[發(fā)明專利]一種膝點檢測和采樣保持電路在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202110757755.6 | 申請日： | 2021-07-05 |
| 公開（公告）號： | CN113433375A | 公開（公告）日： | 2021-09-24 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 周澤坤;艾雪;任航;王卓;張波 | 申請（專利權(quán)）人： | 電子科技大學(xué) |
| 主分類號： | G01R19/00 | 分類號： | G01R19/00;H03M1/12 |
| 代理公司： | 成都點睛專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51232 | 代理人： | 孫一峰 |
| 地址： | 611731 四川省*** | 國省代碼： | 四川;51 |
| 權(quán)利要求書： | 查看更多 | 說明書： | 查看更多 |
| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 檢測 采樣 保持 電路 | ||
本發(fā)明屬于電源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膝點檢測和采樣保持電路。本發(fā)明利用電阻和電容對反饋信號進(jìn)行延時，將延時后的信號與反饋信號輸入到比較器中進(jìn)行比較。在反饋信號達(dá)到膝點時，會急劇下降，此時反饋信號的電壓值會小于經(jīng)過延時的反饋信號，從而使得比較器翻轉(zhuǎn)，得到膝點到達(dá)的信號，檢測到膝點的信號控制采樣開關(guān)打開，采樣電容存儲的膝點電壓值傳輸?shù)谋３蛛娙荩瓿上c采樣工作，得到精確的膝點電壓值。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于電源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種膝點檢測和采樣保持電路。
背景技術(shù)
近年來，隨著電子設(shè)備的發(fā)展，電子設(shè)備要求電源具有更高的功率密度，更高的效率以及更小的體積。早期主要的電源類型，線性穩(wěn)壓電源已經(jīng)不能滿足這些日益提高的要求，因此，開關(guān)電源成為主流的趨勢。其中反激式變換器作為隔離式開關(guān)變換器的一種，在能夠進(jìn)行電氣隔離的同時，具有結(jié)構(gòu)簡單，成本低，外圍元件少的特點，被廣泛地應(yīng)用在低功率消費(fèi)類電子產(chǎn)品中。原邊反饋反激式變換器相較于副邊反饋反激式變換器，原理更加簡單，成本更低，同時省去了光耦元件而具有高可靠性的優(yōu)點，而受到市場青睞。
對于原邊反饋反激式變換器而言，如圖1所示，輸出電壓信息在副邊導(dǎo)通原邊關(guān)斷的時候，通過原邊繞組反激到原邊體現(xiàn)在功率管漏端電壓VSW上，再通過VIN鉗位電路使得反饋電阻RFB兩端的電壓僅包含反激電壓信息，再通過參考電阻VREF產(chǎn)生反饋電壓VFB，反饋電壓VFB傳遞到膝點檢測和采樣保持電路中，系統(tǒng)通過采樣得到的輸出電壓信息對占空比進(jìn)行調(diào)節(jié)，從而實現(xiàn)恒定電壓輸出。因此，輸出電壓的準(zhǔn)確檢測才能夠保證系統(tǒng)的輸出電壓有較高的精度。如圖2所示，膝點電壓為副邊電感電流為零的時刻的功率管漏端VSW電壓值，即為A點。在膝點處，副邊的寄生阻抗產(chǎn)生的壓降由于副邊電感電流為零而不對VSW產(chǎn)生影響，此時的VSW能夠更加精確地描述輸出電壓的信息。因此，準(zhǔn)確的膝點檢測對高精度的原邊反饋反激式變換器來說尤為重要。
現(xiàn)有的膝點檢測和采樣保持方案中，有使用多路電路進(jìn)行依次采樣，得到多個采樣值，通過上一個采樣點的電壓減去固定的電壓值與當(dāng)前采樣電壓值進(jìn)行對比，得到真實采樣值，再將最真實的采樣值送到后續(xù)模塊的采樣方法，然而這種方法需要使用多個電容來對采樣值進(jìn)行存儲，不利于片內(nèi)集成，而且對多路電路依次采樣的控制電路也較為復(fù)雜，且采樣的精確度不高。數(shù)字輔助利用模數(shù)轉(zhuǎn)換器ADC和數(shù)模轉(zhuǎn)換器DAC也常被用于精確膝點檢測，但是成本通常過于高昂。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明主要設(shè)計實現(xiàn)了一種高精度的膝點檢測和采樣保持電路，利用電阻和電容對反饋信號進(jìn)行延時，將延時后的信號與反饋信號輸入到比較器中進(jìn)行比較。在反饋信號達(dá)到膝點時，會急劇下降，此時反饋信號的電壓值會小于經(jīng)過延時的反饋信號，從而使得比較器翻轉(zhuǎn)，得到膝點到達(dá)的信號，檢測到膝點的信號控制采樣開關(guān)打開，采樣電容存儲的膝點電壓值傳輸?shù)谋３蛛娙荩瓿上c采樣工作，得到精確的膝點電壓值。
為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的技術(shù)方案為：
一種膝點檢測和采樣保持電路，用于檢測原邊反饋反激式變換器在副邊電感電流為零時的膝點電壓，包括第一運(yùn)算放大器、第二運(yùn)算放大器、第一NMOS管、第二NMOS管、電阻、第一電容、第二電容和電壓源；
所述第一運(yùn)算放大器的同相輸入端接反饋電壓，其反相輸入端接其輸出端，第一運(yùn)算放大器的輸出端依次通過電阻和第一電容后接地，將電阻和第一電容的連接點輸出的電壓信號定義為延遲電壓；
所述第二運(yùn)算放大器的同相輸入端接延遲電壓，其反相輸入端接電壓源的正端，電壓源的負(fù)端接反饋電壓，將第二運(yùn)算放大器的輸出電壓定義為判斷電壓，所述電壓源產(chǎn)生固定失調(diào)電壓；
所述第一NMOS管的漏極接延遲電壓，其柵極接第一使能信號；
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