[發明專利]一種過零檢測電路及開關電源

有效

• 申請號: 201410769305.9
• 申請日: 2014-12-15
• 公開（公告）號: CN104467364A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 薛超耀;安鴻峰
• 申請（專利權）人: 矽力杰半導體技術(杭州)有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;G01R19/175
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明涉及一種電力電子技術，尤其涉及一種過零檢測電路及開關電源。

背景技術

在同步型開關電源中，輕載狀態下，同步管續流過程中，需要在電感電流逐步降至零時關斷同步管，以降低功耗，提高效率。電感電流在這種過程中的工作模式為不連續導通模式(DCM)。

在不連續導通模式下，需要采用過零檢測電路來檢測電感電流是否過零。圖1為現有技術實現的一種用于降壓型同步開關電源的過零檢測電路，該檢測電路采用開關管SD與同步管SW串聯連接，相連的節點LX為開關電源的開關節點，偏置電流源A與開關管SD串聯連接并為其提供偏置電流I_b，比較器CP比較節點RP處的電壓與GND處的電壓(一般為零)，并輸出過零檢測信號ZX。當節點RP處的電壓達到GND處的電壓時(過零檢測點)，過零檢測信號有效，以控制一邏輯電路輸出開關控制信號來控制同步管SW關斷。在該過零檢測電路中，所設定過零檢測點所對應的電感電流值只與偏置電流、同步管的導通電阻以及開關管SD的導通電阻相關，而這幾個值在電路設定好后均為固定值，因此過零檢測點所對應的電感電流值也為一個固定值。

在開關電源中，對于不同的輸出電壓，電感電流下降的斜率不同。因此當過零檢測點所對應的電感電流值固定時，對于不同的輸出電壓會出現在同步管被關斷時刻(檢測到零點后需要經過一個固有延時時被關斷，在這個延時時間內，電感電流會繼續下降)，電感電流還未降為零(說明零點設置過高)或已經變為負值(說明零點設置過低了)，從而會引起開關電源的功耗與效率問題。

發明內容

有鑒于此，本發明提供了一種開關電源的過零檢測電路和開關電源，以解決現有技術中因開關電源的輸出電壓不同而造成同步管不能精準的控制在電感電流過零時被關斷的問題。

一種開關電源的過零檢測電路，所述開關電源中設置有同步管，所述同步管的第一端與所述開關電源的開關節點相連，所述過零檢測電路包狀態判斷電路、調整電壓生成電路以及第一比較電路；

所述狀態判斷電路用于判斷所述同步管的體二極管在所述同步管關斷時是否導通，并輸出判斷信號；

所述調整電壓生成電路用于根據所述判斷信號生成調整電壓，且在所述判斷信號指示所述體二極管導通時，減小所述調整電壓的值，在所述判斷信號指示所述體二極管未導通時，增大所述調整電壓的值；

所述第一比較電路用于比較檢測電壓和所述同步管的第二端處電壓，并輸出過零檢測信號，當所述檢測電壓達到所述同步管的第二端處電壓時，所述過零檢測信號變為有效狀態，以控制所述同步管關斷；

其中，所述檢測電壓為所述調整電壓與所述同步管的第一端處電壓的疊加電壓。

優選的，所述狀態判斷電路包括第二比較電路，

所述第二比較電路用于在所述同步管關斷時，將所述同步管的第一端和同步管的第二端之間的電壓差值與閾值電壓的值進行比較，并輸出所述判斷信號，當所述電壓差值大于所述閾值電壓的值時，所述判斷信號指示所述體二極管導通，當所述電壓差值小于所述閾值電壓的值時，所述判斷信號指示所述體二極管未導通。

優選的，當所述同步管的第二端接地時，所述第二比較電路包括閾值電壓產生電路、比較器、RS觸發器以及短脈沖產生電路，

所述閾值電壓產生電路用于產生所述閾值電壓，所述閾值電壓的值小于所述體二極管導通壓降的值；

所述比較器的第一輸入端接收所述閾值電壓與所述同步管的第一端處電壓的疊加電壓，第二輸入端接收所述同步管的第二端處電壓，輸出端連接到所述RS觸發器的第一輸入端；

所述RS觸發器的第二輸入端接收短脈沖信號，輸出端輸出所述判斷信號；

所述短脈沖產生電路由所述同步管的開關控制信號觸發生成所述短脈沖信號。

優選的，所述閾值產生電路包括第一電阻和第一電流源，所述第一電阻的第一端與所述同步管的第一端相連，第二端與所述第一電流源相連，所述第一電阻上的電壓為所述閾值電壓。

優選的，所述第二比較電路還包括第二電阻和第一電容，所述第二電阻的第一端與所述第一電阻的第二端相連，第二端與所述比較器的第一輸入端相連，所述第一電容連接在所述第二電阻的第二端和接地端之間。

優選的，所述調整電壓生成電路包括偏置電流產生電路和調整管，