基于功率管斜率和延时检测的控制电路和开关电路制造技术

技术编号：40508649 阅读：8 留言：0更新日期：2024-03-01 13:23

本公开的实施例提供的控制电路和开关电路，斜率检测模块根据第一电压和第二电压，确定与下功率管导通电流的变化量的斜率对应的第三电压；采样保持模块在下功率管导通期间，对第三电压进行采样并输出第四电压，在下功率管关断期间，将第三电压进行保持；过零电流检测模块根据第二电压与预设阈值电压，输出控制信号；延时修正模块基于控制信号确定关断延时，以及基于关断延时时间和第四电压确定修正电压，根据修正电压修正输入至过零电流检测模块的预设阈值电压，并将修正电压复位，避免因下功率管在零电流之前关断，使得下功率管的体二极管导通产生额外损耗，或下功率管在零电流之后关断，负电流使得下功率管的内阻产生额外的损耗。

全部详细技术资料下载

【技术实现步骤摘要】

本公开的实施例涉及集成电路以及相关，具体地，涉及适用于一种基于功率管斜率和延时检测的控制电路和开关电路。

技术介绍

1、开关电路中，过零电流检测是提供开关电路轻载必不可少的，通过在开关电路中设置电流检测比较器，当下功率管的导通电流小于零时，控制下功率管关断。

2、现有技术中，受电流检测比较器延时的影响，当下功率管电流下降到设定阈值后，在比较器延时和驱动延时内，下功率管仍然会保持开启，下功率管在延时时间内电流继续下降δi，直到延时结束，下功率管停止电流下降。当下功率管在零电流之前关断，下功率管的体二极管导通产生额外损耗，下功率管在零电流之后关断，负电流使得下功率管的内阻产生额外的损耗。

技术实现思路

1、本文中描述的实施例提供了一种基于功率管斜率和延时检测的控制电路和开关电路，解决现有技术存在的问题。

2、根据本公开的第一方面，提供了一种基于功率管斜率和延时检测的控制电路，包括：电流检测模块、斜率检测模块、采样保持模块、过零电流检测模块和延时修正模块，所述过零电流检测模块包括第一过零电流检测单元和第二过零电流检测单元；

3、其中，所述电流检测模块，被配置为采集开关节点电压，并在上功率管导通期间，根据所述开关节点电压和输入节点电压输出第一电压，在下功率管导通期间，根据所述开关节点电压和接地节点电压输出第二电压；

4、所述斜率检测模块，被配置为根据所述第一电压和所述第二电压，确定与所述上功率管导通电流的变化量的斜率对应的第三电压；

<p>5、所述采样保持模块，被配置在所述下功率管导通期间，对第三电压进行采样，在所述下功率管关断期间和上功率管导通期间，将下功率关断前时刻的所述第三电压进行保持；

6、所述过零电流检测模块，被配置为根据所述第二电压与预设阈值电压，输出控制信号，其中，所述第二过零电流检测单元输出的第二控制信号与所述第一过零电流检测单元输出的第一控制信号之间存在延迟，所述第一过零电流检测单元的使能端与所述下功率管的控制端电连接，所述第二过零电流检测单元的使能端与所述下功率管的控制端电连接，所述第二过零电流检测单元输出的第二控制信号接入所述下功率管的驱动模块；

7、所述延时修正模块，被配置为基于所述第一控制信号和所述第二控制信号，确定关断延时时间，以及在所述第一控制信号为高电平时，基于关断延时时间和所述第四电压确定修正电压，在所述第一控制信号为低电平，所述第二控制信号为高电平时，根据所述修正电压修正输入至所述过零电流检测模块的预设阈值电压，在所述第一控制信号和所述第二控制信号均为低电平时，将所述修正电压复位；

8、其中，关断延时时间包括第二过零电流检测单元上升沿的延时时间和驱动电路的延时时间。

9、在本公开一些实施例中，所述延时修正模块包括延迟控制信号生成单元、延时电流变化量确定单元、修正电压存储复位单元和阈值修正单元；

10、其中，所述延迟控制信号生成单元，被配置为在所述第一过零电流检测单元输出高电平时，输出高电平至所述延时电流变化量确定单元，输出低电平至所述修正电压存储复位单元和所述阈值修正单元，在所述第一过零电流检测单元输出低电平，所述第二过零电流检测单元输出高电平时，输出高电平至所述阈值修正单元，输出低电平至所述延时电流变化量确定单元和所述修正电压存储复位单元，以及在所述第一过零电流检测单元输出低电平，所述第二过零电流检测单元输出低电平时，输出高电平至所述修正电压存储复位单元，输出低电平至所述延时电流变化量确定单元和所述阈值修正单元；

11、所述延时电流变化量确定单元，被配置为在所述第一过零电流检测单元输出高电平时，基于关断延时时间和所述第四电压确定修正电压；

12、所述修正电压存储复位单元，被配置为在所述第一过零电流检测单元输出高电平时，将所述修正电压进行存储，在所述第一过零电流检测单元输出低电平，所述第二过零电流检测单元输出低电平时，将所述修正电压复位；

13、所述阈值修正单元，被配置为在所述第一过零电流检测单元输出低电平，所述第二过零电流检测单元输出高电平时，输出修正电压以修正输入至过零电流检测模块的预设阈值电压。

14、在本公开一些实施例中，所述延时检测单元包括第一与门、第二与门、第三与门、异或门和或非门，所述第一与门的第一端与所述第一过零电流检测单元的输出端电连接，所述第一与门的第二端和psm信号端电连接，所述第一与门的第三端分别与所述或非门的第二端、所述第三与门a3的第一端和所述延时电流变化量确定单元的使能端电连接，所述第二与门的第一端与所述第二过零电流检测单元的输出端电连接，所述第二与门的第二端与所述psm信号端电连接，所述第二与门的第三端分别与所述或非门的第一端、所述异或门的第二端和所述第三与门的第二端电连接，所述第三与门的第三端与所述异或门的第一端电连接，所述异或门的第三端与所述阈值修正单元的使能端电连接，所述或非门的第三端与所述修正电压存储复位单元的控制端电连接；

15、所述延时电流变化量确定单元包括第一跨导放大器，所述第一跨导放大器的第一端与所述采样保持模块的输出端电连接，所述第一跨导放大器的第二端与接地节点电连接，所述第一跨导放大器的第三端与电源电压节点电连接；

16、所述修正电压存储复位单元包括第一电容和第一开关，所述第一电容的第一端分别与所述第一跨导放大器的第四端和所述第一开关的第一端电连接，所述第一电容的第二端和所述第一开关的第二端与接地节点电连接；

17、所述阈值修正单元包括第五放大器、第二开关、第三开关、第二电容、第一电压源和第二电压源，所述第五放大器的第一端与所述第一电容的第一端电连接，所述第五放大器的第二端与接地节点电连接，所述第五放大器的第三端与所述第二开关的第一端电连接，所述第五放大器的第四端与第二电压源电连接，所述第二开关的第二端分别与所述第二电容的第一端和所述第三开关的第一端电连接，所述第三开关的控制端与所述芯片启动完成使能信号端电连接，所述第三开关的第二端与第一电压源电连接，所述第二电容的第二端与接地节点电连接。

18、在本公开一些实施例中，所述电流检测模块包括第一电流检测单元和第二电流检测单元；

19、所述第一电流检测单元包括第四开关、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第三电容和第一放大器，所述第四开关的控制端与所述上功率管的控制端电连接，所述第四开关的第一端与输入节点电连接，所述第四开关的第二端分别与所述第一电阻的第一端和所述第二电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端和所述第三电阻的第一端分别与所述开关节点电连接，所述第二电阻的第二端分别与所述第三电容的第一端和所述第一放大器的正向输入端电连接，所述第三电阻的第二端和所述第三电容的第二端分别与所述第一放大器的反向输入端电连接，所述第一放大器的第三端端与所述斜率检测模块电连接，所述第一放大器的第四端与第三电压源电连接；

20、所述第二采集单元包括第五开关、第四电阻、第五电阻、本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种基于功率管斜率和延时检测的控制电路，其特征在于，包括：电流检测模块、斜率检测模块、采样保持模块、过零电流检测模块和延时修正模块，所述过零电流检测模块包括第一过零电流检测单元和第二过零电流检测单元；

2.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述延时修正模块包括延迟控制信号生成单元、延时电流变化量确定单元、修正电压存储复位单元和阈值修正单元；

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述延时检测单元包括第一与门、第二与门、第三与门、异或门和或非门，所述第一与门的第一端与所述第一过零电流检测单元的输出端电连接，所述第一与门的第二端和PSM信号端电连接，所述第一与门的第三端分别与所述或非门的第二端、所述第三与门A3的第一端和所述延时电流变化量确定单元的使能端电连接，所述第二与门的第一端与所述第二过零电流检测单元的输出端电连接，所述第二与门的第二端与所述PSM信号端电连接，所述第二与门的第三端分别与所述或非门的第一端、所述异或门的第二端和所述第三与门的第二端电连接，所述第三与门的第三端与所述异或门的第一端电连接，所述异或门的第三端与所述阈值修正单

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电流检测模块包括第一电流检测单元和第二电流检测单元；

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述斜率检测模块包括第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第五电容、第三放大器、第六电容和第七电阻，所述第六开关的第一端与所述电流检测模块的第一输出端电连接，所述第六开关的第二端分别与所述第五电容的第一端、所述第八开关的第二端电连接，所述第六开关的控制端和所述第七开关的控制端分别与所述上功率管的控制端电连接，所述第七开关的第一端分别与所述第五电容的第二端和所述第九开关的第一端电连接，所述第七开关的第二端与接地节点电连接，所述第八开关的第一端与所述电流检测模块的第二输出端电连接，所述第八开关的控制端和所述第九开关的控制端分别与所述下功率管的控制端电连接，所述第九开关的第二端分别与所述第三放大器第一端和所述第七电阻的第一端电连接，所述第三放大器的第二端与接地节点电连接，所述第三放大器的第三端分别与所述第七电阻的第二端、所述第六电容的第二端和所述采样保持模块电连接。

6.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述采样保持模块包括第十开关、第七电容、第八电容、第八电阻和第四放大器；

7.根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述斜率检测模块还包括第二延迟器、第三延迟器、第四与门和第五与门，所述第二延迟器的第一端分别与所述上功率管的控制端和所述第四与门的第一端电连接，所述第二延迟器的第二端与所述第四与门的第二端电连接，所述第四与门的第三端分别与所述第六开关和所述第七开关的控制端电连接；

8.根据权利要求6所述的控制电路，其特征在于，所述采样保持模块还包括第四延迟器和第六与门，所述第四延迟器的第一端分别与所述下功率管的控制端和所述第六与门的第一端电连接，所述第四延迟器的第二端与所述第六与门的第二端电连接，所述第六与门的第三端分别与所述第十开关的控制端电连接。

9.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括定时模块；

10.一种开关电路，其特征在于，包括权利要求1-9任一项所述的控制电路。

...

【技术特征摘要】

3.根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述延时检测单元包括第一与门、第二与门、第三与门、异或门和或非门，所述第一与门的第一端与所述第一过零电流检测单元的输出端电连接，所述第一与门的第二端和psm信号端电连接，所述第一与门的第三端分别与所述或非门的第二端、所述第三与门a3的第一端和所述延时电流变化量确定单元的使能端电连接，所述第二与门的第一端与所述第二过零电流检测单元的输出端电连接，所述第二与门的第二端与所述psm信号端电连接，所述第二与门的第三端分别与所述或非门的第一端、所述异或门的第二端和所述第三与门的第二端电连接，所述第三与门的第三端与所述异或门的第一端电连接，所述异或门的第三端与所述阈值修正单元的使能端电连接，所述或非门的第三端与所述修正电压存储复位单元的控制端电连接；

4.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述电流检测模块包括第一电流检测单元和第二电流检测单元；

5.根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述斜率检测模块包括第六开关、第七开关、第八开关、第九开关、第五电容、第三放大器、第六电容和第七电阻，所述第六开关的第一端与所述电流检测模块的第一输出端电连接，所述第六开关的第二端分别与所述第五电容的第一端、所述第八...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘新，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：

全部详细技术资料下载我是这个专利的主人