CN111427408A - 比较器失调电压补偿电路、补偿方法及过零检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明提出一种比较器失调电压补偿电路、补偿方法及过零检测电路，所述补偿电路为数字电路，用于补偿主比较器的失调电压，所述主比较器将第一信号和第二信号进行比较，所述补偿电路包括辅比较器，所述辅比较器将第三信号和第二信号进行比较，输出判别信号；所述第三信号与所述第一信号相等，或者，所述第三信号与所述第一信号成正相关；所述判别信号控制对主比较器失调电压的补偿量。本发明比较器失调电压校准精度较高，校准时间较低。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子领域，特别涉及一种比较器失调电压补偿电路、补偿方法及过零检测电路。
背景技术
比较器是模拟集成电路中的一个常见模块，被广泛应用于开关电源控制电路中，比较器的性能很大程度上影响着系统的性能，但是比较器的性能受到了其失调电压的严重制约，特别是随着CMOS工艺特征尺寸的逐步减小，由于阈值电压、面积因子以及寄生电容的失配引起的失调逐渐增大。
传统的失调电压消除技术，如输入失调存储(IOS)和输出失调存储(OOS)利用两相不交叠时钟和存储电容来消除失调，会在比较器输入或输出端引入额外的电容，使得比较器的速度大大降低；同时电容的漏电会影响比较器失调电压校准的精度。
发明内容
本发明的目的是提供一种比较器失调电压补偿电路、补偿方法及过零检测电路，用于解决现有技术存在的失调电压校正不精确和校准时间长的问题。
为实现上述目的，本发明提供了一种比较器失调电压补偿电路，用于补偿主比较器的失调电压，所述主比较器将第一信号和第二信号进行比较，所述补偿电路为数字电路，包括辅比较器，所述辅比较器将第三信号和第二信号进行比较，输出判别信号，所述判别信号控制对主比较器失调电压的补偿量；
所述第三信号与所述第一信号相等，或者，所述第三信号与所述第一信号成正相关。
可选的，所述补偿电路还包括自适应调节电路，所述自适应调节电路接收所述判别信号，输出补偿电压，所述补偿电压用于补偿主比较器的失调电压；根据所述判别信号，控制所述补偿电压增加或者减小；所述补偿电压每次调节一个步长；或者，所述补偿电压采用二分法进行调节。
可选的，所述自适应调节电路包括计数器，所述计数器设定初始值，根据所述判别信号，所述计数器调整输出值；所述计数器的输出值表征主比较器失调电压的补偿量；所述判别信号为高时，所述计数器输出值增加；所述判别信号为低时，所述计数器输出值减小。
可选的，所述补偿电路还包括多个相并联的串联电路，所述计数器输出值控制相应的串联电路导通以输出相应的电流信号；所有串联电路并联后和第一电阻串联，所述第一电阻上电压表征补偿电压。
本发明还提供一种过零检测电路，所述过零检测电路检测开关电源中电感电流的过零点，包括以上任意一种所述的比较器失调电压补偿电路，所述第一信号为开关电源主开关管和同步整流管公共连接端的电压，所述第二信号为零；所述同步整流管关断时，所述辅比较器输出判别信号，下一个开关周期同步整流管导通时，根据所述判别信号调整所述主比较器的失调电压，所述主比较器输出过零检测信号。
本发明还提供一种比较器失调电压补偿方法，用于补偿主比较器的失调电压，所述主比较器将第一信号和第二信号进行比较，所述补偿方法基于基于数字电路，包括辅比较器，所述辅比较器将第三信号和第二信号进行比较，输出判别信号，所述判别信号控制对主比较器失调电压的补偿量；所述第三信号与所述第一信号相等，或者，所述第三信号与所述第一信号成正相关。
与现有技术相比，本发明具有以下优点：本发明补偿电路为数字电路，用于补偿主比较器的失调电压，主比较器将第一信号和第二信号进行比较，所述补偿电路包括辅比较器，辅比较器将第三信号和第二信号进行比较，输出判别信号；所述第三信号与所述第一信号相等，或者，所述第三信号与所述第一信号成正相关；所述判别信号控制对主比较器失调电压的补偿量。本发明主比较器失调电压校准精度较高，校准时间较低。
附图说明
图1为本发明比较器失调电压补偿电路实施例原理图；
图2为本发明自适应调节电路原理图；
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细描述，但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
为了使公众对本发明有彻底的了解，在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本发明。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
如图1所示，示意了本发明比较器失调电压补偿电路实施例原理图，所述补偿电路为数字电路，用于补偿主比较器U00的失调电压，所述主比较器U00可以用在开关电源过零检测电路中用于检测电感电流过零点。本实施例中开关电源以降压电路为例，检测主开关管和同步整流管公共端电压Vsw，用主比较器U00比较电压Vsw和零，主比较器输出信号从高电平转换为低电平时，表征电感电流过零。所述补偿电路包括辅比较器U01和自适应调节电路U02，在主开关管导通时刻，所述辅比较器U01将Vsw和零比较，输出判别信号VC1；自适应调节电路接收判别信号VC1，输出补偿电压VOS。调节补偿电压的一种方法是根据所述判别信号，所述补偿电压每次调节一个步长，VC1为高电平时，所述补偿电压VOS增加一个步长，VC1为低电平时，所述补偿电压VOS减小一个步长。调节补偿电压的另一种方法是根据所述判别信号，所述补偿电压通过二分法进行调节：先调节一个步长，下一次调节上一次步长的1/2，依次类推。
如图2所示，示意了本发明自适应调节电路原理图，包括计数器U201、控制电路U202、多个相并联的串联电路和运算电路U203；每个串联电路相并联后连接第一电阻R1。所述计数器U201设定初始值，根据所述判别信号VC1，所述计数器U201在所述初始值N0的基础上输出计数值N；所述计数值和初始值的差值N-N0表征主比较器U00失调电压的补偿量；所述判别信号VC1大于零时，所述计数值在上个周期得到的计数值上加一；所述判别信号小于零时，所述计数值在上个周期得到的计数值上减一，所述计数值加一或者减一，表征补偿电压增加或者减小一次。所述控制电路U202接收所述计数值N，根据所述计数值输出开关控制信号。所述开关控制信号控制相应的串联电路的导通以输出相应的电流信号，所述电流信号通过第一电阻R1得到电压VN。所述计数值为初始值时，对应的第一电阻R1电压为初始电压V0；电压VN-V0得到补偿电压VOS，所述补偿电压VOS用于补偿主比较器U00的失调电压。
虽然以上将实施例分开说明和阐述，但涉及部分共通之技术，在本领域普通技术人员看来，可以在实施例之间进行替换和整合，涉及其中一个实施例未明确记载的内容，则可参考有记载的另一个实施例。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种比较器失调电压补偿电路，用于补偿主比较器的失调电压，所述主比较器将第一信号和第二信号进行比较，其特征在于：所述补偿电路为数字电路，包括辅比较器，所述辅比较器将第三信号和第二信号进行比较，输出判别信号，所述判别信号控制对主比较器失调电压的补偿量；
所述第三信号与所述第一信号相等，或者，所述第三信号与所述第一信号成正相关。
2.根据权利要求1所述的比较器失调电压补偿电路，其特征在于：所述补偿电路还包括自适应调节电路，所述自适应调节电路接收所述判别信号，输出补偿电压，所述补偿电压用于补偿主比较器的失调电压；根据所述判别信号，控制所述补偿电压增加或者减小；所述补偿电压每次调节一个步长；或者，所述补偿电压采用二分法进行调节。
3.根据权利要求2所述的比较器失调电压补偿电路，其特征在于：所述自适应调节电路包括计数器，所述计数器设定初始值，根据所述判别信号，所述计数器调整输出值；所述计数器的输出值表征主比较器失调电压的补偿量；所述判别信号为高时，所述计数器输出值增加；所述判别信号为低时，所述计数器输出值减小。
4.根据权利要求3所述的比较器失调电压补偿电路，其特征在于：所述补偿电路还包括多个相并联的串联电路，所述计数器输出值控制相应的串联电路导通以输出相应的电流信号；所有串联电路并联后和第一电阻串联，所述第一电阻上电压表征补偿电压。
5.一种过零检测电路，所述过零检测电路检测开关电源中电感电流的过零点，其特征在于：包括权利要求1-4任意一种所述的比较器失调电压补偿电路，所述第一信号为开关电源主开关管和同步整流管公共连接端的电压，所述第二信号为零；所述同步整流管关断时，所述辅比较器输出判别信号，下一个开关周期同步整流管导通时，根据所述判别信号调整所述主比较器的失调电压，所述主比较器输出过零检测信号。
6.一种比较器失调电压补偿方法，用于补偿主比较器的失调电压，所述主比较器将第一信号和第二信号进行比较，其特征在于：所述补偿方法基于基于数字电路，包括辅比较器，所述辅比较器将第三信号和第二信号进行比较，输出判别信号，所述判别信号控制对主比较器失调电压的补偿量；所述第三信号与所述第一信号相等，或者，所述第三信号与所述第一信号成正相关。
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