电压变换器的零电流检测器制造技术

检测电压变换器的零电流的方法包括：在电压变换器的功率开关闭合的第一阶段重置比较器输出；以及误差消除电路从比较器接收取样信号。该方法还使用取样信号确定比较器误差。响应于电压变换器的输出电压小于阈值电压，比较器输出在功率开关打开的第二阶段被重置。比较器将来自电压变换器的第一信号与代表地电压的第二信号进行比较，在产生表示第一和第二信号的比较的ZCD信号。随后，产生表示所确定的比较器误差的误差消除信号，以消除比较器误差。

【技术实现步骤摘要】
电压变换器的零电流检测器
本专利技术涉及电压变换器。具体地，本专利技术涉及同步降压变换器的零电流检测器(Zero-CurrentDetector，ZCD)。
技术介绍
开关模式电源供应器(SwitchingModePowerSupply，SMPS)通常地用来向负载提供经调节的电源，例如经调节的电压或经调节的电流。图1所示的是一种电压变换器100的电路示意图。该电压变换器100包括功率电路102和控制电路104。功率电路102包括功率开关S1、同步开关S2、电感器L、电容器C、以及输出电阻器R。功率开关S1由P型晶体管实现，同步开关S2由N型晶体管实现。对于功率开关S1，其源极端耦接到输入电压Vin，其漏极端耦接到同步开关S2的漏极端以及电感器L的一端，而其栅极端耦接到控制电路104。功率开关S1由控制电路104控制。类似地，对于同步开关S2，其源极端耦接到地，其栅极端耦接到控制电路104从而同步开关S2亦由控制电路104控制。电感器L的一端耦接到功率开关S1和同步开关S2的漏极，而电感器L的另一端耦接到输出端而提供输出电压Vout。输出电阻器R和电容器C并联地连接在输出端和地之间。控制电路104包括串联地连接在输出端和地之间的第一反馈电阻R1和第二反馈电阻R2。第一、第二反馈电阻R1、R2之间的节点提供反馈电压VFB。控制电路104还包括电流感测电路106、补偿电路108、以及PWM/PFM控制电路110。电流感测电路106用来感测在功率开关S1和同步开关S2之间的节点上的电流，由图1中的虚线箭头线之一所指。PWM/PFM控制电路110自电流感测电路106接收所感测的电流，并产生用在对于开关S1、S2的控制中的补偿信号。补偿电路108接收反馈电压VFB并产生用在对开关S1、S2的控制中的电压补偿信号。在运行时，功率开关S1在“导通状态”下被控制为导通，从而输入电压Vin经过电感器L而被提供到输出电压Vout。在随后的“关断状态”下，功率开关S1被控制为关断，而同步开关S2被控制为导通。电感器L放电，并作用为电压源，从而输出电压Vout持续被提供。功率开关S1和同步开关S2交替地导通以对电感器L充电和放电，并且不会同时导通，以免使输入电压Vin与地之间被短路。在“关断状态”下，流经电感器L的电流下降。当电感器L中储存的能量通过输出电压Vout被提供时，电流下降为零，甚至变为负。PWM/PFM控制电路110确定是否切断同步开关S2以允许负电流被提供为输出。从而，控制电路104进一步包括零电流检测器(zero-currentdetector，ZCD)112，其检测电流是否变为零，并向PWM/PFM控制电路110提供表示检测结果的ZCD信号，以使开关S1、S2得到如前所述的控制。另一方面，ZCD112的输出较为脆弱，其易受到硅制程差异以及各种误差的影响。不正确的ZCD输出能够导致开关S1、S2错误地切换，这可能使电压变换器崩溃。因此，有必要提供一种具有可靠的ZCD的电压变换器。
技术实现思路
本
技术实现思路
被提供以介绍以下具体实施方式部分详述的概念中经选择的简化部分。本
技术实现思路
并不意欲确定权利要求中内容的关键或必要特征，亦不意欲使其限制权利要求的范围。根据一种实施方式，提供一种电压变换器的零电流检测器，其包括：具有第一输入端、第二输入端、以及输出端的比较器，第一输入端自电压变换器接收第一信号，第二输入端接收表示地电压的第二信号，输出端提供响应于第一信号和第二信号的比较的ZCD信号，其中ZCD信号是零电流检测器的输出；耦接到比较器的误差消除电路，误差消除电路响应于电压变换器的功率开关被闭合而启用，误差消除电路自比较器接收取样信号，并响应于取样信号而确定比较器的误差，误差消除电路向比较器提供表示所确定的误差的误差消除信号，以消除响应于第一信号、第二信号的比较而产生的比较器误差；以及延时电路，耦接到误差消除电路，其中在功率开关断开后，响应于电压变换器的输出电压小于阈值电压，延时电路将误差消除电路在第一预定时间内启用。根据一种实施方式，零电流检测器进一步包括：控制电路，响应于误差消除电路的启用而重置比较器的输出端上的ZCD信号。根据一种实施方式，零电流检测器进一步包括：耦接到比较器的重置电路，响应于误差消除电路的不启用而在第二预定时间内重置比较器。根据一种实施方式，第二预定时间等于或小于30纳秒。根据一种实施方式，零电流检测器进一步包括：耦接在比较器的第一输入端、第二输入端之间的自动零开关，在误差消除电路启用时，自动零开关闭合。根据一种实施方式，零电流检测器进一步包括：耦接到比较器的第一输入端的LX使能开关，其中在误差消除电路不启用时，LX使能开关闭合，以使来自电压变换器的第一信号提供给比较器。根据一种实施方式，零电流检测器进一步包括：控制电路，将应用到电压变换器的功率开关上的开关信号的占空比与阈值比率相比较，以确定电压变换器的输出电压小于阈值电压。根据一种实施方式，一种检测电压变换器的零电流的方法包括：在电压变换器的功率开关闭合的第一阶段，重置比较器的输出；误差消除电路从比较器接收取样信号，并基于取样信号而确定比较器误差；响应于电压变换器的输出电压低于阈值电压，在电压变换器的功率开关断开的第二阶段，重置比较器的输出；比较器将来自电压变换器的第一信号与代表地电压的第二信号进行比较，以产生表示第一信号和第二信号的比较的ZCD信号；以及向比较器提供表示所确定的误差的误差消除信号，以消除比较器误差。根据一种实施方式，该方法进一步包括：在第一阶段和第二阶段启用误差消除电路以从比较器接收取样信号，在第二阶段后，误差消除电路停止接收来自比较器的取样信号和确定误差。根据一种实施方式，该方法进一步包括：响应于误差消除电路的不启用而在第三阶段重置ZCD信号。根据一种实施方式，第三阶段等于或小于30纳秒。根据一种实施方式，该方法进一步包括，在第一阶段和第二阶段：使第一信号不提供给比较器；以及将比较器的第一输入端和第二输入端短路，其中第一输入端和第二输入端分别配置为接收第一信号和第二信号。根据一种实施方式，该方法进一步包括：将应用到电压变换器的功率开关上的开关信号的占空比与阈值比率相比较，以确定电压变换器的输出电压小于阈值电压。根据一种实施方式，一种同步降压变换器包括：功率级，包括功率开关和同步开关，功率开关和同步开关交替地闭合以对电感器充电和放电，电感器具有第一端和第二端，电感器的第一端耦接到功率开关和同步开关，电感器的第二端提供输出信号作为同步降压变换器的输出；控制功率开关和同步开关的控制级；以及耦接到功率级和控制级的零电流检测器，其中零电流检测器包括：耦接到电感器的第一端和地的比较器，比较器将来自电感器的第一端的第一信号和表示地电压的第二信号进行比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电压变换器的零电流检测器，其特征在于，包括：/n具有第一输入端、第二输入端、以及输出端的比较器，第一输入端自电压变换器接收第一信号，第二输入端接收表示地电压的第二信号，输出端提供响应于第一信号和第二信号的比较的ZCD信号，其中ZCD信号是零电流检测器的输出；/n耦接到比较器的误差消除电路，误差消除电路响应于电压变换器的功率开关被闭合而启用，误差消除电路自比较器接收取样信号，并响应于取样信号而确定比较器的误差，误差消除电路向比较器提供表示所确定的误差的误差消除信号，以消除响应于第一信号、第二信号的比较而产生的比较器误差；以及/n延时电路，耦接到误差消除电路，其中在功率开关断开后，响应于电压变换器的输出电压小于阈值电压，延时电路将误差消除电路在第一预定时间内启用。/n

【技术特征摘要】
1.一种电压变换器的零电流检测器，其特征在于，包括：
具有第一输入端、第二输入端、以及输出端的比较器，第一输入端自电压变换器接收第一信号，第二输入端接收表示地电压的第二信号，输出端提供响应于第一信号和第二信号的比较的ZCD信号，其中ZCD信号是零电流检测器的输出；
耦接到比较器的误差消除电路，误差消除电路响应于电压变换器的功率开关被闭合而启用，误差消除电路自比较器接收取样信号，并响应于取样信号而确定比较器的误差，误差消除电路向比较器提供表示所确定的误差的误差消除信号，以消除响应于第一信号、第二信号的比较而产生的比较器误差；以及
延时电路，耦接到误差消除电路，其中在功率开关断开后，响应于电压变换器的输出电压小于阈值电压，延时电路将误差消除电路在第一预定时间内启用。


2.根据权利要求1的零电流检测器，其特征在于，进一步包括：
控制电路，响应于误差消除电路的启用而重置比较器的输出端上的ZCD信号。


3.根据权利要求1的零电流检测器，其特征在于，进一步包括：
耦接到比较器的重置电路，响应于误差消除电路的不启用而在第二预定时间内重置比较器。


4.根据权利要求1所述的零电流检测器，其特征在于，进一步包括：
耦接在比较器的第一输入端、第二输入端之间的自动零开关，在误差消除电路启用时，自动零开关闭合。


5.一种检测电压变换器的零电流的方法，其特征在于，包括：
在电压变换器的功率开关闭合的第一阶段，重置比较器的输出；
误差消除电路从比较器接收取样信号，并基于取样信号而确定比较器误差；
响应于电压变换器的输出电压低于阈值电压，在电压变换器的功率开关断开的第二阶段，重置比较器的输出；
比较器将来自电压变换器的第一信号与代表地电压的第二信号进行比较，以产生表示第一信号和第二信号的比较的ZCD信号；以及
向...

【专利技术属性】
技术研发人员：毕胜兰，樊勃，王猛，
申请(专利权)人：恩智浦美国有限公司，
类型：发明
国别省市：美国;US