一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路及开关电源系统技术方案

本发明专利技术提供了一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路及开关电源系统，包括：斜波发生器，产生初始消隐斜波信号；可编程模块与调幅电路分别连接斜波发生器，用于分别调整消隐斜波信号的消隐斜波下降时间与幅度，形成所需斜波直流电压信号；容性耦合微分电路，用于采样SENSE端电压变化斜率，并输出与SENSE端电压变化斜率正相关的采样电压；比较电路，接收采样电压与斜波直流电压信号叠加后的电压，并将叠加后的电压分别与内部设定的第一阈值电压和第二阈值电压进行比较，从而判断SENSE端电压变化斜率是否达到预期，完成斜率检测。本发明专利技术电路结构精简，可实现斜率检测及谐振谷底检测功能以及实现应用在同步整流控制DCM模式下的防误开通功能。防误开通功能。防误开通功能。

【技术实现步骤摘要】
一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路及开关电源系统


[0001]本专利技术涉及集成电路
，具体涉及一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路及开关电源系统。

技术介绍

[0002]集成电路领域通常会用到各种各样的斜率检测电路，有基于模拟设计的，也有基于数字的，可谓是繁简不一、百花齐放。但随着近年来集成电路的飞速发展，市场竞争愈发激烈，对于降低芯片成本、增加功能以及优化性能等方面的要求也更加严苛。那么设计一种精简的、高可靠性的斜率检测电路，必定会受到工程师们的青睐。
[0003]同时在开关电源领域，随着新能效标准的普遍使用，对开关电源的效率要求越来越高，而使用准谐振谷底导通可以有效提高开关电源的效率，降低开关电源温升，提高开关电源功率密度。
[0004]而对于次级侧的同步整流控制器，通常是固定电压开通模式，那么如何避免准谐振过程中，同步整流控制器的误开通，也是我们亟需解决的问题。

技术实现思路

[0005]针对现有技术中存在的问题，提供了一种精简的、高可靠性的具有可编程消隐功能的斜率检测电路，在开关电源领域应用该电路，同时能够有效实现准谐振谷底检测，并且可以防止在DCM、QR等工作模式下因谐振引起的同步整流控制器误开通。
[0006]本专利技术采用的技术方案如下：一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路，包括斜波发生器、可编程模块、调幅电路、容性耦合微分电路以及比较电路；
[0007]斜波发生器，根据使能信号产生初始消隐斜波信号；
[0008]可编程模块与调幅电路分别连接斜波发生器，用于分别调整消隐斜波信号的消隐斜波下降时间与幅度，形成所需下降时间和幅度及具有消隐功能的斜波直流电压信号；
[0009]容性耦合微分电路，用于采样SENSE端电压变化斜率，并输出与SENSE端电压变化斜率正相关的采样电压；
[0010]比较电路，接收采样电压与斜波直流电压信号叠加后的电压，并将叠加后的电压分别与内部设定的第一阈值电压和第二阈值电压进行比较，从而判断SENSE端电压变化斜率是否达到预期，完成斜率检测。
[0011]进一步的，所述斜波发生器包括第一比例电流镜电路、第二比例电流镜电路、NMOS晶体管N01、PMOS晶体管P01、电容C01；所述第一比例电流镜电路输入端接可编程模块、输出端接第二比例电流镜电路的输入端；所述第二比例电流镜电路输出端接NMOS晶体管N01的源极；所述NMOS晶体管N01的漏极接PMOS晶体管P01的漏极和电容C01的正端；所述电容C01的负端接地；所述PMOS晶体管P01的源极接VCC；所述NMOS晶体管N01和PMOS晶体管P01的栅极均接使能信号EN。
[0012]进一步的，所述可编程模块接在第一比例电流镜电路的输入端与地之间，通过可
调电阻或可调偏置电流来实现可编程功能。
[0013]进一步的，所述调幅电路包括PMOS管P02、双极型晶体管NPN1、电阻R01、电阻R02、电阻R03以及电阻R04；所述电阻R01、电阻R02、PMOS管P02依次串联在VCC到GND的通路之间，PMOS管P02的栅极接电容C01的正端，源极接至电阻R02，漏极接地；所述双极型晶体管NPN1、电阻R03、R04依次串联在VCC到GND的通路之间，双极型晶体管NPN1的基极接电阻R01和R02的串联节点，集电极接VCC，发射极接至电阻R03；所述电阻R03、电阻R04的串联节点连接至比较电路。
[0014]进一步的，所述容性耦合微分电路的正端接至SENSE端，负端接至比较电路。
[0015]进一步的，所述容性耦合微分电路为电容或MOS管。
[0016]进一步的，所述比较电路包括固定偏置电流电路、第三比例电流镜电路、同尺寸的镜像NMOS对管N02和N03、同规格的电阻R05/R06以及第一比较器COMP1、第二比较器COMP2；所述固定偏置电流电路接在第三比例电流镜电路输入端和GND之间，提供恒定的偏置电流；所述第三比例电流镜电路的第一输出端和第二输出端分别对应接至镜像NMOS对管N02和N03的漏极；所述镜像NMOS对管N02和N03的栅极短接并接到NMOS管N03的漏极；所述电阻R05一端接至NMOS管N02的源极，另一端接至容性耦合微分电路负端和调幅电路的电阻R03、电阻R04的串联节点；所述电阻R06接在NMOS管N03的源极和GND之间；所述第一比较器COMP1的同相输入端接第一阈值电压V
TH1
、输出端即为的VOUT1输出脚；所述第二比较器COMP2的反相输入端接第二阈值电压V
TH2
、输出端即为的VOUT2输出脚；所述第一比较器COMP1的反相输入端和第二比较器COMP2的同相输入端均接到NMOS管N02漏极与第三比例电流镜电路第一输出端之间的节点E。
[0017]进一步的，所述比较电路的斜率检测过程为：VOUT1输出高电平，表明SENSE端下降沿的斜率达到一定标准，该标准与第一阈值电压有关V
TH1
；VOUT2输出高电平，表面SENSE端上升沿的斜率达到一定标准，该标准与第二阈值电压有关V
TH2
。。
[0018]进一步的，所述比较电路还包括谐振谷底检测功能：在VOUT1脉冲信号下降沿和紧邻其后VOUT2脉冲信号上升沿之间，必定存在SENSE端电压变化斜率为0的点，该点即为波谷。
[0019]本专利技术还提出了一种开关电源系统，包括变压器、开关电源控制器、功率开关管、同步整流MOS管、输出储能电容、同步整流控制器和可编程电阻；所述同步整流控制器中集成有上述具有可编程消隐功能的斜率检测电路；所述功率开关管漏极与所述变压器的初级侧的一端连接，源极与地连接，所述开关电源控制器的输出与所述功率开关管的栅极相连，所述同步整流MOS管的漏端与所述变压器的次级侧的一端、同步整流控制器的斜率采样输入SENSE端连接，所述同步整流MOS管的源极接地，所述同步整流MOS管的栅端连接所述同步整流控制器的输出控制端GATE，所述变压器的次级侧的另一端接输出储能电容和同步整流控制器的VCC端，负责对所述输出储能电容和同步整流控制器的VCC进行充电。
[0020]与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：1、将斜率检测电路最大程度精简化，并保证可靠性；2、在比较电路中，引入双阈值比较模式，可实现谐振谷底检测功能；3、在普通斜率检测电路的基础之上，新增可编程消隐功能，应用在同步整流控制系统中，可有效屏蔽谐振阶段的斜率检测，防止同步整流控制器在谐振时误开通，进而保护电源系统。
附图说明
[0021]图1为本专利技术提出的具有可编程消隐功能的斜率检测电路结构图。
[0022]图2为本专利技术一实施例中具有可编程消隐功能的斜率检测电路原理图。
[0023]图3为本专利技术一实施例的一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路在SENSE端加脉冲信号时的工作原理图。
[0024]图4为应用了一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路的开关电源系本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种具有可编程消隐功能的斜率检测电路，其特征在于，包括斜波发生器、可编程模块、调幅电路、容性耦合微分电路以及比较电路；斜波发生器，根据使能信号产生初始消隐斜波信号；可编程模块与调幅电路分别连接斜波发生器，用于分别调整消隐斜波信号的消隐斜波下降时间与幅度，形成所需下降时间和幅度及具有消隐功能的斜波直流电压信号；容性耦合微分电路，用于采样SENSE端电压变化斜率，并输出与SENSE端电压变化斜率正相关的采样电压；比较电路，接收采样电压与斜波直流电压信号叠加后的电压，并将叠加后的电压分别与内部设定的第一阈值电压和第二阈值电压进行比较，从而判断SENSE端电压变化斜率是否达到预期，完成斜率检测。2.根据权利要求1所述的具有可编程消隐功能的斜率检测电路，其特征在于，所述斜波发生器包括第一比例电流镜电路、第二比例电流镜电路、NMOS晶体管N01、PMOS晶体管P01、电容C01；所述第一比例电流镜电路输入端接可编程模块、输出端接第二比例电流镜电路的输入端；所述第二比例电流镜电路输出端接NMOS晶体管N01的源极；所述NMOS晶体管N01的漏极接PMOS晶体管P01的漏极和电容C01的正端；所述电容C01的负端接地；所述PMOS晶体管P01的源极接VCC；所述NMOS晶体管N01和PMOS晶体管P01的栅极均接使能信号EN。3.根据权利要求2所述的具有可编程消隐功能的斜率检测电路，其特征在于，所述可编程模块接在第一比例电流镜电路的输入端与地之间，通过可调电阻或可调偏置电流来实现可编程功能。4.根据权利要求3所述的具有可编程消隐功能的斜率检测电路，其特征在于，所述调幅电路包括PMOS管P02、双极型晶体管NPN1、电阻R01、电阻R02、电阻R03以及电阻R04；所述电阻R01、电阻R02、PMOS管P02依次串联在VCC到GND的通路之间，PMOS管P02的栅极接电容C01的正端，源极接至电阻R02，漏极接地；所述双极型晶体管NPN1、电阻R03、R04依次串联在VCC到GND的通路之间，双极型晶体管NPN1的基极接电阻R01和R02的串联节点，集电极接VCC，发射极接至电阻R03；所述电阻R03、电阻R04的串联节点连接至比较电路。5.根据权利要求4所述的具有可编程消隐功能的斜率检测电路，其特征在于，所述容性耦合微分电路的正端接至SENSE端，负端接至比较电路。6.根据权利要求5所述的具有可编程消隐功能的斜率检测电路，其特征在于，所述容性耦合微分电路为电容或MOS管。7.根据权利要求5所述的具有可编程消隐功能的斜率检测电路，其特征在于，所述比较电路包括固定偏置电流电路、第三比例电流...

【专利技术属性】
技术研发人员：ꢀ七四专利代理机构，
申请(专利权)人：成都启臣微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：