检测电路以及应用其的开关变换器制造技术

本申请公开了一种检测电路以及应用其的开关变换器。本发明专利技术实施例的技术方案通过将检测电路耦接至开关变换器输出电容，以在开关周期的第一时间段内检测所述开关变换器的输出电压，并在所述开关周期的第二时间段内根据检测到的所述输出电压产生输出电压检测信号，同时实现对电感电流过零点的检测，可以省去辅助绕组，从而有效地简化了电路设计，提高了系统效率。

【技术实现步骤摘要】
检测电路以及应用其的开关变换器
本专利技术涉及电力电子技术，具体涉及开关变换器以及其检测电路。
技术介绍
开关变换器是能够将输入电压通过不同形式的架构转换为另一固定的输出信号或可调的输出信号的功率转换电路，因此被广泛应用于移动设备等电子产品。在实际应用中，开关变换器通常需要检测开关变换器的输出电压，以实现恒压控制或过压保护等。例如，开关变换器通过采样输出电压产生输出电压反馈值，并根据输出电压反馈值和基准电压控制开关变换器的功率开关的开关状态，以控制输出电压维持在期望值。现有技术中，开关变换器通过辅助绕组耦合开关变换器的磁性元件，并通过检测辅助绕组的端电压检测开关变换器的输出电压。但是，在这种检测方法中，辅助绕组的引入会增加控制方式的复杂性，同时会增加电路的面积和成本。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术实施例提供了一种开关变换器及其检测电路，以有效地检测开关变换器的输出电压，并根据输出电压的采样值实现恒压控制和过压保护等。根据本专利技术实施例的第一方面，提供一种开关变换器的检测电路，所述检测电路耦接至所述开关变换器的输出电容，被配置为在一个开关周期的第一时间段内提供一个与所述输出电容并联耦接的检测支路，以检测所述开关变换器的输出电压；以及，在所述开关周期的第二时间段内根据检测到的所述输出电压产生输出电压检测信号。优选地，在所述第二时间段内，所述检测支路的一端耦接至参考电压，以在所述检测支路的另一端产生所述输出电压检测信号。优选地，在所述第二时间段内所述检测支路的一端耦接至所述开关变换器的参考地。优选地，在所述第一时间段内，所述输出电容给所述开关变换器的磁性元件提供第一电流路径，所述检测支路给所述磁性元件提供第二电流路径，其中所述第一电流路径和第二电流路径的端电压相等。优选地，所述检测支路包括储能电容，用以在所述检测支路导通时获取所述输出电容的端电压，其中所述输出电容并联耦接在所述开关变换器的输出端。优选地，所述检测电路包括：储能电容，其第一端连接至所述开关变换器的磁性元件的第一端和功率开关的公共连接点；以及单向导通元件，其第一端连接至所述储能电容的第二端，第二端连接至所述磁性元件的第二端。优选地，在所述第一时间段内，所述单向导通元件导通，所述储能电容获取所述输出电容的端电压；在所述第二时间段内，所述单向导通元件关断，所述储能电容的第一端耦接至所述开关变换器的参考地，以在所述储能电容的第二端输出所述输出电压检测信号。优选地，所述检测电路还包括采样电路，用于在所述第二时间段内检测所述储能电容的第一端或者第二端电压的首次下降沿以检测流过所述磁性元件的电流的过零点。优选地，所述磁性元件包括原边绕组和至少一个副边绕组，所述检测电路并联耦接至所述原边绕组的两端。根据本专利技术的第二方面，提供一种开关变换器，包括：如第一方面所述的检测电路，还包括：功率级电路，用于将输入电压转换为输出电压；分压电路，其输入端与所述检测电路连接，接收所述检测电路产生的输出电压检测信号；以及集成芯片；其中，所述集成芯片的输入引脚连接至所述分压电路的输出端，用以接收输出电压检测信号的采样值，以根据所述输出电压检测信号的采样值产生相应的控制信号来控制所述功率级电路的状态。所述集成芯片包括驱动电路，用以根据输出电压检测信号的采样值产生PWM控制信号来控制所述功率级电路的功率开关的占空比。所述集成芯片还包括保护电路，用以根据输出电压检测信号的采样值实现过压或者过流保护。本专利技术实施例的技术方案将检测电路耦接至在开关变换器输出电容，在开关周期的第一时间段提供一个与所述输出电容并联耦接的检测支路内以检测所述开关变换器的输出电压，并在所述开关周期的第二时间段内根据检测到的所述输出电压产生输出电压检测信号，同时实现对电感电流过零点的检测，可以省去辅助绕组，从而有效地简化了电路设计，提高了系统效率。附图说明通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其它目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：图1是本专利技术第一实施例的开关变换器的电路图；图2是本专利技术第一实施例的开关变换器的工作波形图；图3是本专利技术第二实施例的开关变换器的电路图；图4是本专利技术第三实施例的开关变换器的电路图；图5是本专利技术第四实施例的开关变换器结构示意图。具体实施方式以下基于实施例对本专利技术进行描述，但是本专利技术并不仅仅限于这些实施例。在下文对本专利技术的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本专利技术。为了避免混淆本专利技术的实质，公知的方法、过程、流程、元件和电路并没有详细叙述。此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。同时，应当理解，在以下的描述中，“电路”是指由至少一个元件或子电路通过电气连接或电磁连接构成的导电回路。当称元件或电路“连接到”另一元件或称元件/电路“连接在”两个节点之间时，它可以是直接耦接或连接到另一元件或者可以存在中间元件，元件之间的连接可以是物理上的、逻辑上的、或者其结合。相反，当称元件“直接耦接到”或“直接连接到”另一元件时，意味着两者不存在中间元件。除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。在本专利技术的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本专利技术的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。图1是本专利技术第一实施例的开关变换器的电路图。如图1所示，本专利技术实施例的开关变换器包括整流电路10，输入电容C1以及功率级电路。整流电路10接收输入电压VAC并整流后产生直流输入电压，输入电容C1并联在整流电路10的输出端，以对所述直流输入电压进行滤波。所述功率级电路为BUCK拓扑，具体包括二极管D1,其阴极接收所述直流输入电压；功率开关Q1,其第一功率端与所述二极管D1的阳极连接，第二功率开关通过采样电阻Rs耦接至参考地；电感L，其第一端连接至二极管D1和功率开关Q1的公共端；输出电容C2，串联连接在二极管D1的阴极和电感L的第二端，在其两端提供输出电压Vout以提供给负载R。在不同的控制方式中，开关变换器的控制电路通过检测流经采样电阻Rs的电流以产生电流采样信号，并根据所述电流采样信号和输出电压Vout的采样值共同控制功率开关Q1的开关状态，以调节输出电压Vout满足期望输出。应理解，尽管图中示出是二极管D1，二极管D1可以是任何类型的场效应管，例如金属氧化物半导体场效应管(MOSFET)，在不背离本专利技术所教导的范围内，还可以是本领域技术人员范围内的其他类型的场效应管和、或其他类型的晶体管。功率开关Q1也不限于MOSFET，类似地也可以是如上所述本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于开关变换器的检测电路，其特征在于，/n所述检测电路耦接至所述开关变换器的输出电容，被配置为在一个开关周期的第一时间段内提供一个与所述输出电容并联耦接的检测支路，以检测所述开关变换器的输出电压；以及，在所述开关周期的第二时间段内根据检测到的所述输出电压产生输出电压检测信号。/n

【技术特征摘要】
1.一种用于开关变换器的检测电路，其特征在于，
所述检测电路耦接至所述开关变换器的输出电容，被配置为在一个开关周期的第一时间段内提供一个与所述输出电容并联耦接的检测支路，以检测所述开关变换器的输出电压；以及，在所述开关周期的第二时间段内根据检测到的所述输出电压产生输出电压检测信号。


2.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于,在所述第二时间段内，所述检测支路的一端耦接至参考电压，以在所述检测支路的另一端产生所述输出电压检测信号。


3.根据权利要求2所述的检测电路，其特征在于,在所述第二时间段内所述检测支路的一端耦接至所述开关变换器的参考地。


4.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于,在所述第一时间段内，所述输出电容给所述开关变换器的磁性元件提供第一电流路径，所述检测支路给所述磁性元件提供第二电流路径，其中所述第一电流路径和第二电流路径的端电压相等。


5.根据权利要求4所述的检测电路，其特征在于,所述检测支路包括储能电容，用以在所述检测支路导通时获取所述输出电容的端电压，其中所述输出电容并联耦接在所述开关变换器的输出端。


6.根据权利要求1所述的检测电路，其特征在于,所述检测电路包括：
储能电容，其第一端连接至所述开关变换器的磁性元件的第一端和功率开关的公共连接点；以及
单向导通元件，其第一端连接至所述储能电容的第二端，第二端连接至所述磁性元件的第二端。


7.根据权利要求6所述的检测电路，其特征在于,...

【专利技术属性】
技术研发人员：王龙奇，
申请(专利权)人：矽力杰半导体技术杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33