CN113899934A - 电压检测电路及直流变压器 - Google Patents

电压检测电路及直流变压器 Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种电压检测电路及直流变压器,电压检测电路工作时,由于第一延时支路的延时时间大于第一非门的延时时间,所以第一电压存储支路与第二电压存储支路先导通,而第一开关管后导通。当第一电压存储支路导通时,第一电压存储支路的第一电容存储能够通过直流变压器的输出端进行充电;当第二电压存储支路导通时,第二电压存储支路的第二电容能够通过直流变压器的参考电压端进行充电;第一电容与第二电容的容量相等,当第一开关管导通时,第一电容与第二电容的电量平均分配;则此时第一电容的电压或第二电容的电压为直流变压器的输出电压的平均值。

Description

电压检测电路及直流变压器
技术领域
本申请涉及检测技术领域,特别涉及电压检测电路及直流变压器。
背景技术
直流-直流转换器(DC-to-DC converter)也称为DC-DC转换器或直流变压器,是电能转换的电路或是机电设备,可以将直流电源转换为不同电压的直流电源。
直流-直流转换器的工作模式包括电感电流连续模式(Continuous ConductionMode,CCM)和电感电流断续模式(Discontinuous Conduction Mode,DCM),直流-直流转换器工作在DCM模式时,输出电压的纹波幅值比较大,难以检测直流-直流转换器的输出电压的平均值。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此,本申请提出一种电压检测电路,能够检测直流变压器工作于DCM模式时输出电压的平均值。
本申请同时提出包含上述电压检测电路的直流变压器。
本申请第一方面实施例提供了一种电压检测电路,用于检测直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,所述电压检测电路包括:
第一非门,所述第一非门的输入端用于与所述直流变压器的TRI信号端连接;
第一电压存储支路,所述第一电压存储支路与所述第一非门的输出端连接,所述第一电压存储支路还用于与所述直流变压器的输出端连接,所述第一电压存储支路包括第一电容,所述第一电压存储支路用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第一电压存储支路导通时,所述第一电压存储支路的所述第一电容能够通过所述直流变压器的输出端进行充电;
第二电压存储支路,所述第二电压存储支路与所述第一非门的输出端连接,所述第二电压存储支路还用于与所述直流变压器的参考电压端连接,所述第二电压存储支路包括第二电容,所述第二电压存储支路用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第二电压存储支路导通时,所述第二电压存储支路的所述第二电容能够通过所述直流变压器的参考电压端进行充电;
所述第一电容与所述第二电容的容量相等;
第一开关管,所述第一开关管连接分别与所述第一电压存储支路、所述第二电压存储支路连接,所述第一开关管通过第一延时支路与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第一开关管用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第一开关管导通时,所述第一电容与所述第二电容的电量平均分配,此时,所述第一电容或所述第二电容的电压作为所述直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值;
其中,所述第一延时支路的延时时间大于所述第一非门的延时时间。
根据本申请第一方面实施例的电压检测电路,至少具有如下有益效果:本申请实施例的电压检测电路,第一电压存储支路用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,第二电压存储支路用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,第一开关管用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止;由于第一延时支路的延时时间大于第一非门的延时时间,所以第一电压存储支路与第二电压存储支路先导通,而第一开关管后导通。当第一电压存储支路导通时,第一电压存储支路的第一电容存储能够通过直流变压器的输出端进行充电;当第二电压存储支路导通时,第二电压存储支路的第二电容能够通过直流变压器的参考电压端进行充电;第一电容与第二电容的容量相等,当第一开关管导通时,第一电容与第二电容的电量平均分配;则此时第一电容的电压或第二电容的电压为直流变压器的输出电压的平均值。
根据本申请第一方面的一些实施例,所述第一电压存储支路还包括第二开关管和第一缓冲器,所述第二开关管的栅极与所述第一非门的输出端连接,所述第二开关管的源极与所述第一缓冲器的输出端连接,所述第一缓冲器的输入端用于与所述直流变压器的输出端连接,所述第二开关管的漏极与所述第一开关管的源极连接,所述第二开关管的漏极与所述第一开关管的源极之间通过所述第一电容接地。
根据本申请第一方面的一些实施例,所述第二电压存储支路还包括第三开关管和第二缓冲器,所述第三开关管的栅极与所述第一非门的输出端连接,所述第三开关管的漏极与所述第二缓冲器的输出端连接,所述第二缓冲器的输入端用于连接所述直流变压器的参考电压端,所述第三开关管的源极与所述第一开关管的漏极连接,所述第三开关管的源极与所述第一开关管的漏极之间通过所述第二电容接地。
根据本申请第一方面的一些实施例,所述第一延时支路包括第二非门和第一与门,所述第一与门的第一输入端与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第一与门的第二输入端与所述第二非门的输出端连接,所述第二非门的输入端用于连接所述直流变压器的TRI信号端,所述第一与门的输出端与所述第一开关管的栅极连接;其中,所述第二非门的数量为偶数个,偶数个所述第二非门依次串联。
根据本申请第一方面的一些实施例,还包括:
第三电压存储支路,所述第三电压存储支路通过第二延时支路与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第二延时支路的延时时间大于所述第一延时支路的延时时间,所述第三电压存储支路包括第三电容,所述第三电压存储支路还与所述第一电容、第二电容中的一者连接,所述第三电压存储支路用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第一开关管截止且所述第三电压存储支路导通时,所述第三电压存储支路通过所述第三电容存储第一电容、第二电容中的一者的电量。
根据本申请第一方面的一些实施例,所述第二延时支路包括第二与门和第三非门,所述第二与门的第一输入端用于与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第二与门的第二输入端与所述第三非门的输出端连接,所述第三非门的输入端用于连接所述直流变压器的TRI信号端,所述第二与门的输出端与所述第三电压存储支路连接,且所述第二与门的输出端作为所述第二延时支路的输出端;其中,所述第三非门的数量为偶数个,偶数个所述第三非门依次串联,且所有所述第三非门的延时时间的总和大于所述第一延时支路的延时时间。
根据本申请第一方面的一些实施例,所述第三电压存储支路还包括第四开关管,所述第四开关管的栅极与所述第二延时支路的输出端连接,所述第四开关管的源极与第三开关管的源极、第一开关管的漏极连接,所述第四开关管的漏极通过所述第三电容接地。
根据本申请第一方面的一些实施例,所述第一非门的数量为2个,2个所述第一非门的输入端均用于与所述直流变压器的TRI信号端连接,其中一个所述第一非门的输出端与所述第二开关管的栅极连接;另一个所述第一非门的输出端与所述第三开关管的栅极连接。
本申请第二方面实施例提供了一种直流变压器,包括:
如本申请第一方面任一项实施例所述的电压检测电路。
根据本申请第而方面的一些实施例,直流变压器还包括:
双输入误差放大器,所述双输入误差放大器的第一正向输入端用于接入所述直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,所述双输入误差放大器的第一反向输入端、第二正向输入端均与所述直流变压器的参考电压端连接,所述双输入误差放大器的第二反向输入端与所述双输入误差放大器的输出端连接,所述双输入误差放大器的输出端的输出电压作为所述直流变压器的新的参考电压。
本申请的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本申请的实践了解到。
附图说明
本申请的附加方面和优点结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解,其中:
图1为本申请一些实施例的直流变压器的电路示意图;
图2为图1中的直流变压器的部分信号的时序图;
图3为本申请第一方面的一些实施例的电压检测电路的电路示意图;
图4为本申请第一方面的一些实施例的电压检测电路的电路示意图;
图5为本申请第一方面的一些实施例的电压检测电路的部分信号的时序图;
图6为本申请第二方面一些实施例的直流变压器的部分电路示意图。
附图标号如下:
第一非门P1;第二非门P2;第三非门P3;第一开关管M1;第一电容C1;第二电容C2;第三电容C3;第二开关管M2;第三开关管M3;第四开关管M4;第一与门AND1;第二与门ADD2;第一缓冲器VBUFFER1;第二缓冲器VBUFFER2;双输入误差放大器EA。
具体实施方式
下面详细描述本申请的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,仅用于解释本申请,而不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,需要理解的是,涉及到方位描述,例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请的限制。
在本申请的描述中,如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。
本申请的描述中,除非另有明确的限定,设置、安装、连接等词语应做广义理解,所属技术领域技术人员可以结合技术方案的具体内容合理确定上述词语在本申请中的具体含义。
参照图1,图1为直流变压器的电路示意图。当直流变压器工作于DCM模式时,通过TRI信号端输出的TRI信号与PWM信号端输出的PWM信号共同控制第一功率管HS与第二功率管LS的导通或截止或进入高阻态,以完成电压转换,第一功率管HS与第二功率管LS之间与电感连接,第一功率管HS、第二功率管LS、电感连接的节点中的信号记为SW信号。参照图2,图2为直流变压器工作于DCM模式时的部分信号的时序图。ON时间段表示直流变压器的第一功率管HS导通,OFF时间段表示直流变压器的第一功率管HS截止,IL信号为电感电流,VOUT为直流变压器的输出电压,VAVG为直流变压器的输出电压的平均值,VREF为直流变压器的参考电压,VOFF为平均值VAVG与参考电压VREF的差值,当TRI信号为低电平时,第一功率管HS先导通,经过ON时间段后,第一功率管HS截止,经过OFF时间段后,TRI信号跳变为高电平,当TRI信号为高电平时,第一功率管HS进入高阻态。当从输出电压VOUT的曲线图可以看出,在TRI信号的一个周期内,输出电压VOUT的值不是恒定的,且纹波幅值比较大,输出电压VOUT的最低值与参考电压VREF相等,输出电压VOUT的最大值为VPEAK;当TRI信号跳变为高电平时,输出电压VOUT的值达到最大,然后在线性下降至与参考电压VREF相等。由于输出电压VOUT不是恒定的,且纹波幅值比较大,因此难以检测输出电压VOUT在TRI信号的一个周期内的平均值VAVG。
参照图3和图4,本申请第一方面实施例提供了一种电压检测电路,用于检测直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,所述电压检测电路包括:第一非门P1、第一电压存储支路、第二电压存储支路和第一开关管M1;第一非门P1的输入端用于与直流变压器的TRI信号端连接;
第一电压存储支路与第一非门P1的输出端连接,第一电压存储支路还用于与直流变压器的输出端连接,第一电压存储支路包括第一电容C1,第一电压存储支路用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当第一电压存储支路导通时,第一电压存储支路的第一电容C1能够通过直流变压器的输出端进行充电;
第二电压存储支路与第一非门P1的输出端连接,第二电压存储支路还用于与直流变压器的参考电压端,第二电压存储支路包括第二电容C2,第二电压存储支路用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当第二电压存储支路导通时,第二电压存储支路的第二电容C2能够通过直流变压器的参考电压端进行充电;
第一开关管M1连接分别与第一电压存储支路、第二电压存储支路连接,第一开关管M1通过第一延时支路与直流变压器的TRI信号端连接,第一开关管M1用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,第一电容C1与第二电容C2的容量相等,当第一开关管M1导通时,第一电容C1与第二电容C2的电量平均分配;其中,第一延时支路的延时时间大于第一非门P1的延时时间。
可以理解的是,本申请实施例的电压检测电路,能够用于检测直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,例如,可以用于检测图1所示出的直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值。本申请实施例的电压检测电路,第一电压存储支路用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,第二电压存储支路用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,第一开关管M1用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止;由于第一延时支路的延时时间大于第一非门P1的延时时间,所以第一电压存储支路与第二电压存储支路先导通,而第一开关管M1后导通。当第一电压存储支路导通时,第一电压存储支路的第一电容C1能够通过直流变压器的输出端进行充电;当第二电压存储支路导通时,第二电压存储支路的第二电容C2能够通过直流变压器的参考电压端进行充电;第一电容C1与第二电容C2的容量相等,当第一开关管M1导通时,第一电容C1与第二电容C2的电量平均分配;则此时第一电容C1的电压或第二电容C2的电压为直流变压器的输出电压VOUT的平均值VAVG。
需要说明的是,本申请实施例的电压检测电路,不仅能够用于检测图1所示出的直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,还能够用于检测其他直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,图1示出的直流变压器只是一个示例,并不能理解为对本申请的限制。
参照图1、图2与图3,当TRI信号为高电平时,第一功率管HS进入高阻态,在第一非门P1的延时时间后,第一电压存储支路导通与第二电压存储支路导通,第一电压存储支路能够通过第一电容C1存储直流变压器的输出端的输出电压VOUT,且此时输出电压VOUT的值最大,则第一电容C1的电压为VPEAK;第二电压存储支路导通时,第二电压存储支路能够通过第二电容C2存储直流变压器的参考电压端的参考电压VREF,则第二电容C2的电压为VREF;在经过第一延时支路的延时时间后,第一开关管M1导通,使第一电容C1与第二电容C2连接,由于第一电容C1与第二电容C2的容量相等,则第一电容C1与第二电容C2的电量平均分配。因此,第一电容C1与第二电容C2的电压相等,均为(VPEAK+VREF)/2。参照图2,在TRI为高电平时,输出电压VOUT从最高值线性下降至最低值,且在TRI为高电平时间段的中间时刻,输出电压VOUT与平均值VAVG相等,且此时VOUT=VAVG=(VPEAK+VREF)/2,因此,在第一电容C1与第二电容C2的电量平均分配后,第一电容C1的电压或第二电容C2的电压为直流变压器的输出电压VOUT的平均值VAVG。
可以理解的是,参照图4,第一电压存储支路还包括第二开关管M2和第一缓冲器VBUFFER1,第二开关管M2的栅极与第一非门P1的输出端连接,第二开关管M2的源极与第一缓冲器VBUFFER1的输出端连接,第一缓冲器VBUFFER1的输入端用于与直流变压器的输出端连接,第二开关管M2的漏极与第一开关管M1的源极连接,第二开关管M2的漏极与第一开关管M1的源极之间通过第一电容C1接地。
可以理解的是,参照图4,第二电压存储支路还包括第三开关管M3和第二缓冲器VBUFFER2,第三开关管M3的栅极与第一非门P1的输出端连接,第三开关管M3的漏极与第二缓冲器VBUFFER2的输出端连接,第二缓冲器VBUFFER2的输入端用于连接直流变压器的参考电压端,第三开关管M3的源极与第一开关管M1的漏极连接,第三开关管M3的源极与第一开关管M1的漏极之间通过第二电容C2接地。
可以理解的是,参照图3和图4,第一延时支路包括第二非门P2和第一与门AND1,第一与门AND1的第一输入端与直流变压器的TRI信号端连接,第一与门AND1的第二输入端与第二非门P2的输出端连接,第二非门P2的输入端用于连接直流变压器的TRI信号端,第二非门P2的数量为偶数个,偶数个第二非门P2依次串联,第一与门AND1的输出端与第一开关管M1的栅极连接。
可以理解的是,参照图3和图4,本申请实施例的电压检测电路还包括第三电压存储支路,第三电压存储支路通过第二延时支路与直流变压器的TRI信号端连接,第三电压存储支路包括第三电容C3,第三电压存储支路还与第一电容C1、第二电容C2中的一者连接,第三电压存储支路用于根据直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,第二延时支路的延时时间大于第一延时支路的延时时间,当第一开关管M1截止且第三电压存储支路导通时,第三电压存储支路通过第三电容C3存储第一电容C1、第二电容C2中的一者的电量。例如,若第三电压存储支路与第一电容C1连接,当第一开关管M1截止且第三电压存储支路导通时,第三电压存储支路通过第三电容C3存储第一电容C1中的电量,则此时第三电容C3的电压为直流变压器的输出电压的平均值;若第三电压存储支路与第二电容C2连接,当第一开关管M1截止且第三电压存储支路导通时,第三电压存储支路通过第三电容C3存储第二电容C2中的电量,则此时第三电容C3的电压为直流变压器的输出电压的平均值。
可以理解的是,第三电压存储支路还包括第四开关管M4。若第三电压存储支路与第二电容C2连接,则第四开关管M4的栅极与第二延时电路的输出端连接,第四开关管M4的源极与第三开关管M3的源极、第一开关管M1的漏极连接,第四开关管M4的漏极通过第三电容C3接地;若第三电压存储支路与第一电容C1连接,则第四开关管M4的栅极与第二延时电路的输出端连接,第四开关管M4的源极与第二开关管M2的漏极、第一开关管M1的源极连接,第四开关管M4的漏极通过第三电容C3接地。
可以理解的是,第二延时支路包括第二与门AND2和第三非门P3,第二与门AND2的第一输入端与直流变压器的TRI信号端连接,第二与门AND2的第二输入端与第三非门P3的输出端连接,第三非门P3的输入端用于连接直流变压器的TRI信号端,第三非门P3的数量为偶数个,偶数个第三非门P3的延时时间的总和大于第一延时支路的延时时间,即第三非门P3的数量大于第二非门P2的数量,偶数个第三非门P3依次串联,第二与门AND2的输出端与第三电压存储支路连接,第二与门AND2的输出端作为第二延时支路的输出端。
可以理解的是,第二非门P2的数量为2个,第三非门P3的数量为4个。
可以理解的是,在另一些实施例中,第一非门P1的数量可以是2个,2个第一非门P1的输入端均用于与直流变压器的TRI信号端连接,其中一个第一非门P1的输出端与第二开关管M2的栅极连接,另一个第一非门P1与第三开关管M3的栅极连接。
下面参照图1至图5,以一个具体的实施例详细描述根据本申请实施例的电压检测电路的工作原理。值得理解的是,下述描述仅是示例性说明,而不是对本申请的具体限制。
第一电压存储支路包括第一电容C1、第二开关管M2和第一缓冲器VBUFFER1,第二开关管M2的栅极与第一非门P1的输出端连接,第二开关管M2的源极与第一缓冲器VBUFFER1的输出端连接,第一缓冲器VBUFFER1的输入端用于与直流变压器的输出端连接,第二开关管M2的漏极与第一开关管M1的源极连接,第二开关管M2的漏极与第一开关管M1的源极之间通过第一电容C1接地。
第二电压存储支路包括第二电容C2、第三开关管M3和第二缓冲器VBUFFER2,第三开关管M3的栅极与第一非门P1的输出端连接,第三开关管M3的漏极与第二缓冲器VBUFFER2的输出端连接,第二缓冲器VBUFFER2的输入端用于连接直流变压器的参考电压端,第三开关管M3的源极与第一开关管M1的漏极连接,第三开关管M3的源极与第一开关管M1的漏极之间通过第二电容C2接地。
第一延时支路包括2个第二非门P2和1个第一与门AND1,2个第二非门P2串联连接,第一与门AND1的第一输入端与直流变压器的TRI信号端连接,第一与门AND1的第二输入端与2个第二非门P2串联后的输出端连接,2个第二非门P2串联后的输入端用于连接直流变压器的TRI信号端,第一与门AND1的输出端与第一开关管M1的栅极连接。
第二延时支路包括1个第二与门AND2和4个第三非门P3,4个第三非门P3串联连接,第二与门AND2的第一输入端与直流变压器的TRI信号端连接,第二与门AND2的第二输入端与4个第三非门P3串联后的输出端连接,4个第三非门P3串联后的输入端用于连接直流变压器的TRI信号端,第二与门AND2的输出端与第三电压存储支路连接,第二与门AND2的输出端作为第二延时支路的输出端。
第三电压存储支路包括第四开关管M4和第三电容C3。第四开关管M4的栅极与第二延时电路的输出端连接,第四开关管M4的源极与第三开关管M3的源极、第一开关管M1的漏极连接,第四开关管M4的漏极通过第三电容C3接地。
第一电容C1、第二电容C2、第三电容C3的容量相等。
第一非门P1、第二非门P2与第三非门P3的延迟时间均为Td;在图5中,T1=T2=T3=Td;T4=2Td;第一与门AND1与第二与门AND2的延时时间忽略不计;在图4中,第一非门P1的输出端与第二开关管M2之间的连接节点记为N1,第一与门AND1的输出端与第一开关管M1的栅极之间的连接节点记为N2,第二与门AND2的输出端与第四开关管M4的栅极之间的连接节点记为N3,第一缓冲器VBUFFER1的输出端的电压记为V01,第二缓冲器VBUFFER2的输出端的电压记为V02,第一电容C1的电压为V1,第二电容C2的电压为V2。
参照图5,在TRI信号为低电平期间,直流变压器的先导通后截止,此时,第一缓冲器VBUFFER1的输出端的电压VO1跟随直流变压器的输出电压VOUT,第二缓冲器VBUFFER2的输出端的电压VO2跟随直流变压器的参考电压端的参考电压VREF;TRI信号由高电平跳变为低电平时,经过T1时间后,N1由低电平跳变为高电平,此时,第二开关管M2导通,第三开关管M3导通,第一电容C1存储第一缓冲器VBUFFER1的输出端的电压,第二电容C2存储第二缓冲器VBUFFER2的输出端的电压,V1=V01,V2=V02;在OFF时间后,TRI信号从低电平跳变为高电平,直流变压器的第一功率管HS进入高阻态,输出电压VOUT达到最大值,最大值为VPEAK,经过T2时间后,N1从高电平变为低电平,则第二开关管M2截止,第三开关管M3截止,则此时V1=V01=VPEAK,V2=V02=VREF;再经过T3时间后,N2从低电平变为高电平,第一开关管M1导通,则第一电容C1与第二电容C2中的电量重新分配,由于第一电容C1与第二电容C2的容量相等,则此时,V1=V2=(VPEAK+VREF)/2,则直流变压器的输出电压VOUT的平均值VAVG=V1=V2=(VPEAK+VREF)/2。然后再经过T4时间后,N3从低电平变为高电平,第四开关管M4导通,则第三电容C3与第二电容C2连接,由于第三电容C3与第二电容C2的容量相等,则第三电容C3的电压与第二电容C2的电压相等,第三电容C3的电压为(VPEAK+VREF)/2,将第三电容C3的电压作为直流变压器的输出电压VOUT的平均值VAVG。
当TRI信号从高电平跳变为低电平时,直流变压器的第一功率管HS退出高阻态,且第一开关管M1截止,第四开关管M4截止,第三电容C3保持采样到的电压。
参照图6,本申请第二方面实施例提供了一种直流变压器,包括:
如第一方面实施例的电压检测电路。
可以理解的是,直流变压器还包括双输入误差放大器EA,双输入误差放大器EA的第一正向输入端用于接入直流变压器工作于DCM模式时的输出电压VOUT的平均值VAVG,例如,双输入误差放大器EA的第一正向输入端与第三电容C3连接;
双输入误差放大器EA的第一反向输入端、第二正向输入端均与直流变压器的参考电压端连接,双输入误差放大器EA的第二反向输入端与双输入误差放大器EA的输出端连接,双输入误差放大器EA的输出端的输出电压作为直流变压器的新的参考电压。双输入误差放大器EA的输出端的输出电压为VREFO,VREFO=VAVG-VREF=VREF-VREFO,那么VREFO=2*VREF-VAVG=VREF-(VAVG-VREF)。而由于VOFF=VAVG-VREF,则VREFO=VREF-VOFF。将双输入误差放大器EA的输出端的输出电压为VREFO作为新的参考电压,能够使直流变压器的输出电压VOUT的平均值VAVG接近于新的参考电压。使得,当直流变压器工作于DCM模式时,直流变压器的输出电压VOUT的平均值VAVG接近新的参考电压。
上面结合附图对本申请实施例作了详细说明,但是本申请不限于上述实施例,在所属技术领域普通技术人员所具备的知识范围内,还可以在不脱离本申请宗旨的前提下,作出各种变化。

Claims (10)

1.电压检测电路,其特征在于,用于检测直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,所述电压检测电路包括:
第一非门,所述第一非门的输入端用于与所述直流变压器的TRI信号端连接;
第一电压存储支路,所述第一电压存储支路与所述第一非门的输出端连接,所述第一电压存储支路还用于与所述直流变压器的输出端连接,所述第一电压存储支路包括第一电容,所述第一电压存储支路用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第一电压存储支路导通时,所述第一电压存储支路的所述第一电容能够通过所述直流变压器的输出端进行充电;
第二电压存储支路,所述第二电压存储支路与所述第一非门的输出端连接,所述第二电压存储支路还用于与所述直流变压器的参考电压端连接,所述第二电压存储支路包括第二电容,所述第二电压存储支路用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第二电压存储支路导通时,所述第二电压存储支路的所述第二电容能够通过所述直流变压器的参考电压端进行充电;
所述第一电容与所述第二电容的容量相等;
第一开关管,所述第一开关管连接分别与所述第一电压存储支路、所述第二电压存储支路连接,所述第一开关管通过第一延时支路与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第一开关管用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第一开关管导通时,所述第一电容与所述第二电容的电量平均分配,此时,所述第一电容或所述第二电容的电压作为所述直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值;
其中,所述第一延时支路的延时时间大于所述第一非门的延时时间。
2.根据权利要求1所述的电压检测电路,其特征在于,所述第一电压存储支路还包括第二开关管和第一缓冲器,所述第二开关管的栅极与所述第一非门的输出端连接,所述第二开关管的源极与所述第一缓冲器的输出端连接,所述第一缓冲器的输入端用于与所述直流变压器的输出端连接,所述第二开关管的漏极与所述第一开关管的源极连接,所述第二开关管的漏极与所述第一开关管的源极之间通过所述第一电容接地。
3.根据权利要求2所述的电压检测电路,其特征在于,所述第二电压存储支路还包括第三开关管和第二缓冲器,所述第三开关管的栅极与所述第一非门的输出端连接,所述第三开关管的漏极与所述第二缓冲器的输出端连接,所述第二缓冲器的输入端用于连接所述直流变压器的参考电压端,所述第三开关管的源极与所述第一开关管的漏极连接,所述第三开关管的源极与所述第一开关管的漏极之间通过所述第二电容接地。
4.根据权利要求3所述的电压检测电路,其特征在于,所述第一延时支路包括第二非门和第一与门,所述第一与门的第一输入端与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第一与门的第二输入端与所述第二非门的输出端连接,所述第二非门的输入端用于连接所述直流变压器的TRI信号端,所述第一与门的输出端与所述第一开关管的栅极连接;其中,所述第二非门的数量为偶数个,偶数个所述第二非门依次串联。
5.根据权利要求4所述的电压检测电路,其特征在于,还包括:
第三电压存储支路,所述第三电压存储支路通过第二延时支路与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第二延时支路的延时时间大于所述第一延时支路的延时时间,所述第三电压存储支路包括第三电容,所述第三电压存储支路还与所述第一电容、第二电容中的一者连接,所述第三电压存储支路用于根据所述直流变压器的TRI信号端的信号导通或截止,当所述第一开关管截止且所述第三电压存储支路导通时,所述第三电压存储支路通过所述第三电容存储第一电容、第二电容中的一者的电量。
6.根据权利要求5所述的电压检测电路,其特征在于,所述第二延时支路包括第二与门和第三非门,所述第二与门的第一输入端用于与所述直流变压器的TRI信号端连接,所述第二与门的第二输入端与所述第三非门的输出端连接,所述第三非门的输入端用于连接所述直流变压器的TRI信号端,所述第二与门的输出端与所述第三电压存储支路连接,且所述第二与门的输出端作为所述第二延时支路的输出端;其中,所述第三非门的数量为偶数个,偶数个所述第三非门依次串联,且所有所述第三非门的延时时间的总和大于所述第一延时支路的延时时间。
7.根据权利要求5所述的电压检测电路,其特征在于,所述第三电压存储支路还包括第四开关管,所述第四开关管的栅极与所述第二延时支路的输出端连接,所述第四开关管的源极与第三开关管的源极、第一开关管的漏极连接,所述第四开关管的漏极通过所述第三电容接地。
8.根据权利要求5所述的电压检测电路,其特征在于,所述第一非门的数量为2个,2个所述第一非门的输入端均用于与所述直流变压器的TRI信号端连接,其中一个所述第一非门的输出端与所述第二开关管的栅极连接;另一个所述第一非门的输出端与所述第三开关管的栅极连接。
9.直流变压器,其特征在于,包括:
如权利要求1至8任一项所述的电压检测电路。
10.根据权利要求9所述的直流变压器,还包括:
双输入误差放大器,所述双输入误差放大器的第一正向输入端用于接入所述直流变压器工作于DCM模式时的输出电压的平均值,所述双输入误差放大器的第一反向输入端、第二正向输入端均与所述直流变压器的参考电压端连接,所述双输入误差放大器的第二反向输入端与所述双输入误差放大器的输出端连接,所述双输入误差放大器的输出端的输出电压作为所述直流变压器的新的参考电压。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226943A (zh) * 2015-07-07 2016-01-06 深圳创维-Rgb电子有限公司 电源变换器及开关电源装置
CN105515413A (zh) * 2015-12-08 2016-04-20 美芯晟科技(北京)有限公司 一种基于交流-直流转换器的输出电压采样电路与方法
CN109617412A (zh) * 2019-01-14 2019-04-12 泉芯电子技术(深圳)有限公司 基于pfm控制的升压系统响应速度变换电路及其控制方法
CN110391736A (zh) * 2019-07-22 2019-10-29 西安易朴通讯技术有限公司 Buck变换器的控制电路

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105226943A (zh) * 2015-07-07 2016-01-06 深圳创维-Rgb电子有限公司 电源变换器及开关电源装置
CN105515413A (zh) * 2015-12-08 2016-04-20 美芯晟科技(北京)有限公司 一种基于交流-直流转换器的输出电压采样电路与方法
CN109617412A (zh) * 2019-01-14 2019-04-12 泉芯电子技术(深圳)有限公司 基于pfm控制的升压系统响应速度变换电路及其控制方法
CN110391736A (zh) * 2019-07-22 2019-10-29 西安易朴通讯技术有限公司 Buck变换器的控制电路

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