一种自校准过零检测比较器制造技术

本发明专利技术公开了一种自校准过零检测比较器，包括信号输入模块、驱动模块、存储模块及反相器，信号输入模块用于接收同步整流管两端的电压，根据接收到的同步整流管两端的电压得到对应的电流并输出至驱动模块；驱动模块用于将信号输入模块输入的电流进行转化并传输至存储模块；存储模块用于存储驱动模块传输的电流转化的电压，获得由电流引起的动态电压，并将动态电压输出至反相器；反相器用于根据动态电压的数值发生翻转，并将翻转信号发送至所述开关电源的触发器。本发明专利技术的过零检测比较器采用自校准技术减小失调电压，使得过零检测更精确。

A self calibration zero crossing detection comparator

【技术实现步骤摘要】
一种自校准过零检测比较器
本专利技术涉及一种集成电路，尤其涉及一种自校准过零检测比较器。
技术介绍
在开关电源中，同步整流技术采用低导通阻抗的功率MOS管来取代整流二极管，使开关电源有更高的转换效率。在轻载时则需要检测同步整流管电流过零，关闭同步整流管，从而提升轻载时开关电源的转换效率。使用比较器直接比较同步整流管两端的压降，看压降是否小于0，即可实现过零检测。一般比较器都存在失调电压，要精准地检测电流过零，要求失调电压控制得非常小。传统的方法是增加额外的修调电路或者增加比较器的面积来减小失调电压，这两种方法都会增加电路成本，且随着温度变化和使用老化，失调电压也会变化，所以难以把失调电压控制在很小。有鉴于此，怎样精准的实现过零检测比较器失调电压的减小，为需解决的技术问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在提供一种采用自校准技术的过零检测电路，通过自校准技术减小失调电压，使得过零检测更精确。为了实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种自校准过零检测比较器，用于比较开关电源中的同步整流管两端的压降，具体的包括信号输入模块、驱动模块、存储模块及反相器。信号输入模块与驱动模块相连，驱动模块与存储模块相连，存储模块与反相器相连。其中，信号输入模块用于接收同步整流管两端的电压，根据接收到的同步整流管两端的电压得到对应的电流并输出至驱动模块。驱动模块用于将信号输入模块输入的电流进行转化并传输至存储模块。存储模块用于存储驱动模块传输的电流对应的电压，获得由电流引起的动态电压，并将动态电压输出至反相器。反相器用于根据动态电压的数值发生翻转，并将翻转信号发送至所述开关电源的触发器。进一步地，信号输入模块包括跨导放大器、选择开关S1及选择开关S2。跨导放大器的同相输入端通过选择开关S1与同步整流管的输出端相连，跨导放大器的同相输入端通过选择开关S2与同步整流管的输入端相连，跨导放大器的反相输入端与同步整流管的输出端相连，跨导放大器的输出端与驱动模块相连。其中，当选择开关S1导通，选择开关S2关闭时，跨导放大器的同相输入端与反向输入端均接入同步整流管的输出端电压，跨导放大器根据同步整流管的输出端电压得到第一电流，并将第一电流输出至驱动模块。当选择开关S1关闭，选择开关S2导通时，跨导放大器的同相输入端输入同步整流管的输入端电压，跨导放大器的反向输入端输入同步整流管的输出端电压，跨导放大器根据同步整流管的输入端电压和输出端电压得到第二电流，并将第二电流输出至驱动模块。进一步地，驱动模块包括NMOS管N1，NMOS管N1的源极与跨导放大器的输出端相连，NMOS管N1的漏极与存储模块相连，NMOS管N1的栅极连接偏置电压。其中，偏置电压用于让NMOS管N1工作在共栅状态，NMOS管N1用于将第一电流转化成第三电流并传输至存储模块，以及用于将第二电流转为第四电流，第三电流在存储模块上以电压形式存储。进一步地，存储模块包括PMOS管P1、电容C1及选择开关S3。PMOS管P1的源极与开关电源的内部电源及电容C1的正极相连，电容C1的负极与PMOS管P1的栅极相连且通过选择开关S3与PMOS管P1的漏极相连。其中，PMOS管P1工作在共栅状态，电容C1用于存储第三电流对应的电压信息。进一步地，PMOS管P1的漏极与所述NMOS管N1的漏极相连且通过选择开关S4与反相器相连。其中，第三电流与第四电流的差值使得PMOS管P1的漏极电压存在变化，PMOS管P1通过选择开关S4向反相器输入PMOS管P1的漏极的动态电压，PMOS管P1的漏极的动态电压触发反相器的输出发生翻转。进一步地，反相器的输入端通过选择开关S5与电容C1的正极相连，反向器的输出端与开关电源的触发器的置位端相连。其中，反相器根据所述PMOS管P1的漏极的动态电压发生翻转，并将翻转信号传输至开关电源的触发器的置位端。与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：(1)本专利技术的比较器，采用信号输入模块接收同步整流管两端的电压，根据接收到的同步整流管两端的电压得到对应的电流并输出至驱动模块，驱动模块将信号输入模块输入的电流进行转化并传输至存储模块，存储模块存储驱动模块传输的电流对应的电压，获得由电流引起的动态电压，并将动态电压输出至反相器，反相器根据动态电压的数值发生翻转，并将翻转信号发送至开关电源的触发器，这样的方式，通过反向器的翻转来控制关断同步整流管，提升开关电源的转换效率。(2)本专利技术的比较器，校准阶段将失调电压信息转化成电压存储在存储单元，在比较阶段将存储在存储单元的电压转化成带有失调电压信息的电流，与同步整流管两端电压产生的对应电流比较，在同步整流管两端电压相等，即电感电流过零的时候，抵消掉比较器自身的失调电压，减小失调电压对于过零检测的干扰，使得过零检测更精确，从而提高了开关电源的转换效率。(3)本专利技术的比较器通过自校准的方法，避免了传统增加额外修调电路或者增加比较器的面积来减小失调电压，节约了电路成本，减小了维护电路的难度。附图说明图1为本专利技术的系统模块图。图2为本专利技术实施例的升压开关电源电路图。图3为本专利技术实施例的升压开关电源的工作波形图。图4为本专利技术实施例的自校准过零检测比较器电路图。图5为本专利技术实施例的过零比较器电路的工作时序图。图6为本专利技术实施例比较器在校准阶段的电路图。图7为本专利技术实施例比较器在比较阶段的电路图。上述附图中，附图标记对应的部件名称如下：10-信号输入模块，20-驱动模块，30-存储模块，40-反相器。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明，本专利技术的实施方式包括但不限于下列实施例。一种自校准过零检测比较器，用于比较开关电源中的同步整流管两端的压降，具体的包括信号输入模块10、驱动模块20、存储模块30及反相器40。信号输入模块10与驱动模块20相连，驱动模块20与存储模块30相连，存储模块30与反相器40相连。如图1所示，信号输入模块10用于接收同步整流管两端的电压，根据接收到的同步整流管两端的电压得到对应的电流并输出至驱动模块20。驱动模块20用于将信号输入模块输入的电流进行转化并传输至存储模块30。存储模块30用于存储驱动模块20传输的电流对应的电压，获得由电流引起的动态电压，并将动态电压输出至反相器40。反相器40用于根据动态电压的数值发生翻转，并将翻转信号发送至开关电源的触发器。请参阅图2，升压开关电源电路，电感的一端接输入电源Vin，另一端接sw端，sw端为芯片的一个引脚。功率管NL的漏极接sw端，源极接地，栅极与脉宽调制电路的输出端相连，脉宽调制电路输出驱动电压gate1用于控制功率管NL的开关或闭合。驱动电压gate1＝1，功率管NL导通，驱动电压gate1＝0，功率管NL关闭。功率管NH的源极接sw端，漏极接输出电压Vout，栅极与脉宽调制电路的输出端相连，脉宽调制电路输出驱动电压gate2用于控制功率管NH的开关或闭合。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自校准过零检测比较器，用于比较开关电源中的同步整流管两端的压降，其特征在于，所述自校准过零检测比较器包括信号输入模块(10)、与信号输入模块(10)相连的驱动模块(20)、与驱动模块(20)相连的存储模块(30)及与存储模块(30)相连的反相器(40)；/n其中，信号输入模块(10)用于接收同步整流管两端的电压，根据接收到的同步整流管两端的电压得到对应的电流并输出至驱动模块(20)；驱动模块(20)用于将信号输入模块(10)输入的电流进行转化并传输至存储模块(30)；存储模块(30)用于存储驱动模块(20)传输的电流对应的电压，获得由电流引起的动态电压，并将动态电压输出至反相器(40)；反相器(40)用于根据动态电压的数值发生翻转，并将翻转信号发送至所述开关电源的触发器。/n

【技术特征摘要】
1.一种自校准过零检测比较器，用于比较开关电源中的同步整流管两端的压降，其特征在于，所述自校准过零检测比较器包括信号输入模块(10)、与信号输入模块(10)相连的驱动模块(20)、与驱动模块(20)相连的存储模块(30)及与存储模块(30)相连的反相器(40)；
其中，信号输入模块(10)用于接收同步整流管两端的电压，根据接收到的同步整流管两端的电压得到对应的电流并输出至驱动模块(20)；驱动模块(20)用于将信号输入模块(10)输入的电流进行转化并传输至存储模块(30)；存储模块(30)用于存储驱动模块(20)传输的电流对应的电压，获得由电流引起的动态电压，并将动态电压输出至反相器(40)；反相器(40)用于根据动态电压的数值发生翻转，并将翻转信号发送至所述开关电源的触发器。


2.根据权利要求1所述的一种自校准过零检测比较器，其特征在于，所述信号输入模块(10)包括跨导放大器GM1、选择开关S1及选择开关S2；
跨导放大器的同相输入端通过选择开关S1与同步整流管的输出端相连，跨导放大器GM1的同相输入端通过选择开关S2与同步整流管的输入端相连，跨导放大器GM1的反相输入端与同步整流管的输出端相连，跨导放大器GM1的输出端与驱动模块(20)相连；
其中，当选择开关S1导通，选择开关S2关闭时，跨导放大器的同相输入端与反向输入端均接入同步整流管的输出端电压，跨导放大器根据同步整流管的输出端电压得到第一电流，并将第一电流输出至驱动模块；当选择开关S1关闭，选择开关S2导通时，跨导放大器GM1的同相输入端输入同步整流管的输入端电压，跨导放大器GM1的反向输入端输入同步整流管的输出端电压，跨导放大器GM1根据同步整流管的输入端电压和输出端电压得到第二电流，并将第二电流输出至驱动模块(20)。


3.根据权利要求2...

【专利技术属性】
技术研发人员：韩颖杰，
申请(专利权)人：上海南芯半导体科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31