[發(fā)明專利]一種自校準(zhǔn)過零比較器及直流變換電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010920512.5
• 申請日: 2020-09-04
• 公開（公告）號: CN111786661B
• 公開（公告）日: 2020-12-11
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 龔坤林
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州賽芯電子科技有限公司
• 主分類號: H03K5/1536
• 分類號: H03K5/1536;G01R19/175
• 代理公司: 北京品源專利代理有限公司 11332
• 代理人: 孟金喆

本發(fā)明公開了一種自校準(zhǔn)過零比較器及直流變換電路。所述自校準(zhǔn)過零比較器包括：第一比較模塊、邏輯模塊、補(bǔ)償模塊與第二比較模塊；所述第一比較模塊用于比較所述參考電壓和所述采樣電壓的大小，并輸出狀態(tài)信號；邏輯模塊用于根據(jù)所述狀態(tài)信號產(chǎn)生邏輯控制信號；補(bǔ)償模塊用于偏置所述第一電源信號產(chǎn)生偏置信號，并根據(jù)所述邏輯控制信號對所述采樣電壓進(jìn)行補(bǔ)償產(chǎn)生補(bǔ)償信號；第二比較模塊用于比較所述偏置信號與所述補(bǔ)償信號的大小，并輸出過零比較信號。本發(fā)明可以在不增加成本的基礎(chǔ)上，提高過零比較器的精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明實施例涉及過零檢測技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種自校準(zhǔn)過零比較器及直流變換電路。

背景技術(shù)

在DC-DC電路中，對系統(tǒng)的功率效率要求很高。為了兼顧重載和輕載兩種情況，DC-DC電源一般在重載的時候采用脈沖寬度調(diào)制（Pulse Width Modulation，PWM）控制方式，在固定頻率下通過調(diào)節(jié)占空比來調(diào)整輸出；在輕載的時候電源可以采用脈沖頻率調(diào)制（PulseFrequency Modulation，PFM）的控制方式，通過降低開關(guān)頻率來提高效率。當(dāng)負(fù)載電流較大時，系統(tǒng)工作在連續(xù)電流模式（Continuous Conduction Mode，CCM），電感電流為平均值等于負(fù)載電流的三角波；當(dāng)負(fù)載電流減小到一定程度時，電感電流的三角波有部分會到零以下。為防止反向電感電流造成的能量損耗，需要在電感電流為零時關(guān)斷開關(guān)管。因此，需要過零比較電路來檢測電感電流是否為零。

當(dāng)電感電流下降到零時，采樣點的采樣電壓為零。因此，現(xiàn)有的過零檢測電路通常是利用比較器直接將采樣點的采樣電壓與零信號進(jìn)行比較，若檢測到采樣點的電壓大于零，即認(rèn)為電感電流進(jìn)入負(fù)電流區(qū)域，需要關(guān)閉開關(guān)管。由于比較器自身的精度和延時問題會導(dǎo)致過零檢測的不準(zhǔn)確，而要提高精度在芯片設(shè)計時需要付出極大的代價，且如果要減小比較器和整個線路的延時，往往需要付出功耗和電路可靠性的代價。因此，現(xiàn)有的過零比較器的精度和成本之間存在矛盾關(guān)系。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明實施例提供了一種自校準(zhǔn)過零比較器及直流變換電路，以在不增加成本的基礎(chǔ)上，提高過零比較器的精度。

第一方面，本發(fā)明實施例提供了一種自校準(zhǔn)過零比較器，所述自校準(zhǔn)過零比較器包括：第一比較模塊、邏輯模塊、補(bǔ)償模塊與第二比較模塊；

所述第一比較模塊的第一輸入端接入?yún)⒖茧妷海龅谝槐容^模塊的第二輸入端接入采樣電壓，并作為所述自校準(zhǔn)過零比較器的輸入端；所述第一比較模塊用于比較所述參考電壓和所述采樣電壓的大小，并輸出狀態(tài)信號；

所述邏輯模塊的輸入端與所述第一比較模塊的輸出端電連接；所述邏輯模塊用于根據(jù)所述狀態(tài)信號產(chǎn)生邏輯控制信號；

所述補(bǔ)償模塊的第一輸入端接入第一電源信號，所述補(bǔ)償模塊的第二輸入端接入所述采樣電壓，所述補(bǔ)償模塊的控制輸入端與所述邏輯模塊的輸出端電連接；所述補(bǔ)償模塊用于偏置所述第一電源信號產(chǎn)生偏置信號，并根據(jù)所述邏輯控制信號對所述采樣電壓進(jìn)行補(bǔ)償產(chǎn)生補(bǔ)償信號；

所述第二比較模塊的第一輸入端與所述補(bǔ)償模塊的第二輸出端電連接，所述第二比較模塊的第二輸入端與所述補(bǔ)償模塊的第一輸出端電連接，所述第二比較模塊的輸出端作為所述自校準(zhǔn)過零比較器的輸出端；所述第二比較模塊用于比較所述偏置信號與所述補(bǔ)償信號的大小，并輸出過零比較信號。

可選地，所述邏輯控制信號包括n位邏輯控制信號；其中，n為大于或等于4的整數(shù)；

所述補(bǔ)償模塊包括：第一晶體管、第二晶體管、第一上拉電源、第一電流鏡、第二電流鏡、第一電阻與補(bǔ)償單元組；其中，所述補(bǔ)償單元組包括串聯(lián)連接的n個補(bǔ)償單元，每個所述補(bǔ)償單元包括一個控制端，并作為所述補(bǔ)償單元組的控制端；