CN114545178A - 一种检测方法及检测电路 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种检测方法及检测电路，涉及电路领域，所述方法包括：在功率场效应管导通时，利用漏源级电压检测电路检测已导通的所述功率场效应管的漏源极电压；利用分压电路，对已导通的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第一分压电压；利用比较电路，比较所述第一分压电压与第一预设参考电压，并根据比较结果确定已导通的所述功率场效应管是否发生过流事件，以便在确定所述功率场效应管发生过流事件时由控制电路控制已导通的所述功率场效应管关断。本发明实施例通过漏源级电压检测电路检测所述功率场效应管导通时的漏源极电压，进而判断是否发生过流事件，检测速度快，能够有效保护所述功率场效应管。
Description
技术领域
本发明涉及电路领域，尤其涉及一种检测方法及检测电路。
背景技术
在一些功率变换器中，检测MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field-EffectTransistor，金属-氧化物半导体场效应管)是否过流通常需要在电路中串联检测电阻或互感器进行采样检测，以避免电路过流损坏，这种方法检测延迟较大，有时不能有效保护作为开关管的场效应管。
功率变换器中用ZVS(Zero Voltage Switch，零电压切换)来实现MOSFET的开通，与传统的硬开关功率变换器相比，使用ZVS可以提高变换器效率，ZVS开通通常在MOSFET的体二极管或者并联的二极管有正向电流流通时，可以将MOSFET电压钳位在1V左右，电压足够小，可以认为是零压点，在零压点开通有接近零的开通损耗。但是ZVS电路不总是能实现零压开通，要实现零压开通需要电路桥臂上下管的驱动信号有足够的死区时间，死区时间一般依靠经验设计固定值，在电路中电流较小时，死区时间要较大，由于电路参数差异性，经验设计的死区时间并不是最好的，在高压应用场合，有时在开关管电压10V以上到50V甚至更高，也可以开通开关管，避免死区过长影响输出和效率。
发明内容
本发明实施例提供一种检测方法及检测电路，至少解决已有过流检测方法不能有效保护开关管的问题。
本发明实施例提供一种检测方法，其特征在于，所述方法包括：
在功率场效应管受控于其连接的控制电路而导通时，利用与所述功率场效应管连接的漏源级电压检测电路检测已导通的所述功率场效应管的漏源极电压；
利用与所述漏源级电压检测电路连接的分压电路，对已导通的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第一分压电压；
利用与所述分压电路连接的比较电路，比较所述第一分压电压与第一预设参考电压，并根据比较结果确定已导通的所述功率场效应管是否发生过流事件，以便在确定所述功率场效应管发生过流事件时由与所述比较电路连接的控制电路控制已导通的所述功率场效应管关断。
优选地，所述方法还包括：
在所述功率场效应管关断时，利用所述漏源级电压检测电路检测已关断的所述功率场效应管的漏源极电压；
利用所述分压电路，对已关断的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第二分压电压；
利用所述比较电路，比较所述第二分压电压与第二预设参考电压，并根据比较结果确定已关断的所述功率场效应管是否满足零压开通条件，以便在确定已关断的所述功率场效应管满足零压开通条件时由所述控制电路控制已关断的所述功率场效应管导通。
优选地，所述方法还包括：
在预设的最大死区时间到达时，若根据所述比较结果确定已关断的所述功率场效应管仍不满足零压开通条件，则所述控制电路控制已关断的所述功率场效应管导通。
优选地，所述漏源级电压检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接所述功率场效应管的漏极，所述第一二极管的阳极连接所述分压电路。
优选地，所述分压电路包括：
第一分压支路，包括并联的第二二极管和第三电阻，所述第二二极管阴极通过第一电阻连接工作电源；
第二分压支路，包括并联的第一电容、第五电阻、以及一个或多个由第四电阻和检测开关组成的串联支路，其一端连接所述第二二极管的阳极和所述比较电路，其另一端接地；
其中，在所述功率场效应管导通时，所述控制电路控制所述检测开关关断；在所述功率场效应管关断时，所述控制电路控制所述检测开关导通。
优选地，所述比较电路包括：
比较器，其正向输入端接入预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压，在所述功率场效应管关断时接入所述第二分压电压；
其中，所述第一预设参考电压和所述第二预设参考电压相同，均为所述预设参考电压。
优选地，所述分压电路包括：
第一分压支路，包括并联的第二二极管和第三电阻，所述第二二极管阴极通过第一电阻连接工作电源；
第二分压支路，包括并联的第一电容、第四电阻和第五电阻，其一端连接所述第二二极管的阳极和所述比较电路，其另一端接地。
优选地，所述比较电路包括：
比较器，其正向输入端连接用于接入所述第一预设参考电压的第一开关以及用于接入所述第二预设参考电压的第二开关，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压，在所述功率场效应管关断时接入所述第二分压电压；
其中，在所述功率场效应管导通时，闭合所述第一开关，断开所述第二开关；在所述功率场效应管关断时，断开所述第一开关，闭合所述第二开关；
或者，所述比较电路包括：
第一比较器，其正向输入端接入所述第一预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压以及在所述功率场效应管关断时所述第二分压电压；
第二比较器，其正向输入端接入所述第二预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压以及在所述功率场效应管关断时所述第二分压电压；
其中，所述第一比较器和所述第二比较器输出相应的比较结果，以供所述控制电路基于所述功率场效应管的导通或关断进行相应处理。
本发明实施例还提供一种检测电路，其特征在于，所述电路包括：
漏源级电压检测电路，其与所述功率场效应管连接，用于在功率场效应管受控于其连接的控制电路而导通时，检测已导通的所述功率场效应管的漏源极电压；
分压电路，其与所述漏源级电压检测电路连接，用于对已导通的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第一分压电压；
比较电路，其与所述分压电路连接，用于比较所述第一分压电压与第一预设参考电压，并根据比较结果确定已导通的所述功率场效应管是否发生过流事件，以便在确定所述功率场效应管发生过流事件时由与所述比较电路连接的控制电路控制已导通的所述功率场效应管关断。
优选地，所述漏源级电压检测电路，还用于在所述功率场效应管关断时，检测已关断的所述功率场效应管的漏源极电压；
所述分压电路，还用于对已关断的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第二分压电压；
所述比较电路，还用于比较所述第二分压电压与第二预设参考电压，并根据比较结果确定已关断的所述功率场效应管是否满足零压开通条件，以便在确定已关断的所述功率场效应管满足零压开通条件时由所述控制电路控制已关断的所述功率场效应管导通。
本发明实施例通过所述漏源级电压检测电路检测所述功率场效应管导通时的漏源极电压，进而判断是否发生过流事件，检测速度快，能够有效保护所述功率场效应管。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种检测方法的第一示意性流程图；
图2是本发明实施例提供的一种检测方法的第二示意性流程图；
图3是本发明实施例提供的一种检测电路的结构框图；
图4是本发明实施例提供的用于MOSFET过流保护和驱动信号控制零压开通的电路图；
图5是图4所示实施例在VT1开通时的软件逻辑处理流程图；
图6是图4所示实施例在VT1开通时的时序图；
图7是图4所示实施例在VT1关断时的软件逻辑处理流程图；
图8是图4所示实施例在VT1关断时的时序图；
图9是本发明实施例提供的检测电路的第二示意图；
图10是本发明实施例提供的检测电路的第三示意图。
具体实施方式
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1是本发明实施例提供的一种检测方法的第一示意性流程图，如图1所示，所述方法可以包括：
步骤S101：在功率场效应管受控于其连接的控制电路而导通时，利用与所述功率场效应管连接的漏源级电压检测电路检测已导通的所述功率场效应管的漏源极电压；
步骤S102：利用与所述漏源级电压检测电路连接的分压电路，对已导通的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第一分压电压；
步骤S103：利用与所述分压电路连接的比较电路，比较所述第一分压电压与第一预设参考电压，并根据比较结果确定已导通的所述功率场效应管是否发生过流事件，以便在确定所述功率场效应管发生过流事件时由与所述比较电路连接的控制电路控制已导通的所述功率场效应管关断。
一般地，所述控制电路通过驱动电路控制所述功率场效应管导通或关断。
本实施例通过漏源级电压检测电路检测所述功率场效应管导通时的漏源极电压(或饱和电压)，进而判断电路是否发生过流事件，检测速度快，能够有效保护所述功率场效应管。
图2是本发明实施例提供的一种检测方法的第二示意性流程图，在图1实施例的基础上，在所述场效应管关断时，可以实现零压检测，如图2所示，所述检测方法进一步包括：
步骤S201：在所述功率场效应管关断时，利用所述漏源级电压检测电路检测已关断的所述功率场效应管的漏源极电压；
步骤S202:利用所述分压电路，对已关断的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第二分压电压；
步骤S203：利用所述比较电路，比较所述第二分压电压与第二预设参考电压，并根据比较结果确定已关断的所述功率场效应管是否满足零压开通条件，以便在确定已关断的所述功率场效应管满足零压开通条件时由所述控制电路控制已关断的所述功率场效应管导通。
本实施例通过漏源级电压检测电路检测所述功率场效应管关断时的漏源极电压，确定所述功率场效应管是否满足零压开通条件，从而所述功率场效应管是否满足零压开通条件时控制所述功率场效应管导通，实现了死区时间灵活调节，防止完全硬开。
在实现过流检测的基础上，本实施例进一步实现了零压检测，进一步说，本实施例可以用一个包括所述漏源级电压检测电路、所述分压电路和所述比较电路的简单的检测电路实现过流检测(或饱和电压检测)和ZVS零压检测。
其中，所述漏源级电压检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接所述功率场效应管的漏极，所述第一二极管的阳极连接所述分压电路。
在第一实施方式中，所述分压电路包括：第一分压支路，包括并联的第二二极管和第三电阻，所述第二二极管阴极通过第一电阻连接工作电源；第二分压支路，包括并联的第一电容、第五电阻、以及一个或多个由第四电阻和检测开关组成的串联支路，其一端连接所述第二二极管的阳极和所述比较电路，其另一端接地。相应地，所述比较电路包括：比较器，其正向输入端接入预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压，在所述功率场效应管关断时接入所述第二分压电压。在实施方式中，所述第一预设参考电压和所述第二预设参考电压均为所述预设参考电压。
在本实施方式中，所述控制电路通过驱动电路控制所述功率场效应管导通时，控制所述检测开关关断，与检测开关串联的第四电路不参与分压。若所述功率场效应管的漏源级电压较小，则分压后输入到比较器反向输入端的第一分压电压小于正向输入端接入的所述预设参考电压，此时比较器输出低电平，说明未过流，若所述功率场效应管的漏源级电压不断增大到使得分压后输入到比较器反向输入端的第一分压电压大于正向输入端接入的所述预设参考电压时，比较器输出高电平，说明已过流。
在本实施方式中，所述控制电路通过驱动电路控制所述功率场效应管关断时，控制所述检测开关导通，与检测开关串联的第四电路参与分压。若所述功率场效应管的漏源级电压分压后输入到比较器反向输入端的第二分压电压大于正向输入端接入的所述预设参考电压，则比较器输出高电平，说明不满足零压开通条件；若所述功率场效应管的漏源级电压不断减小到使得分压后输入到比较器反向输入端的第二分压电压小于正向输入端接入的所述预设参考电压时，比较器输出低电平，说明满足零压开通条件。
在本实施方式中，在预设的上下管驱动的最大死区时间到达时，假设高侧管处于关断状态，若根据所述比较结果确定已关断的所述功率场效应管(即低侧管)仍不满足零压开通条件，则所述控制电路通过驱动电路控制已关断的所述功率场效应管(即低侧管)导通，提高效率。
所述控制电路可以包括一处理芯片或控制芯片，一方面，其可以输出PWM1和PWM2以分别送入功率场效应管的驱动电路和检测开关，从而分别控制功率场效应管和检测开关的通断，另一方面，在功率场效应管导通的场景下，其可以在比较器的输出结果指示过流时输出用来控制功率场效应管关断的PWM1或Logic Out2给功率场效应管的驱动电路，使得功率场效应管关断；在功率场效应管关断的场景下，其可以在比较器的输出结果指示满足零压开通条件时，输出用来控制功率场效应管导通的PWM1或Logic Out2给功率场效应管的驱动电路，使得功率场效应管导通。
在第二实施方式中，所述分压电路包括：第一分压支路，包括并联的第二二极管和第三电阻，所述第二二极管阴极通过第一电阻连接工作电源；第二分压支路，包括并联的第一电容、第四电阻和第五电阻，其一端连接所述第二二极管的阳极和所述比较电路，其另一端接地。相应地，所述比较电路包括：比较器，其正向输入端连接用于接入所述第一预设参考电压的第一开关以及用于接入所述第二预设参考电压的第二开关，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压，在所述功率场效应管关断时接入所述第二分压电压。
在本实施方式中，所述控制电路通过驱动电路控制所述功率场效应管导通时，控制所述第一开关闭合，所述第二开关断开，为比较器的正向输入端接入所述第一预设参考电压。若所述功率场效应管的漏源级电压较小，则分压后输入到比较器反向输入端的第一分压电压小于正向输入端接入的所述第一预设参考电压，此时比较器输出低电平，说明未过流，若所述功率场效应管的漏源级电压不断增大到使得分压后输入到比较器反向输入端的第一分压电压大于正向输入端接入的所述第一预设参考电压时，比较器输出高电平，说明已过流。
在本实施方式中，所述控制电路通过驱动电路控制所述功率场效应管关断时，控制所述第一开关断开，所述第二开关闭合，为所述比较器的负相输入端接入所述第二预设参考电压。若所述功率场效应管的漏源级电压分压后输入到比较器反向输入端的第二分压电压大于正向输入端接入的所述第二预设参考电压，则比较器输出高电平，说明不满足零压开通条件；若所述功率场效应管的漏源级电压不断减小到使得分压后输入到比较器反向输入端的第二分压电压小于正向输入端接入的所述第二预设参考电压时，比较器输出低电平，说明满足零压开通条件。
在本实施方式中，在预设的上下管驱动的最大死区时间到达时，假设高侧管处于关断状态，若根据所述比较结果确定已关断的所述功率场效应管(即低侧管)仍不满足零压开通条件，则所述控制电路通过驱动电路控制已关断的所述功率场效应管(即低侧管)导通，提高效率。
所述控制电路可以包括一处理芯片或控制芯片，一方面，其可以输出PWM1以送入功率场效应管的驱动电路，从而控制功率场效应管的通断，另一方面，在功率场效应管导通的场景下，其可以在比较器的输出结果指示过流时输出用来控制功率场效应管关断的信号PWM1或Logic Out2给功率场效应管的驱动电路，使得功率场效应管关断；在功率场效应管关断的场景下，其可以在比较器的输出结果指示满足零压开通条件时，输出用来控制功率场效应管导通的PWM1或Logic Out2给功率场效应管的驱动电路，使得功率场效应管导通。
在第三实施方式中，所述分压电路包括：第一分压支路，包括并联的第二二极管和第三电阻，所述第二二极管阴极通过第一电阻连接工作电源；第二分压支路，包括并联的第一电容、第四电阻和第五电阻，其一端连接所述第二二极管的阳极和所述比较电路，其另一端接地。相应地，所述比较电路包括：第一比较器，其正向输入端接入所述第一预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压以及在所述功率场效应管关断时所述第二分压电压；第二比较器，其正向输入端接入所述第二预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压以及在所述功率场效应管关断时所述第二分压电压。
在本实施方式中，所述控制电路通过驱动电路控制所述功率场效应管导通时，若所述功率场效应管的漏源级电压较小，则分压后输入到第一比较器反向输入端的第一分压电压小于正向输入端接入的所述第一预设参考电压，此时第一比较器输出低电平，说明未过流，若所述功率场效应管的漏源级电压不断增大到使得分压后输入到第一比较器反向输入端的第一分压电压大于正向输入端接入的所述第一预设参考电压时，第一比较器输出高电平，说明已过流。
在本实施方式中，所述控制电路通过驱动电路控制所述功率场效应管关断时，若所述功率场效应管的漏源级电压分压后输入到第二比较器反向输入端的第二分压电压大于正向输入端接入的所述第二预设参考电压，则第二比较器输出高电平，说明不满足零压开通条件；若所述功率场效应管的漏源级电压不断减小到使得分压后输入到第二比较器反向输入端的第二分压电压小于正向输入端接入的所述第二预设参考电压时，第二比较器输出低电平，说明满足零压开通条件。
在本实施方式中，在预设的上下管驱动的最大死区时间到达时，假设高侧管处于关断状态，若根据所述比较结果确定已关断的所述功率场效应管(即低侧管)仍不满足零压开通条件，则所述控制电路通过驱动电路控制已关断的所述功率场效应管(即低侧管)导通，提高效率。
所述控制电路可以包括一处理芯片或控制芯片，一方面，其可以输出PWM1以送入功率场效应管的驱动电路，从而控制功率场效应管的通断，另一方面，在功率场效应管导通的场景下，其可以在第一比较器的输出结果指示过流时输出用来控制功率场效应管关断的信号PWM1或Logic Out2给功率场效应管的驱动电路，使得功率场效应管关断；在功率场效应管关断的场景下，其可以在第二比较器的输出结果指示满足零压开通条件时，输出用来控制功率场效应管导通的PWM1或Logic Out2给功率场效应管的驱动电路，使得功率场效应管导通。也就是说，在本实施方式中，尽管第一和第二比较器均接入第一和第二分压电压，但所述控制电路可以根据不同场景，处理第一和第二比较器输出的信号。
图3是本发明实施例提供的一种检测电路的结构框图，如图3所示，所述检测电路包括：
漏源级电压检测电路101，其与所述功率场效应管100连接，用于在功率场效应管100受控于其连接的控制电路104而导通时，检测已导通的所述功率场效应管100的漏源极电压；
分压电路102，其与所述漏源级电压检测电路101连接，用于对已导通的所述功率场效应管100的漏源极电压进行分压，得到第一分压电压；
比较电路103，其与所述分压电路连接，用于比较所述第一分压电压与第一预设参考电压，并根据比较结果确定已导通的所述功率场效应管100是否发生过流事件，以便在确定所述功率场效应管100发生过流事件时由与所述比较电路103连接的控制电路104控制已导通的所述功率场效应管100关断。
本实施例通过漏源级电压检测电路101检测所述功率场效应管100导通时的漏源极电压(或饱和电压)，进而判断电路是否发生过流事件，检测速度快，能够有效保护所述功率场效应管100。
进一步地，所述漏源级电压检测电路101，还用于在所述功率场效应管100关断时，检测已关断的所述功率场效应管100的漏源极电压；相应地，所述分压电路102，还用于对已关断的所述功率场效应管100的漏源极电压进行分压，得到第二分压电压；所述比较电路103，还用于比较所述第二分压电压与第二预设参考电压，并根据比较结果确定已关断的所述功率场效应管100是否满足零压开通条件，以便在确定已关断的所述功率场效应管100满足零压开通条件时由所述控制电路104控制已关断的所述功率场效应管100导通。
本实施例通过漏源级电压检测电路检测所述功率场效应管100关断时的漏源极电压，确定所述功率场效应管100是否满足零压开通条件，从而所述功率场效应管100是否满足零压开通条件时控制所述功率场效应管100导通，实现了死区时间灵活调节，防止完全硬开。
一般地，所述控制电路104通过驱动电路105控制所述功率场效应管100导通或关断。
本实施例中，所述漏源级电压检测电路101、所述分压电路102、所述比较电路103的电路结构以及连接关系与前述检测方法中所述的电路结构以及连接关系相同，在此不再赘述。
下面结合图4-图10进行详细说明。
图4是本发明实施例提供的用于MOSFET过流保护和驱动信号控制零压开通的电路图，所述MOSFET VT1是半桥电路的低侧开关管(相当于上述功率场效应管)，如图4所示，包括：所述MOSFET VT1漏源极电压检测电路1(相当于上述检测电路)，信号处理和PWM生成电路2(包括控制芯片或高速处理器，相当于上述控制电路)、驱动电路3(包括驱动芯片和逻辑与门，相当于上述功率场效应管的驱动电路)。漏源极电压检测电路1通过二极管D1等效检测MOSFET VT1导通时的饱和压降和判断MOSFET VT1即将开通时电压是否满足零压开通条件，X点电压被钳位，通过电阻分压与比较器D3正向输入端参考电压Vref比较得出结果，第二电阻R2是非必须元件，R4与检测开关VT2组成的电路可以有一个或者多个，检测开关VT2导通时使第四电路R4与第五电阻R5并联而改变比较器D3反向输入端的电压。信号处理和PWM生成电路2接收比较器D3的输出信号后，通过逻辑判断是否发出关断或开通的驱动信号或驱动信号，从而实现过流保护或ZVS。驱动电路3接收信号处理和PWM生成电路2发出的驱动信号来开关MOSFET VT1。
图4所示电路的原理如下：第一电阻R1远大于第二电阻R2，通过第一二极管D1电压钳位，X点的电压近似等于MOSFET VT1压降，但Vx<Vcc，选合适的第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5分压，与比较器D3同相输入端(即正向输入端)参考电压Vref比较，检测MOSFETVT1两端的压降来判断开关管是否过流或漏源极电压是否降到可以开通的电压。参考电压Vref不变，PWM2开关VT2改变分压大小，等效于改变检测电压。通过信号处理和PWM生成电路2(包括高速处理器)进行逻辑判断和时序控制可以达到很快的响应速度，从而实现及时保护电路。第二二极管D2用来快速释放第一电容C1储存的电荷。
本发明使用一个简单的电路实现饱和电压检测和ZVS零压检测，与传统电路相比，电路结构简单，有益于降低成本，另外，在功率变换器特别是大于10kW的功率变换器，该电路可应用于功率变换器的驱动控制电路中，能够提高功率变换器效率，灵活控制死区时间。
图5是图4所示实施例在VT1开通时的软件逻辑处理流程图，如图5所示，可以包括：
步骤S301：信号处理和PWM生成电路2向驱动电路3发出驱动脉冲PWM1，使驱动电路3驱动MOSFET VT1开通；
步骤S302：信号处理和PWM生成电路2通过向检测开关VT2发出驱动脉冲PWM2，使检测开关VT2关闭。此时X点电压通过分压与参考电压Vref比较，若比较器输出低电平，则表示MOSFET VT1没有过流，若比较器输出高电平，则表示MOSFET VT1过流。
其中，PWM1与PWM2的时序是反相的。
步骤S303：如果过流，则信号处理和PWM生成电路2向驱动电路3发出驱动脉冲PWM1，使驱动电路3驱动MOSFET VT1关断。
结合图6所示的MOSFET VT1开通时的时序图，PWM1与PWM2的时序是反相的，PWM1为高电平，MOSFET开通，当过流时，根据开关管输出特性曲线可知漏源极电压随电流增大，例如，检测漏源极饱和电压超过3V，即可认为过流，Logic Out1翻转，可通过信号处理和PWM生成电路2输出Logic Out2或PWM1直接关断开关管，如图6所示，t1时刻MOSFET VT1开通，t2时刻开始发生过流事件，t3时刻关断MOSFET VT1。
图7是图4所示实施例在VT1关断时的软件逻辑处理流程图，如图7所示，可以包括：
步骤S401：信号处理和PWM生成电路2向驱动电路3发出驱动脉冲PWM1，使驱动电路3驱动MOSFET VT1关断，通过向检测开关VT2发出驱动脉冲PWM2，使检测开关VT2打开。
步骤S402：设置上下管驱动间最大死区时间Tdead。
步骤S403：检测到高侧驱动脉冲使高侧MOSFET处于关断状态。
步骤S404：X点电压通过分压与参考电压Vref比较，若比较器输出低电平，则表示MOSFET VT1可以零压开通，如果在Tdead后比较器输出仍为高电平，则信号处理和PWM生成电路2向驱动电路3发出驱动脉冲PWM1，使驱动电路3驱动MOSFET VT1开通。
结合图8所示的MOSFET VT1关断时的时序图，在谐振电路中，MOSFET VT1开关管关断时，打开VT2将R4与R5并联，提高检测电压门槛，若MOSFET VT1电流开始流过体二极管，漏源极电压减小，例如当漏源极电压检测门槛为30V，Logic Out1由高电平转变为低电平，判断可以打开MOSFET VT1，Logic Out2和PWM1转为高电平，实现了死区时间灵活调节，防止了完全硬开。同时，本发明可以设置最大死区时间Tdeadmax，防止在功率变换器在输出功率较小，无法ZVS的情况，也可以设置最小死区时间Tdeadmin，防止上下开关管共通。如图7所示，t1时刻漏源极电压开始下降，t2时刻达到零压开通的条件，PWM1翻转。
需要说明的是，从图5和图7的软件逻辑处理过程可以看出，本实施例在MOSFETVT1开通或关断时，需要同步控制检测开关VT2。
本实施例提供一种两用电路，一方面可以在MOSFET开通时检测饱和电压，另一方面可以检测漏源极电压调节死区时间。对于前者，检测的饱和电压值是10V以下的低压，根据MOSFET导通时的电压电流关系，可以知道在10V以下就可以判断是否过流。对于后者，要实现ZVS,高压应用场合，在MOSFET电压在50V以下的任意一点，都可以认为是零电压点开通，相比硬开通损耗依然小了很多。本发明同时实现饱和电压和ZVS零压检测，运用了图4所示的一种简单的电路，使用二极管D1检测MOSFET漏源极电压，通过控制VT2开关将R4与R5并联，改变电阻分压，快速改变比较器D3反向输入端的电压，比较器正向输入端给定参考电压Vref，在MOSFET VT1导通时，检测开关VT2关断，MOSFET VT1关断时，检测开关VT2导通，能够等效的检测不同漏源极电压是否超过设定值，解决了饱和电压检测和ZVS零压检测点不同的问题。
本发明可以应用于功率变换器中，具体地，一般用于高压(大于400V)场合,用于功率开关使用MOSFET的半桥电路，并联在MOSFET的漏源极，半桥电路中点连接谐振网络，谐振网络的阻抗呈感性，输出电压超前输出电流，可以实现ZVS。
图9是本发明实施例提供的检测电路的第二示意图，作为图4所示漏源极电压检测电路的替代方式，如图9所示，本实施例不再使用检测开关VT2来改变等效参考电压，而是改变D3正向输入端的参考电压，该参考电压的改变与PWM1时序同步。具体地说，图9的漏源极电压检测电路不改变电阻分压，而是在不同应用场景下使比较器D3接入不同参考电压，也就是说，在MOSFET VT1导通时，通过接通第一开关且断开第二开关，仅将第一预设参考电压Vref1接入比较器D3的正向输入端，使第一预设参考电压Vref1参与到过流检测，在MOSFETVT1关断时，通过断开第一开关且接通第二开关，仅将第二预设参考电压Vref2接入比较器D3的正向输入端，使第二预设参考电压Vref2参与到ZVS零压检测。
图10是本发明实施例提供的检测电路的第三示意图，作为图4所示漏源极电压检测电路的另一替代方式，如图10所示，本实施例不再使用检测开关VT2来改变等效参考电压，而是采用两个比较器D4和D5分别接入不同的参考电压，即第一预设参考电压Vref1和第二预设参考电压Vref1，两个比较器D4和D5的输出信号由信号处理和PWM生成电路2(包括控制芯片)处理，也能达到饱和电压检测和零压开关的功能。
本发明提供一种检测MOSFET的漏源极电压来判断MOSFET是否过流和调整死区时间实现零电压开通的电路，可用于MOSFET过流保护和驱动信号死区以控制实现零电压开通，涉及电力电子领域的谐振软开关电路，可应用于逆变器、整流器、开关电源等多种电路。
以上参照附图说明了本发明的优选实施例，并非因此局限本发明的权利范围。本领域技术人员不脱离本发明的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进，均应在本发明的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种检测方法，其特征在于，所述方法包括：
在功率场效应管受控于其连接的控制电路而导通时，利用与所述功率场效应管连接的漏源级电压检测电路检测已导通的所述功率场效应管的漏源极电压；
利用与所述漏源级电压检测电路连接的分压电路，对已导通的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第一分压电压；
利用与所述分压电路连接的比较电路，比较所述第一分压电压与第一预设参考电压，并根据比较结果确定已导通的所述功率场效应管是否发生过流事件，以便在确定所述功率场效应管发生过流事件时由与所述比较电路连接的控制电路控制已导通的所述功率场效应管关断。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在所述功率场效应管关断时，利用所述漏源级电压检测电路检测已关断的所述功率场效应管的漏源极电压；
利用所述分压电路，对已关断的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第二分压电压；
利用所述比较电路，比较所述第二分压电压与第二预设参考电压，并根据比较结果确定已关断的所述功率场效应管是否满足零压开通条件，以便在确定已关断的所述功率场效应管满足零压开通条件时由所述控制电路控制已关断的所述功率场效应管导通。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：
在预设的最大死区时间到达时，若根据所述比较结果确定已关断的所述功率场效应管仍不满足零压开通条件，则所述控制电路控制已关断的所述功率场效应管导通。
4.根据权利要求1-3任意一项所述的方法，其特征在于，漏源级电压检测电路包括第一二极管，所述第一二极管的阴极连接所述功率场效应管的漏极，所述第一二极管的阳极连接所述分压电路。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分压电路包括：
第一分压支路，包括并联的第二二极管和第三电阻，所述第二二极管阴极通过第一电阻连接工作电源；
第二分压支路，包括并联的第一电容、第五电阻、以及一个或多个由第四电阻和检测开关组成的串联支路，其一端连接所述第二二极管的阳极和所述比较电路，其另一端接地；
其中，在所述功率场效应管导通时，所述控制电路控制所述检测开关关断；在所述功率场效应管关断时，所述控制电路控制所述检测开关导通。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述比较电路包括：
比较器，其正向输入端接入预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压，在所述功率场效应管关断时接入所述第二分压电压；
其中，所述第一预设参考电压和所述第二预设参考电压相同，均为所述预设参考电压。
7.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述分压电路包括：
第一分压支路，包括并联的第二二极管和第三电阻，所述第二二极管阴极通过第一电阻连接工作电源；
第二分压支路，包括并联的第一电容、第四电阻和第五电阻，其一端连接所述第二二极管的阳极和所述比较电路，其另一端接地。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，
所述比较电路包括：
比较器，其正向输入端连接用于接入所述第一预设参考电压的第一开关以及用于接入所述第二预设参考电压的第二开关，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压，在所述功率场效应管关断时接入所述第二分压电压；
其中，在所述功率场效应管导通时，闭合所述第一开关，断开所述第二开关；在所述功率场效应管关断时，断开所述第一开关，闭合所述第二开关；
或者，所述比较电路包括：
第一比较器，其正向输入端接入所述第一预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压以及在所述功率场效应管关断时所述第二分压电压；
第二比较器，其正向输入端接入所述第二预设参考电压，其反向输入端在所述功率场效应管导通时接入所述第一分压电压以及在所述功率场效应管关断时所述第二分压电压；
其中，所述第一比较器和所述第二比较器输出相应的比较结果，以供所述控制电路基于所述功率场效应管的导通或关断进行相应处理。
9.一种检测电路，其特征在于，所述电路包括：
漏源级电压检测电路，其与所述功率场效应管连接，用于在功率场效应管受控于其连接的控制电路而导通时，检测已导通的所述功率场效应管的漏源极电压；
分压电路，其与所述漏源级电压检测电路连接，用于对已导通的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第一分压电压；
比较电路，其与所述分压电路连接，用于比较所述第一分压电压与第一预设参考电压，并根据比较结果确定已导通的所述功率场效应管是否发生过流事件，以便在确定所述功率场效应管发生过流事件时由与所述比较电路连接的控制电路控制已导通的所述功率场效应管关断。
10.根据权利要求9所述的电路，其特征在于，
所述漏源级电压检测电路，还用于在所述功率场效应管关断时，检测已关断的所述功率场效应管的漏源极电压；
所述分压电路，还用于对已关断的所述功率场效应管的漏源极电压进行分压，得到第二分压电压；
所述比较电路，还用于比较所述第二分压电压与第二预设参考电压，并根据比较结果确定已关断的所述功率场效应管是否满足零压开通条件，以便在确定已关断的所述功率场效应管满足零压开通条件时由所述控制电路控制已关断的所述功率场效应管导通。
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