實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其中包括峰值采樣模塊、峰值采樣緩沖輸出模塊、峰值保持模塊和峰值保持緩沖輸出模塊，所述的峰值采樣模塊包括：采樣信號輸入緩沖單元、第一采樣單元、采樣開關、信號清零開關和第二采樣單元，信號清零開關用以在清零時鐘脈沖的各個周期內對第一采樣單元輸入到采樣信號輸入緩沖單元的第一比較端的電壓進行清零，清零時鐘脈沖與采樣時鐘脈沖頻率相同。采用該種實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，可以實現(xiàn)更加精確的線電壓峰值采樣和保持，更好地再現(xiàn)輸入信號，通過信號清零開關和清零模塊的實時清零可以準確得到峰值電壓并避免采樣電容上的電荷積累，結構簡單，應用方便，具有更廣泛應用范圍。
【專利說明】實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及開關電源【技術領域】，尤其涉及線電壓信號峰值采樣保持領域，具體是指一種實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構。
【背景技術】
[0002]在開關電源系統(tǒng)中，AC線電壓的大小會影響開關電源正常工作的可靠性，同時也會影響整機性能，在惡劣的AC線電壓下工作會使開關電源系統(tǒng)壽命和安全無法得到保證。如圖1所示為現(xiàn)有技術采樣保持電路，包含信號緩沖輸入模塊100、信號采樣模塊101、峰值保持模塊102、峰值保持緩沖輸出模塊103。
[0003]所述信號緩沖輸入模塊100對線電壓信號進行電壓跟隨，包含信號輸入緩沖器111:
[0004]所述信號輸入緩沖器111正端接AC線電壓輸入，負端接輸出，輸出接采樣信號開關 112。
[0005]所述信號采樣模塊101采樣線電壓信號，包含采樣信號開關112、采樣電容113:
[0006]所述米樣信號開關112 —端接信號輸入緩沖器111輸出，一端接地；
[0007]所述采樣電容113正端接采樣信號開關112 —端和峰值保持開關114 一端，負端接地。
[0008]所述峰值保持模塊對采樣電容113采樣得到的峰值電壓進行保持，包含峰值保持開關114、峰值保持電容115:
[0009]所述峰值保持開關114 一端接采樣電容113正端和采樣信號開關112，一端接峰值保持電容115正端和峰值保持輸出緩沖器116正端；
[0010]所述峰值保持電容115正端接峰值保持開關114和峰值保持輸出緩沖器116正端，負端接地。
[0011]所述峰值保持緩沖輸出模塊103對峰值保持電容115峰值信號進行電壓跟隨，同時增加對負載的驅動能力，包含峰值保持輸出緩沖器116:
[0012]所述峰值保持輸出緩沖器116正端接峰值保持電容115正端和峰值保持開關，負端接輸出。
[0013]如圖2所示為現(xiàn)有技術采樣保持電路在AC信號輸入下工作時的各點波形:110為AC線電壓輸入信號；112為控制采樣信號開關112的時鐘信號；114為控制峰值保持開關114的時鐘信號，與采樣信號開關112時鐘信號相反；117為AC線電壓峰值輸出信號。
[0014]現(xiàn)有技術采樣保持電路工作原理:當采樣信號開關112控制信號為有效電平時，采樣電容113采樣輸入線電壓信號，當峰值保持開關114控制信號為有效電平時，采樣電容113對峰值保持電容115充電，保持線電壓峰值信號電壓，同時峰值保持輸出緩沖器116跟隨峰值保持電容115電壓輸出。
[0015]現(xiàn)有技術的不足:當峰值保持開關114控制信號為有效電平時，采樣電容113對峰值保持電容115充電，采樣電容113上的電壓在下降，直至采樣電容113和峰值保持電容115電壓一致時停止下降，此時峰值保持電容上的電壓已經不是有效的線電壓峰值電壓，不能精確得到AC線電壓峰值電壓；根據圖2波形可知，現(xiàn)有技術不能有效的采樣AC交流電峰值電壓，只能采樣AC交流電經過全波整流后的直流峰值電壓。

【發(fā)明內容】

[0016]本發(fā)明的目的是克服了上述現(xiàn)有技術的缺點，提供了一種能夠實現(xiàn)更加精確的線電壓峰值采樣和保持、更好地再現(xiàn)輸入信號、結構簡單、具有更廣泛應用范圍的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構。
[0017]為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構具有如下構成:
[0018]該實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其主要特點是，所述的電路結構包括:
[0019]峰值米樣模塊，用以米樣輸入信號的各個時間點的峰值電壓；
[0020]峰值采樣緩沖輸出模塊，用以增強所述的峰值采樣模塊的采樣輸出電壓的負載驅動能力；
[0021]峰值保持模塊，用以對所述的峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的采樣峰值電壓進行保持；
[0022]峰值保持緩沖輸出模塊，用以增強所述的峰值保持模塊的輸出電壓的負載驅動能力；
[0023]所述的峰值采樣模塊包括:
[0024]采樣信號輸入緩沖單元，用以比較所述的峰值采樣緩沖輸出模塊的輸出電壓值和所述的采樣輸入信號的電壓值并輸出比較結果；
[0025]第一采樣單元，用以對所述的采樣輸入信號進行采樣并將采樣的輸入信號輸入所述的采樣信號輸入緩沖單元的第一比較端；
[0026]采樣開關，用以當采樣時鐘脈沖為有效電平時控制所述的第一采樣單元進行采樣，且當采樣時鐘脈沖為無效電平時斷開所述的第一采樣單元與采樣輸入信號的連接；
[0027]第一信號清零開關，用以在清零時鐘脈沖的各個周期內對所述的第一采樣單元輸入到所述的采樣信號輸入緩沖單元的第一比較端的電壓進行清零，所述的清零時鐘脈沖與采樣時鐘脈沖頻率相同；
[0028]第二采樣單元，用以當所述的峰值采樣緩沖輸出模塊的電壓值低于采樣輸入信號的電壓值時進行采樣，所述的第二采樣單元與所述的采樣信號輸入緩沖單元的輸出端相連接。
[0029]較佳地，所述的電路結構還包括:
[0030]清零模塊，用以將所述的峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓進行清零，所述的清零模塊連接于所述的峰值采樣模塊與峰值采樣緩沖輸出模塊之間。
[0031]更佳地，所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的清零模塊為第二信號清零開關，所述的第二信號清零開關用以將所述的峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓進行清零。
[0032]較佳地，所述的第一采樣單元和第二采樣單元均為采樣電容。
[0033]較佳地，所述的采樣信號輸入緩沖單元為第一運算放大器，所述的第一運算放大器的正向輸入端與所述的第一采樣單元相連接，所述的第二運算放大器的反向輸入端與所述的峰值保持緩沖輸出模塊的輸出端相連接。
[0034]更佳地，所述的峰值保持緩沖輸出模塊為第二運算放大器，所述的第二運算放大器的正向輸入端與所述的峰值采樣模塊的輸出端相連接，所述的第二運算放大器的反向輸入端與所述的第二運算放大器的輸出端相連接，所述的第二運算放大器的輸出端還連接所述的峰值保持模塊的輸入端。
[0035]較佳地，所述的峰值保持模塊包括峰值保持開關和峰值保持電容，所述的峰值保持開關用以當保持時鐘脈沖為有效電平時，控制所述的峰值保持電容進行充電至與所述的峰值采樣模塊輸出的峰值電壓相同為止，且當保持時鐘脈沖為無效電平時控制所述的峰值保持電容維持當前電壓值，所述的峰值保持電容與所述的峰值保持緩沖輸出模塊的輸入端相連接。
[0036]較佳地，所述的峰值保持緩沖輸出模塊為第三運算放大器，所述的第三運算放大器的正向輸入端與所述的峰值保持模塊的輸出端相連接，所述的第三運算放大器的反向輸入端與所述的第三運算放大器的輸出端相連接。
[0037]采用了該發(fā)明中的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，實現(xiàn)了更加精確的線電壓峰值采樣和保持，更好地再現(xiàn)輸入信號，通過信號清零開關和清零模塊的實時清零可以準確得到峰值電壓并避免采樣電容上的電荷積累，結構簡單，應用方便，具有更廣泛應用范圍。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0038]圖1為現(xiàn)有技術中采樣保持電路的結構示意圖。
[0039]圖2為現(xiàn)有技術中采樣保持電路工作時各點波形示意圖。
[0040]圖3為本發(fā)明的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構示意圖。
[0041]圖4為本發(fā)明的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構工作時各點波形示意圖。
【具體實施方式】
[0042]為了能夠更清楚地描述本發(fā)明的技術內容，下面結合具體實施例來進行進一步的描述。
[0043]本發(fā)明涉及一種峰值采樣保持控制電路，意旨在于解決現(xiàn)有技術的不足，提供一種比較精確的線電壓峰值采樣保持電路，具體實施根據圖3進行詳細描述。
[0044]如圖3所示，本發(fā)明電路包含峰值采樣模塊200、清零模塊201、峰值采樣緩沖輸出模塊202、峰值保持模塊203、峰值保持緩沖輸出模塊204。
[0045]所述峰值采樣模塊200采樣線電壓信號各個點電壓，包含采樣開關211、采樣電容212、采樣信號清零開關214、采樣信號輸入緩沖器215、采樣二極管216、采樣電容217:
[0046]所述米樣開關211由時鐘控制,米樣開關211閉合時米樣電容212米樣輸入信號，同時米樣信號輸入緩沖器215檢測輸入信號電壓，當輸入信號電壓大于負端電壓時，米樣電容217進行采樣，當輸入信號電壓小于負端電壓時，采樣電容217不進行采樣，一個時鐘周期內采樣信號清零開關214清零一次，采樣信號清零開關214時鐘信號與采樣開關211時鐘信號相反；
[0047]所述米樣開關211 —端接輸入信號，一端接信號輸入緩沖器215正端；
[0048]所述采樣電容212正端接信號輸入緩沖器215正端，負端接地；[0049]所述采樣信號清零開關214 —端接信號輸入緩沖器215正端，一端接地；所述采樣信號輸入緩沖器215正端接米樣開關211輸出端,負端接峰值米樣輸出緩沖器220輸出，輸出端接采樣二極管216陽極；
[0050]所述采樣二極管216陽極接采樣信號輸入緩沖器215輸出，陰極接采樣電容217正端；
[0051]所述采樣電容217正端接采樣二極管216陰極，負端接地。
[0052]所述清零模塊201在峰值保持緩沖輸出模塊204完成輸出后對上一周期采樣信號進行清零，為下一周期采樣做好準備，包含采樣信號清零開關219:
[0053]所述采樣信號清零開關219 —端接采樣電容217正端和峰值采樣信號輸出緩沖器220正端，一端接地。
[0054]所述峰值采樣信號緩沖輸出模塊202跟隨采樣電容217電壓，同時增加峰值采樣信號對負載的驅動能力，包含峰值采樣信號輸出緩沖器220:
[0055]所述峰值采樣信號輸出緩沖器220對峰值采樣信號進行電壓跟隨，正端接采樣信號清零開關219 —端和采樣電容217正端，負端接輸出，輸出接采樣信號輸入緩沖器215負端和峰值保持開關222 —端。
[0056]所述峰值保持模塊203對峰值采樣信號電壓進行保持，包含峰值保持開關222、峰值保持電容223:
[0057]所述峰值保持開關222 —端接峰值米樣信號輸出緩沖器220輸出和米樣信號輸入緩沖器215負端，一端接地；
[0058]所述峰值保持電容223 —端接峰值保持開關222 —端和峰值保持輸出緩沖器225正端,一端接地。
[0059]所述峰值保持緩沖輸出模塊204對峰值保持信號進行電壓跟隨同時增加峰值保持信號對負載的驅動能力，包含峰值保持輸出緩沖器225:
[0060]所述峰值保持輸出緩沖器225正端接峰值保持開關222和峰值保持電容223正端，負端接輸出。
[0061]如圖4所示為本發(fā)明峰值采樣保持電路在AC輸入信號下工作時的各點波形:210為AC線電壓輸入信號；211為采樣開關211控制時鐘信號，時鐘信號頻率越高峰值采樣精度越高；214為控制采樣信號清零開關214的時鐘信號，與211時鐘信號相反，通過采樣信號清零模塊的清零作用避免電荷累積，可以準確得到峰值電壓；213為采樣電容212采樣得到的AC線電壓輸入信號；218為采樣電容217采樣得到的AC線電壓峰值信號；221為AC線電壓峰值信號的電壓跟隨信號；219為完成峰值保持信號輸出后，控制采樣清零信號開關219的時鐘信號，每個AC線電壓周期完成一次；222為控制峰值保持開關222的時鐘信號；224為峰值保持電容保持的AC線電壓峰值信號；226為AC線電壓峰值輸出信號。
[0062]本發(fā)明的峰值采樣保持電路工作原理:當采樣開關211控制信號為有效電平時，米樣電容212米樣AC線電壓輸入信號電壓,得到的電壓與峰值米樣信號輸出緩沖器220輸出電壓進行比較，若為高，采樣電容217采樣AC線電壓輸入信號電壓，若為低，采樣電容217不進行采樣，采樣信號輸出緩沖器220輸出與采樣信號輸入緩沖器215構成的閉環(huán)系統(tǒng)能使采樣得到的峰值電壓精度都到保證。當峰值保持開關控制信號為有效電平時，采樣信號輸出緩沖器220對采樣保持電容223充電直到與采樣電容217電壓一致為止，同時峰值保持輸出緩沖器225對保持電容223上的電壓進行電壓跟隨，完成峰值輸出后對采樣電容217進行清零動作，一個AC線電壓周期完成一次峰值保持輸出和采樣電容217清零動作，為下一周期采樣做好準備。
[0063]對于本發(fā)明中電路局部結構的變更(如緩沖器內部結構的變換)、對于元器件的替換(如采樣二極管類型包括二極管形式接法的三極管和MOS管)、開關管的組合非實質性的替換或修改，均落入本發(fā)明保護范圍之內。
[0064]采用了該發(fā)明中的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，實現(xiàn)了更加精確的線電壓峰值采樣和保持，更好地再現(xiàn)輸入信號，通過信號清零開關和清零模塊的實時清零可以準確得到峰值電壓并避免采樣電容上的電荷積累，結構簡單，應用方便，具有更廣泛應用范圍。
[0065]在此說明書中，本發(fā)明已參照其特定的實施例作了描述。但是，很顯然仍可以作出各種修改和變換而不背離本發(fā)明的精神和范圍。因此，說明書和附圖應被認為是說明性的而非限制性的。
【權利要求】
1.一種實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的電路結構包括: 峰值采樣模塊，用以采樣輸入信號的各個時間點的峰值電壓； 峰值采樣緩沖輸出模塊，用以增強所述的峰值采樣模塊的采樣輸出電壓的負載驅動能力； 峰值保持模塊，用以對所述的峰值采樣緩沖輸出模塊輸出的采樣峰值電壓進行保持； 峰值保持緩沖輸出模塊，用以增強所述的峰值保持模塊的輸出電壓的負載驅動能力； 所述的峰值采樣模塊包括: 采樣信號輸入緩沖單元，用以比較所述的峰值采樣緩沖輸出模塊的輸出電壓值和所述的采樣輸入信號的電壓值并輸出比較結果； 第一采樣單元，用以對所述的采樣輸入信號進行采樣并將采樣的輸入信號輸入所述的采樣信號輸入緩沖單元的第一比較端； 采樣開關，用以當采樣時鐘脈沖為有效電平時控制所述的第一采樣單元進行采樣，且當采樣時鐘脈沖為無效電平時斷開所述的第一采樣單元與采樣輸入信號的連接； 第一信號清零開關，用以在清零時鐘脈沖的各個周期內對所述的第一采樣單元輸入到所述的采樣信號輸入緩沖單元的第一比較端的電壓進行清零，所述的清零時鐘脈沖與采樣時鐘脈沖頻率相同； 第二采樣單元，用以當所述的峰值采樣緩沖輸出模塊的電壓值低于采樣輸入信號的電壓值時進行采樣，所述的第二采樣單元與所述的采樣信號輸入緩沖單元的輸出端相連接。`
2.根據權利要求1所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的電路結構還包括: 清零模塊，用以將所述的峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓進行清零，所述的清零模塊連接于所述的峰值采樣模塊與峰值采樣緩沖輸出模塊之間。
3.根據權利要求2所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的清零模塊為第二信號清零開關，所述的第二信號清零開關用以將所述的峰值采樣模塊輸出的上一周期峰值電壓進行清零。
4.根據權利要求1所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的第一采樣單元和第二采樣單元均為采樣電容。
5.根據權利要求1所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的采樣信號輸入緩沖單元為第一運算放大器，所述的第一運算放大器的正向輸入端與所述的第一采樣單元相連接，所述的第二運算放大器的反向輸入端與所述的峰值保持緩沖輸出模塊的輸出端相連接。
6.根據權利要求5所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的峰值保持緩沖輸出模塊為第二運算放大器，所述的第二運算放大器的正向輸入端與所述的峰值采樣模塊的輸出端相連接，所述的第二運算放大器的反向輸入端與所述的第二運算放大器的輸出端相連接，所述的第二運算放大器的輸出端還連接所述的峰值保持模塊的輸入端。
7.根據權利要求1所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的峰值保持模塊包括峰值保持開關和峰值保持電容，所述的峰值保持開關用以當保持時鐘脈沖為有效電平時，控制所述的峰值保持電容進行充電至與所述的峰值采樣模塊輸出的峰值電壓相同為止，且當保持時鐘脈沖為無效電平時控制所述的峰值保持電容維持當前電壓值，所述的峰值保持電容與所述的峰值保持緩沖輸出模塊的輸入端相連接。
8.根據權利要求1所述的實現(xiàn)峰值采樣保持的電路結構，其特征在于，所述的峰值保持緩沖輸出模塊為第三運算放大器，所述的第三運算放大器的正向輸入端與所述的峰值保持模塊的輸出端相連接， 所述的第三運算放大器的反向輸入端與所述的第三運算放大器的輸出端相連接。
【文檔編號】H03K5/1532GK103780231SQ201410046085
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2014年2月10日 優(yōu)先權日:2014年2月10日
【發(fā)明者】田劍彪, 吳偉江, 朱振東 申請人:紹興光大芯業(yè)微電子有限公司