CN108462400B - 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 - Google Patents
一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 Download PDFInfo
- Publication number
- CN108462400B CN108462400B CN201810170024.XA CN201810170024A CN108462400B CN 108462400 B CN108462400 B CN 108462400B CN 201810170024 A CN201810170024 A CN 201810170024A CN 108462400 B CN108462400 B CN 108462400B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- comparator
- signal
- output end
- current
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
- 238000001514 detection method Methods 0.000 claims abstract description 17
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 claims abstract description 12
- 239000003990 capacitor Substances 0.000 claims description 5
- 230000008030 elimination Effects 0.000 claims description 3
- 238000003379 elimination reaction Methods 0.000 claims description 3
- 230000033228 biological regulation Effects 0.000 abstract description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 8
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 6
- 230000009123 feedback regulation Effects 0.000 description 5
- 230000003044 adaptive effect Effects 0.000 description 2
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 2
- 238000013461 design Methods 0.000 description 2
- 230000009286 beneficial effect Effects 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000010354 integration Effects 0.000 description 1
- 238000000034 method Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 238000012545 processing Methods 0.000 description 1
- 230000035945 sensitivity Effects 0.000 description 1
- 238000010415 tidying Methods 0.000 description 1
- 230000001960 triggered effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
- H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
- H02M7/02—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal
- H02M7/04—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters
- H02M7/12—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
- H02M7/21—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
- H02M7/217—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
- H02M7/219—Conversion of ac power input into dc power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only in a bridge configuration
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Measurement Of Current Or Voltage (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
Abstract
本发明公开了一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路，该电路包括有：一个比较器，包括正输入端和负输入端，以及正输出端和负输出端；该电路还包括一个反馈调整电路，其输入信号为比较器正输出端和/或负输出端，输出信号为输出至上述比较器输入级的电流，并使得比较器的正输出端或负输出端信号的占空比趋近于50％。反馈调整电路通过占空比检测电路检测SWN信号的占空比，并输出一个和占空比成比例的反馈电压VFB；VFB送入电流调节电路并输出一个随VFB变化的IFB，电流调节电路会输入调节电路IFB进入比较器，用于调整消除比较器的失调电压。
Description
技术领域
本发明属于集成电路的技术领域，特别涉及全波整流电路的死区消除电路。
背景技术
在集成电路的设计中，全波整流电路用于将交流(例如正弦波)信号处理成直流信号以便于后续模数转换器采集和处理。一种常见的整流电路之一是采用二极管的全桥整流，其由于二极管的阈值电压的存在，整流前后直流点会变化，否则会存在死区；此外该种电路由于采用二极管，不利于集成化，做成片(芯片)上的整流电路。一种可以用于片上整流电路的方案是，通过比较器来检测交流信号的过零，然后对信号进行反相操作，配合低通滤波器来实现全波整流。但这带来一个问题是，利用交流信号本身来触发比较器，当交流信号幅度很小，而比较器又存在失调电压时，比较器无法正确比较出结果，从而导致小信号区域无法完成全波整流。采用低失调的比较器时，整个比较器面积会变大，速度变慢，影响成本和整流的结果。
如专利申请201611161898.6公开了一种恒压恒流开关电源，包括输入整流电路、变压器、占空比控制电路、输出整流电路、输出滤波电路、电流调节电路、输入滤波电路和反馈调节电路，所述输入整流电路、输入滤波电路、变压器、输出整流电路和输出滤波电路依次连接，所述占空比控制电路与变压器的初级侧线圈连接，所述反馈调节电路和电流调节电路的输入端均与输出端口out连接，反馈调节电路的输出端与占空比控制电路连接，电流调节电路的输出端与反馈调节电路连接，所述反馈调节电路包括光电耦合器和第一基准电压模块，其中光电耦合器的输入端与第一基准电压模块连接。本发明设计合理，具有抗干扰、噪声低的优点，提高二极管灵敏度，降低恒流恒压电路的输出电流。
然而，该专利申请中虽然包括有整流电路、占空比控制电路，但是其占空比控制电路并不是用来控制比较器的输出的，并不能解决受比较器影响的问题，影响整流效果。
如图1所示，为当前采用的一种片上全波整流电路，输入信号VINP0/VINN0通过全差分放大电路转换为全差分信号正弦信号VINP1/VINN1，然后送入采用比较器构成的整流信号发生电路，用于产生整流信号SWP/SWN，同时VINP1/VINN1送入下一级反相电路；反相电路利用整流信号SWP/SWN来将输入的VINP1的正半周期信号放大输出，同时将负半周期信号经过反相变成正半周期后放大输出形成VINP2，同理，将输入的VINN1的负半周期信号放大输出，同时将VINN1的正半周期信号变成负半周期后放大输出形成VINN2。经过反相处理后的VINP2/VINN2通过RC滤波电路变成直流信号。该在先方案在输入信号VINP0/VINN0幅度很小时，由于比较器存在失调电压等，会导致无法产生整流发生信号SWP/SWN，从而整流失败，形成死区，导致小信号区域无法使用。
发明内容
基于此，因此本发明的首要目地是提供一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路，该电路确保在小信号区域完成全波整流而不受比较器失调影响。
本发明的另一个目地在于提供一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路，该电路结构简单，易于实现，能够低成本地提高整流的效果，减小比较器的面积。
为实现上述目的，本发明的技术方案为：
一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路，其特征在于该电路包括有：
一个比较器，包括正输入端和负输入端，以及正输出端和负输出端；
其特征在于该电路还包括一个反馈调整电路，其输入信号为比较器正输出端和/或负输出端，输出信号为输出至上述比较器输入级的电流，并使得比较器的正输出端或负输出端信号的占空比为47-53％。
反馈调整电路通过占空比检测电路检测SWN(也可以是SWP)信号的占空比，并输出一个和占空比成比例的反馈电压VFB；VFB送入电流调节电路并输出一个随VFB变化的IFB，电流调节电路会输入调节电路IFB进入比较器，用于调整消除比较器的失调电压。
进一步，所述反馈调整电路包括一个占空比检测电路，用于根据上述比较器正输出端或负输出端的信号的占空比来输出一个和占空比相关的占空比电压信号；还包括一个电流调节电路，用于根据上述占空比电压输出一个电流至上述比较器的输入级，并使得比较器正/负输出端信号占空比趋近于50％(为47-53％)。
更进一步，上述占空比检测电路具有一个source电流的PMOS电流源和一个sink电流的NMOS电流源，且所述PMOS电流源和NMOS电流源之间设置有两个反馈开关：反馈开关1和反馈开关2；其中，PMOS电流源源端接电源，栅端接来自参考电流源的P型偏置信号，漏端接反馈开关1的输入端；NMOS电流源源端接地，栅端接来自参考电流源的N型偏置信号，漏端接反馈开关2的输入端；上述反馈开关1和反馈开关2的输出端电短接作为占空比检测电路的输出端，并电连接到积分电容。
更进一步，所述反馈开关1和反馈开关2的控制端接比较器的正输出端或负输出端。
更进一步，上述的电流调节电路由至少一个PMOS和一个NMOS串接组成，其中PMOS源端接电源，NMOS源端接地；PMOS和NMOS漏端短接到一起，并作为电流输出端电连接到比较器的差分输入对管之一的漏端；PMOS管和NMOS管的栅极短接并接上述占空比检测电路的输出端。
更进一步，上述电流调节电路包括依次串接的PMOS管PM2、PM3，NMOS管NM2、NM3，其中PM2源端接电源，NM3源端接地；PM2/PM3/NM2/NM3的栅端接反馈电压VFB，PM3和NM2的漏端短接并输出调节电路IFB。
本发明所实现的自适应消除全波整流死区的信号发生电路，可以帮助全波整流电路消除死区，改善小信号区域的整流效果。
同时，该电路结构简单，易于实现，能够低成本地提高整流的效果，减小比较器的面积。
附图说明
图1是现有技术所实现的全波整流电路的电路图。
图2是本发明所实施全波整流信号发生电路的电路图。
图3是本发明所实施占空比检测电路的电路图。
图4是本发明所实施电流调节电路的电路图。
图5是现有技术中一个比较器的详细电路图。
图6是采用了本发明实现的整流信号发生电路的全波整流电路的电路图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
图2为本发明所述的自适应消除死区的全波整流信号发生电路，图中所示，该电路包括比较器和反馈调整电路，其中特点是具有反馈调整电路包括占空比检测电路和电流调节电路；反馈调整电路工作原理是，通过占空比检测电路检测SWN(也可以是SWP)信号的占空比，并输出一个和占空比成比例的反馈电压VFB；VFB送入电流调节电路并输出一个随VFB变化的IFB，电流调节电路会输入调节电路IFB进入比较器，用于调整消除比较器的失调电压。
结合图3所示，图3是占空比检测电路的电路图，PMOS管PM1是P型电流源，其源端接电源VDD，漏端接开关SW1(也可以是输出端，开关并不区分方向，下同)，栅端接参考电流源给出的P型偏置信号；NMOS管NM1是N型电流源，其源端接地GND，漏端接开关SW2的输入端，栅端接参考电流源给出的N型偏置信号。开关SW1/SW2的输出端短接并接积分电容C0。开关SW2受SWN控制，SWN为高电平则导通，SWN为低电平则断开；开关SW1和开关SW2相反，SWN为高电平则断开，SWN为低电平则导通。
图4所示为电流调节电路，包括依次串接的PMOS管PM2、PM3，NMOS管NM2、NM3，其中PM2源端接电源，NM3源端接地；PM2/PM3/NM2/NM3的栅端接反馈电压VFB，PM3和NM2的漏端短接并输出调节电路IFB。
图5所示为一个比较器的详细电路图，其中INP、INN分别是正负输入端，PM6/PM5分别是正负输入管，SWP、SWN分别是比较器的正、负输出信号。相比常见的比较器，其特点在于在负输入管PM5的漏端有IFB的接线端，通过IFB的电流可以等效调整比较器输入级的失调电压。亦可以在比较器电路的其他内部节点输入IFB来达到调节输入失调电压的目的。
图6所示是采用了上述自适应消除死区的整流信号发生电路的全波整流电路，根据以上对于自适应消除死区全波整流信号发生电路的描述，结合整体电路进一步描述其工作原理：输入信号VINP0/VINN0经过差分放大电路处理后形成全差分的正弦信号VINP1/VINN1，其一方面送入自适应消除死区全波整流信号发生电路用于产生整理信号SWP/SWN，一方面送入反相电路进行反相整流处理。由于比较器存在失调电压，当VINP1/VINN1的幅度大于该失调电压时，比较器能够根据VINP1-VINN1的值正确的翻转从而产生SWP/SWN信号；当VINP1/VINN1的幅度小于该失调电压时，如果没有采用如图6所示的反馈调整电路，则比较器不能翻转从而无法产生整流信号SWP/SWN。采用了反馈调整电路后，若SWP/SWN无法翻转，则SWN固定维持在一个高电平或者低电平，假设失调为正，则SWN固定为低电平，此时占空比检测电路的开关SW1导通，对积分电容C0充电，VFB电压上升；VFB上升会导致电流调整电路中PM2电流减小而NM3电流增大，因此IFB上电流是从比较器PM5漏端进入NM3流到地，等效于在比较器负输入管PM5上叠加了一个正电压，也就是相当于给比较器施加了一个负的输入失调电压，从而抵消原有的正失调电压。在SWN占空比趋近于50％(为47-53％)之前，占空比检测电路中SW2开启的时间都比SW1开启的时间长，因此流入积分电容C0的电荷比流走的要多，从而VFB会持续上升，直到SW2/SW1开启的时间比例使得C0上电荷保持平衡，VFB电压不变为止。若电流源PM1和电流源NM1的电流相等，则SW2/SW1的开启时间相等才能维持C0上电荷不变，此时也就是SWN的占空比为50％。由于比较器的失调电压被抵消，因此即使VINP1/VINN1的幅度小于原失调电压，比较器依然可以正确输出整流信号SWN/SWNP，从而使得整个整流电路可以正常工作。由于不需要预先知道失调电压的具体信息，因此该电路具有自适应的效果。
总之，本发明所实现的自适应消除全波整流死区的信号发生电路，可以帮助全波整流电路消除死区，改善小信号区域的整流效果。
同时，该电路结构简单，易于实现，能够低成本地提高整流的效果，减小比较器的面积。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路，该电路包括有：
一个比较器，包括正输入端和负输入端，以及正输出端和负输出端；
其特征在于该电路还包括一个反馈调整电路，反馈调整电路的输入信号为比较器的正输出端信号和/或负输出端信号，反馈调整电路的输出信号为输出至所述比较器的输入级的电流，并使得比较器的正输出端信号或负输出端信号的占空比为47-53%；
所述反馈调整电路包括一个占空比检测电路，用于根据所述比较器正输出端信号或负输出端信号的占空比来输出一个和占空比相关的占空比电压信号；还包括一个电流调节电路，用于根据所述占空比电压信号输出一个电流至所述比较器的输入级，并使得比较器的正输出端信号或负输出端信号的占空比为47-53%；
所述占空比检测电路具有一个输出拉电流的PMOS电流源和一个输出灌电流的NMOS电流源，且所述PMOS电流源和NMOS电流源之间设置有两个反馈开关：分别为反馈开关1和反馈开关2；其中，PMOS电流源源端接电源，栅端接来自参考电流源的P型偏置信号，漏端接反馈开关1的输入端；NMOS电流源源端接地，栅端接来自参考电流源的N型偏置信号，漏端接反馈开关2的输入端；所述反馈开关1的输出端和反馈开关2的输出端电短接作为占空比检测电路的输出端，并电连接到积分电容。
2.如权利要求1所述的自适应消除死区的全波整流信号发生电路，其特征在于所述反馈开关1的控制端和反馈开关2的控制端接比较器的正输出端或负输出端。
3.如权利要求1所述的自适应消除死区的全波整流信号发生电路，其特征在于所述的电流调节电路由至少一个PMOS管和至少一个NMOS管串接组成，其中PMOS管源端接电源，NMOS管源端接地；PMOS管的漏端和NMOS管的漏端短接到一起，并作为电流输出端电连接到比较器的输入级；PMOS管的栅端和NMOS管的栅极短接并接所述占空比检测电路的输出端。
4.如权利要求3所述的自适应消除死区的全波整流信号发生电路，其特征在于所述电流调节电路包括依次串接的PMOS管PM2、PMOS管PM3、NMOS管NM2、NMOS管NM3，其中PMOS管PM2源端接电源，NMOS管NM3源端接地；PMOS 管PM2 的栅端、PMOS 管 PM3 的栅端、NMOS 管 NM2的栅端和 NMOS 管 NM3 的栅端接占空比检测电路的输出端，PMOS 管 PM3 的漏端和 NMOS管 NM2 的漏端短接并输出电流。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810170024.XA CN108462400B (zh) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201810170024.XA CN108462400B (zh) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN108462400A CN108462400A (zh) | 2018-08-28 |
| CN108462400B true CN108462400B (zh) | 2024-04-26 |
Family
ID=63216972
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201810170024.XA Active CN108462400B (zh) | 2018-03-01 | 2018-03-01 | 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN108462400B (zh) |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000341097A (ja) * | 1999-03-25 | 2000-12-08 | Yazaki Corp | オフセット電圧自動補正機能付きコンパレータ |
| US20070096709A1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-05-03 | International Rectifier Corporation | Signal-to-noise improvement for power loss minimizing dead time |
| CN103269173A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-28 | 杭州电子科技大学 | 一种有源倍压整流电路 |
| CN104467746A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 中国航空工业集团公司第六三一研究所 | 一种占空比调整方法及电路 |
| CN206790445U (zh) * | 2017-06-23 | 2017-12-22 | 千度芯通（厦门）微电子科技有限公司 | 失调电压消除电路 |
| CN208272870U (zh) * | 2018-03-01 | 2018-12-21 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 |
-
2018
- 2018-03-01 CN CN201810170024.XA patent/CN108462400B/zh active Active
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2000341097A (ja) * | 1999-03-25 | 2000-12-08 | Yazaki Corp | オフセット電圧自動補正機能付きコンパレータ |
| US20070096709A1 (en) * | 2005-11-03 | 2007-05-03 | International Rectifier Corporation | Signal-to-noise improvement for power loss minimizing dead time |
| CN103269173A (zh) * | 2013-05-21 | 2013-08-28 | 杭州电子科技大学 | 一种有源倍压整流电路 |
| CN104467746A (zh) * | 2014-12-09 | 2015-03-25 | 中国航空工业集团公司第六三一研究所 | 一种占空比调整方法及电路 |
| CN206790445U (zh) * | 2017-06-23 | 2017-12-22 | 千度芯通（厦门）微电子科技有限公司 | 失调电压消除电路 |
| CN208272870U (zh) * | 2018-03-01 | 2018-12-21 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN108462400A (zh) | 2018-08-28 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US10110143B2 (en) | Synchronous rectifier circuit and control method thereof | |
| US9712078B2 (en) | Synchronous rectification circuit adapted to electronic transformer and switching power supply thereof | |
| JP6404581B2 (ja) | 電力変換器コントローラ、電力変換器、および電力変換器の入力を検知するための方法 | |
| TWI472897B (zh) | 自動調節電壓準位之方法、裝置及其感應式電源供應器 | |
| CN102843025B (zh) | 用于pfc电路的控制电路、控制方法及电源系统 | |
| CN107465357A (zh) | 控制用于功率转换器的输出电压 | |
| US20140016384A1 (en) | Current sensing circuit and control circuit thereof and power converter circuit | |
| TWI439021B (zh) | 應用於無橋式交換電路之開關控制電路以及控制方法、電源轉換器以及電源控制方法 | |
| US10250157B2 (en) | Synchronous rectification circuit and switching power supply thereof | |
| TWI689153B (zh) | 供電電壓產生電路及其積體電路 | |
| CN107408892A (zh) | 电源控制用半导体装置 | |
| US9380678B2 (en) | Auxiliary power supply circuit of two wire dimmer | |
| TW201330478A (zh) | 應用在ｐｆｃ電源轉換器的橋式整流器 | |
| US20140071724A1 (en) | Bridge-less step-up switching power supply device | |
| CN102570833A (zh) | 同步整流控制电路、方法和变换器 | |
| JP2017212795A (ja) | コンデンサ放電回路 | |
| US9843198B2 (en) | Voltage control using rectifying circuitry | |
| US9093897B1 (en) | Inverter and control method thereof | |
| CN108462400B (zh) | 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 | |
| US9001540B2 (en) | Power source apparatus | |
| CN104242696B (zh) | 一种输入供电型振动能量获取接口电路 | |
| CN208272870U (zh) | 一种自适应消除死区的全波整流信号发生电路 | |
| CN103973142A (zh) | 无线电力传输芯片片内全同步桥式整流器架构以及电路 | |
| CN106341048B (zh) | 一种恒压开关电源 | |
| CN209217953U (zh) | 电源供应器的一次侧集成电路模组 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |