專(zhuān)利名稱(chēng)：一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路及具有該檢測(cè)電路的dc-dc轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種模擬集成電路，特別的涉及一種對(duì)電路的電流或電壓過(guò)零點(diǎn)起檢 測(cè)作用的模擬集成電路及其應(yīng)用。
背景技術(shù)：
同步整流是采用通態(tài)電阻很低的功率MOSFET來(lái)取代整流二極管以降低整流損耗 的一項(xiàng)技術(shù)，能大大提高變換器的轉(zhuǎn)換效率。同步整流DC-DC轉(zhuǎn)換器是一種常用的電源IC， 具有輸出電流大、轉(zhuǎn)換效率高的優(yōu)點(diǎn)，是便攜式產(chǎn)品的首選供電系統(tǒng)之一。在非連續(xù)模式(DCM)下，當(dāng)同步整流管導(dǎo)通時(shí)，此時(shí)電感電流線性下降，當(dāng)電流下 降到零時(shí)，如果同步整流管依然導(dǎo)通，則輸出電容可能通過(guò)同步整流管將電流倒灌至地，從 而極大程度上降低了電源的轉(zhuǎn)換效率。同步整流技術(shù)的核心問(wèn)題是同步整流管的驅(qū)動(dòng)問(wèn)題，即當(dāng)電流下降到零時(shí)，驅(qū)動(dòng) 同步整流管關(guān)斷，從而防止輸出電容通過(guò)同步整流管將電流倒灌至地，降低電源的轉(zhuǎn)換效 率。常用的電流驅(qū)動(dòng)同步整流器通過(guò)檢測(cè)流過(guò)同步整流管的電流，確定是否開(kāi)通還是關(guān)斷 同步整流管，當(dāng)同步整流管導(dǎo)通且電流從同步整流管的源極流向漏極時(shí)，檢測(cè)功率MOSFET 的電流，得到同步整流管的驅(qū)動(dòng)信號(hào)；當(dāng)電流降低為0或反向時(shí)，同步整流管關(guān)斷。因此，同 步整流管的過(guò)零檢測(cè)是產(chǎn)生同步整流管驅(qū)動(dòng)信號(hào)的決定因素。已有的同步整流管的電壓/ 電流過(guò)零檢測(cè)電路有兩種一種是電阻檢測(cè)法，即在同步整流管支路上串聯(lián)一個(gè)小電阻，通 過(guò)檢測(cè)電阻上的壓降來(lái)檢測(cè)電流過(guò)零點(diǎn)，由于電阻在電路中會(huì)引起損耗，因此電阻需要做 的很小，但是這樣就會(huì)導(dǎo)致檢測(cè)信號(hào)變得很弱，使得控制電路的抗干擾性比較差，而且電阻 無(wú)論如何都會(huì)引入損耗，尤其是在低電壓大電流的情況下，這種方法變得很不實(shí)用。同時(shí)由 于該電阻必須外接，使得這種方法的集成很困難。另一種電流過(guò)零檢測(cè)電路方法是電流變 壓器檢測(cè)法，即在主電路中引入電流變換器的方法，將電流信號(hào)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，再將此電 壓信號(hào)進(jìn)行處理復(fù)雜方法，獲得用于控制的電壓信號(hào)。此方法的缺點(diǎn)是復(fù)雜、昂貴、體積大、 不易集成。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路及該電路在同步整流 DC-DC轉(zhuǎn)換器中的應(yīng)用，該電壓過(guò)零檢測(cè)電路不僅具有可靠的過(guò)零檢測(cè)功能，而且成功地解 決了傳統(tǒng)的電流檢測(cè)電路中的可靠性、功耗、集成度等問(wèn)題。為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明提出了一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路，該電路包括PMOS管 mi、m2、m3，匪OS管m5、m6、MsQ、Msl，基準(zhǔn)電流源I。，電阻Rtl及一反相器，其中，PMOS管m2與NMOS 管m5、PMOS管Hi1和基準(zhǔn)電流源Itl分別串聯(lián)于電源電壓端和地之間，PMOS管m3和NMOS管m6 及電阻Rtl串聯(lián)后的支路一端接電源電壓，另一端接NMOS管Mstl和Msl的漏極，NMOS管Ms0的 源極接所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的一輸入電壓Vsw、柵極接一輸入控制信號(hào)Vdin ；輸入控制信 號(hào)Vdin經(jīng)所述反相器后接NMOS管Msl的柵極、NMOS管Msl的源極接地；PMOS管nip m2、m3鏡像連接，NMOS管m5、m6鏡像連接，由NMOS管m6的漏極得到所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控 制信號(hào)。所述NMOS管Mstl和Msl為開(kāi)關(guān)管。所述電阻Rtl的阻值可根據(jù)所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)超前于所述電 壓過(guò)零檢測(cè)電路輸入電壓Vsw達(dá)到零電壓值的時(shí)間調(diào)節(jié)。該檢測(cè)電路還包括一 PMOS管m4和一 NMOS管m7組成的串聯(lián)支路，連接于NMOS管m6 的漏極和所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)之間，其中NMOS管m6的漏極輸出至NMOS 管％的柵極、匪05管％的漏極接所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)；且該串聯(lián)支路一 端接電源電壓，另一端接地；PMOS管m4與PMOS管m3的柵極相連。本發(fā)明還提出了一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路，該檢測(cè)電路包括PMOS管!^、叫、!^、!^、!^、 m10、m12，NMOS管m5、m6、Ms0, Msl，兩個(gè)相同的基準(zhǔn)電流源，電阻Rtl及一反相器，其中，PMOS管 m12和一基準(zhǔn)電流源、PMOS管m8和PMOS管Hi1及另一基準(zhǔn)電流源、PMOS管m9和PMOS管m2 及NMOS管m5分別串聯(lián)于電源Vdd和地之間，且PMOS管m8的柵極接PMOS管Hi1的源極，PMOS 管m12的柵極漏極相連，NMOS管m5的柵極漏極相連；PMOS管m1Q、m3和NMOS管m6及電阻R0 串聯(lián)后的支路一端接電源電壓，另一端接NMOS管Mstl和Msl的漏極，NMOS管Mstl的源極接所 述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的一輸入電壓Vsw、柵極接一輸入控制信號(hào)V。kn ；控制信號(hào)V-經(jīng)所述反 相器后接NMOS管Msl的柵極、NMOS管Msl的源極接地；PMOS管mp m2、m3、m12的柵極均相連， PMOS管m8、m9、m10鏡像連接，匪OS管m5、m6鏡像連接，由匪OS管m6的漏極得到所述電壓過(guò) 零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)。所述NMOS管Ms(l、Msl為開(kāi)關(guān)管。且所述電阻Rtl的阻值可根據(jù) 所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)超前于所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路輸入電壓Vsw達(dá)到零 電壓值的時(shí)間調(diào)節(jié)。所述檢測(cè)電路還包括PMOS管mn、m4和NMOS管m7組成的串聯(lián)支路，連接于NMOS管 Hi6的漏極所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)之間，其中匪05管!116的漏極輸出至NMOS 管％的柵極、匪05管％的漏極接所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)；且該串聯(lián)支路一 端接電源電壓，另一端接地；PMOS管mn與PMOS管m1Q鏡像連接，PMOS管m4的柵極與PMOS 管％的柵極相連。本發(fā)明還提出了一種具有電壓過(guò)零檢測(cè)電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括功率管mp、同 步整流管mn，電感L、電容C。ut，電源電壓，反饋控制回路，其中，功率管mp和同步整流管mn 串聯(lián)于電源電壓和地之間，同步整流管mn的漏極電壓Vsw經(jīng)電感L后的輸出電壓V。ut經(jīng)電 容C。ut到地，且該輸出電壓V。ut還輸入至反饋控制回路，該反饋控制回路輸出兩個(gè)控制信號(hào) Vckp和V。kn分別控制功率管mp和同步整流管mn的柵極，該DC-DC轉(zhuǎn)換器還包括上述任一種 電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其中，同步整流管mn的漏極電壓作為所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸入電 壓Vsw，所述反饋控制回路輸出的一控制信號(hào)Vdin作為所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸入控制信 號(hào)，且該電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)輸入至所述反饋控制回路。所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)與經(jīng)所述反饋控制回路后得到的控制信 號(hào)V。to反向。本發(fā)明一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路應(yīng)用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的有益效果表現(xiàn)在為防止由 于電壓過(guò)零檢測(cè)電路輸出的控制信號(hào)經(jīng)反饋控制回路時(shí)導(dǎo)致的延時(shí)對(duì)電路的影響，本發(fā)明 通過(guò)簡(jiǎn)單的電路平衡了反饋控制回路等相關(guān)邏輯電路的延時(shí)，當(dāng)電壓過(guò)零時(shí)，本發(fā)明所述 電壓過(guò)零檢測(cè)電路能夠及時(shí)關(guān)閉同步整流管，既節(jié)省了成本，又提高了可靠性，防止了輸出電容通過(guò)同步整流管將電流倒灌至地，從而極大程度上提高了電源的轉(zhuǎn)換效率；另一方面， 本發(fā)明所述電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，可有效節(jié)省面積，更適用于便攜式產(chǎn)品。


圖1是具有電壓過(guò)零檢測(cè)電路的同步整流DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明現(xiàn)有的過(guò)零檢測(cè)電路中控制信號(hào)延時(shí)于電壓過(guò)零點(diǎn)的波形示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例一所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖4是本發(fā)明所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路輸出控制信號(hào)經(jīng)反饋控制回路后的控制信 號(hào)與輸入電壓過(guò)零點(diǎn)一致時(shí)的波形示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例二所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路的電路結(jié)構(gòu)圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例三所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)圖；圖7是本發(fā)明實(shí)施例四所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路的結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的具體實(shí)施方式
進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明。如圖1所示為帶電壓過(guò)零檢測(cè)電路的同步整流DC-DC轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖，該結(jié) 構(gòu)包括功率管mp，同步整流管mn、電感L、輸出電容C、反饋控制回路及本發(fā)明所提出的電壓 過(guò)零檢測(cè)電路，其中，功率管mp和同步整流管mn串聯(lián)于電源電壓和地之間，同步整流管mn 的漏極電壓Vsw經(jīng)電感L后的輸出電壓Vout經(jīng)電容C。ut到地，且該輸出電壓V。ut還輸入至反 饋控制回路，該反饋控制回路輸出兩個(gè)控制信號(hào)Vdtp和Vdin分別控制功率管mp和同步整流 管mn的柵極。同步整流管mn的漏極電壓作為所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸入電壓Vsw，所述 反饋控制回路輸出的一控制信號(hào)V。kn作為所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸入控制信號(hào)，且該電 壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)輸入至所述反饋控制回路。當(dāng)功率管mp導(dǎo)通、同步整流管mn截止時(shí)，電源電壓對(duì)輸出電容C。ut進(jìn)行充電，輸 出電壓Vout上升；而當(dāng)功率管mp截止、同步整流管mn導(dǎo)通時(shí)，同步整流管mn對(duì)輸出進(jìn)行 續(xù)流，且續(xù)流電流線性減小。在非連續(xù)模式(DCM)下，當(dāng)電壓過(guò)零檢測(cè)電路接入電路，同步 整流管mn導(dǎo)通時(shí)，此時(shí)電感L電流線性下降，當(dāng)電流下降到零時(shí)，如果同步整流管mn依然 導(dǎo)通，則輸出電容C。ut可能通過(guò)同步整流管mn將電流倒灌至地，從而極大程度上降低了電 源的轉(zhuǎn)換效率。為了防止輸出電容通過(guò)同步整流管對(duì)地放電，本具體實(shí)施方式
所述DC-DC轉(zhuǎn)換器 電路結(jié)構(gòu)中增加了電壓過(guò)零檢測(cè)電路，通過(guò)檢測(cè)sw處的電壓值來(lái)進(jìn)行判斷同步整流管mn 的電流方向和大小，當(dāng)同步整流管mn的電流降到零時(shí)，則關(guān)閉該同步整流管mn，否則繼續(xù) 導(dǎo)通續(xù)流。當(dāng)功率管mp截止，同步整流管mn導(dǎo)通時(shí)，此時(shí)同步整流管mn給電感L續(xù)流，電 流方向?yàn)閺牡氐絪w，則此時(shí)sw的電壓小于地電壓，即為負(fù)電壓，當(dāng)電流降為零時(shí)，則此時(shí)需 要關(guān)閉同步整流管mn，使sw點(diǎn)為高阻態(tài)，即在電流降為零時(shí)，電壓過(guò)零檢測(cè)電路輸出一個(gè) 控制信號(hào)，用來(lái)關(guān)閉同步整流管mn。其中電壓過(guò)零檢測(cè)電路可采用常用的比較器單元，但由于反饋控制回路存在一定 的延時(shí)，導(dǎo)致由比較器單元輸出的驅(qū)動(dòng)信號(hào)到達(dá)同步整流管mn時(shí)產(chǎn)生一定的延時(shí)，如圖2 所示，在延時(shí)的過(guò)程中，電容C。ut將通過(guò)同步整流管mn倒灌至地，降低電源的轉(zhuǎn)換效率。
本具體實(shí)施方式
提出了四種電壓過(guò)零檢測(cè)電路結(jié)構(gòu)。實(shí)施例一本實(shí)施例一中，電壓過(guò)零檢測(cè)電路采用如圖3所述電路結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)包括PMOS管 IIi1, m2、m3、m4，匪OS管m5、m6、m7，開(kāi)關(guān)管ms(1、msl，反相器inv、電流源Itl及電阻RQ、電源電壓 Vdd,以下結(jié)合如圖1所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器說(shuō)明本實(shí)施例所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路的連接關(guān) 系及應(yīng)用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的工作原理其中，電流源Itl為基準(zhǔn)電流源，給放大器提供偏置電 流，當(dāng)V。kn為高電平時(shí)，同步整流管mn導(dǎo)通，給電感L續(xù)流，續(xù)流方向從地到整流管mn的漏 極SW，該漏極SW處的電壓輸入給由PMOS管m3、m4和匪OS管Hi^m7組成的放大器，其中PMOS 管m3和NMOS管m6組成第一級(jí)放大器，PMOS管m4和NMOS管m7組成第二級(jí)放大器，由于電 流源Itl為基準(zhǔn)電流源，本發(fā)明中鏡像的MOS管尺寸可以相同，也可以成比例，但本實(shí)施例以 PMOS管ffll、m2、m3、m4尺寸完全相同，及NMOS管m5、m6尺寸完全相同為例進(jìn)行說(shuō)明，則流過(guò) PMOS管mi、m2、m3的電流都為I。，開(kāi)關(guān)管ms(1、msl的導(dǎo)通電阻可以忽略。如圖3所示，第一級(jí)放大器為典型的共柵極放大器，其直流電壓增益如式(1)所示Avl = (gm6+gmb6) (ro3//ro6)+l (1)而第二級(jí)放大器為共源級(jí)放大器，其直流電壓增益如式( 所示Av2 = gm7(ro4//ro7) (2)則兩級(jí)放大器的總的直流電壓增益如式(3)所示Av = [(gm6+gmb6) (ro3//ro6)+l]gm7(ro4//ro7) (3)從式C3)可得，該兩級(jí)放大器的增益很大，可以放大很微小的信號(hào)。當(dāng)V。kp、Vekn都為低電平時(shí)，功率管mp導(dǎo)通，給輸出電容C。ut充電，開(kāi)關(guān)管ms(l截止， 開(kāi)關(guān)管msl導(dǎo)通，此時(shí)本實(shí)施例一所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路與同步整流管mn漏極sw沒(méi)有連 接，不影響整個(gè)電路；當(dāng)Vckn, Vckp都為高電平時(shí)，同步整流管mn導(dǎo)通，開(kāi)關(guān)管ms(l導(dǎo)通，開(kāi)關(guān) 管msl截止，同步整流管mn給電感續(xù)流，方向從地到同步整流管mn漏極sw，則該漏極電壓 Vsw為負(fù)電壓，當(dāng)|VSW| > ItlX Rtl時(shí)，NMOS管m6的源極電壓V2為負(fù)值，導(dǎo)致NMOS管m6的柵源 電壓Vgs6變大，根據(jù)飽和區(qū)的電流公式(4):Ids = ^nCox ^(Vgs-Vth)2(4)由公式⑷可知，當(dāng)NMOS管m6的柵源電壓Vgs6變大時(shí)，NMOS管m6的漏源電流增 大，但PMOS管m3的電流由于鏡像而恒定，則PMOS管m3進(jìn)入線性區(qū)，電壓V2為高電平，輸出 驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vm*低電平；則驅(qū)動(dòng)信號(hào)V。n經(jīng)反饋控制回路后得到的V。kn仍為高電平，同步整流 管mn繼續(xù)導(dǎo)通；當(dāng)同步整流管mn續(xù)流到滿(mǎn)足|VSW| = ItlXRtl時(shí)，此時(shí)電壓V2為零電平，電 路處于直流工作點(diǎn)狀態(tài)；當(dāng)同步整流管mn繼續(xù)續(xù)流到滿(mǎn)足|VSW| < ItlXRtl時(shí)，則電壓V2為 正電壓，NMOS管叫的柵源電壓Vgs6變小，根據(jù)飽和區(qū)的電流公式(4)可知，NMOS管叫的漏 源電流減小，NMOS管m6進(jìn)入線性區(qū)，電壓V1為低電平，則輸出驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vm為高電平，經(jīng)反 饋控制回路產(chǎn)生一定的延時(shí)后，得到為低電平的V。kn，從而關(guān)斷同步整流管mn。本實(shí)施例一中，驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vm的變化超前于SW點(diǎn)電壓，該超前的時(shí)間設(shè)定為△ t，當(dāng) 該超前的時(shí)間Δ t與驅(qū)動(dòng)信號(hào)V。n經(jīng)反饋控制回路延時(shí)的時(shí)間相同時(shí)，則同步整流管mn續(xù) 流到零時(shí)剛好驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vm傳輸至同步整流管mn的柵極，使同步整流管mn關(guān)閉，從而有效防止輸出電容C。ut通過(guò)同步整流管mn將電流倒灌至地。如圖4所示為同步整流管mn漏極 Sff端電壓、驅(qū)動(dòng)信號(hào)Vm及同步整流管mn柵極電壓Vdin的延時(shí)波形示意圖。為使驅(qū)動(dòng)信號(hào)V。n超前的時(shí)間與驅(qū)動(dòng)信號(hào)經(jīng)反饋控制回路的延時(shí)一致，本具體實(shí) 施方式中通過(guò)調(diào)節(jié)電阻R0的阻值實(shí)現(xiàn)，當(dāng)反饋控制回路的電路結(jié)構(gòu)確定時(shí)，則信號(hào)經(jīng)該反 饋控制回路產(chǎn)生的延時(shí)則一定，此時(shí)調(diào)節(jié)電阻Rtl的阻值，控制|VSW|續(xù)流到等于ItlXRtl的時(shí) 間，從而實(shí)現(xiàn)超前時(shí)間At與反饋控制回路產(chǎn)生的延時(shí)相等。實(shí)施例二如圖5所示為本發(fā)明另一電壓過(guò)零檢測(cè)電路，該電路結(jié)構(gòu)在如圖3所示電壓過(guò)零 檢測(cè)電路的基礎(chǔ)上增加了 5個(gè)PMOS管m8、m9、m1(1、mn、m12和一基準(zhǔn)電流源I。，其中PMOS管 m8、PMOS管m9、PMOS管m1(1、PMOS管Hi11鏡像連接，且依次分別串聯(lián)于PMOS管mp PMOS管m2、 PMOS管m3、PM0S管m4的源極和電源Vdd之間，形成折疊電流源結(jié)構(gòu)；PMOS管m12和基準(zhǔn)電流 源Iq串聯(lián)于電源Vdd和地之間，且PMOS管m12的柵極漏極相連，為PMOS管!^、叫、!^、!^提供 偏置電壓，保證該4個(gè)PMOS管處于深度飽和狀態(tài)；PMOS管m8的柵極與PMOS管Hi1的漏極相 連，為鏡像的PMOS管m8、m9、m1(1、mn提供偏置電流。本實(shí)施例二在實(shí)施例一的基礎(chǔ)上增加一排PMOS管的作用是減小電源電壓Vdd的紋 波，使輸出信號(hào)更穩(wěn)定，防止電源電壓Vdd中的噪聲或毛刺引入到控制信號(hào)Vm中引起誤操 作。實(shí)施例三如圖6所示為本發(fā)明另一電壓過(guò)零檢測(cè)電路，該電路在實(shí)施例一中所述的電壓過(guò) 零檢測(cè)電路的基礎(chǔ)上去掉第二級(jí)放大器，即去掉PMOS管m4和NMOS管m7，直接由第一級(jí)放 大器的輸出端V1作為實(shí)施例一中的Vm 輸出至反饋控制回路，該電路檢測(cè)過(guò)零電壓的工 作原理與實(shí)施例一所示電路相同，采用一級(jí)放大器相比兩級(jí)放大器增益較小，但電路結(jié)構(gòu) 簡(jiǎn)單，節(jié)省了芯片面積。實(shí)施例四如圖7所示為本發(fā)明的又一電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其中該電路在如圖5所示的實(shí)施 例二所述電路結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上去除第二放大器所述支路，即PMOS管m1(l、m3和NMOS管m6，直接 由第一級(jí)放大器的輸出V1作為V。n輸入至反饋控制回路生成控制信號(hào)V。kn、νΛρ。該電路檢 測(cè)過(guò)零電壓的工作原理與實(shí)施例一所示電路相同，但采用一級(jí)放大器相比兩級(jí)放大器增益 較小，但電路結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，節(jié)省了芯片面積。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說(shuō)明，不能認(rèn)定 本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說(shuō)明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在 不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的 保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，該電路包括PMOS管Hipn^m3,匪OS管m5、m6、 Ms0, Msl，基準(zhǔn)電流源IQ，電阻Rtl及一反相器，其中，PMOS管m2與匪OS管m5、PMOS管Hi1和基 準(zhǔn)電流源Iq分別串聯(lián)于電源電壓端和地之間，PMOS管m3和NMOS管m6及電阻Rtl串聯(lián)后的 支路一端接電源電壓，另一端接NMOS管Ms0和Msl的漏極，NMOS管Ms0的源極接所述電壓過(guò) 零檢測(cè)電路的一輸入電壓Vsw、柵極接一輸入控制信號(hào)V。kn ；輸入控制信號(hào)V。kn經(jīng)所述反相器 后接NMOS管Msl的柵極、NMOS管Msl的源極接地；PMOS管ffll、m2、m3鏡像連接，NMOS管m5、m6 鏡像連接，由NMOS管!116的漏極得到所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述NMOS管Mstl和Msl為開(kāi) 關(guān)管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述電阻Rtl的阻值可根據(jù) 所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)超前于所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路輸入電壓Vsw達(dá)到零 電壓值的時(shí)間調(diào)節(jié)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，該檢測(cè)電路還包括一PMOS 管m4和一 NMOS管m7組成的串聯(lián)支路，連接于NMOS管m6的漏極和所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的 輸出控制信號(hào)之間，其中NMOS管m6的漏極輸出至NMOS管m7的柵極、NMOS管m7的漏極接所 述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)；且該串聯(lián)支路一端接電源電壓，另一端接地；PMOS 管!114與？1 )5管1113的柵極相連。
5.一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，該檢測(cè)電路包括PMOS管叫、m2、m3、m8、m9、m10、 m12，NMOS管m5、m6、MsQ、Msl，兩個(gè)相同的基準(zhǔn)電流源，電阻Rtl及一反相器，其中，PMOS管m12和 一基準(zhǔn)電流源、PMOS管m8和PMOS管Hi1及另一基準(zhǔn)電流源、PMOS管m9和PMOS管m2及NMOS 管m5分別串聯(lián)于電源Vdd和地之間，且PMOS管m8的柵極接PMOS管Hi1的源極，PMOS管m12 的柵極漏極相連，NMOS管m5的柵極漏極相連；PMOS管m1Q、m3和NMOS管m6及電阻Rtl串聯(lián)后 的支路一端接電源電壓，另一端接NMOS管Mstl和Msl的漏極，NMOS管Mstl的源極接所述電壓 過(guò)零檢測(cè)電路的一輸入電壓Vsw、柵極接一輸入控制信號(hào)V。kn ；控制信號(hào)V-經(jīng)所述反相器后 接匪OS管Msl的柵極、NMOS管Msl的源極接地；PMOS管!^、叫、!^、!!^的柵極均相連，PMOS管 m8、m9、m1Q鏡像連接，NMOS管m5、m6鏡像連接，由NMOS管m6的漏極得到所述電壓過(guò)零檢測(cè)電 路的輸出控制信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述NMOS管扎^⑶^為開(kāi)關(guān)管。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述電阻Rtl的阻值可根據(jù) 所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)超前于所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路輸入電壓Vsw達(dá)到零 電壓值的時(shí)間調(diào)節(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其特征在于，所述檢測(cè)電路還包括PMOS 管mn、m4和NMOS管m7組成的串聯(lián)支路，連接于NMOS管m6的漏極所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的 輸出控制信號(hào)之間，其中NMOS管m6的漏極輸出至NMOS管m7的柵極、NMOS管m7的漏極接所 述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)；且該串聯(lián)支路一端接電源電壓，另一端接地；PMOS 管mn與PMOS管m1Q鏡像連接，PMOS管m4的柵極與PMOS管m3的柵極相連。
9.一種具有電壓過(guò)零檢測(cè)電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括功率管mp、同步整流管mn，電感 L、電容C。ut，電源電壓，反饋控制回路，其中，功率管mp和同步整流管mn串聯(lián)于電源電壓和地之間，同步整流管mn的漏極電壓Vsw經(jīng)電感L后的輸出電壓V。ut經(jīng)電容C。ut到地，且該輸 出電壓V。ut還輸入至反饋控制回路，該反饋控制回路輸出兩個(gè)控制信號(hào)V。kp和Vdin分別控制 功率管mp和同步整流管mn的柵極，其特征在于，該DC-DC轉(zhuǎn)換器還包括如權(quán)利要求1_10 任一所述的電壓過(guò)零檢測(cè)電路，其中，同步整流管mn的漏極電壓作為所述電壓過(guò)零檢測(cè)電 路的輸入電壓Vsw，所述反饋控制回路輸出的一控制信號(hào)Vdin作為所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的 輸入控制信號(hào)，且該電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)輸入至所述反饋控制回路。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的一種具有電壓過(guò)零檢測(cè)電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其特征在于， 所述電壓過(guò)零檢測(cè)電路的輸出控制信號(hào)與經(jīng)所述反饋控制回路后得到的控制信號(hào)V-反 向。
全文摘要
本發(fā)明公告了一種電壓過(guò)零檢測(cè)電路，該電路包括PMOS管m1、m2、m3，NMOS管m5、m6、Ms0、Ms1，基準(zhǔn)電流源I0，電阻R0及一反相器；還可包括一PMOS管m4和一NMOS管m7組成的串聯(lián)支路。本發(fā)明還公告了一種具有電壓過(guò)零檢測(cè)電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括功率管mp、同步整流管mn，電感L、電容Cout，電源電壓，反饋控制回路；本發(fā)明通過(guò)簡(jiǎn)單的電路平衡了反饋控制回路等邏輯單元的延時(shí)，既節(jié)省了成本，又提高了可靠性，適用于便攜式產(chǎn)品的應(yīng)用。
文檔編號(hào)G01R19/175GK102128973SQ20101004446
公開(kāi)日2011年7月20日 申請(qǐng)日期2010年1月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年1月19日
發(fā)明者劉俊秀, 劉竹, 吳玉強(qiáng), 石嶺 申請(qǐng)人:深圳艾科創(chuàng)新微電子有限公司