[發明專利]一種低功耗自適應過零檢測電路

有效

• 申請號: 202011484790.7
• 申請日: 2020-12-16
• 公開（公告）號: CN112595886B
• 公開（公告）日: 2022-06-07
• 發明（設計）人: 程心;柳成林;李睿文;張章;張永強
• 申請（專利權）人: 合肥工業大學
• 主分類號: G01R19/175
• 分類號: G01R19/175
• 代理公司: 安徽省合肥新安專利代理有限責任公司 34101
• 代理人: 陸麗莉;何梅生

1.一種低功耗自適應過零檢測電路，其特征在于，包括：偏置模塊、自適應偏置模塊和比較模塊；

所述偏置模塊將內部的偏置電流IBIAS轉換為柵源電壓差，并將所述柵源電壓差中的柵電壓提供給所述自適應偏置模塊；

所述自適應偏置模塊根據外部輸入電壓VX和所接收到的柵電壓進行自適應調整，得到自適應偏置電流并提供給所述比較模塊；

所述偏置模塊包括：基準電流源和第二NMOS管MN2；

所述自適應偏置模塊包括：第一NMOS管MN1和第一PMOS管MP1；

所述比較模塊包括：第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4和第五NMOS管MN5；

所述基準電流源產生偏置電流IBIAS并提供給所述第二NMOS管MN2的源極和漏極之間的溝道；

所述第二NMOS管MN2的源級接收外部輸入電壓GND，所述第二NMOS管MN2的源極和漏極之間的溝道接收所述偏置電流IBIAS，使得所述第二NMOS管MN2的柵極和源極之間產生電壓差即第一柵源電壓，并將所述第一柵源電壓中的第一柵電壓提供過第一NMOS管MN1的柵極；

所述第一NMOS管MN1的柵極接收所述第一柵電壓，并根據所述第一NMOS管MN1的源極接收的外部輸入電壓VX，在第一NMOS管MN1的漏極和源極之間的溝道產生自適應偏置電流并提供給第一PMOS管MP1的漏極和源極之間的溝道；

所述第一PMOS管MP1的源級接收外部輸入電壓VDD，所述第一PMOS管MP1的漏極和源極之間的溝道接收所述自適應偏置電流，使得第一PMOS管MP1的柵極和源極之間產生電壓差即第二柵源電壓，并將第二柵源電壓中的第二柵電壓提供給所述第二PMOS管MP2的柵極；

所述第二PMOS管MP2的柵極接收所述第一柵電壓，所述第二PMOS管MP2的源極接收外部輸入電壓VDD，使得所述第二PMOS管MP2的漏極和源極之間產生與所述自適應偏置電流相等的第一電流，所述第一電流根據外部輸入電壓VX，產生第二電流和第三電流，分別提供給第四PMOS管MP4的源級和漏極之間的溝道以及第五PMOS管MP5的源級和漏極之間的溝道；

所述第四PMOS管MP4的源級和漏極之間的溝道接收所述第二電流，并將所述第二電流提供給第三NMOS管MN3的源級和漏極之間的溝道；

所述第三NMOS管MN3的源級接收外部輸入電壓GND，所述第三NMOS管MN3的源級和漏極之間的溝道接收所述第二電流，使得第三NMOS管MN3的柵極和源極之間產生電壓差即第三柵源電壓，并將所述第三柵源電壓中的第三柵電壓傳遞給所述第四NMOS管MN4的柵極；

所述第五PMOS管MP5的源級和漏極之間的溝道接收所述第三電流并提供給第五NMOS管MN5的柵極，所述第五PMOS管MP5的柵極接收外部輸入電壓GND；

所述第四NMOS管MN4的柵極接收所述第二柵電壓，所述第四NMOS管MN4的源級接收外部輸入電壓VX，產生第四電流并提供給第五NMOS管的柵極；

所述第五NMOS管MN5的源級接收外部輸入電壓GND，所述第五NMOS管MN5的柵極接收所述第三電流和第四電流，使得第五NMOS管MN5的源級和漏極之間的產生電壓差即第四柵源電壓，所述第四柵源電壓又使得所述第五NMOS管MN5的源級和漏極之間的溝道產生第五電流并提供給輸出端；

所述第三PMOS管MP3的源級接收外部輸入電壓VDD，所述第三PMOS管MP3的柵極接收所述第一柵電壓，使得所述第三PMOS管MP3的源級和漏極之間的溝道產生第六電流并提供給所述輸出端，所述輸出端接收所述第五電流和所述第六電流，產生輸出電壓VOUT并提供給外部電路；

所述比較模塊根據外部輸入電壓VX和所述自適應偏置電流，對自身的擺率進行自適應調整，使得擺率隨著輸入電壓VX與0之間的差值的增大以及自適應偏置電流的增大而增大；

當外部輸入電壓VX從負值上升到0V以上時，所述比較模塊輸出低電平，使得外部NMOS功率管關斷，以防止反向電流的產生。