信号零交叉检测装置及方法制造方法及图纸

技术编号:12807191 阅读:92 留言:0更新日期:2016-02-03 21:20
本发明专利技术的各方面提出了检测交叉,如零交叉可以解决电路操作的问题。根据实施例,实现了用于在各自的时间周期内检测电信号的信号交叉的两个或更多的电路,使得始终有至少一个电路被操作为检测交叉。每个电路有复位状态,控制它可以保证至少一个电路仍处于检测零交叉的操作。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及检测信号交叉,例如零交叉。
技术介绍
检测交叉点,例如零交叉点,可以用于各种应用,例如用于众多产品的电路驱动器中。各种用于各种目的的检测交叉点的方法被实现。例如,它可以检测零位电流状态,以便于停止电路,电路在这种情况下操作可能会受损,或者为了节约能源。在各种ZCD (zero crossing detect1n 零交叉或者 zero current detect1n 零电流检测电路)中,输入偏移电压可能与比较器一起存在(例如,在6sigma级/范围的高斯分布在10mV的范围内)一些高准确度比较器可能有剩余的输入偏移电压(例如在超过6sigma级/范围的高斯分布在3mv范围内),它可能根据进程,电压和温度的变化而偏移。这样的比较器可能在操作中相对的慢。进一步的,低偏移量,例如3mV,对于特定应用可能是不能容忍的(例如,几百毫安可能通过开关呈现低导通电阻)这些及其他问题给高精度和快速交叉检测带来挑战,用于各种应用的实现。
技术实现思路
各种实施例的例子涉及ZCD电路和它们的实现。根据实施例的一个例子,一种装置包括第一交叉检测电路、第二交叉检测电路和复位电路。交叉检测电路分别在第一时间周期和第二时间周期内检测电信号的信号交叉,信号交叉与固定值(如零)有关。复位电路在第二时间周期运行的时候,复位第一交叉检测电路,在第一时间周期运行的时候,复位第二交叉检测电路。用这样的方法,始终至少有一个电路是在操作的,使得电路(结合)响应于在任一个时间周期内信号跨过固定值而提供信号交叉检测输出。另外,还提供第一装置和第二装置,在各自的时间周期检测信号交叉,在任一个时间周期内提供指示信号交叉的输出。类似于上述的,执行复位操作以使得各自的装置在不同时间复位(也就是说,在操作期间始终维持至少一个装置监测零交叉)。在特定的实施例中,开关装置响应于检测到信号交叉而终止电路的操作。例如,开关装置连接电源到负载,负载响应于指示信号交叉的信号交叉检测输出而去耦。在各种实施例中,用电容器来采样用于检测零交叉的电路的值,连接比较器来比较电容器的输出以提供指示交叉检测的输出。其他的实施例提供了涉及一个或多个之前讨论的内容的方法。在一些实施例中,当检测到信号交叉时,停止一个或多个电路的操作。例如,在这样的状况下可能断开负载。在特定的实施例中,在复位状态下,对电容性电荷进行放电。在上述的讨论/概述中,不需要描写每个实施例或者每个实现方式。下面的图形和详细说明例证各个实施例。各种这里讨论的实施例是可以有变形或代替方式的,其中有些已经显示在图中,后面会详细描述。应该理解的是,本专利技术的思想并不被特定的实施例的描述所限制。相反的,本专利技术的思想涵盖了本专利技术的权利要求的范围内的所有的修改,等同和替换。另外,贯穿本申请的词语“例如”只是用来举例,而非限制。本专利技术的各个方面被认为是适用于涉及零交叉检测的多种类型的装置、系统和方法。没有限制,各个方面都可能用上下文的例子提到。各种实施例的例子提到自动校零,ZCD电路和相关方法,可以用用于各种电路的相关的ZCD检测方案来实现。ZCD电路与两个或更多的检测元件一起操作,分别在另一个检测元件正在监侧零交叉的情况下进行复位。在各个实施例中,ZCD电路被用于解决例如那些在
技术介绍
中讨论过的的问题,它可能被应用在例如同步增压调节器中。在一些特定的实施例中,操作ZCD电路以保护基于电感的电路(例如升压调节器)中的高侧(high-side)开关(例如M0SFET开关)。为了更高效率的综合设计可能用功率二级管代替实现。当流过高侧开关的电流是零的时候,开关被关断或者禁用,以保护系统,这也可能实现节能。在开关操作期间在至少一个元件是运行的期间,根据双相位检测方案,每一个检测元件操作为执行自动校零函数。相应地,提供了恒定的零交叉监视和相关的保护。进一步的,该方法可能被用于脉冲宽度调制(PWM)或者非脉宽调制应用,例如那些涉及脉冲频率调制(PFM)的应用。在各个实施例中,每个检测元件以减轻或者阻止检测元件的检测零交叉的能力的方式来归零电容。同样地,元件彼此相关,以保证至少一个元件监测零交叉,始终保护相关电路。更多详细实施例提出具有第一和第二交叉检测电路的装置,分别在第一和第二时间周期检测电信号的信号交叉(如零电流)。复位电路通过在其他检测电路正在监测交叉(通过复位存储的值)的时间期间内控制复位执行来复位每个交叉检测电路。提供指示信号交叉的输出,例如,用于断开或者禁用可能在这样的情况下受损的电路,或者是为了节省功率。在一些实施例中,升压调节器电路和第一交叉检测电路和第二交叉检测电路一起响应于第一和第二交叉检测电路检测信号交叉来终止升压调节器的操作。在其他的实施例中,发光二极管(LED)和LED电流控制器响应于指示信号交叉的信号交叉检测输出来去耦到LED的电流。在各种实施例中,基于零交叉检测,用开关来断开负载。例如,如同在这里描述的ZCD检测电路,或者相关的控制电路,可操作为在检测到零交叉的时候断开这种开关。在一些实施例中,基于开关两端的电压值来检测交叉信号,并且响应于指示信号交叉的信号交叉检测输出,将关断开。在更详细的实施例中,这样的开关耦合电源到负载,每个交叉检测电路包括耦合到与开关串联的电路结点的电容器,并被操作为采样和保存值。交叉检测电路基于样本值产生信号交叉检测输出,并相应的控制开关。在一些实施例中,控制器电路在不同于另一个交叉检测电路复位的时间期间来复位交叉检测电路,以确保始终的检测。在特定的实施例中,控制器电路操作第一交叉检测电路和第二交叉检测电路以保证当装置是有电的时候始终有至少一个电路被操作为检测信号。【附图说明】图1显示了根据实施例的一个例子的交叉检测电路;图2显示了根据实施例另一个例子的基于电感器的脉冲宽度调制(PWM)升压LED驱动电路;图3显不了根据实施例的另一个例子的双相位Z⑶电路;图4显示了根据一个或多个实施例的双相位自动校零ZCD电路的时钟图。【具体实施方式】各个举例的实施例可能更详细的说明。现在转到图中,图1显示了根据实施例的另一个例子的电路100。电源110向包含切断开关120的电路元件供电,它还向负载供电,各自的交叉检测电路130和140操作为监视提供到切断开关120的用于零交叉的信号。复位电路132和142分别操作为对各自的交叉检测电路130和140进行复位或者自动校零。在一些实施例中,电路100根据以下操作。当第一时间周期是运行的时候,交叉检测电路130检测电信号的信号交叉,所述信号交叉与信号跨过的固定值有关(例如零值)。相似的,当第二时间周期是运行的时候,交叉检测电路140检测电信号的信号交叉,所述第一时间周期与第二时间周期是不同的。复位电路132和142(在一些实施例中结合)分别对各自的交叉检测电路130和140进行复位以保证不论何时两个交叉检测电路中的至少一个是在工作的。例如,交叉检测电路130的复位可以被限制在第二时间周期,以保证交叉检测电路140在该复位期间是激活的,从而保证能提供恒定的保护。当检测到交叉时,电路100提供指示该交叉的输出,例如禁用或者闭合切断的开关120。图2显示了根据实施例另一个例子的基于电感器的脉冲宽度调制(PWM)升压LED驱动电路20本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种装置,包括:第一交叉检测电路,被配置和布置为当第一时间周期运行的时候,检测电信号的信号交叉,所述信号交叉与信号跨过的固定值相关;第二交叉检测电路,被配置和布置为当第二时间周期运行的时候,检测电信号的信号交叉,所述第一时间周期与第二时间周期是不同的;复位电路,被配置和布置为当第二时间周期运行的时候,复位第一交叉检测电路,当第一时间周期运行的时候,复位第二交叉检测电路;和所述第一交叉检测电路和第二交叉检测电路被配置和布置为在第一时间周期和第二时间周期中任一个内响应于信号跨过所述固定值而提供信号交叉检测输出。

【技术特征摘要】
...

【专利技术属性】
技术研发人员:王戈
申请(专利权)人:恩智浦有限公司
类型:发明
国别省市:荷兰;NL

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