一种用于检测电流并且补偿偏移电压的方法和电路。该电路包括两个比较器，其中一个比较器具有两个输入端子而另一个比较器具有三个输入端子。两个比较器中的每一个的一个输入端子被共同连接在一起，双输入比较器的另一个输入端子被耦合以接收第一参考电压，而三输入比较器的第二输入端子被耦合以接收第二参考电压。在感测信号的周期的第一部分时，两个比较器工作在感测模式，而在感测信号的周期的第二部分时，具有三个输入端子的比较器工作在电流消除模式或偏移电压补偿模式。偏移补偿信号是在感测信号的第二部分时产生的。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术通常涉及电源，并且更具体地，本专利技术涉及开关模式的电源。
技术介绍
开关模式的电源(SMPS)被用于各种便携式电子设备，其包括：笔记本电脑、手机、个人数字助理、计算机游戏机、摄影机等。它们可将一个电压水平的dc信号转换为不同电压水平的dc信号(即dc-dc转换器)、将交流(ac)信号转换为dc信号(即ac-dc转换器)、将dc信号转换为ac信号(即dc-ac转换器)或将ac信号转换为ac信号(即ac-ac转换器)。在很多应用中，功率变换器具有待机功率指引，其指定它们可消耗的功率值。随着这些指引变得更加严格，功率变换器制造商将面临改善在轻负荷情况和无负荷情况时的作用模式。例如，用于功率变换器的功耗指引正在快速达到这样的规格，即，当无负荷情况下左连接于电源时消耗小于100毫瓦。如今，高效的SMPS使用同步整流以实现它们的功率级的期望效率。使用同步整流的控制器控制MOSFET开关，在大多数导电时间内该开关绕开标准整流器。MOSFET通常被称作SR MOSFET开关。由于与标准二极管或肖特基整流器相比，SR MOSFET开关具有更低的压降，因此它被用作旁路元件。该更低的压降减小了功耗并且增加了SMPS功率级的效率。在零电流检测方法中，SR MOSFET的漏极和源极被用于确定何时开启或关闭SR MOSFET。在该技术中，次级电流的开启和关闭阀值通常等于或接近0。因为SR MOSFET的漏极和源极之间的关闭电压等于或接近0，因此电流感测比较器中的偏移可导致严重的关闭电流误差。另一个缺点在于，电流感测比较器的传输延迟应该尽可能低以及时地关闭SR MOSFET，即：在检测到零电流情况之后越快越好。一种用于检测零电流情况的技术包括两个比较器的使用，其中一个比较器检测开启阀值电压，而另一个比较器检测关闭阀值电压。该技术的缺点包括在差分输入级中需要隔离的PNP双极晶体管以具有小输入偏移电压和低传输延迟、不精确，并且该技术的缺点还包括需要额外的输入/输出引脚以设置关闭阀值电压。因此，具有这样的电路和方法是有利的，即该电路和方法用于检测零电流情况、提供偏移消除并且能够在无需增加输入/输出引脚个数的情况下设置关闭阀值电压。该电路和方法的另一个优点是它的实施是有成本效益的。附图说明通过阅读下面的详细描述并结合附图，将更好地理解本专利技术，其中相同的参考号是指相同的元件，并且其中：图1是根据本专利技术的实施方式的具有偏移消除的零电流检测电路的电路图；图2是图1的零电流检测电路的时序图；图3是图1的零电流检测电路的比较器级的电路图；和图4是图1的零电流检测电路的补偿器级的电路图。-->具体实施方式图1是根据本专利技术的实施方式的具有偏移消除的电流检测电路10的电路图。电流检测电路10包括连接于逻辑电路32的比较器12和20。比较器12具有倒相输入端子14、被耦合以用于接收参考电压V参考1的非倒相输入端子16和连接于逻辑电路32的输入端子34的输出端子18。比较器20具有非倒相输入端子22、被耦合以用于接收参考电压V参考2的倒相输入端子24、输入端子26和被连接于逻辑电路32的输入端子36的输出端子28。非倒相输入端子22被连接于倒相输入端子14和电流源33的端子以形成感测节点31。举例来说，电流源33提供具有100微安(μA)的电流I33。应该注意到，感测节点31可用作是感测引脚的输入/输出引脚，，或者感测节点31可被耦合于用作感测引脚的输入/输出引脚。尽管电流检测器电路10未示出对工作电源VSS的参考，但是应该注意到，电流检测器电路10和参考V参考1以及V参考2优选地是指工作电源VSS，其可为地信号。逻辑电路32包括单触发器40，其具有用作逻辑电路32的输入端子34的输入端子和连接于锁存器44的置位输入端子的输出端子。逻辑电路32进一步包括单触发器42，其具有用作逻辑电路32的输入端子36的输入端子和连接于锁存器44的复位输入端子的输出端子。锁存器44的输出端子用作逻辑电路32的输出端子38。输出端子38被连接于比较器20的输入端子26。此外，输出端子38被连接于驱动器46的输入端子。驱动器46的输出端子48用作电流检测器电路10的输出端子。优选地，比较器12和20、逻辑电路32、电流源33和驱动器46被形成在单个半导体芯片中。如本领域相关技术人员知道的，半导体芯片是由如硅衬底等半导体衬底形成的。因此，电流I33通过感测节点31从制成比较器12和20以及电流源33的半导体芯片流出。电流检测电路10适合于用于确定开关模式电源(SMPS)的次级侧上的同步整流(SR)晶体管何时将被开启或关闭。举例来说，SR晶体管50是具有体二极管51的金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)。因此，电流检测器10的感测节点31被耦合于位于SMPS 52的次级侧56上的SR MOSFET 50的漏极端子。为了完整起见，图1示出了SMPS52的初级侧54和次级侧56。初级侧54包括线圈或感应器58，其具有被耦合以用于接收输入电压VIN的端子59以及被连接于开关晶体管60的漏极端子的端子61。开关晶体管60的源极端子被耦合以接收如工作电位VSS等工作电位源，并且开关晶体管60的栅极端子被连接于脉冲宽度调制(PWM)控制器62。举例来说，工作电位VSS源是地电位。SMPS 52的次级侧56包括线圈或感应器64，其具有连接于输出电容器66的端子67的端子65和通常连接于肖特基二极管68的阴极端子和SR MOSFET 50的漏极端子的端子63。肖特基二极管68的阳极被连接于SR MOSFET 50的源极端子和输出电容器66的端子69。驱动器46的输出端子48被连接于SR MOSFET 50的栅极端子。可选择地，肖特基二极管68可由如面结型二极管等整流器替换。应该注意到，肖特基二极管68是可选元件，其与SR MOSFET 50的体二极管并联放置，以在其体二极管正在传导但SR MOSFET 50还未开启时或者当控制器62由于轻负载未被开启时减小SR MOSFET 50上的应力。当存在轻负载时，由于开关损耗，利用体二极管或肖特基二极管传导替代开启SR MOSFET 50更加有效。当节点65与工作电位源VSS之间连接的负载电阻很大以至于输-->出电流变低并且来自于体二极管或肖特基二极管的热损耗可忽略时，轻负载发生。图2是根据本专利技术的实施方式的图1的电流检测器电路10的时序图80。图2示出了出现在感测节点31处的电压波形V感测、出现在输出端子18处的电压波形V置位、出现在输出端子28处的电压波形V复位、出现在输入端子26和输出端子28处的偏移消除信号V消除以及出现在输出端子48处的电压波形V驱动。在操作中，在时间t0处，SRMOSEFT 50的体二极管51正在传导并且SR MOSEFT 50的漏极电压的值实质上等于体二极管51的正向电压。响应于该漏极电压实质上等于体二极管51的正向电压，出现在感测节点31处的电压V感测实质上等于体二极管51的正向电压和感测电阻器30上的电压之和。感测电阻器30上的电压是由流经感测电阻器30的电流I33产生，即，感测电阻器300上的电压是电流I33与电阻器30的电阻值的乘积。在出现在感测节点31处的感测电压V感测的周期的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于补偿偏移电压的方法，包括以下步骤：在第一节点处产生第一电压；通过将所述第一电压与第一参考电压进行比较而在第二节点处产生第一比较信号；当处于第一状态的激活信号出现在第四节点处时，通过将所述第一电压与第二参考电压进行比较而在第三节点处产生第二比较信号；以及当出现在所述第四节点处的所述激活信号处于第二状态时，产生补偿信号。
【技术特征摘要】
US 2009-9-10 12/557,2061.一种用于补偿偏移电压的方法，包括以下步骤：在第一节点处产生第一电压；通过将所述第一电压与第一参考电压进行比较而在第二节点处产生第一比较信号；当处于第一状态的激活信号出现在第四节点处时，通过将所述第一电压与第二参考电压进行比较而在第三节点处产生第二比较信号；以及当出现在所述第四节点处的所述激活信号处于第二状态时，产生补偿信号。2.根据权利要求1所述的方法，其中产生补偿信号的步骤包括：产生第一电流，并且所述方法还包括以下步骤：给电容器充电并且使用存储在所述电容器上的电压以产生所述补偿信号；和当所述激活信号处于所述第一状态时，使用来自于所述电容器的电荷以补偿所述偏移电压。3.根据权利要求1所述的方法，其中产生补偿信号的步骤包括：产生第一电流，并且所述方法还包括以下步骤：使用所述第一电流以改变产生所述第二比较信号的比较器的关闭阀值。4.根据权利要求1所述的方法，其中产生所述第一比较信号发生在感测信号的周期的第一部分期间，并且其中产生所述补偿信号发生在所述感测信号的周期的第二部分期间。5.一种用于补偿偏移电压的方法，包括以下步骤：提供第一比较器和第二比较器，所述第一比较器具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子，并且所述第二比较器具有第一输入端子、第二输入端子和输出端子；在感测信号的周期的第一部分期间，在所述第一比较器的所述第一端子处和所述第二比较器的所述第二端子处感测第一电压；以及在所述感测信号的周期的第二部分期间，产生偏移补偿信号。6.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员：K塔斯克，R司杜勒，F苏库普，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]
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