CN103344816B - 交流电压的峰值采样方法,电路及应用其的开关变换器 - Google Patents
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Abstract
本发明提出了交流电压的峰值采样方法、峰值采样电路及应用该峰值采样电路的开关变换器。该峰值采样方法包括：对交流电压进行整流，得到整流信号；对整流信号进行延时，得到延时整流信号；将整流信号和延时整流信号相比较，产生方波信号；以及基于方波信号确定峰值采样时刻，在该峰值采样时刻对整流信号进行采样，产生代表交流电压峰值的峰值采样信号。通过对交流电压进行整流，并将得到的整流信号和滞后于整流信号的延时整流信号相比较，根据比较结果确定峰值采样时刻，从而实现利用模拟方式对交流电压峰值的准确采样。
Description
技术领域
本发明涉及电子电路，更具体地，本发明涉及交流电压的峰值采样方法、峰值采样电路以及应用该峰值采样电路的开关变换器。
背景技术
数字采样作为一种精确的采样方式，通常被用作采样交流输入电压的峰值，但是数字采样往往需要数据寄存器、数据处理器等器件来进行数据处理工作。如果系统中没有这些数字器件，峰值采样只能通过二极管和电容器的组合来实现。显然，这种过于简单的采样电路很难保证峰值采样的准确性，尤其是在交流电压的峰值随周期变化时。
发明内容
考虑到现有技术的一个或多个技术问题，本发明提出一种准确有效的交流电压峰值采样电路及峰值采样方法，以及应用该峰值采样电路的开关变换器。
根据本发明的一个实施例，提出了一种交流电压的峰值采样电路，包括：整流电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端和第二输入端接收交流电压，整流电路对交流电压进行整流，在输出端提供整流信号；延时电路，具有输入端和输出端，其中输入端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，延时电路对整流信号进行延时，在输出端提供延时整流信号；比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，第二输入端耦接至延时电路的输出端以接收延时整流信号，比较电路将整流信号和延时整流信号进行比较，在输出端产生方波信号；以及采样输出电路，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，控制端耦接至比较电路的输出端以接收方波信号，采样输出电路基于方波信号对整流信号进行采样，在输出端产生代表交流电压峰值的峰值采样信号。
根据本发明的又一个实施例，提出了一种应用交流电压峰值采样电路的开关变换器，包括：整流滤波电路，接收交流电压，对交流电压进行整流滤波，提供直流电压；变压器，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组耦接至整流滤波电路以接收直流电压；功率开关管，电耦接至原边绕组以控制流过原边绕组的原边电流；如前所述的峰值采样电路，接收交流电压，产生代表交流电压峰值的峰值采样信号；偏置电流产生电路，耦接至峰值采样电路以接收峰值采样信号，并基于峰值采样信号在其输出端产生偏置电流；以及电流比较电路，将原边电流与偏置电流的和值与电流限值进行比较：其中当原边电流与偏置电流的和值达到电流限值时，功率开关管被关断。
根据本发明的另一个实施例，提出了一种交流电压的峰值采样方法，包括：对交流电压进行整流，得到整流信号；对整流信号进行延时，得到延时整流信号；将整流信号和延时整流信号相比较，产生方波信号；以及基于方波信号确定峰值采样时刻，在该峰值采样时刻对整流信号进行采样，产生代表交流电压峰值的峰值采样信号。
根据本发明的交流电压的峰值采样方法、峰值采样电路及应用，通过对交流电压进行整流，并将得到的整流信号和滞后于整流信号的延时整流信号相比较，根据比较结果确定峰值采样时刻，从而实现利用模拟方式对交流电压峰值的准确采样。
附图说明
为了更好地理解本发明，将根据以下附图对本发明进行详细描述：
图1示出了根据本发明一实施例的交流电压的峰值采样电路的框图；
图2示出了根据本发明一实施例的交流电压的峰值采样电路的电路图；
图3示出了根据本发明一实施例的图2所示比较电路的信号波形图；
图4示出了根据本发明又一实施例的交流电压的峰值采样电路的电路图；
图5示出了根据本发明另一实施例的延时电路和比较电路的电路图；
图6示出了根据本发明一实施例的图5所示延时电路的信号波形图；
图7示出了根据本发明一实施例的图5所示延时电路和比较电路的信号波形图；
图8示出了现有的峰值电流模式工作的开关变换器100的电路原理图；
图9示出了不同输入电压时受传输延迟影响的原边电流IP的波形图；
图10示出了根据本发明一实施例的应用交流电压峰值采样电路的开关变换器200的电路原理图；
图11示出了根据本发明另一实施例的应用交流电压峰值采样电路的开关变换器300的电路图；
图12示出了根据本发明一实施例的交流电压峰值采样方法700的流程示意图。
具体实施方式
下面将详细描述本发明的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本发明。在以下描述中，为了提供对本发明的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是：不必采用这些特定细节来实行本发明。在其他实例中，为了避免混淆本发明，未具体描述公知的电路、材料或方法。
在整个说明书中，对“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”或“示例”的提及意味着：结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本发明至少一个实施例中。因此，在整个说明书的各个地方出现的短语“在一个实施例中”、“在实施例中”、“一个示例”或“示例”不一定都指同一实施例或示例。此外，可以以任何适当的组合和/或子组合将特定的特征、结构或特性组合在一个或多个实施例或示例中。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。应当理解，当称元件“连接到”或“耦接到”另一元件时，它可以是直接连接或耦接到另一元件或者可以存在中间元件。
图1示出了根据本发明一实施例的交流电压的峰值采样电路的框图。该峰值采样电路包括整流电路110、延时电路120、比较电路130以及采样输出电路140。
整流电路110具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端和第二输入端耦接至交流电源以接收交流电压VIN，整流电路110对交流电压VIN进行整流，在其输出端提供整流信号HV。在一个实施例中，交流电压VIN是工频的交流电压信号。在另一个实施例中，交流电压VIN可以是宽输入范围的交流电压，例如85VAC～265VAC。在本发明的实施例中，整流电路110可以为全桥整流电路、全波整流电路或半波整流电路。
延时电路120具有输入端和输出端，其中输入端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV，延时电路120对整流信号HV进行延时，在其输出端提供延时整流信号HVD。在本发明的实施例中，延时电路120可以是任意对信号具有延时功能的电路。
比较电路130具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV，第二输入端耦接至延时电路120的输出端以接收延时整流信号HVD。比较电路130将整流信号HV与延时整流信号HVD进行比较，根据比较结果在其输出端产生方波信号SP。
采样输出电路140具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV，控制端耦接至比较电路130的输出端以接收方波信号SP。采样输出电路140基于方波信号SP确定峰值采样时刻，并在该峰值采样时刻对整流信号HV进行采样，在输出端产生代表交流电压峰值的峰值采样信号HVP。
图2示出了根据本发明一实施例的交流电压的峰值采样电路的电路图。在图2所示的实施例中，整流电路110包括二极管D1和D2。二极管D1和D2的阳极分别耦接至交流电源的两个输入端，二极管D1和D2的阴极耦接在一起以提供整流信号HV。
延时电路120包括延时电阻器121和延时电容器122。延时电阻器121具有第一端和第二端，其中第一端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV。延时电容器122具有第一端和第二端，其中第一端耦接至电阻器121的第二端，延时电容器122的第二端接地。在图2所示的实施例中，延时电路120通过选择合适的电阻值和电容值来获得所需的延时时间T_delay。
比较电路130包括比较器COM1。比较器COM1具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV，反相输入端耦接至延时电路120的输出端以接收延时整流信号HVD。比较器COM1将整流信号HV与延时整流信号HVD进行比较，根据比较结果在其输出端产生方波信号SP。在图2所示的实施例中，当整流信号HV大于延时整流信号HVD时，方波信号SP为高电平；当整流信号HV小于延时整流信号HVD时，方波信号SP为低电平。
采样输出电路140可以是任意常见的采样电路。在图2所示的实施例中，采样输出电路140包括输出开关管141和输出电容器142。输出开关管141具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV。输出电容器142具有第一端和第二端，其中第一端耦接至输出开关管141的第二端，第二端接地。采样输出电路140还包括下降沿触发电路143。下降沿触发电路143具有输入端和输出端，其中输入端耦接至比较电路130的输出端以接收方波信号SP，输出端耦接至输出开关管141的控制端。
在图2所示的实施例中，方波信号SP的下降沿来临时刻即为交流电压的峰值采样时刻。采样输出电路140在该峰值采样时刻对整流信号HV进行采样，在输出电容器142的第一端提供代表交流电压峰值的峰值采样信号HVP。
在一个实施例中，交流电压的峰值采样电路还包括分压电路。分压电路耦接至整流电路110的输出端，对整流信号HV进行分压，并将分压后的整流信号提供至延时电路120和采样输出电路140。分压电路是本领域的公知常识，为简便起见，不作具体阐述。
图3示出了根据本发明一实施例的图2所示比较电路的信号波形图。整流电路110交流电压VIN进行整流，得到如图3所示的整流信号HV。延时电路120对整流信号HV进行延时，得到滞后于整流信号HV的延时整流信号HVD。比较电路130将整流信号HV和延时整流信号HVD进行比较，根据比较结果得到方波信号SP。当整流信号HV大于延时整流信号HVD时，方波信号SP为高电平；当整流信号HV小于延时整流信号HVD时，方波信号SP为低电平。如图3所示，方波信号SP的每一个下降沿来临时刻为交流电压的峰值采样时刻。采样输出电路140在方波信号SP的每一个下降沿来临时对整流信号HV进行采样，在其输出端提供峰值采样信号HVP。
在一个实施例中，交流电压VIN的频率为50Hz，整流信号HV和延时整流信号HVD的周期为10mS，延时电路120的延时时间T_delay为100μs。本领域的普通技术人员应当理解，延时电路120的延时时间T_delay并不仅限于某一特定值，在其它实施例中可以为其它合适的值。延时电路120的延时时间T_delay越短，整流信号HV与延时整流信号HVD相比较确定的峰值采样时刻越准确。采用图2所示的延时电路120和比较电路130对整流信号HV的峰值进行采样，电路结构非常简单，易于实现。图4示出了根据本发明又一实施例的交流电压的峰值采样电路的电路图。图4中的整流电路110、延时电路120与图3中的整流电路110、延时电路120相同，在此不再赘述。在图4所示的实施例中，比较电路130包括比较器COM2，比较器COM2具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至延时电路120的输出端以接收延时整流信号HVD，反相输入端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV。比较器COM2将整流信号HV与延时整流信号HVD进行比较，根据比较结果在其输出端产生方波信号SP。在图4所示的实施例中，当整流信号HV大于延时整流信号HVD时，方波信号SP为低电平；当整流信号HV小于延时整流信号HVD时，方波信号SP为高电平。方波信号SP的每一个上升沿来临时即为峰值采样时刻。
在图4所示的实施例中，采样输出电路140除包括输出开关管141和输出电容器142外，还包括上升沿触发电路144。采样输出电路140在方波信号SP的每个上升沿来临时，对整流信号HV进行采样，在输出电容器142的第一端输出代表交流电压峰值的峰值采样信号HVP。
图5示出了根据本发明另一实施例的延时电路和比较电路的电路图。图5中的比较电路130与图2中的比较电路130相同。延时电路120包括时钟发生器123、延时模块124、第一采样保持电路125和第二采样保持电路126。
时钟发生器123用于提供周期性的时钟信号CLK。延时模块124具有输入端和输出端，其中输入端接收时钟信号CLK，延时模块124对时钟信号CLK进行延迟，在输出端提供延时时钟信号DCLK。延时时钟信号DCLK滞后时钟信号CLK的时间TD小于时钟信号的时钟周期。第一采样保持电路125具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至整流电路110的输出端以接收整流信号HV，控制端耦接至时钟发生器123以接收时钟信号CLK。第一采样保持电路125基于时钟信号CLK对整流信号HV进行采样保持，在输出端提供整流采样电压HVC。第二采样保持电路126具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至第一采样保持电路125的输出端以接收整流采样电压HVC，控制端耦接至延时模块124的输出端以接收延时时钟信号DCLK，第二采样保持电路126基于延时时钟信号DCLK对整流采样电压HVC进行采样保持，在输出端提供延时整流信号HVD。
在图4所示的实施例中，第一采样保持电路125包括第一采样开关管25a、第一保持电容器25b。第一采样开关管25a具有第一端、第二端和控制端，其中第一端接收整流信号HV，控制端接收时钟信号CLK。第一保持电容器25b具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一采样开关管25a的第二端，第二端接地。时钟信号CLK用于控制第一采样开关管25a的导通与关断，当时钟信号CLK处于低电平时，第一采样开关管25a处于关断状态，第一采样保持电路125处于保持模式，使第一保持电容器25b保持整流采样电压HVC的电压幅值不变；当时钟信号CLK处于高电平时，第一采样开关管25a处于导通状态，第一采样保持电路125处于跟踪模式，使第一保持电容器25b上的电压继续跟踪整流信号HV的电压幅值。
第二采样保持电路126包括第二采样开关管26a和第二保持电容器26b。第二采样开关管26a具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一采样保持电路125的输出端，接收整流采样电压HVC，控制端接收延时时钟信号DCLK。第二保持电容器26b具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二采样开关管26a的第二端，第二端接地。延时时钟信号DCLK用于控制第二采样开关管26a的导通与关断，当延时时钟信号DCLK为低电平时，第二采样开关管26a处于关断状态，第二采样保持电路126处于保持模式，使第二保持电容器26b保持延时整流信号HVD的电压幅值不变；当延时时钟信号DCLK为高电平时，第二采样开关管26a为导通状态，第二采样保持电路126处于跟踪模式，使第二保持电容器26b上的电压继续跟踪整流采样电压HVC的电压幅值。
在图5所示的实施例中，延时电路120还包括缓冲电路127。缓冲电路127耦接在第一采样保持电路125的输出端和第二采样保持电路126的输入端之间，对整流采样电压HVC进行隔离。在一个实施例中，缓冲电路127包括运算放大器27。运算放大器27具有同相输入端、反相输入端和输出端，其中同相输入端耦接至第一采样保持电路125的输出端，反相输入端与输出端耦接至第二采样保持电路126的输入端。
图6示出了根据本发明一实施例的图5所示延时电路的信号波形图。如图6所示，延时时钟信号DCLK与时钟信号CLK具有相同的时钟周期，延时时钟信号DCLK滞后时钟信号CLK的时间TD小于时钟信号CLK的时钟周期。
在时钟信号CLK的第i个时钟周期，第一采样保持电路125对整流信号HV的电压幅值进行采样，得到整流采样电压HVC，并将该整流采样电压HVC保持到时钟信号CLK的第i+1个时钟周期。在延时时钟信号DCLK的第i个时钟周期，第二采样保持电路126对整流采样电压HVC进行采样，得到延时整流信号HVD，并将延时整流信号HVD的值保持到延时时钟信号DCLK的第i+1个时钟周期。
图7示出了根据本发明一实施例的图5所示延时电路和比较电路的信号波形图。第一采样保持电路125周期性地对整流信号HV进行采样保持，得到图7所示的整流采样电压HVC，第二采样保持电路126周期性地对整流采样电压HVC进行采样保持，得到图7所示的延时整流信号HVD。当整流信号HV大于延时整流信号HVD，方波信号SP为高电平；当整流信号HV小于延时整流信号HVD，方波信号SP为低电平。图7所示的实施例中，方波信号SP的每个下降沿来临时刻，即为峰值采样时刻。
下面根据附图8～10来详细描述本发明实施例的峰值采样电路的具体应用。图8示出了现有的峰值电流模式工作的开关变换器100的电路原理图。该开关变换器100包括整流滤波电路10、变压器T、功率开关管M以及电流比较电路20。整流滤波电路10具有输入端和输出端，其中输入端接收交流电压VIN，整流滤波电路10对交流电压VIN进行整流滤波，在输出端提供直流电压VDC。变压器T包括原边绕组Np和副边绕组Ns，其中原边绕组Np耦接至整流滤波电路10的输出端接收直流电压VIN。功率开关管M与原边绕组Np耦接以控制流过原边绕组Np的原边电流IP。在以峰值电流模式工作的开关变换器100中，开关变换器100提供的最大输出功率通过限制流过原边开关管M的原边电流IP来钳位。当原边电流IP达到电流限值Ilim时，电流比较电路20通过电路模块30控制功率开关管M关断。电路模块30可包括逻辑电路和/或驱动电路。然而，由于存在传输延迟，实际的原边电流IP到达电流限值Ilim时，原边开关管M不能被立即关断。
图9示出了不同输入电压时受传输延迟影响的原边电流IP的波形图。其中VIN_hign表示高交流电压供电时的原边电流波形，VIN_low表示低交流电压供电时的原边电流波形。由于传输延迟的影响，实际的原边电流IP出现过冲，超过电流限值Ilim。过冲电流量(Id1或Id2)与交流电压VIN有关。交流电压VIN的峰值越大，过冲电流量越大。因此，采用高交流电压供电时开关变换器的最大输出功率比采用低交流电压供电时的最大输出功率高。
图10示出了根据本发明一实施例的应用交流电压峰值采样电路的开关变换器200的电路原理图。为了解决传输延迟引起的原边电流过冲问题，开关变换器200在开关变换器100的基础上，增加峰值采样电路40和偏置电流产生电路50。峰值采样电路40可采用如前实施例所述的电路结构。峰值采样电路40具有输入端和输出端，其中输入端接收交流电压VIN，峰值采样电路40在其输出端提供代表交流电压VIN峰值的峰值采样信号HVP。偏置电流电路40具有输入端和输出端，其中输入端耦接至峰值采样电路40的输出端以接收峰值采样信号HVP，偏置电流产生电路50基于峰值采样信号HVP，在其输出端产生偏置电流IOFFSET。在一个实施例中，偏置电流产生电路50包括电压/电流转换电路。偏置电流IOFFSET与峰值采样信号HVP正相关。本发明所称“A与B正相关”是指当B增加A也随之增加，或者当B减少A也随之减少。在一个实施例中，峰值采样信号HVP与偏置电流IOFFSET之间的正相关是线性的。本领域的普通技术人员应当理解，偏置电流IOFFSET与峰值采样信号HVP之间的正相关并不仅限于线性，也可以是非线性或者分段线性。
如图10所示，电流ISUM表示原边电流IP和偏置电流IOFFSET的和值。电流比较电路20接收电流ISUM和电流限值Ilim，将电流ISUM与电流限值Ilim相比较，当电流ISUM达到电流限值Ilim时，电流比较电路20通过电路模块30将功率开关管M关断。图10中的开关变换器200与图8中的开关变换器100接收相同峰值的交流电压VIN时，由于前者引入了偏置电流IOFFSET，因此电流ISUM达到电流限值Ilim所需的原边电流IP比后者所需的原边电流小，且减小的原边电流量等于偏置电流IOFFSET。由于偏置电流IOFFSET与峰值采样信号HVP正相关，即与交流电压VIN的峰值正相关。因此，当交流电压VIN的峰值变高，偏置电流IOFFSET增大，电流ISUM达到电流限值Ilim所需的原边电流IP进一步变小。本领域的普通技术人员应当理解，电流比较电路20并不仅限于接收电流ISUM和电流限值Ilim，在其它实施例中，电流比较电路20可借助电流检测电路来接收代表电流ISUM的电流检测信号，并将该电流检测信号与参考信号相比较，当电流检测信号达到参考信号时，电流比较电路20将功率开关管M关断。
图11示出了根据本发明另一实施例的应用交流电压峰值采样电路的开关变换器300的电路图。开关变换器300包括前述的整流滤波电路10、变压器T、功率开关管M、电流比较电路20、电路模块30、峰值采样电路40以及偏置电流产生电路50。在图11所示的实施例中，开关变换器300进一步包括电流检测电阻器RSENSE。电流检测电阻器RSENSE与功率开关管M串联耦接，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至偏置电流产生电路50的输出端和功率开关管M，第二端耦接至原边参考地。如图11所示，流过电流检测电阻器RSENSE的电流ISUM为原边电流IP和偏置电流IOFFSET的和值。在图11所示的实施例中，电流比较电路20包括比较器COM3，电路模块30包括RS触发器。当电流ISUM达到电流限值Ilim时，比较器COM3输出高电平将RS触发器复位，使得RS触发器将功率开关管M关断，直到振荡器OSC在下一个周期将功率开关管M导通。本领域的技术人员应到理解，在其他实施例中，电流比较电路20和电路模块30可包括其他合适的电路结构。
图12示出了根据本发明一实施例的交流电压的峰值采样方法700的流程示意图。该峰值采样方法700包括步骤701～704。
步骤701，对交流电压进行整流，得到整流信号。
步骤702，对整流信号进行延时，得到延时整流信号。
步骤703，比较整流信号和延时整流信号的值，产生方波信号。
步骤704，基于方波信号确定峰值采样时刻，并在峰值采样时刻对整流信号进行采样，产生代表交流电压峰值的峰值采样信号。
在一个实施例中，步骤702包括：产生周期性的时钟信号；对时钟信号进行延迟，得到延时时钟信号；基于时钟信号，对整流信号进行采样保持，得到整流采样电压；基于延时时钟信号，对整流采样电压进行采样保持，得到延时整流信号。
虽然已参照几个典型实施例描述了本发明，但应当理解，所用的术语是说明和示例性、而非限制性的术语。由于本发明能够以多种形式具体实施而不脱离发明的精神或实质，所以应当理解，上述实施例不限于任何前述的细节，而应在随附权利要求所限定的精神和范围内广泛地解释，因此落入权利要求或其等效范围内的全部变化和改型都应为随附权利要求所涵盖。
Claims (8)
1.一种交流电压的峰值采样电路，包括：
整流电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端和第二输入端接收交流电压，整流电路对交流电压进行整流，在输出端提供整流信号；
延时电路，包括：
时钟发生器，提供周期性的时钟信号；
延时模块，具有输入端和输出端，其中输入端接收时钟信号，延时模块对时钟信号进行延迟，在输出端提供延时时钟信号；
第一采样保持电路，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，控制端耦接至时钟发生器以接收时钟信号，第一采样保持电路基于时钟信号对整流信号进行采样保持，在输出端提供整流采样电压；
第二采样保持电路，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至第一采样保持电路的输出端以接收整流采样电压，控制端耦接至延时模块的输出端以接收延时时钟信号，第二采样保持电路基于延时时钟信号对整流采样电压进行采样保持，在输出端提供延时整流信号；
比较电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中第一输入端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，第二输入端耦接至延时电路的输出端以接收延时整流信号，比较电路将整流信号和延时整流信号进行比较，在输出端产生方波信号；以及
采样输出电路，具有输入端、输出端和控制端，其中输入端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，控制端耦接至比较电路的输出端以接收方波信号，采样输出电路基于方波信号对整流信号进行采样，在输出端产生代表交流电压峰值的峰值采样信号。
2.如权利要求1所述的峰值采样电路，其中第一采样保持电路包括：
第一采样开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，控制端耦接至时钟发生器以接收时钟信号；以及
第一保持电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第一采样开关管的第二端，第二端接地。
3.如权利要求1所述的峰值采样电路，其中第二采样保持电路包括：
第二采样开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至第一采样保持电路的输出端以接收整流采样电压，控制端耦接至延时模块的输出端以接收延时时钟信号；以及
第二保持电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至第二采样开关管的第二端，第二端接地。
4.如权利要求1所述的峰值采样电路，其中延时电路还包括缓冲电路，该缓冲电路耦接在第一采样保持电路的输出端和第二采样保持电路的输入端之间，对整流采样电压进行隔离。
5.如权利要求1所述的峰值采样电路，其中采样输出电路包括：
输出开关管，具有第一端、第二端和控制端，其中第一端耦接至整流电路的输出端以接收整流信号，控制端耦接至比较电路的输出端以接收方波信号；以及
输出电容器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至输出开关管的第二端，第二端接地。
6.一种应用交流电压峰值采样电路的开关变换器，包括：
整流滤波电路，接收交流电压，对交流电压进行整流滤波，提供直流电压；
变压器，包括原边绕组和副边绕组，其中原边绕组耦接至整流滤波电路以接收直流电压；
功率开关管，电耦接至原边绕组以控制流过原边绕组的原边电流；
如权利要求1～5所述的峰值采样电路，接收交流电压，产生代表交流电压峰值的峰值采样信号；
偏置电流产生电路，耦接至峰值采样电路以接收峰值采样信号，并基于峰值采样信号在其输出端产生偏置电流；以及
电流比较电路，将原边电流与偏置电流的和值与电流限值进行比较：
其中当原边电流与偏置电流的和值达到电流限值时，功率开关管被关断。
7.如权利要求6所述的开关变换器，进一步包括：
电流检测电阻器，具有第一端和第二端，其中第一端耦接至偏置电流产生电路的输出端和功率开关管，第二端耦接至原边参考地。
8.一种交流电压的峰值采样方法，包括：
对交流电压进行整流，得到整流信号；
产生周期性的时钟信号；
将时钟信号延迟，得到延时时钟信号；
基于时钟信号，对整流信号进行采样保持，得到整流采样电压；
基于延时时钟信号，对整流采样电压进行采样保持，得到延时整流信号；
将整流信号和延时整流信号相比较，产生方波信号；以及
基于方波信号确定峰值采样时刻，在该峰值采样时刻对整流信号进行采样，产生代表交流电压峰值的峰值采样信号。
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Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09218225A (ja) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Iwatsu Electric Co Ltd | ピーク検出回路 |
| CN202340216U (zh) * | 2011-11-25 | 2012-07-18 | 浙江商业职业技术学院 | 峰值采样保持电路及其开关电源 |
| CN102635288A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-08-15 | 陈雅莹 | 车窗纹波防夹控制器及控制方法 |
| CN102749498A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-10-24 | 成都芯源系统有限公司 | 一种交流电压检测电路及其方法和安规电容放电电路 |
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Family Cites Families (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3268824A (en) * | 1963-04-15 | 1966-08-23 | Beckman Instruments Inc | Pulse code modulation reception system |
| US4104691A (en) * | 1976-09-30 | 1978-08-01 | Westinghouse Electric Corp. | Circuit breaker apparatus including asymmetrical fault detector |
| US4297741A (en) * | 1979-09-04 | 1981-10-27 | General Electric Company | Rate sensing instantaneous trip mode network |
| US5920624A (en) * | 1997-06-16 | 1999-07-06 | Dasym Technologies Inc. | Telephone ring signal detector |
| US6400095B1 (en) * | 1997-12-23 | 2002-06-04 | Tridonic Bauelemente Gmbh | Process and device for the detection of the rectifier effect appearing in a gas discharge lamp |
| US7570031B2 (en) * | 2006-03-17 | 2009-08-04 | Lutron Electronics Co., Inc. | Method and apparatus for preventing multiple attempted firings of a semiconductor switch in a load control device |
| KR101248605B1 (ko) * | 2006-10-13 | 2013-03-28 | 페어차일드코리아반도체 주식회사 | 스위칭 모드 파워 서플라이 및 그 구동 방법 |
| US8102164B2 (en) * | 2008-06-19 | 2012-01-24 | Power Integrations, Inc. | Power factor correction converter control offset |
| US8081495B2 (en) * | 2008-11-20 | 2011-12-20 | Semiconductor Components Industries, Llc | Over power compensation in switched mode power supplies |
| US8575881B2 (en) * | 2009-09-10 | 2013-11-05 | Energy Innovative Products, Inc. | Current injection circuit for delaying the full operation of a power factor control circuit for AC induction motors |
| US8743577B2 (en) * | 2009-11-19 | 2014-06-03 | University Of Florida Research Foundation, Inc. | Method and apparatus for high efficiency AC/DC conversion of low voltage input |
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Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH09218225A (ja) * | 1996-02-08 | 1997-08-19 | Iwatsu Electric Co Ltd | ピーク検出回路 |
| CN202340216U (zh) * | 2011-11-25 | 2012-07-18 | 浙江商业职业技术学院 | 峰值采样保持电路及其开关电源 |
| CN102635288A (zh) * | 2012-01-06 | 2012-08-15 | 陈雅莹 | 车窗纹波防夹控制器及控制方法 |
| CN102749498A (zh) * | 2012-07-16 | 2012-10-24 | 成都芯源系统有限公司 | 一种交流电压检测电路及其方法和安规电容放电电路 |
| CN203352426U (zh) * | 2013-07-10 | 2013-12-18 | 成都芯源系统有限公司 | 交流电压的峰值采样电路及应用该电路的开关变换器 |
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