存在漏感的影响，反激变换器主开关管的电压钳位方式包括RC缓冲吸收、RCD钳位，LCD钳位以及有源钳位。有源钳位不但可以吸收漏感能量并以正激的形式将能量回馈到输出端，而且可以充分利用励磁电感、漏感的能量实现开关管ZVS，即在开关管导通前，其寄生体二极管先导通，将开关管漏端钳位在较低电压下，此时开关管再导通，降低开关管开通损耗，提高开关变换器的效率。励磁电感、漏感、钳位电容等参数随环境温度变化而变化，可能导致开关管无法实现ZVS，降低了开关变换器的效率。因此，需要增加检测电路，实时检测开关管是否实现ZVS，根据检测结果调整相关参数确保开关管实现ZVS。如图1所示为现有技术的第一种反激有源钳位变换器的检测电路，此电路为NMOS管钳位电路、高压器件外置于变换器控制芯片外部的方案，本电路中晶体管Q2为钳位管，具体电路组成及连接方式，各功能模块的功能描述如下。输入电源VIN连接到电容C1的一端，C1的另一端连接至输入电源地GND；漏感LK一端连接至输入电源VIN和钳位电容Cclamp的一端，漏感LK的另一端连接至励磁电感LM的一端和变压器T1的1端；变压器T1匝比为NP/NS；钳位电容Cclamp的另一端连接至晶体管Q2的漏端、晶体管Q2寄生二极管DP2的阴极、晶体管Q2寄生电容CP2的一端；晶体管Q2的源端、晶体管Q2寄生二极管DP2的阳极、晶体管Q2寄生电容CP2的另一端连接到励磁电感LM的另一端和变压器T1的2端、隔离/自举驱动U3的一端、高压器件U6的一端、晶体管Q1的漏端、晶体管Q1寄生二极管DP1的阴极、晶体管Q1寄生电容CP1的一端；晶体管Q2的栅端连接至隔离/自举驱动U3的另一端。隔离/自举驱动U3的第三端连接至内部控制电路U1的GTH引脚；晶体管Q1与晶体管Q2为NMOS管且NMOS阈值电压为VTHN；高压器件U6的另一端连接至内部控制电路U1的SW引脚；晶体管Q1的栅端连接至内部控制电路U1的GTL引脚；晶体管Q1的源端、晶体管Q1寄生二极管DP1的阳极、晶体管Q1寄生电容CP1的另一端连接至电阻RCS的一端、内部控制电路U1的CS引脚；电阻RCS的另一端连接至输入电源地GND；自适应U2、低压检测U4集成在内部控制电路U1中。低压检测U4一端连接至内部控制电路U1的SW引脚，另一端连接至自适应U2的一端；自适应U2的另一端连接至内部控制电路U1的GTH引脚；变压器T1的4端连接至二极管D1的阳极；二极管D1的阴极连接至电容Cout的一端、输出电压VOUT一端、电压采样隔离反馈U5的一端；变压器T1的3端连接至电容Cout的另一端、输出电源地VSS；电压采样隔离反馈U5的另一端连接至内部控制电路U1的FB引脚；内部控制电路U1为电源系统的控制芯片，通过FB引脚接收电压采样隔离反馈U5输出的反馈信号，通过CS引脚采样电阻Rcs一端的电压，通过GTL引脚输出范围为输入电源地GND和第一输入电源VDD的电压，控制晶体管Q1的栅端使晶体管Q1导通或关断，通过SW引脚接收高压器件U6输出的电压，通过GTH引脚输出范围为输入电源地GND和第一输入电源VDD的电压，输出控制信号至隔离/自举驱动U3。电压采样隔离反馈U5采样电源系统的输出电压并产生反馈信号，内部控制电路U1通过FB引脚接收该反馈信号。高压器件U6采样晶体管Q1的漏端电压，高压器件U6设定阈值电压为VTH且VTH高于输入电源地GND。在晶体管Q1的漏端电压高于高压器件U6设定的阈值电压VTH时，高压器件U6输出设定的阈值电压VTH，；在晶体管Q1的漏端电压低于高压器件U6设定的阈值电压VTH后，高压器件U6输出晶体管Q1的漏端电压至内部控制电路U1的SW引脚。图1电路由于晶体管Q2的源端电压范围从低于输入电源GND且绝对值为晶体管Q1的寄生二极管DP1两端压降和采样电阻RCS两端压降之和到VIN+(NP/NS)*VOUT。为使晶体管Q2导通，晶体管Q2栅端电压需高于或等于晶体管Q2源极电压与晶体管Q2阈值电压VTHN之和；为使晶体管Q2关断，晶体管Q2栅端电压需低于晶体管Q2源极电压即与晶体管Q2阈值电压VTHN之和；内部控制电路U1通过GTH引脚输出范围为输入电源地GND和第一输入电源VDD的电压，第一输入电源VDD远小于VIN+(NP/NS)*VOUT，无法正常控制晶体管Q2的导通，需要引入隔离/自举驱动U3。隔离/自举驱动U3接收内部控制电路U1通过GTH引脚输出的信号，接收晶体管Q2源端电压作为隔离/自举驱动U3的参考电压，输出信号的电压范围为VIN+(NP/NS)*VOUT到VIN+(NP/NS)*VOUT+VTHN，可正常控制晶体管Q2的栅端使晶体管Q2导通或关断。自适应U2集成在内部控制电路U1中。自适应U2接收低压检测U4输出的电压来调整自适应U2输出的信号，自适应U2通过内部控制电路U1的GTH引脚输出信号至隔离/自举驱动U3，间接控制晶体管Q2的导通或关断。低压检测U4集成在内部控制电路U1中且设定阈值电压VTH1且VTH1高于输入电源地GND、小于或等于高压器件U6设定的阈值电压VTH。低压检测U4通过内部控制电路U1的SW引脚接收高压器件U6输出的电压，低压检测U4在晶体管Q1导通前将接收的高压器件U6输出的电压与设定的阈值电压VTH1进行比较，若高压器件U6输出的电压高于低压检测U4设定阈值电压VTH1时，低压检测U4输出电压至自适应U2中，自适应U2在晶体管Q1开通前接收低压检测U4输出的电压来调整自适应U2输出的信号，自适应U2通过隔离/自举驱动U3控制晶体管Q2的栅端使晶体管Q2导通且增加晶体管Q2的导通时间；一旦高压器件U6输出的电压低于低压检测U4设定阈值电压VTH1，则直接由隔离/自举驱动U3控制晶体管Q2的栅端使晶体管Q2导通且不再增加晶体管Q2的导通时间，此时判断晶体管Q1实现ZVS，晶体管Q1寄生二极管DP1导通，导致晶体管Q1漏端电压低于输入电源GND，晶体管Q1漏端电压绝对值为晶体管Q1的寄生二极管DP1两端压降和采样电阻RCS两端压降之和，采样电阻RCS与内部控制电路U1的CS引脚相连的一端电压也低于输入电源GND。图2所示为现有技术的第二种反激有源钳位变换器的检测电路，此电路为PMOS管钳位电路、高压器件外置于变换器控制芯片外部的方案，，即图1中的晶体管Q2采用PMOS管且PMOS管阈值为VTHP。本电路PMOS管Q2的源端、PMOS管Q2的寄生二极管DP2的阴极、PMOS管Q2寄生电容CP2的一端连接至输入电源地GND；PMOS管Q2漏端、PMOS管Q2寄生二极管DP2的阳极、PMOS管Q2寄生电容CP2的一端连接到钳位电容Cclamp的一端，钳位电容Cclamp的另一端连接到变压器T1的2端、励磁电感LM的一端、高压检测U4的一端、晶体管Q1的漏端、晶体管Q本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种检测电路，应用于反激有源钳位变换器，反激有源钳位变换器包括有主功率开关管和钳位管，钳位管为NMOS管，其特征在于：检测电路包括：内部控制电路U1B、自适应U2A、隔离/自举驱动U3、低压检测U4A、电压采样隔离反馈U5和电阻Rcs；内部控制电路U1B包括FB、CS、GTL和GTH四个引脚；低压检测U4A和自适应U2A置于内部控制电路U1B中；电阻Rcs一端连接内部控制电路U1B的CS引脚和主功率开关管的源端，另一端连接输入电源地GND；电压采样隔离反馈U5采样输出电压，输出隔离的反馈信号至FB引脚；隔离/自举驱动U3接收GTH引脚输出的信号，并接收主功率开关管漏端电压，输出信号控制钳位管的导通或关断；低压检测U4A设定有阈值电压VTH3，阈值电压VTH3低于输入电源GND，低压检测U4A通过CS引脚采样电阻Rcs一端的电压，并将该采样电压与阈值电压VTH3进行比较，将比较结果输入自适应U2A中；自适应U2A在主功率管导通前接收低压检测U4A的比较结果，当采样电压高于阈值电压VTH3时，GTH引脚输出信号至隔离/自举驱动U3，该信号通过隔离/自举驱动U3控钳位管导通且增加钳位管的导通时间；一旦采样电压低于阈值电压VTH3，GTH引脚输出信号至隔离/自举驱动U3，该信号通过隔离/自举驱动U3控制钳位管导通但不再增加钳位管的导通时间。...

【技术特征摘要】
1.一种检测电路，应用于反激有源钳位变换器，反激有源钳位变换器包括有主功率开关管和钳位管，钳位管为NMOS管，其特征在于：检测电路包括：内部控制电路U1B、自适应U2A、隔离/自举驱动U3、低压检测U4A、电压采样隔离反馈U5和电阻Rcs；内部控制电路U1B包括FB、CS、GTL和GTH四个引脚；低压检测U4A和自适应U2A置于内部控制电路U1B中；电阻Rcs一端连接内部控制电路U1B的CS引脚和主功率开关管的源端，另一端连接输入电源地GND；电压采样隔离反馈U5采样输出电压，输出隔离的反馈信号至FB引脚；隔离/自举驱动U3接收GTH引脚输出的信号，并接收主功率开关管漏端电压，输出信号控制钳位管的导通或关断；低压检测U4A设定有阈值电压VTH3，阈值电压VTH3低于输入电源GND，低压检测U4A通过CS引脚采样电阻Rcs一端的电压，并将该采样电压与阈值电压VTH3进行比较，将比较结果输入自适应U2A中；自适应U2A在主功率管导通前接收低压检测U4A的比较结果，当采样电压高于阈值电压VTH3时，GTH引脚输出信号至隔离/自举驱动U3，该信号通过隔离/自举驱动U3控钳位管导通且增加钳位管的导通时间；一旦采样电压低于阈值电压VTH3，GTH引脚输出信号至隔离/自举驱动U3，该信号通过隔离/自举驱动U3控制钳位管导通但不再增加钳位管的导通时间。2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：将低压检测U4A置于CS引脚与电阻Rcs一端之间。3.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于：将自适应U2A置于GTH引脚与隔离/自举驱动U3第三端之间。4.根据权利要求1所述的检测电路...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖华，
申请(专利权)人：广州金升阳科技有限公司，深圳南云微电子有限公司，
类型：新型
国别省市：广东,44