一種功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路如圖1所示，在功率開關(guān)芯片中，經(jīng)常采用斷續(xù)或者臨界工作模式應(yīng)用，通過檢測變壓器7的原邊電感上的峰值電流控制功率開關(guān)管4的關(guān)斷，檢測變壓器7的副邊電感上電流過零控制功率開關(guān)管4開啟。如圖1所示，功率開關(guān)管4導(dǎo)通期間，變壓器7原邊電感電流不斷增加，將原邊電感電流經(jīng)過采樣電阻5 (RCS)采樣后產(chǎn)生VCS信號(hào)，通過比較器I與第一基準(zhǔn)電壓VREF進(jìn)行比較，通過RS觸發(fā)器2產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)，再通過驅(qū)動(dòng)級(jí)3關(guān)閉功率開關(guān)管4，即檢測峰值電流控制關(guān)斷；功率開關(guān)管4關(guān)閉以后，變壓器7副邊電感電流逐漸減小到零，通過外置輔助繞組或者反饋分壓網(wǎng)絡(luò)A產(chǎn)生過零檢測信號(hào)VFB，再通過過零比較器6與第二基準(zhǔn)電壓VREFl進(jìn)行比較，通過RS觸發(fā)器2產(chǎn)生開啟信號(hào)，再通過驅(qū)動(dòng)級(jí)3打開功率開關(guān)管4，即檢測副邊電感電流過零控制開啟；所以，如何檢測副邊電感電流過零成為這種控制架構(gòu)的關(guān)鍵核心技術(shù)。
[0003]傳統(tǒng)的過零檢測電路通常通過增加輔助繞組或者通過檢測原邊電感電壓分壓來實(shí)現(xiàn)。這些過零檢測方式通常都需要增加外圍器件和芯片引腳，進(jìn)而增加了系統(tǒng)成本。一方面外圍器件需要器件成本；另一方面，還增加了 PCB板的面積，對于很多對面積要求嚴(yán)格的應(yīng)用(小體積LED照明器材)影響很大。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明旨在解決上述技術(shù)問題，提供一種功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路，無需任何外圍器件和芯片引腳，可集成于芯片內(nèi)，在片內(nèi)實(shí)現(xiàn)副邊電感電流過零檢測。
[0005]本發(fā)明一種功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路，包括:功率開關(guān)管，所述功率開關(guān)管的漏極與被檢測的電感相連接，其源極通過采樣電阻接地；第一比較器，所述第一比較器的正相輸入端與所述功率開關(guān)管的源極相連接，反相輸入端連接第一比較電壓，其輸出端用于輸出關(guān)斷信號(hào)；RS觸發(fā)器，所述RS觸發(fā)器的R輸入端與所述第一比較器的輸出端相連接，用于接受關(guān)斷信號(hào)，其輸出端通過驅(qū)動(dòng)級(jí)與所述功率開關(guān)管的柵極相連接；過零比較器，所述過零比較器的輸出端與所述RS觸發(fā)器的S輸入端相連接，用于產(chǎn)生并輸出開啟信號(hào)；還包括過零檢測模塊，所述過零檢測模塊，具備兩個(gè)輸入端和兩個(gè)輸出端，其中第一輸入端與所述功率開關(guān)管的漏極相連接，第二輸入端與所述功率開關(guān)的柵極相連接，第一輸出端與所述過零比較器的反相輸入端相連接，第二輸出端與所述過零比較器的正相輸入端相連接，所述過零檢測模塊用于實(shí)現(xiàn)副邊電感電流的過零檢測，進(jìn)而控制所述功率開關(guān)管的關(guān)斷。
[0006]具體的，所述過零檢測模塊包括第一檢測支路和第二檢測支路；
[0007]所述第一檢測支路包括第一高壓MOS管，所述第一高壓MOS管的漏極與所述過零檢測模塊的第一輸入端相連接，其源極通過相串聯(lián)的第一分壓電阻和第二分壓電阻接地，其柵極通過控制模塊與所述過零檢測模塊的第二輸入端相連接，所述控制模塊用于控制第一高壓MOS管的關(guān)斷，所述第一分壓電阻和所述第二分壓電阻之間形成第一輸出節(jié)點(diǎn)，所述過零檢測模塊的第一輸出端與所述輸出節(jié)點(diǎn)相連接；
[0008]所述第二支路的一端連接芯片內(nèi)置電源，另一端與所述過零檢測模塊的第二輸出端相連接，用于對所述過零比較器提供直流電壓。
[0009]具體的，所述控制模塊具備:
[0010]第三MOS管，所述第三MOS管的柵極與所述過零檢測模塊的第二輸入端相連接，源極連接芯片內(nèi)置電源，漏極通過第五電阻與所述第一高壓MOS管的柵極相連接；
[0011]第四MOS管，所述第四MOS管的柵極與所述過零檢測模塊的第二輸入端相連接，源極接地，漏極與所述第一高壓MOS管的柵極相連接。
[0012]具體的，所述控制模塊還包括二極管，所述二極管的正極與所述第四MOS管的漏極相連接，負(fù)極與所述第三MOS管的漏極相連接，所述二極管用于保證第一高壓MOS管的柵極不被擊穿。
[0013]具體的，所述第二支路包括順次串聯(lián)的第二高壓MOS管，第三分壓電阻和第四分壓電阻，所述第二高壓MOS管的漏極與芯片內(nèi)置電源相連接，其柵極與漏極短接，其源極通過相串聯(lián)的所示第三分壓電阻和第四分壓電阻接地，所示第三分壓電阻和所述第四分壓電阻之間形成第二輸出節(jié)點(diǎn)，與所述過零檢測模塊的第二輸出端相連接。
[0014]利用本發(fā)明的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路，實(shí)現(xiàn)了可集成化的過零檢測的技術(shù)方案。
【附圖說明】
[0015]圖1是現(xiàn)有的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路；
[0016]圖2是本發(fā)明的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路；
[0017]圖3是過零檢測模塊的結(jié)構(gòu)圖；
[0018]圖4是本發(fā)明的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路的最佳實(shí)施方式；
[0019]圖5是本發(fā)明的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路的另一種實(shí)施方式。
【具體實(shí)施方式】
[0020]以下結(jié)合附圖對本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】做詳細(xì)的說明。圖1是現(xiàn)有的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路，圖2是本發(fā)明的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路，增加了過零比較模塊B取代現(xiàn)有技術(shù)中外置輔助繞組或者反饋分壓網(wǎng)絡(luò)A，從而控制功率開關(guān)管4的開啟，即檢測變壓器7的副邊電感電流過零控制開啟，因此，第一比較器1、RS觸發(fā)器2、驅(qū)動(dòng)級(jí)3和采樣電阻5的功能與現(xiàn)有技術(shù)相同，這里不再贅述。
[0021]過零檢測模塊B的第一輸入端與功率開關(guān)管4的漏極相連接，第二輸入端與功率開關(guān)管4的柵極相連接。圖3是過零檢測模塊的結(jié)構(gòu)圖，過零檢測模塊B包括兩條支路，第一支路包括第一高壓MOS管8，其漏極與第一輸入端相連接，柵極通過控制模塊與第二輸入端相連接，源極通過相串聯(lián)的第一分壓電阻9(阻值為Rl)與第二分壓電阻10(阻值為R2)接地，第一分壓電阻9與第二分壓電阻10之間形成第一輸出節(jié)點(diǎn)與過零檢測模塊B的第一輸出端相連接；
[0022]第一高壓MOS管8的控制模塊包括:第三MOS管17，第三MOS管17的柵極與過零檢測模塊B的第二輸入端相連接，漏極連接芯片內(nèi)置電源VCC，源極通過第五電阻15(阻值為Rz)與第一高壓MOS管8的柵極相連接，第四MOS管16的柵極過零檢測模塊B的第二輸入端相連接，源極接地，漏極與第一高壓MOS管8的柵極相連接，另外還包括二極管14，正極與第四MOS管16的漏極相連接，二極管14的負(fù)極與第三MOS管17的漏極相連接。
[0023]第二支路為第二 MOS管11、第三分壓電阻12 (阻值為R3)和第四分壓電阻13 (阻值為R4)相串聯(lián)而成的支路，第二 MOS管11的漏極連接芯片內(nèi)置電源VCC，柵極與漏極短接，源極通過相串聯(lián)的第三分壓電阻12和第四分壓電阻13接地。第三分壓電阻12和第四分壓電阻13之間形成第二輸出節(jié)點(diǎn)與過零檢測模塊B的第二輸出端相連接。
[0024]過零檢測模塊B的第一輸出端與過零比較器6的反向輸入端相連接，第二輸出端與過零比較器6的正相輸入端相連接。
[0025]以下結(jié)合附圖4對本發(fā)明的功率開關(guān)芯片中電感電流的過零檢測電路的工作原理進(jìn)行說明。
[0026]首先，當(dāng)功率開關(guān)管4導(dǎo)通期間，變壓器7原邊電感電流不斷增加，將原邊電感電流經(jīng)過采樣電阻5采樣后產(chǎn)生VCS信號(hào)，輸入至第一比較器I中，當(dāng)VCS信號(hào)與預(yù)設(shè)值VREF相等時(shí)，第一比較器I的輸出信號(hào)Voc由低電平變?yōu)楦唠娖剑藭r(shí)，Voc控制RS觸發(fā)器2產(chǎn)生關(guān)斷信號(hào)，在通過驅(qū)動(dòng)級(jí)3關(guān)閉功率