過零檢測器(zcd)電路的制作方法
【專利摘要】提供一種用于檢測過零點的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括：連接在系統(tǒng)的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的耦合單元；和連接到高電壓側(cè)并且被配置為將經(jīng)濾波的市電電壓信號分壓并生成指示經(jīng)濾波的市電電壓信號的過零點的輸出信號的過零檢測器。
【專利說明】過零檢測器(ZCD)電路
[0001]相關(guān)申請的交叉引用
[0002]本申請請求于2012年4月11日提交的美國臨時申請61/622，896以及于2012年12月3日提交的美國臨時申請61/732，608的優(yōu)先權(quán)權(quán)益，兩者均通過引用并入本文。

【背景技術(shù)】
[0003]本文提供的背景說明是為了一般地呈現(xiàn)本公開的上下文的目的。當(dāng)前公開的工作，在一定程度上是在本【背景技術(shù)】部分中描述的，以及在說明書中的各方面的工作，其可能并未以其他方式夠格作為提交申請時的現(xiàn)有技術(shù)，既沒有明確地也沒有暗示地承認(rèn)其為對本公開不利的現(xiàn)有技術(shù)。
[0004]對于市電的分配，各個國家或地區(qū)的標(biāo)準(zhǔn)不同。市電電壓信號為分配并用于為各種設(shè)備供電的市電的例子，各種設(shè)備例如照明、便攜式電器、家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(例如，多媒體家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點)、其他網(wǎng)絡(luò)化節(jié)點、和/或其他需要供電系統(tǒng)和/或設(shè)備。市電電壓信號通常也被稱為線路電壓或家用市電信號。作為例子，在美國市電電壓約為120Vrms(頻率約為60Hz)，在西班牙約為230Vrms (頻率約為50Hz)。其它國家和/或區(qū)域在市電電壓的分配規(guī)則上有所不同。
[0005]為了安全起見，用于傳遞市電電壓信號的市電電壓電路與用于為諸如，舉例來說，電器、家庭網(wǎng)絡(luò)節(jié)點、和/或其它網(wǎng)絡(luò)節(jié)點的市電的各種設(shè)備供電的低電壓電路進行電隔離。另外，過零檢測器通常被用于提供與市電電壓信號的市電電壓周期的同步。市電電壓周期的這種同步允許網(wǎng)絡(luò)中的節(jié)點上的低壓電路之間的同步通信。
[0006]過零檢測器會檢測到市電電壓信號的過零點，并且此過零點表示市電電壓信號的空間位置(相對于時間)。市電電壓信號的過零點檢測用于對市電電壓的周期進行同步。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0007]本公開的非限制性、并且非窮盡的實施例，參照下面的附圖進行說明。
[0008]圖1是根據(jù)本公開實施例的具有過零檢測(ZCD)電路的系統(tǒng)的框圖。
[0009]圖2是根據(jù)本公開另一個實施例的具有過零檢測(ZCD)電路的系統(tǒng)的框圖。
[0010]圖3示出了與本公開實施例的ZCD電路的操作有關(guān)的波形的各種示意圖。
[0011]圖4示出了根據(jù)本公開實施例的與市電電壓信號的濾波有關(guān)的波形的各種示意圖。
[0012]圖5是根據(jù)本公開另一個實施例的具有過零檢測器(ZCD)電路的系統(tǒng)的框圖。
[0013]圖6是根據(jù)本公開實施例的Z⑶電路和連接到Z⑶電路的高輸入阻抗電路的示意圖。
[0014]圖7是根據(jù)本公開實施例的Z⑶電路和連接到Z⑶電路的高輸入阻抗電路的示意圖。
[0015]圖8是根據(jù)本公開實施例的用于檢測過零點的方法的流程圖。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]在本公開的一個實施例中，提供了一種用于檢測過零點的方法。該方法包括:將市電電壓信號中的噪聲進行濾除；將市電電壓信號分壓，以便獲得低電壓信號；并從低電壓信號生成輸出信號，其中，所述輸出信號指示市電電壓信號的過零點。
[0017]在本公開的另一個實施例中，提供了一種用于檢測過零點的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:連接在系統(tǒng)的高壓側(cè)和低壓側(cè)之間的耦合單元；以及過零檢測器，所述過零檢測器連接到高壓側(cè)并且被配置為將經(jīng)過濾波的市電電壓信號分壓并生成指示經(jīng)過濾波的市電電壓信號的過零點的輸出信號。
[0018]在本公開的另一個實施例中，提供了一種用于檢測過零點的系統(tǒng)。該系統(tǒng)包括:用于將市電電壓信號中的噪聲進行濾除的濾波器；耦合到濾波器并被配置為將市電電壓信號進行分壓以便獲得低電壓信號的分壓器；以及耦合到分壓器并被配置為從所述低電壓信號生成輸出信號的過零檢測器，其中，所述輸出信號指示所述市電電壓信號的過零點。

【具體實施方式】
[0019]現(xiàn)在將詳細(xì)參考本公開的(多個)實施例，其(多個)實例在附圖中示出。只要有可能，相同的附圖標(biāo)記將在整個附圖中使用，以指代相同或相似的部分。
[0020]在下面的詳細(xì)描述中，為便于解釋，給出了大量具體細(xì)節(jié)以提供對于本公開的各種實施例的全面理解。本領(lǐng)域普通技術(shù)人員將認(rèn)識到，本公開的這些各種實施例僅僅是說明性的，并不旨在以任何方式進行限制。對于從本公開獲益的這些技術(shù)人員來說將很容易地想到本公開的其他實施例。
[0021]圖1是根據(jù)本公開實施例的具有過零檢測(Z⑶)電路1-105的系統(tǒng)100的框圖。典型地，系統(tǒng)100提供電壓源1-110，所述電壓源1-110沿電力線路1-120提供市電電壓信號1-115。市電電壓信號1-115通常由差分信號l_115a和l_115b形成。信號l_115a與信號l-115b相比具有相移。兩個信號l_115a和l-115b具有基本相同的頻率和幅度。電容器l-122a和l-122b也被連接到電力線路1_120。
[0022]PLC信號耦合單元1-125被耦合在系統(tǒng)100的高電壓側(cè)1_130和低電壓側(cè)1_135之間。耦合單元1-125的一個實例由圖2中的耦合單元2-125示出。PLC模擬前端1-155被連接到耦合單元1-125。
[0023]在本公開的實施例中，過零檢測器(Z⑶)電路1-105具有耦合到耦合單元1-125和耦合到耦合單元1-125的高電壓側(cè)1-130的輸入。響應(yīng)于電壓l_115a和l_115b時，Z⑶電路1-105被配置為將這些電壓1-115a和l_115b的值進行分壓并生成具有正脈沖l_178a和負(fù)脈沖l_178b的輸出信號1-178。如下面將要討論的，輸出信號1-178指示市電電壓信號1-115的過零點。因此，Z⑶電路1-105被配置為生成指示市電電壓信號1-115的過零點的輸出信號1-178，所述市電電壓信號1-115從高電壓側(cè)1-130發(fā)射。
[0024]在一個實施例中，如將在下面的附加細(xì)節(jié)中所討論的，Z⑶電路1-105被配置為將市電電壓信號1-115中的噪聲進行濾除(與電力線路1-120中的LC濾波特性一起)，以對市電電壓信號1-115進行分壓，以便獲得低電壓信號(例如，圖2中的信號2-177a和/或2-177b),并從低電壓信號生成輸出信號1-178。所述輸出信號1-178指不市電電壓信號
1-115的過零點。
[0025]圖2是根據(jù)本公開另一實施例的具有過零檢測器(ZCD)電路2-105的系統(tǒng)200的框圖。典型地，系統(tǒng)200提供電壓源2-110，其沿電力線路2-120提供市電電壓信號2-115。市電電壓信號2-115通常由差分信號2-115a和2_115b形成。信號2_115a相比于信號2-115b具有相移。兩個信號2-115a和2-115b具有基本相同的頻率和幅度。電容器2_122a和2-122b也被連接到電力線路2-120。電容器2-122a和2_122b充當(dāng)電容性分壓器，其中電容器2-145產(chǎn)生跨電容器2-145兩端的電壓水平。因此，跨電容器2-145兩端的電壓水平比市電電壓信號2-115的水平小。電容器2-122a和2_122b還充當(dāng)?shù)屯V波器，其中初級側(cè)繞組2-140a和2-140b，并且由此將疊加在市電電壓信號2-115上的高頻噪聲進行濾除。
[0026]PLC信號耦合單元2-125被耦合在系統(tǒng)200的高電壓側(cè)2_130和低電壓側(cè)2_135之間。耦合單元2-125包括具有初級側(cè)繞組2-140a和2_140b的變壓器2-126、和連接在初級側(cè)繞組2-140a和2-140b之間的電容器2-145。變壓器2-126還包括次級側(cè)繞組2-150。變壓器2-126會將來自變壓器初級側(cè)2-151的市電電壓信號2-115衰減到變壓器次級側(cè)2-152。
[0027]PLC模擬前端2-155被連接到次級繞組2-150的次級側(cè)輸出2-165。PLC模擬前端2-155包括用于發(fā)送信號的發(fā)射器2-156和用于接收信號接收器2-157。
[0028]在本公開的實施例中，過零檢測器(ZCD)電路2-105具有耦合到變壓器初級側(cè)2-151的輸入。Z⑶電路2-105包括第一電容器2-170，其具有連接到第一初級繞組2_140a并連接到變壓器初級側(cè)2-151的電容器2-145的第一板。Z⑶電路2-105還包括第二電容器2-172，其具有連接到第二初級繞組2-140b并連接到電容器2-145的第一板。所述Z⑶電路2-105還包括第三電容器274，其具有連接到第一電容器2-170的第二板的第一板。第三電容器274的第二板連接至接地電壓Vss。
[0029]Z⑶電路2-105還包括第四電容器275，其具有連接到電容器2-172的第二板的第一板。第四電容器275的第二板連接到接地電壓Vss并連接到第三電容器274的第二板。
[0030]在Z⑶電路2-105的一個實施例中，電容器2-170和2_172是印刷電路板(PCB)電容器，并且電容器274和275是分立電容器，諸如X或Y類電容器或陶瓷電容器。在Z⑶電路2-105的另一個實施例中，電容器2-170、2-172、274、和275是分立電容器。
[0031]Z⑶電路2-105還包括比較器2-175，其具有正輸入(+)，所述正輸入(+)(經(jīng)由濾波器2-180)連接到電容器274的第一板并連接到電容器2-170的第二板。比較器2-175也具有負(fù)輸入(_)，所述負(fù)輸入(_)(經(jīng)由濾波器2-180)連接到電容器275的第一板和電容器2-172的第二板。
[0032]電容器2-170、2-172、274、和275形成電容性分壓器2-176，其將市電電壓信號2-115a和2-115b分別分壓為較低的電壓信號2_177a和2_177b。作為一個例子，如果市電電壓信號2-115為約230Vrms時，電容性分壓器2-176的輸出電壓可以為，例如，約1.0伏。
[0033]電容性分壓器2-176跨每個電容器2-170、2-172、274、和275以類似于由電阻性分壓器執(zhí)行的分壓方式進行分壓。附加地，電容性分壓器2-176對市電電壓信號2-115提供了增強的隔離。
[0034]在一個實施例中，濾波器2-180包括電容器2-181、第一電阻器2_182、和第二電阻器2-183。比較器2-175的正輸入(+)連接到電容器2-181的第一板和電阻器2-182的第一端。電阻器2-182的第二端被連接到電容器274的第一板和電容器2-170的第二板。
[0035]比較器2-175的負(fù)輸入(_)連接到電容器2-181的第二板和電阻器2-183的第一端。電阻器2-183的第二端被連接到電容器275的第一板和電容器2-172的第二板。電容器274和275被連接到接地Vss，以使市電電壓信號2-115的共模以與市電電壓信號2-115的差模相同的比例進行衰減。
[0036]響應(yīng)于較低的電壓信號2_177a和2_177b，比較器2_175輸出具有正脈沖2_178a和負(fù)脈沖2-178b的輸出信號2-178。如下面將要討論的，輸出信號2-178指示市電電壓信號2-115的過零點。
[0037]當(dāng)較低電壓信號2_177a大于較低電壓信號2_177b時，比較器2_175輸出正脈沖2-178a。當(dāng)較低電壓信號2-177a小于較低電壓信號2_177b時，比較器輸出負(fù)脈沖2_178b。以這樣一種方式，由Z⑶電路2-105檢測到的過零點由來自比較器2-175的波形2-178的邊緣310a至310f (見圖3)表示。
[0038]現(xiàn)在參考圖2和圖3所示。圖3示出了根據(jù)本公開的實施例的與Z⑶電路2-105的操作有關(guān)的波形的各種示意圖。由ZCD電路2-105檢測到的過零點由比較器2-175輸出的波形3-178a的邊緣310a至310f表示。波形315代表低電壓波形2_177a。
[0039]現(xiàn)在參考圖2和圖4所示。圖4示出了根據(jù)本公開的實施例的與市電電壓信號2-115a和2-115b的濾波有關(guān)的波形的各種示意圖。由電容器2_122a和電感器2_140a形成的LC電路將充當(dāng)濾波器以用于對疊加在市電電壓信號2-115a上的較高頻率噪聲405a進行濾波。當(dāng)電容器2-122a和電感器2-140a對噪聲405a進行濾波時，市電電壓信號2_115a將具有更平滑的波形線部分410a，其指示噪聲從信號2-115a被濾除了。
[0040]由電容器2_122b和電感器2_140b形成的LC電路將充當(dāng)濾波器以用于對疊加在市電電壓信號2-115b上的較高頻率噪聲405b進行濾波。當(dāng)電容器2-122b和電感器2_140b對噪聲405b進行濾波時，市電電壓信號2-115b將具有更平滑的波形線部分410b，其指示噪聲從信號2-115b被濾除了。
[0041]圖5是根據(jù)本公開的另一實施例的系統(tǒng)500的過零檢測器(ZCD)電路5_105的框圖。Z⑶電路5-105類似于上面關(guān)于圖1至4中的電路1-105和/或電路2-105所討論的。電力線路5-120中的耦合單元5-390為變壓器5-390，其具有在變壓器初級側(cè)5-151的初級側(cè)繞組5-391和在變壓器次級側(cè)5-152的次級側(cè)繞組5-150。
[0042]在本公開的一個實施例中，過零檢測器(Z⑶)電路5-105具有輸入，其耦合到電力線路5-120上的電容器5-122a的第一板(和第二板)。如上面類似地討論的，Z⑶電路5-105包括第一電容器5-170，其具有連接到電容器5-122a的第一板的第一板。Z⑶電路5-105還包括第二電容器5-172，其具有連接到電力線路5-120上的電容器5_122a的第二板的第一板。Z⑶電路5-105還包括第三電容器574。第三電容器574的第一板被連接到電容器5-170的第二板并被連接到濾波器5-180。第三電容器574的第二板連接到接地電壓Vss并被連接到第四電容器575的第二板。第四電容器575的第一板連接到濾波器5-180和電容器5-172的第二板。
[0043]在Z⑶電路5-105的一個實施例中，電容器5-170和5_172是印刷電路板(PCB)電容器，并且電容器574和575是分立電容器，諸如X或Y類電容器或陶瓷電容器。在Z⑶電路5-105的另一個實施例中，電容器5-170、5-172、574、575是分立電容器。
[0044]Z⑶電路5-105還包括比較器5-175，其具有正輸入(+)，所述正輸入⑴(經(jīng)由濾波器5-180)連接到電容器574的第一板以及電容器5-170的第二板。比較器5-175也具有負(fù)輸入(_)，所述負(fù)輸入(_)(經(jīng)由濾波器5-180)連接到電容器575的第一板以及電容器5-172的第二板。濾波器5-180類似于以上參考圖2中的濾波器2-180所討論的。
[0045]電容器5-170、5-172、574、和575形成電容性分壓器5-176，其將市電電壓信號
5-115分壓為較低電壓信號，如上述參照圖1和圖2類似地討論。由Z⑶電路5-105檢測到的過零點由波形脈沖5-178a和5-178b的邊緣來表示。
[0046]電力線路5-120中的Z⑶電路5-105的連接允許將初級繞組5_391使用在變壓器的初級側(cè)5-151中，而不需要對初級繞組5-391進行任何修改或不需要進行實質(zhì)性的修改。這種配置允許節(jié)省制造系統(tǒng)500的成本和時間。
[0047]上面討論的電容性分壓器(例如，如圖2中的電容性分壓器2-176)，流入到比較器2-175中的任何漏電流將導(dǎo)致較低電壓信號2-177a和2_177b的相位偏移。因此，Z⑶電路2-105(圖2)的輸出信號(例如，具有脈沖2-178a和2-178b的波形2-178)將移相，并且電路2-105將不能夠用于同步的目的而準(zhǔn)確地檢測出市電電壓信號2-115的過零點的位置。為了最小化由于進入比較器2-175中的漏電流而出現(xiàn)的這種相移效應(yīng)，通常優(yōu)選針對比較器2-175的高輸入阻抗。
[0048]因此，在根據(jù)本公開的實施例中，高輸入阻抗電路(圖6中的電路600或圖7中的電路700)被連接到比較器2-175(圖2)的輸入，或連接到比較器5-175(圖5)的輸入，以便向比較器2-175或比較器5-175的輸入提供給定量的電壓偏置。如將在下面討論的那樣，電路600 (圖6)和/或電路700 (圖7)將對由比較器2-175 (圖2)所接收的和電容性分壓器2-176(圖2)的輸出的電壓信號Vin的共模的電壓偏移進行控制。每一個高輸入阻抗電路的實施例(例如，電路600或電路700)可以被連接到ZCD電路200 (圖2)，或被連接到ZCD 電路 500 (圖 5)。
[0049]圖6是根據(jù)本公開的實施例的Z⑶電路6-105和連接到Z⑶電路6_105的高輸入阻抗電路600的示意圖。阻抗電路600連接到電容性分壓器6-176的輸出并連接到比較器
6-175的正輸入(+)和負(fù)輸入(_)。在一個實施例中，阻抗電路600連接(經(jīng)由第二濾波器6-180)到電容性分壓器6-176的輸出。電容性分壓器6-176與參照上述電容性分壓器
5-176或2-176所描述的類似。第二濾波器6-180與上述參照第二濾波器5-180或2-180所描述的類似。電容性分壓器6-176的輸出被表示為節(jié)點628上的Vin以及節(jié)點630上的Vip。阻抗電路600是微分電路。
[0050]在一個實施例中，阻抗電路600包括電壓選擇器605,晶體管610、615、625、和626,以及電壓放大器620。作為例子，晶體管610和615可以是PMOS晶體管，而晶體管625和626可以是NMOS晶體管。緩沖器635的輸出(經(jīng)由電阻器636)連接到電壓放大器620的正輸入(+)。緩沖器635的輸入通過節(jié)點628連接到晶體管615和625以及比較器6-175的負(fù)輸入(_)。節(jié)點628還(經(jīng)由第二濾波器6-180)連接至分壓器6-176的輸出(經(jīng)由電容器6-172的第二板和電容器675的第一板)。
[0051]晶體管631、632、640、和641，節(jié)點630，緩沖器633，電阻器634，和第二濾波器
6-180。如圖6所示，以類似于以上段落中針對相應(yīng)部件所討論的方式進行連接或配置。因此，節(jié)點630還(經(jīng)由第二濾波器6-180)被連接到分壓器6-176的輸出(經(jīng)由電容器6-170的第二板和電容器674的第一板)。
[0052]選擇器605由正電壓值Vdd進行偏置，并可以被編程為選擇電壓VrefO、Vrefl、Vref2直至VrefN中的至少一個或多個，其中N是整數(shù)。Vdd電壓值可以是，例如，約2.5伏。晶體管615還連接到節(jié)點Vin。晶體管615的柵極連接到電壓選擇器605的輸出。
[0053]放大器620的正輸入⑴連接到節(jié)點628并連接到Z⑶電路6-105的比較器6-175的正輸入(+)。放大器620的負(fù)輸入(-)連接到參考電壓源VCM，其將在下面討論。
[0054]節(jié)點628 (其發(fā)射電壓Vin)也被連接到比較器6-175的負(fù)輸入㈠。Vin的電壓值為電容性分壓器6-176 (其是由電容器6-170、6-172、674和675所形成)的輸出電壓。
[0055]比較器6-175可以是集成電路，諸如包括PLC模擬前端2-155(圖2)的集成電路或在不同的集成電路中的集成電路。進入比較器6-175的集成電路的任何漏電流通常使得由電容性分壓器6-176所產(chǎn)生的電壓信號Vin相移。由于節(jié)點628處的這一電壓輸出(Vin)的相移，比較器6-175將無法進行正確的市電電壓信號2-115(圖2)的過零點檢測。因此，如將在下面進一步討論的那樣，電路600 (圖6)和700 (圖7)均被配置為在節(jié)點628上提供相對高的阻抗值，以便基本上防止節(jié)點628上的電壓信號Vin的相移。
[0056]在本公開的一個實施例中，電路600提供晶體管625和626，其充當(dāng)電流源。由于晶體管625和626被連接在節(jié)點628 (或電路徑628)和參考電壓Vss之間，并且由于比較器
6-175的負(fù)輸入(_)也連接到節(jié)點628，晶體管625和626的電流源功能向比較器6-175的負(fù)輸入(_)提供了相對高的阻抗。如圖所示和所討論的，該比較器6-175的負(fù)輸入(_)連接到節(jié)點628。晶體管625和626的電流源功能也在包括比較器6-175的集成電路的輸入處向節(jié)點628提供了相對高的阻抗。在比較器6-175的負(fù)輸入㈠以及在具有比較器6-175的IC的輸入處的這一相對高的阻抗,將基本上防止或顯著降低電容性分壓器6-176的電壓輸出(Vin)的相移。因此，比較器6-175能夠執(zhí)行準(zhǔn)確的市電電壓信號2-115(圖2)的過零點檢測。放大器620還校正信號Vin的共模中的任何偏移，如下面將要討論的。
[0057]電壓選擇器605控制負(fù)載617處的阻抗值。如圖6所示，該負(fù)載617是在電壓選擇器605的輸出處，并且包括晶體管610和615。如進一步所示，晶體管610和615串聯(lián)耦合，并且耦合在正電壓值Vdd和節(jié)點628之間。
[0058]晶體管610和615 —起組成線性電阻器617。根據(jù)被輸入或被編程或被配置到電壓選擇器605的N值，電壓選擇器605選擇電壓以向晶體管615的柵極提供。該電壓，與615的柵極-源極電壓一起，設(shè)置了 610的源極-漏極電壓，并且因此設(shè)置了晶體管610的電阻，這是由于該晶體管610是在線性區(qū)。根據(jù)上面的討論，電壓選擇器605控制負(fù)載617的阻抗。
[0059]作為另一個例子，從電壓選擇器605到晶體管615的柵極的輸入電壓越高，610的源極-漏極電壓將被設(shè)置的越低。因此，線性電阻器617的電阻增加了。該電阻，連同由晶體管625和626所提供以及通過由放大器620所調(diào)節(jié)的輸出電壓(在整個線性電阻616)所控制的電阻，提供了單端輸入阻抗Zin(線性電阻元件617和616的并聯(lián))。此單端輸入阻抗Zin處于例如約一百兆歐姆，以及可能高達例如幾乎約I千兆歐姆的范圍之內(nèi)。該輸入阻抗Zin向由比較器6-175接收的低電壓信號呈現(xiàn)。
[0060]放大器620感測節(jié)點628和630的共模并且將節(jié)點628和630固定在由VCM設(shè)定的電壓。這是通過控制晶體管625與晶體管626的電阻，通過晶體管626的柵極電壓，來實現(xiàn)的，由于晶體管610處于線性區(qū)，與晶體管626處于線性區(qū)的方式相同。放大器620的輸出基于電壓放大器620的負(fù)輸入㈠處的VCM(共模參考電壓)和節(jié)點628和630處(如由電壓放大器620的正輸入(+)所接收的)的電壓來設(shè)置晶體管625的柵極電壓值。該VCM(共模參考電壓)被設(shè)定為固定的電壓，以使比較器6-175的差分輸入對，以及比較器
6-175的尾電流被適當(dāng)?shù)仄?。參考電壓水平VCM可以通過任何合適的參考電壓源產(chǎn)生器來生成。因此，節(jié)點628處的電壓值被固定在VCM電壓值并且被施加到由比較器6-175接收的低電壓信號。
[0061]放大器620測量比較器6-175的兩個輸入處的共模。當(dāng)這一電壓上升時，晶體管625的柵極，以及晶體管626的漏極-源極電壓也增加。這樣，線性電阻616的電阻降低，并且因此，比較器6-175的輸入處的電壓被調(diào)節(jié)為VCM。
[0062]圖7是根據(jù)本公開實施例的Z⑶電路7-105以及連接到Z⑶電路7_105的高輸入阻抗電路700的示意圖。阻抗電路700 (經(jīng)由向第二濾波器7-180的輸出)連接到分壓器
7-176并且連接到比較器7-175的正輸入(+)和負(fù)輸入(_)。
[0063]在一個實施例中，阻抗電路700包括晶體管705、正向二極管706和707、反向二極管708和709、以及正向二極管722和723 (在比較器7-175的負(fù)輸入(-)支路中)和反向二極管724和725 (在比較器7-175的負(fù)輸入㈠支路中)、晶體管710 (在比較器7-175的負(fù)支路㈠中)、以及兩個電流源720和721 (在比較器7-175的負(fù)支路㈠中)。二極管706和707彼此串聯(lián)連接。
[0064]正向二極管706和707被連接在節(jié)點728和接地電壓水平Vss之間。反向二極管708和709被連接在節(jié)點728和接地電壓水平Vss之間。二極管722、723、724、和725，以及晶體管710如圖7所示以類似于二極管706-709和晶體管705的方式進行連接或配置。當(dāng)產(chǎn)生正靜電放電(ESD)脈沖時，兩個正向二極管706和707將響應(yīng)于保護阻抗電路700而接通。當(dāng)產(chǎn)生負(fù)的ESD脈沖時，兩個反向二極管708和709將接通。這種拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)允許移除原本提供的對Vdd的ESD保護?，F(xiàn)在，因為ESD保護焊盤由ESD設(shè)備連接到僅一個電源(Vss)，該結(jié)構(gòu)實現(xiàn)了流經(jīng)受保護的焊盤的零漏電流。
[0065]晶體管705具有連接到節(jié)點728的柵極，所述節(jié)點728為第二濾波器7_180的輸出節(jié)點。晶體管705還連接在接地電壓水平Vss和電流源720之間。比較器7-175的正輸入(+)被連接到晶體管705。
[0066]類似地，晶體管710具有連接到節(jié)點729的柵極，所述節(jié)點729為第二濾波器
7-180的輸出節(jié)點。晶體管710還連接在接地電壓水平Vss和電流源721之間。比較器
7-175的負(fù)輸入(_)被連接到晶體管710。電路700將向接地電壓Vss進行電壓Vin的DC偏置。電壓Vin在小范圍內(nèi)移動，例如，從約-50mV至約50mV。電壓Vin (在節(jié)點729處)向晶體管710的柵極驅(qū)動。電壓Vip (在節(jié)點728處)向晶體管705的柵極驅(qū)動。要注意的是，阻抗電路700是差分電路。
[0067]由于每個正向二極管706和707或反向二極管708和709的總閾值電壓大于電壓Vip，二極管706-709中沒有一個接通。因此，幾乎沒有漏電流從電容器7-170、774、775、和7-172流經(jīng)二極管706-709。在這種方式下，可以基本上防止低電壓信號2_177a和2-177b(圖2)的相移。
[0068]如上所述，當(dāng)二極管706-709在電壓Vip的正常范圍下關(guān)斷，由二極管706-709所提供的阻抗是高的。晶體管705的輸入阻抗也是高的。因此，Z⑶電路7-105的輸入阻抗Zin為高。例如，輸入阻抗Zin為約I千兆歐姆。
[0069]附加地，或可替換地，可以適當(dāng)對ESD部件的設(shè)備尺寸進行確定以便最小化來自ESD部件的漏電流。
[0070]圖8涉及根據(jù)本公開實施例的用于檢測過零點的方法800的流程圖。在805，方法800對疊加在市電電壓信號1-115(圖1)上的高頻噪聲進行濾除。在810，方法800使用電容分壓器2-176(圖2)將市電電壓信號1-115a和1_115b分壓成較低電壓信號2_177a和
2-177b(圖2)。在一個實施例中，在810，方法800對市電電壓信號的差模和共模進行分壓以獲得低電壓信號。
[0071]在815，方法800生成輸出信號1-178 (圖1)，其包括市電電壓信號1-115的過零點。
[0072]基于上述所討論的教導(dǎo)，上述實施例和方法的其它變化和修改是可能的。
[0073]實施可以存儲在機器可讀或計算機可讀介質(zhì)中以允許計算機執(zhí)行上述任何技術(shù)的程序或代碼，或可以存儲在包括其上存儲有用于實現(xiàn)本公開技術(shù)實施例的計算機可讀指令的計算機可讀介質(zhì)的制品中的程序或代碼，也在本公開的范圍之內(nèi)?；谏鲜鏊懻摰慕虒?dǎo)，上述實施例和方法的其它變化和修改是可能的。
[0074]本公開示出的實施例的上述描述，包括在摘要中所描述的，并不意在窮舉或?qū)⒈竟_限制為所公開的精確形式。盡管具體實施例和實施例的例子在這里的描述是用于說明的目的，如本領(lǐng)域技術(shù)人員將會認(rèn)識到的，在本公開的范圍之內(nèi)的各種等同修改是可能的。
[0075]可以根據(jù)上面的詳細(xì)描述而對實施例進行這些修改。以下權(quán)利要求中所使用的術(shù)語不應(yīng)當(dāng)被解釋為將本公開限制為說明書和權(quán)利要求書中所公開的具體實施例。相反，本公開的范圍將完全由所附權(quán)利要求確定，其根據(jù)權(quán)利要求解釋的既定原則來解釋。
【權(quán)利要求】
1.一種方法，包括: 對市電電壓信號中的噪聲進行濾除； 對所述市電電壓信號進行分壓，以便獲取低電壓信號；以及 從所述低電壓信號生成輸出信號，其中，所述輸出信號指示所述市電電壓信號的過零點。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，所述過零點被用于提供附加電壓信號與所述市電電壓信號的同步。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中所述低電壓信號包括第一低電壓信號和第二低電壓信號。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，生成所述輸出信號包括: 生成第一低電壓信號和第二低電壓信號； 比較所述第一低電壓信號和所述第二低電壓信號； 如果所述第一低電壓信號大于所述第二低電壓信號，則輸出正脈沖；并且 如果所述第一低電壓信號小于所述第二低電壓信號，則輸出負(fù)脈沖。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 在從所述低電壓信號生成所述輸出信號之前，向所述低電壓信號提供給定量的電壓偏置。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中提供所述給定量的電壓偏置包括:控制向所述低電壓信號呈現(xiàn)的阻抗值。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中提供所述給定量的電壓偏置進一步包括:控制向所述低電壓信號呈現(xiàn)的所述電壓偏置的DC值。
8.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中提供所述給定量的電壓偏置進一步包括:提供電流源功能，以控制向所述低電壓信號施加的阻抗值。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括: 向發(fā)射所述低電壓信號的節(jié)點提供靜電放電(ESD)保護。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中將所述市電電壓信號進行分壓包括將所述市電電壓信號的差模和共模進行分壓。
11.一種系統(tǒng),包括: 耦合單元，所述耦合單元連接在所述系統(tǒng)的高電壓側(cè)和低電壓側(cè)之間；以及過零檢測器，所述過零檢測器連接到所述高電壓側(cè)并且被配置為通過對經(jīng)濾波的市電電壓信號進行分壓而獲取低電壓信號，并生成指示所述經(jīng)濾波的市電電壓信號的過零點的輸出信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述過零點被用于提供附加電壓信號與所述市電電壓信號的同步。
13.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，其中所述過零檢測器包括分壓器，所述分壓器生成第一低電壓信號和第二低電壓信號。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的系統(tǒng)，其中所述過零檢測器在所述第一低電壓信號大于所述第二低電壓信號時生成正脈沖，并且在所述第一低電壓信號小于所述第二低電壓信號時生成負(fù)脈沖。
15.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，進一步包括: 偏置電路，所述偏置電路被配置為在從所述低電壓信號生成所述輸出信號之前，向所述低電壓信號提供給定量電壓偏置。
16.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述偏置電路被配置以控制呈現(xiàn)給所述低電壓信號的阻抗值。
17.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述偏置電路被配置為控制向所述低電壓信號呈現(xiàn)的所述電壓偏置的DC值。
18.根據(jù)權(quán)利要求15所述的系統(tǒng)，其中，所述偏置電路被配置為通過提供電流源功能以控制向所述低電壓信號施加的阻抗值來提供所述給定量的電壓偏置。
19.根據(jù)權(quán)利要求11所述的系統(tǒng)，進一步包括: 阻抗電路，被配置為向發(fā)送所述第電壓信號的節(jié)點提供靜電放電(ESD)保護。
20.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中所述過零檢測器被配置為將所述市電電壓信號的差模和共模進行分壓。
【文檔編號】H02M1/08GK104321653SQ201380026082
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2013年4月11日 優(yōu)先權(quán)日:2012年4月11日
【發(fā)明者】J·L·岡薩雷斯莫雷諾, A·阿庫納芒恩奧茲, P·A·馬丁內(nèi)斯科里斯科, M·B·納瓦羅普里莫, A·佩爾埃莫利納, R·托尼埃托 申請人:馬維爾國際貿(mào)易有限公司