CN117937949A - 一种过零检测电路及dc-dc变换器电路 - Google Patents

一种过零检测电路及dc-dc变换器电路 Download PDF

Info

Publication number
CN117937949A
CN117937949A CN202410318380.7A CN202410318380A CN117937949A CN 117937949 A CN117937949 A CN 117937949A CN 202410318380 A CN202410318380 A CN 202410318380A CN 117937949 A CN117937949 A CN 117937949A
Authority
CN
China
Prior art keywords
switching tube
electrically connected
circuit
input end
resistor
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.)
Granted
Application number
CN202410318380.7A
Other languages
English (en)
Other versions
CN117937949B (zh
Inventor
黎刚
孙林
陈嘉为
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Chenxin Semiconductor Shenzhen Co ltd
Original Assignee
Chenxin Semiconductor Shenzhen Co ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Chenxin Semiconductor Shenzhen Co ltd filed Critical Chenxin Semiconductor Shenzhen Co ltd
Priority to CN202410318380.7A priority Critical patent/CN117937949B/zh
Publication of CN117937949A publication Critical patent/CN117937949A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN117937949B publication Critical patent/CN117937949B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

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
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/22—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac
    • H02M3/24—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/28—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac
    • H02M3/325—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/335—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/33569—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements
    • H02M3/33576—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer
    • H02M3/33592—Conversion of dc power input into dc power output with intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode to produce the intermediate ac using devices of a triode or a transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only having several active switching elements having at least one active switching element at the secondary side of an isolation transformer having a synchronous rectifier circuit or a synchronous freewheeling circuit at the secondary side of an isolation transformer
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
    • G01R19/00—Arrangements for measuring currents or voltages or for indicating presence or sign thereof
    • G01R19/175—Indicating the instants of passage of current or voltage through a given value, e.g. passage through zero
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02H—EMERGENCY PROTECTIVE CIRCUIT ARRANGEMENTS
    • H02H7/00—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions
    • H02H7/10—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers
    • H02H7/12—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers
    • H02H7/125—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers
    • H02H7/1257—Emergency protective circuit arrangements specially adapted for specific types of electric machines or apparatus or for sectionalised protection of cable or line systems, and effecting automatic switching in the event of an undesired change from normal working conditions for converters; for rectifiers for static converters or rectifiers for rectifiers responsive to short circuit or wrong polarity in output circuit
    • 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
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/08—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters
    • H02M1/088—Circuits specially adapted for the generation of control voltages for semiconductor devices incorporated in static converters for the simultaneous control of series or parallel connected semiconductor devices
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Rectifiers (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)

Abstract

本发明公开一种过零检测电路及DC‑DC变换器电路，DC‑DC变换器电路包括同步整流开关管，过零检测电路包括主控电路、比较电路和修调电路，主控电路与同步整流开关管的受控端电连接，比较电路的第二输入端用于接入参考电压，比较电路的输出端与主控电路电连接，修调电路的一端与同步整流开关管的输入端电连接，修调电路的另一端用于接入第一电流，修调电路的另一端与比较电路的第一输入端电连接，本发明旨在通过在比较电路的第一输入端输入可调控的电压，以此补偿各种情况带来的延时，从而保证整体电路的稳定性和可靠性。

Description

一种过零检测电路及DC-DC变换器电路
技术领域
本发明涉及过零检测技术领域，特别涉及一种过零检测电路及DC-DC变换器电路。
背景技术
目前市面上可穿戴设备和物联网设备大多都采用锂电池供电，而锂电池供电将对开关电源产品的供电效率提出更高的要求。为了提高开关电源的转换效率，现有的开关降压变换器一般采用同步整流结构，而在同步整流变换器中轻载的效率常常会因电感反向电流而降低，因此在同步整流降压变换器中过零检测电路将不可或缺。
参考图1，图1所示的电路为传统的DC-DC变换器电路，包括输出电源VIN、上功率管HSFET、下功率管LSFET、电感L、输出电压VO、负载CO和RL，在轻负载条件下，当上功率管HSFET关断，下功率管LSFET导通时，DC-DC变换器电路将工作在不连续导通模式，电感上的电流会逐渐降低然后反向续流，此时通过过零检测电路控制同步整流管（LSFET），在电感上电流反向续流前关闭，阻挡反向电流来实现轻载时效率最大化，让同步整流管充分发挥续流的作用，以此防止电流倒灌，提高开关电源的效率。
目前的过零检测电路，大多数做法是通过比较器判断电感上的电压大小是否达到预设电压值，以此来判断电感上的电流是否降低至零，当电感上的电压达到预设电压值时，比较器输出相应的控制信号驱动同步整流开关管关断，但由于比较器与门电路或走线等情况带来的延迟会使控制信号无法及时控制同步整流开关管关断以使电感电流反向，导致电路效率降低，影响系统的整体性能指标；对此部分过零检测电路选择在电感上的电流逐渐降低并接近零时提前关断同步整流开关管，以此来补偿延时，但此做法缺陷极大，提前关断同步整流开关管无法准确消除比较器与门电路或走线等情况带来的延迟，当延迟时间因条件影响发生变化时，可能会导致同步整流开关管超前关断，以使电感上的电流将在同步整流管的体二极管上损失能量，从而降低整个电路的能量转换效率。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种过零检测电路及DC-DC变换器电路，旨在通过在比较器的输入端输入可调控的电压，以此补偿各种情况带来的延时，从而保证整体电路的稳定性和可靠性。
为实现上述目的，本发明提出的，一种过零检测电路，应用于DC-DC变换器电路，所述DC-DC变换器电路包括同步整流开关管，所述过零检测电路包括：
主控电路，所述主控电路与所述同步整流开关管的受控端电连接；
比较电路，所述比较电路包括第一输入端和第二输入端，所述比较电路的第二输入端用于接入参考电压，所述比较电路的输出端与所述主控电路电连接；
修调电路，所述修调电路的一端与所述同步整流开关管的输入端电连接，所述修调电路的一端用于对所述同步整流开关管的输入端的电压按照分压比进行分压处理且所述修调电路的另一端用于接入第一电流，所述修调电路的另一端用于输出相应的第一电压，所述修调电路的另一端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述修调电路包括多个与所述主控电路电连接的信号接收端，所述主控电路用于输出第一控制信号至所述信号接收端以调整所述修调电路的等效阻值；
所述比较电路用于比较所述第一电压和所述参考电压的大小，并输出相应的第二控制信号至所述主控电路，所述主控电路根据所述第二控制信号控制所述同步整流开关管断开。
可选的，所述修调电路包括：
多个开关管和多个电阻，多个所述开关管的输入端均与所述比较电路的第一输入端电连接，多个所述开关管的输入端还均用于接入所述第一电流，多个所述开关管的输出端与多个所述电阻的第一端一一对应电连接，多个所述电阻的第二端均与所述同步整流开关管的输入端电连接，多个所述开关管的受控端均与所述主控电路电连接。
可选的，多个所述开关管包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管，多个所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，所述修调电路还包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一与非门和第二与非门，所述第一开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第一开关管的输出端与所述第二开关管的输入端电连接，所述第二开关管的输出端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第三开关管的输入端与所述第一开关管的输出端电连接，所述第三开关管的输出端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第四开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第四开关管的输出端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第五开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第五开关管的输出端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第六开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第六开关管的输出端与所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端与所述同步整流开关管电连接；所述第一开关管的受控端与所述主控电路电连接，所述第三反相器的输入端和所述第四反相器的输入端均与所述第一开关管的受控端电连接，所述第三反相器的输出端与所述第一与非门的第一输入端电连接，所述第一与非门的第二输入端与所述主控电路电连接，所述第一与非门的输出端与所述第六开关管的受控端电连接；所述第二与非门的输出端与所述第五开关管的受控端电连接，所述第二与非门的第一输入端与所述第四反相器的输出端电连接，所述第二与非门的第二输入端与所述主控电路电连接；所述第一反相器的输入端与所述第一与非门的第二输入端电连接，所述第一反相器的输出端与所述第二开关管的受控端电连接；所述第二反相器的输入端与所述第二与非门的第二输入端电连接，所述第二反相器的输出端与所述第三开关管的受控端电连接，所述第四开关管的受控端用于接入供电电压；所述第一开关管的输入端、所述第四开关管的输入端、所述第五开关管的输入端和所述第六开关管的输入端还均用于接入所述第一电流。
可选的，所述比较电路包括：
第一比较器、第六电阻和第七开关管，所述第一比较器的同相端与所述修调电路的另一端电连接，所述第一比较器的反相端分别与所述第六电阻的第一端和所述第七开关管的输入端电连接，所述第六电阻的第二端、所述第七开关管的受控端和所述第七开关管的输出端均接地。
可选的，所述过零检测电路还包括：
与门电路，所述与门电路的第一输入端与所述同步整流开关管的受控端电连接，所述与门电路的第二输入端与所述比较电路的输出端电连接，所述与门电路的输出端与所述主控电路电连接。
可选的，所述过零检测电路还包括：
延时电路，所述延时电路的输入端与所述同步整流开关管的受控端电连接，所述延时电路的输出端与所述与门电路的第一输入端电连接。
可选的，所述延时电路包括：
第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第五反相器和第一电容，所述第八开关管的输出端用于接入第一电流，所述第八开关管的受控端与所述第九开关管的受控端电连接，所述第八开关管的受控端还与所述第八开关管的输出端电连接，所述第九开关管的输出端与所述第十开关管的输入端电连接，所述第十开关管的输出端与所述第十一开关管的输入端电连接，所述第十一开关管的输出端接地，所述第五反相器的输入端与所述同步整流开关管的受控端电连接，所述第十开关管的受控端和所述第十一开关管的受控端均与所述第五反相器的输出端电连接；所述第一电容的第一端分别与所述主控电路和所述第十开关管的输出端电连接，所述第一电容的第二端接地。
可选的，所述延时电路还包括：
第一反相电路和第二反相电路，所述第一反相电路的输入端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一反相电路的输出端与所述第二反相电路的输入端电连接，所述第二反相电路的输出端与所述与门电路的第一输入端电连接。
本发明还提出一种DC-DC变换器电路，包括同步整流开关管和上述任一项所述的过零检测电路；所述DC-DC变换器电路包括第十二开关管、第十三开关管、第一电感、第七电阻和第二电容，所述第十二开关管的输入端用于接入电源电压，所述第十二开关管的输出端分别与所述第十三开关管的输入端和所述第一电感的第一端电连接，所述第十三开关管的输出端接地，所述第一电感的第二端分别与所述第七电阻的第一端和所述第二电容的第一端电连接，所述第七电阻的第二端和所述第二电容的第二端均接地；所述主控电路分别与所述第十二开关管的受控端和所述第十三开关管的受控端电连接；所述修调电路的一端与所述第十三开关管的输入端电连接；其中，所述同步整流开关管包括所述第十三开关管。
可选的，所述DC-DC变换器电路还包括：
第十四开关管和第八电阻，所述第十四开关管的输入端与所述第一电感的第一端电连接，所述第十四开关管的输出端与所述第八电阻的第一端电连接，所述第八电阻的第一端还与所述修调电路的一端电连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第十四开关管的受控端与所述第十三开关管的受控端电连接。
本发明技术方案包括主控电路、比较电路和修调电路，修调电路的一端用于获取同步整流开关管的输入端的电压，从而获取DC-DC变换器电路中电感的电流状态，且修调电路的另一端用于接入第一电流，因此修调电路输出的第一电压为同步整流开关管的输入端的电压与失调电压的和，因此当电感的电流大小接近零时，由于第一电压正好比参考电压大，所以比较电路在电感电流还没为零时提前输出相应的第二控制信号，当第二控制信号经过一段延时后传输至主控电路且主控电路关断同步整流开关管时，电感上的电流刚好基本为零，从而防止电感电流倒灌，且主控电路还用于输出第一控制信号至修调电路的信号接收端以调整修调电路的等效阻值，修调电路输出的第一电压会随着等效电阻的变化而变化，如此设置，在实际应用中，用户可根据实际延迟时间的长短通过设置主控电路调整修调电路的等效阻值，从而控制修调电路输出的第一电压的大小，当延迟时间较长时，用户可通过调整修调电路的等效阻值变大，以使比较电路提前输出第二控制信号的时间更快，当延迟时间较短时，用户可通过调整修调电路的等效阻值变小，以使比较电路提前输出第二控制信号的时间更慢，因此，本发明过零检测电路通过在同步整流开关管的输入端电压基础上叠加失调电压以此来抵消因延时对比较电路输出的第二控制信号带来的误差，从而在电感电流基本为零时能及时关断同步整流开关管，防止电感电流倒灌，且本发明可通过调整修调电路的等效阻值可抵消因比较器的延时、门电路的延时和走线等不同情况带来的延迟，从而提高本发明过零检测电路检测的精度，并对于工作环境的变化、元件老化等因素的敏感度较低，电路的稳定性得以提高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
图1为传统DC-DC变换器电路的电路结构示意图；
图2为本发明一实施例的模块示意图；
图3为本发明一实施例的分析对比示意图；
图4为本发明一实施例的电路结构示意图；
图5为本发明又一实施例的模块示意图；
图6为本发明又一实施例的电路结构示意图；
图7为本发明再一实施例的电路结构示意图；
图8为本发明另一实施例的模块示意图；
图9为本发明另一实施例的电路结构示意图；
图10为本发明又一实施例的电路结构示意图。
附图标号说明：
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
需要说明，本发明实施例中所有方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……）仅用于解释在某一特定姿态（如附图所示）下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
目前市面上可穿戴设备和物联网设备大多都采用锂电池供电，而锂电池供电将对开关电源产品的供电效率提出更高的要求。为了提高开关电源的转换效率，现有的开关降压变换器一般采用同步整流结构，而在同步整流变换器中轻载的效率常常会因电感反向电流而降低，因此在同步整流降压变换器中过零检测电路将不可或缺。
参考图1，图1所示的电路为传统的DC-DC变换器电路，包括输出电源VIN、上功率管HSFET、下功率管LSFET、电感L、输出电压VO、负载CO和RL，在轻负载条件下，当上功率管HSFET关断，下功率管LSFET导通时，DC-DC变换器电路将工作在不连续导通模式，电感上的电流会逐渐降低然后反向续流，此时通过过零检测电路控制同步整流管（LSFET），在电感上电流反向续流前关闭，阻挡反向电流来实现轻载时效率最大化，让同步整流管充分发挥续流的作用，以此防止电流倒灌，提高开关电源的效率。
目前的过零检测电路，大多数做法是通过比较器判断电感上的电压大小是否达到预设电压值，以此来判断电感上的电流是否降低至零，当电感上的电压达到预设电压值时，比较器输出相应的控制信号驱动同步整流开关管关断，但由于比较器与门电路或走线等情况带来的延迟会使控制信号无法及时控制同步整流开关管关断以使电感电流反向，导致电路效率降低，影响系统的整体性能指标；对此部分过零检测电路选择在电感上的电流逐渐降低并接近零时提前关断同步整流开关管，以此来补偿延时，但此做法缺陷极大，提前关断同步整流开关管无法准确消除比较器与门电路或走线等情况带来的延迟，当延迟时间因条件影响发生变化时，可能会导致同步整流开关管超前关断，以使电感上的电流将在同步整流管的体二极管上损失能量，从而降低整个电路的能量转换效率。
为此，本发明提供一种过零检测电路及DC-DC变换器电路，旨在通过在比较器的其中一输入端输入可调控的电压，以此补偿各种情况带来的延时，从而保证整体电路的稳定性和可靠性。
参考图2，一种过零检测电路，应用于DC-DC变换器电路，所述DC-DC变换器电路包括同步整流开关管10，所述过零检测电路包括：
主控电路20，所述主控电路20与所述同步整流开关管10的受控端电连接；
比较电路30，所述比较电路30包括第一输入端和第二输入端，所述比较电路30的第二输入端用于接入参考电压，所述比较电路30的输出端与所述主控电路20电连接；
修调电路40，所述修调电路40的一端与所述同步整流开关管10的输入端电连接，所述修调电路40的一端用于对所述同步整流开关管10的输入端的电压按照分压比进行分压处理且所述修调电路40的另一端用于接入第一电流，所述修调电路40的另一端用于输出相应的第一电压，所述修调电路40的另一端与所述比较电路30的第一输入端电连接，所述修调电路40包括多个与所述主控电路20电连接的信号接收端，所述主控电路20用于输出第一控制信号至所述信号接收端以调整所述修调电路40的等效阻值；
所述比较电路30用于比较所述第一电压和所述参考电压的大小，并输出相应的第二控制信号至所述主控电路20，所述主控电路20根据所述第二控制信号控制所述同步整流开关管10断开。
在本实施例中，主控电路20可以采用主控制器来实现，例如MCU（MicrocontrollerUnit，微控制单元）、DSP（Digital Signal Process，数字信号处理芯片）、FPGA（FieldProgrammable Gate Array，可编程逻辑门阵列芯片）、SOC（System On Chip，系统级芯片）等来实现；主控电路20用于根据接收到的PWM控制信号和第二控制信号进行逻辑组合分析从而控制同步整流开关管10断开。
在本实施例中，比较电路30可以使用比较器电路来实现，比较器电路可以采用比较器芯片来实现，或者是采用多个开关管、与门电路、或门电路来组成。
在本实施例中，修调电路40可以采用多个开关管和多个电阻组成的电路来实现，通过控制开关管的导通或断开调整多个电阻的等效阻值，从而实现通过输出控制信号调整修调电路40的等效阻值。
参考图3，在本实施例中，具体的，修调电路40的一端用于获取同步整流开关管10的输入端的电压，从而获取DC-DC变换器电路中电感的电流状态，且修调电路40的另一端用于接入第一电流，因此修调电路40输出的第一电压V0为同步整流开关管10的输入端的电压V1与失调电压V2（失调电压等于第一电流与修调电路40的等效阻值相乘的值）的和，因此当电感的电流iL大小接近零时，由于第一电压V0正好比参考电压VREF大，所以比较电路30在电感电流还没为零时提前输出相应的第二控制信号IN2，当第二控制信号IN2经过一段延时△t后传输至主控电路20且主控电路20关断同步整流开关管10时，电感上的电流iL刚好基本为零，从而防止电感电流倒灌，且主控电路20还用于输出第一控制信号至修调电路40的信号接收端以调整修调电路40的等效阻值，修调电路40输出的第一电压会随着等效电阻的变化而变化，如此设置，在实际应用中，用户可根据实际延迟时间的长短通过设置主控电路20调整修调电路40的等效阻值，从而控制修调电路40输出的第一电压的大小，当延迟时间较长时，用户可通过调整修调电路40的等效阻值变大，以使比较电路30提前输出第二控制信号的时间更快，当延迟时间较短时，用户可通过调整修调电路40的等效阻值变小，以使比较电路30提前输出第二控制信号的时间更慢；其中，△VOS为第一电压V0和同步整流开关管10的输入端电压V1的差值，即失调电压V2。
例如，参考图4，假设DC-DC变换器电路输出的电压Vo为3V，电感感量L为1uH，下功率管LSFET（同步整流开关管10）的导通内阻R为100毫欧，修调电路40的一端与下功率管的输入端SW电连接，修调电路40乘以第一电流的值为△Vos=10mV，则对应关断下功率管的电感电流值iL由iL×R=-10mV的公式可得出：iL=100mA，即当流过电感的电流值小于100mA时比较电路30输出第二控制信号至主控电路20；
假设第二控制信号传输至主控电路20并控制下功率管实际关断的延时为△t=30ns（此延时包括比较器延时、门电路延时和线上延时），则在此时间段内电感电流减小量为△iL×L=Vo×△t，进一步计算得出：△iL×1uH=3V×30ns，进一步计算得出：△iL=90mA。由此可得出实际关断下管时的电感电流值为100mA-90mA=10mA。由上述内容得知本发明过零检测电路可实现在电感电流基本为零时关断下功率管，阻挡反向电流来实现轻载时效率最大化，让同步整流开关管10管充分发挥续流的作用。
因此，本发明过零检测电路通过在同步整流开关管10的输入端电压基础上叠加失调电压以此来抵消因延时对比较电路30输出的第二控制信号带来的误差，从而在电感电流基本为零时能及时关断同步整流开关管10，防止电感电流倒灌，且本发明可通过调整修调电路40的等效阻值可抵消因比较器的延时、门电路的延时和走线等不同情况带来的延迟，从而提高本发明过零检测电路检测的精度，并对于工作环境的变化、元件老化等因素的敏感度较低，电路的稳定性得以提高。
参考图5，在本发明的一实施例中，所述修调电路40包括：
多个开关管和多个电阻，多个所述开关管的输入端均与所述比较电路30的第一输入端电连接，多个所述开关管的输入端还均用于接入所述第一电流，多个所述开关管的输出端与多个所述电阻的第一端一一对应电连接，多个所述电阻的第二端均与所述同步整流开关管10的输入端电连接，多个所述开关管的受控端均与所述主控电路20电连接。
在本实施例中，开关管可采用如三极管、MOS管或IGBT管的其中一种。
在本实施例中，多个开关管均采用NMOS管，由于多个开关管与多个电阻一一对应电连接，所以修调电路40的等效阻值随着开关管导通或断开的数量变化而变化，开关管导通的数量越多，并联在一起的电阻越多，修调电路40的等效阻值越小；反之，开关管断开的数量越多，并联在一起的电阻越少，修调电路40的等效阻值越大，如此设置，在实际应用中，用户可根据实际延迟时间的长短通过设置主控电路20调整多个开关管的导通数量，从而调整修调电路40输出的第一电压大小。
参考图6，在本实施例中，多个所述开关管包括：第一开关管Q1、第二开关管Q2、第三开关管Q3、第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6，多个所述电阻包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5，所述修调电路40还包括第一反相器inv1、第二反相器inv2、第三反相器inv3、第四反相器inv4、第一与非门nd0和第二与非门nd1，所述第一开关管Q1的输入端与所述比较电路30的第一输入端电连接，所述第一开关管Q1的输出端与所述第二开关管Q2的输入端电连接，所述第二开关管Q2的输出端与所述第一电阻R1的第一端电连接，所述第一电阻R1的第二端与所述同步整流开关管10的输入端电连接；所述第三开关管Q3的输入端与所述第一开关管Q1的输出端电连接，所述第三开关管Q3的输出端与所述第二电阻R2的第一端电连接，所述第二电阻R2的第二端与所述同步整流开关管10的输入端电连接；所述第四开关管Q4的输入端与所述比较电路30的第一输入端电连接，所述第四开关管Q4的输出端与所述第三电阻R3的第一端电连接，所述第三电阻R3的第二端与所述同步整流开关管10的输入端电连接；所述第五开关管Q5的输入端与所述比较电路30的第一输入端电连接，所述第五开关管Q5的输出端与所述第四电阻R4的第一端电连接，所述第四电阻R4的第二端与所述同步整流开关管10的输入端电连接；所述第六开关管Q6的输入端与所述比较电路30的第一输入端电连接，所述第六开关管Q6的输出端与所述第五电阻R5的第一端电连接，所述第五电阻R5的第二端与所述同步整流开关管10电连接；所述第一开关管Q1的受控端与所述主控电路20电连接，所述第三反相器inv3的输入端和所述第四反相器inv4的输入端均与所述第一开关管Q1的受控端电连接，所述第三反相器inv3的输出端与所述第一与非门nd0的第一输入端电连接，所述第一与非门nd0的第二输入端与所述主控电路20电连接，所述第一与非门nd0的输出端与所述第六开关管Q6的受控端电连接；所述第二与非门nd1的输出端与所述第五开关管Q5的受控端电连接，所述第二与非门nd1的第一输入端与所述第四反相器inv4的输出端电连接，所述第二与非门nd1的第二输入端与所述主控电路20电连接；所述第一反相器inv1的输入端与所述第一与非门nd0的第二输入端电连接，所述第一反相器inv1的输出端与所述第二开关管Q2的受控端电连接；所述第二反相器inv2的输入端与所述第二与非门nd1的第二输入端电连接，所述第二反相器inv2的输出端与所述第三开关管Q3的受控端电连接，所述第四开关管Q4的受控端用于接入供电电压VDD；所述第一开关管Q1的输入端、所述第四开关管Q4的输入端、所述第五开关管Q5的输入端和所述第六开关管Q6的输入端还均用于接入所述第一电流。
在本实施例中，开关管采用NMOS管，假设第一电阻R1的阻值为2R、第二电阻R2的阻值为4R、第三电阻R3的阻值为R、第四电阻R4的阻值为4R和第五电阻R5的阻值为2R，第二控制信号包括tr2、tr1和tr0；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平000时，则第四开关管Q4、第五开关管Q5、和第六开关管Q6的栅极接高电平导通，第一开关管Q1的栅极接低电平关断（因第一开关管Q1关断，第三开关管Q3和第二开关管Q2开关不起作用），电路接入电阻R3、电阻R4和电阻R5，修调电路40的总电阻为4/7R；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平001时，则第四开关管Q4、和第六开关管Q6的栅极接高电平导通，第五开关管Q5、和第一开关管Q1的栅极接低电平关断（因第一开关管Q1关断，第三开关管Q3和第二开关管Q2开关不起作用），电路接入电阻R3和电阻R5，修调电路40的总电阻为4/6R；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平010时，则第四开关管Q4、和第五开关管Q5的栅极接高电平导通，第六开关管Q6和第一开关管Q1的栅极接低电平关断（因第一开关管Q1关断，第三开关管Q3和第二开关管Q2开关不起作用），电路接入电阻R3和电阻R4，修调电路40的总电阻为4/5R；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平011时，则只有第四开关管Q4的栅极接高电平导通，第五开关管Q5、第六开关管Q6、和第一开关管Q1的栅极接低电平关断（因第一开关管Q1关断，第三开关管Q3和第二开关管Q2开关不起作用），电路只接入电阻R3，修调电路40的总电阻为R；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平100时，则第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第三开关管Q3、第二开关管Q2和第一开关管Q1的栅极全接高电平导通，电路电阻R3、电阻R4、电阻R5、电阻R2和电阻R1全部接入，修调电路40的总电阻为4/10R；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平101时，则第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6、第二开关管Q2和第一开关管Q1的栅极接高电平导通，第三开关管Q3的栅极接低电平关断，电路接入电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R1，修调电路40的总电阻为4/9R；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平110时，则第四开关管Q4、第五开关管Q5、第三开关管Q3和第一开关管Q1的栅极接高电平导通，第二开关管Q2的栅极接低电平关断，电路接入电阻R3、电阻R4、电阻R5和电阻R2，修调电路40的总电阻为4/8R；
当tr2、tr1、tr0取逻辑电平111时，则第四开关管Q4、第五开关管Q5、第六开关管Q6和第一开关管Q1的栅极接高电平导通，第三开关管Q3、第二开关管Q2的栅极接低电平关断，电路接入电阻R3、电阻R4和电阻R5，修调电路40的总电阻为4/7R；
如此设置，用户可根据实际延迟时间的长短设置第一控制信号的逻辑电平，以此调整修调电路40的等效阻值，从而控制修调电路40输出的第一电压的大小，当延迟时间较长时，用户可通过调整修调电路40的等效阻值变大，以使比较电路30提前输出第二控制信号的时间更快，当延迟时间较短时，用户可通过调整修调电路40的等效阻值变小，以使比较电路30提前输出第二控制信号的时间更慢。
在本实施例中，第四开关管Q4的受控端用于接入供电电压VDD使其一直处于导通状态，如此设置是为了和其他开关管匹配，以减小开关管的导通内阻引起的电阻误差。
参考图7，在本发明的一实施例中，所述比较电路30包括：
第一比较器U1、第六电阻R6和第七开关管Q7，所述第一比较器U1的同相端与所述修调电路40的另一端电连接，所述第一比较器U1的反相端分别与所述第六电阻R6的第一端和所述第七开关管Q7的输入端电连接，所述第六电阻R6的第二端、所述第七开关管Q7的受控端和所述第七开关管Q7的输出端均接地。
在本实施例中，第七开关管Q7为NMOS管，第一比较器U1用于比较第一电压和参考电压的大小，并输出相应的第二控制信号至主控电路20，第二控制信号包括高电平信号或低电平信号，参考电压由外部的地线生成，第六电阻R6起到esd分压的作用，防止外部地线因静电产生的电压过大，第七开关管Q7采用二极管连接方式排放静电，当产生的瞬间静电进入第一比较器U1的反相端时，会产生较高的电压，此时第七开关管Q7导通并将静电排放至地，从而保护第一比较器U1不受静电干扰。
参考图8，在本发明的一实施例中，所述过零检测电路还包括：
与门电路50，所述与门电路50的第一输入端与所述同步整流开关管10的受控端电连接，所述与门电路50的第二输入端与所述比较电路30的输出端电连接，所述与门电路50的输出端与所述主控电路20电连接。
在本实施例中，与门电路50可以采用多个NMOS管和多个PMOS管组成，参考图9，与门电路50采用开关管PM6、开关PM7、开关管PM8、开关管NM5、开关管NM4和开关管NM6组成。
在DC-DC变换器电路中，当电感从充电状态进入放电状态时，需要上功率管关断且下功率管导通，但上功率管关断且下功率管（同步整流开关管10）导通期间存在一个死区期间（即上功率管和下功率管均处于关断状态），在此期间同步整流开关管10由于其体二极管的影响，同步整流开关管10的输入端的电压会直接下降至-0.7V左右，在此过程中因门延，线延、逻辑即寄生等因素的影响，比较电路30容易发生误判，导致下功率管被迫提前关断，或一直保持关断状态。
对此，本实施例旨在当同步整流开关管10完全处于导通状态时再控制同步整流开关管10断开，从而解决上述问题，在本实施例中，当同步整流开关管10处于死区期间时，与门电路50的第一输入端的电压值为低电平，此时若比较电路30发生误判并输出第二控制信号（高电平），由于与门电路50的作用，高电平信号无法输出至主控电路20，从而防止当下功率管处于死区期间时比较电路30发生误判并输出第二控制信号至主控电路20，导致同步整流开关管10在需要导通的时候被迫关断，从而影响到整个电路。
参考图8，在本实施例中，所述过零检测电路还包括：
延时电路60，所述延时电路60的输入端与所述同步整流开关管10的受控端电连接，所述延时电路60的输出端与所述与门电路50的第一输入端电连接。
当DC-DC变换器电路中的电感准备处于放电状态时，同步整流开关管10接收到高电平开始导通，由于其内部的寄生电容影响，使得修调电路40短时间内输出的第一电压会产生尖峰毛刺，尖峰毛刺具有较高的电压从而导致比较电路30误判并输出第二控制信号至同步整流开关管10，以使同步整流开关管10在需要导通的时候被迫关断，从而影响到整个电路。
对此，本实施例旨在当同步整流开关管10完全处于导通状态时再控制同步整流开关管10断开，从而解决上述问题，在本实施例中，延时电路60用于对同步整流开关管10开始导通时其受控端输出至与门电路50的高电平信号进行延时，确保当比较电路30在短时间内接收到尖峰电压并输出第二控制信号至与门电路50的第一输入端时，与门电路50的第二输入端的电压还为低电平，以使与门电路50在同步整流开关管10从开始导通到完全导通的时间段内无法输出第二控制信号至主控电路20，如此设置，可确保与门电路50只在同步整流开关管10完全导通且比较电路30输出第一控制信号时才能会输出第二控制信号至主控电路20从而控制同步整流开关管10断开，从而提高整个电路的稳定性和可靠性。
参考图9，在本发明的一实施例中，所述延时电路60包括：
第八开关管Q8、第九开关管Q9、第十开关管Q10、第十一开关管Q11、第五反相器inv5和第一电容C1，所述第八开关管Q8的输出端用于接入第一电流，所述第八开关管Q8的受控端与所述第九开关管Q9的受控端电连接，所述第八开关管Q8的受控端还与所述第八开关管Q8的输出端电连接，所述第九开关管Q9的输出端与所述第十开关管Q10的输入端电连接，所述第十开关管Q10的输出端与所述第十一开关管Q11的输入端电连接，所述第十一开关管Q11的输出端接地，所述第五反相器inv5的输入端与所述同步整流开关管10的受控端电连接，所述第十开关管Q10的受控端和所述第十一开关管Q11的受控端均与所述第五反相器inv5的输出端电连接；所述第一电容C1的第一端分别与所述与门电路50的第一输入端和所述第十开关管Q10的输出端电连接，所述第一电容C1的第二端接地。
在本实施例中，第八开关管Q8、第九开关管Q9和第十开关管Q10均为PMOS管，第十一开关管Q11为NMOS管。
在本实施例中，当同步整流开关管10处于导通状态时，第五反相器inv5输出低电平至第十开关管Q10的受控端和第十一开关管Q11的受控端，第十开关管Q10导通且第十一开关管Q11断开，由于第八开关管Q8和第九开关管Q9组成电流镜电路，且均为PMOS管，因此第九开关管Q9镜像第八开关管Q8上的第一电流，第一电流经第九开关管Q9和第十开关管Q10流至第一电容C1，由于电容的充电特性以使第一电流经一段时间后才传输至与门电路50的第一输入端，例如，参考图8所示的电路，延时电路60还包括第一反相电路61和第二反相电路62，由于电容的充电特性第一反相电路61的输入端的电压在经一段时间后达到其翻转阈值并导通，从而起到延时的作用；当同步整流开关管10处于断开状态时，第五反相器inv5输出高电平至第十开关管Q10的受控端和第十一开关管Q11的受控端，第十开关管Q10关断第十一开关管Q11导通，此时第一电流无法输出至与门电路50的第一输入端，以使与门电路50无法输出高电平至主控电路20，从而实现当同步整流开关管10完全处于导通状态时比较电路30输出的第二控制信号才会经与门电路50控制信号传输至主控电路20从而控制同步整流开关管10断开的效果。
参考图9，在本发明的一实施例中，所述延时电路60还包括：
第一反相电路61和第二反相电路62，所述第一反相电路61的输入端与所述第一电容C1的第一端电连接，所述第一反相电路61的输出端与所述第二反相电路62的输入端电连接，所述第二反相电路62的输出端与所述与门电路50的第一输入端电连接。
在本实施例中，第一反相电路61和第二反相电路62均采用PMOS管和NMOS管组成，第一反相电路61由开关管PM4和开关管NM2组成，第二反相电路62由开关管PM5和开关管NM3组成，第一反相电路61和第二反相电路62可以对同步整流开关管10的受控端传输至与门电路50的信号进行波形整形的作用，整形后的信号边沿更加陡峭，可以减少信号的上升时间和下降时间，从而提高信号的传输速度和响应速度，有助于减少信号在传输过程中的失真和误差，提高整体电路的可靠性。
参考图10，本发明还提出了一种DC-DC变换器电路，包括同步整流开关管10和如上述任意一项所述的DC-DC变换器电路；其中，所述DC-DC变换器电路包括第十二开关管Q12、第十三开关管Q13、第一电感L1、第七电阻R7和第二电容C2，所述第十二开关管Q12的输入端用于接入电源电压Vin，所述第十二开关管Q12的输出端分别与所述第十三开关管Q13的输入端和所述第一电感L1的第一端电连接，所述第十三开关管Q13的输出端接地，所述第一电感L1的第二端分别与所述第七电阻R7的第一端和所述第二电容C2的第一端电连接，所述第七电阻R7的第二端和所述第二电容C2的第二端均接地；所述主控电路20分别与所述第十二开关管Q12的受控端和所述第十三开关管Q13的受控端电连接；所述修调电路40的一端与所述第一电感L1的第一端电连接；其中，所述同步整流开关管10包括所述第十三开关管Q13。
值得注意的是，由于本发明DC-DC变换器电路基于上述的过零检测电路，因此，本发明DC-DC变换器电路的实施例包括上述过零检测电路全部实施例的全部技术方案，且所达到的技术效果也完全相同，在此不再赘述。
参考图10，在本发明的一实施例中，所述DC-DC变换器电路还包括：
第十四开关管Q14和第八电阻R8，所述第十四开关管Q14的输入端与所述第一电感L1的第一端电连接，所述第十四开关管Q14的输出端与所述第八电阻R8的第一端电连接，所述第八电阻R8的第一端还与所述修调电路40的一端电连接，所述第八电阻R8的第二端接地，所述第十四开关管Q14的受控端与所述第十三开关管Q13的受控端电连接。
由于传统的过零检测电路直接采集同步整流开关管10的输入端的电压，导致要采集的电感电流会有部分电流流入过零检测电路导致对流入同步整流开关管10的输入端进行分流，以使过零检测电路实际采集的电流偏小，导致同步整流开关管10提前关断，从而使DC-DC变换器电路的能量转换效率变低并影响电路的正常工作。
因此，在本实施例中，通过将第八电阻R8和第十四开关管Q14与同步整流开关管10并联，第八电阻R8的阻值极大为兆欧级，且同步整流开关管10的内阻极小，当同步整流开关管10导通时，第十四开关管Q14也随着导通，此时第八电阻R8的电压等于同步整流开关管10的电压，由于第八电阻R8的阻值极大，因此流过第八电阻R8和第十四开关管Q14的电流基本为零，即流入比较电路30的电流也基本为零，如此设置，可避免过零检测电路在采集电压时，对采集点本身的电压造成影响，以使DC-DC变换器电路在实现过零检测的基础上其能量转换效率基本保持不变。
参考图10，在本发明的一实施例中，所述主控电路20包括：
逻辑模块21和驱动模块22，所述逻辑模块21用于接入PWM控制信号，所述逻辑模块21与所述驱动模块22电连接，所述驱动模块22分别与所述第十二开关管Q12的受控端和所述第十三开关管Q13的受控端电连接。
在本实施例中，逻辑模块21负责接收PWM控制信号并对其进行逻辑运算，运算后的信号会被输出至驱动模块22，从而间接地控制第十二开关管Q12和第十三开关管Q13的导通和关闭，进一步控制DC-DC变换器电路的工作状态，由于第十二开关管Q12和第十三开关管Q13的尺寸较大，其寄生栅电容极大，因此需要驱动模块22将逻辑模块21发出的微弱信号进行放大，以驱动开关管进行快速的开启和关断。如此设置，确保了DC-DC变换器电路的正常运行。
以上所述仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (10)

1.一种过零检测电路，应用于DC-DC变换器电路，所述DC-DC变换器电路包括同步整流开关管，其特征在于，所述过零检测电路包括：
主控电路，所述主控电路与所述同步整流开关管的受控端电连接；
比较电路，所述比较电路包括第一输入端和第二输入端，所述比较电路的第二输入端用于接入参考电压，所述比较电路的输出端与所述主控电路电连接；
修调电路，所述修调电路的一端与所述同步整流开关管的输入端电连接，所述修调电路的一端用于对所述同步整流开关管的输入端的电压按照分压比进行分压处理且所述修调电路的另一端用于接入第一电流，所述修调电路的另一端用于输出相应的第一电压，所述修调电路的另一端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述修调电路包括多个与所述主控电路电连接的信号接收端，所述主控电路用于输出第一控制信号至所述信号接收端以调整所述修调电路的等效阻值；
所述比较电路用于比较所述第一电压和所述参考电压的大小，并输出相应的第二控制信号至所述主控电路，所述主控电路根据所述第二控制信号控制所述同步整流开关管断开。
2.如权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述修调电路包括：
多个开关管和多个电阻，多个所述开关管的输入端均与所述比较电路的第一输入端电连接，多个所述开关管的输入端还均用于接入所述第一电流，多个所述开关管的输出端与多个所述电阻的第一端一一对应电连接，多个所述电阻的第二端均与所述同步整流开关管的输入端电连接，多个所述开关管的受控端均与所述主控电路电连接。
3.如权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，多个所述开关管包括：第一开关管、第二开关管、第三开关管、第四开关管、第五开关管、第六开关管，多个所述电阻包括第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻，所述修调电路还包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一与非门和第二与非门，所述第一开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第一开关管的输出端与所述第二开关管的输入端电连接，所述第二开关管的输出端与所述第一电阻的第一端电连接，所述第一电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第三开关管的输入端与所述第一开关管的输出端电连接，所述第三开关管的输出端与所述第二电阻的第一端电连接，所述第二电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第四开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第四开关管的输出端与所述第三电阻的第一端电连接，所述第三电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第五开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第五开关管的输出端与所述第四电阻的第一端电连接，所述第四电阻的第二端与所述同步整流开关管的输入端电连接；所述第六开关管的输入端与所述比较电路的第一输入端电连接，所述第六开关管的输出端与所述第五电阻的第一端电连接，所述第五电阻的第二端与所述同步整流开关管电连接；所述第一开关管的受控端与所述主控电路电连接，所述第三反相器的输入端和所述第四反相器的输入端均与所述第一开关管的受控端电连接，所述第三反相器的输出端与所述第一与非门的第一输入端电连接，所述第一与非门的第二输入端与所述主控电路电连接，所述第一与非门的输出端与所述第六开关管的受控端电连接；所述第二与非门的输出端与所述第五开关管的受控端电连接，所述第二与非门的第一输入端与所述第四反相器的输出端电连接，所述第二与非门的第二输入端与所述主控电路电连接；所述第一反相器的输入端与所述第一与非门的第二输入端电连接，所述第一反相器的输出端与所述第二开关管的受控端电连接；所述第二反相器的输入端与所述第二与非门的第二输入端电连接，所述第二反相器的输出端与所述第三开关管的受控端电连接，所述第四开关管的受控端用于接入供电电压；所述第一开关管的输入端、所述第四开关管的输入端、所述第五开关管的输入端和所述第六开关管的输入端还均用于接入所述第一电流。
4.如权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述比较电路包括：
第一比较器、第六电阻和第七开关管，所述第一比较器的同相端与所述修调电路的另一端电连接，所述第一比较器的反相端分别与所述第六电阻的第一端和所述第七开关管的输入端电连接，所述第六电阻的第二端、所述第七开关管的受控端和所述第七开关管的输出端均接地。
5.如权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测电路还包括：
与门电路，所述与门电路的第一输入端与所述同步整流开关管的受控端电连接，所述与门电路的第二输入端与所述比较电路的输出端电连接，所述与门电路的输出端与所述主控电路电连接。
6.如权利要求5所述的过零检测电路，其特征在于，所述过零检测电路还包括：
延时电路，所述延时电路的输入端与所述同步整流开关管的受控端电连接，所述延时电路的输出端与所述与门电路的第一输入端电连接。
7.如权利要求6所述的过零检测电路，其特征在于，所述延时电路包括：
第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管、第五反相器和第一电容，所述第八开关管的输出端用于接入第一电流，所述第八开关管的受控端与所述第九开关管的受控端电连接，所述第八开关管的受控端还与所述第八开关管的输出端电连接，所述第九开关管的输出端与所述第十开关管的输入端电连接，所述第十开关管的输出端与所述第十一开关管的输入端电连接，所述第十一开关管的输出端接地，所述第五反相器的输入端与所述同步整流开关管的受控端电连接，所述第十开关管的受控端和所述第十一开关管的受控端均与所述第五反相器的输出端电连接；所述第一电容的第一端分别与所述主控电路和所述第十开关管的输出端电连接，所述第一电容的第二端接地。
8.如权利要求7所述的过零检测电路，其特征在于，所述延时电路还包括：
第一反相电路和第二反相电路，所述第一反相电路的输入端与所述第一电容的第一端电连接，所述第一反相电路的输出端与所述第二反相电路的输入端电连接，所述第二反相电路的输出端与所述与门电路的第一输入端电连接。
9.一种DC-DC变换器电路，其特征在于，包括同步整流开关管和如权利要求1-8任一项所述的过零检测电路；所述DC-DC变换器电路包括第十二开关管、第十三开关管、第一电感、第七电阻和第二电容，所述第十二开关管的输入端用于接入电源电压，所述第十二开关管的输出端分别与所述第十三开关管的输入端和所述第一电感的第一端电连接，所述第十三开关管的输出端接地，所述第一电感的第二端分别与所述第七电阻的第一端和所述第二电容的第一端电连接，所述第七电阻的第二端和所述第二电容的第二端均接地；所述主控电路分别与所述第十二开关管的受控端和所述第十三开关管的受控端电连接；所述修调电路的一端与所述第十三开关管的输入端电连接；其中，所述同步整流开关管包括所述第十三开关管。
10.如权利要求9所述的DC-DC变换器电路，其特征在于，所述DC-DC变换器电路还包括：
第十四开关管和第八电阻，所述第十四开关管的输入端与所述第一电感的第一端电连接，所述第十四开关管的输出端与所述第八电阻的第一端电连接，所述第八电阻的第一端还与所述修调电路的一端电连接，所述第八电阻的第二端接地，所述第十四开关管的受控端与所述第十三开关管的受控端电连接。
CN202410318380.7A 2024-03-20 2024-03-20 一种过零检测电路及dc-dc变换器电路 Active CN117937949B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410318380.7A CN117937949B (zh) 2024-03-20 2024-03-20 一种过零检测电路及dc-dc变换器电路

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202410318380.7A CN117937949B (zh) 2024-03-20 2024-03-20 一种过零检测电路及dc-dc变换器电路

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN117937949A true CN117937949A (zh) 2024-04-26
CN117937949B CN117937949B (zh) 2024-07-05

Family

ID=90753980

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202410318380.7A Active CN117937949B (zh) 2024-03-20 2024-03-20 一种过零检测电路及dc-dc变换器电路

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN117937949B (zh)

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104467364A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种过零检测电路及开关电源
US20150145489A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd Zero-crossing detection circuit and method for synchronous step-down converter
CN114531016A (zh) * 2020-11-23 2022-05-24 圣邦微电子（北京）股份有限公司 一种开关变换器及其过零检测电路和过零检测方法
CN114675073A (zh) * 2022-03-24 2022-06-28 上海灿瑞科技股份有限公司 一种适用于boost型开关电源的闭环自适应过零检测电路
CN114785127A (zh) * 2022-04-15 2022-07-22 西安电子科技大学重庆集成电路创新研究院 一种多模式平滑过渡的宽输入范围dc-dc转换器
CN117134587A (zh) * 2023-10-27 2023-11-28 上海紫鹰微电子有限公司 开关电源芯片的自校准过零电流检测电路及开关电源芯片
CN117458838A (zh) * 2023-10-31 2024-01-26 厦门英麦科芯集成科技有限公司 过零检测电路、过零检测方法和电源管理芯片

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US20150145489A1 (en) * 2013-11-22 2015-05-28 Silergy Semiconductor Technology (Hangzhou) Ltd Zero-crossing detection circuit and method for synchronous step-down converter
CN104467364A (zh) * 2014-12-15 2015-03-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种过零检测电路及开关电源
CN114531016A (zh) * 2020-11-23 2022-05-24 圣邦微电子（北京）股份有限公司 一种开关变换器及其过零检测电路和过零检测方法
CN114675073A (zh) * 2022-03-24 2022-06-28 上海灿瑞科技股份有限公司 一种适用于boost型开关电源的闭环自适应过零检测电路
CN114785127A (zh) * 2022-04-15 2022-07-22 西安电子科技大学重庆集成电路创新研究院 一种多模式平滑过渡的宽输入范围dc-dc转换器
CN117134587A (zh) * 2023-10-27 2023-11-28 上海紫鹰微电子有限公司 开关电源芯片的自校准过零电流检测电路及开关电源芯片
CN117458838A (zh) * 2023-10-31 2024-01-26 厦门英麦科芯集成科技有限公司 过零检测电路、过零检测方法和电源管理芯片

Also Published As

Publication number Publication date
CN117937949B (zh) 2024-07-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP1952519B1 (en) Synchronous rectification switching regulator, control circuit thereof, and method of controlling the operation thereof
CN108649537B (zh) 原边侧功率管电流采样电阻短路保护电路
US9350347B2 (en) Level shift circuit and DC-DC converter for using the same
CN201032706Y (zh) 驱动电路
US20080197827A1 (en) Reverse Current Comparator Circuit and Method for Switching Regulators
CN107947539B (zh) 开关电源驱动供电电路及开关电源
CN103856043A (zh) 控制电路和四开关升降压型变换器
CN105226919A (zh) 一种功率mosfet的软驱动方法及电路
CN106992670B (zh) 用于pfm模式升压型dc-dc转换器的自适应导通时间控制电路
CN112103920A (zh) 一种dc/dc转换器过流保护电路
JPH06153533A (ja) レベルシフト回路及びこれを用いたインバータ装置
CN115459578A (zh) 输出钳位保护模块、方法、芯片及驱动保护系统
CN117937949B (zh) 一种过零检测电路及dc-dc变换器电路
JP6992696B2 (ja) スイッチ回路及び電力変換装置
CN107528450B (zh) 电压比较器、控制芯片及开关电源
CN109470908B (zh) 一种无cs采样电阻的峰值电流检测方法
CN115765693B (zh) 一种保护时长控制电路及芯片
CN217506424U (zh) 具有软启动电路的低压差线性稳压器
JP6155179B2 (ja) 整流装置、オルタネータおよび電力変換装置
CN215420102U (zh) 一种用于直流同步升压的电路
CN114675073A (zh) 一种适用于boost型开关电源的闭环自适应过零检测电路
CN211880123U (zh) 一种充电器的输出保护装置
CN110557009B (zh) 一种电荷泵电路的四相过流检测保护电路及其实现方法
CN204258631U (zh) 一种多模式转换电路
CN112636594A (zh) 一种用于直流同步升压的电路

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