电源变换器与电流比较反馈电路制造技术

本发明专利技术提供了一种电源变换器与电流比较反馈电路，其中的电流比较反馈电路可用于：形成并维持住参考电流，所述参考电流是根据所述开关管处于导通状态时所述第一电阻的第一电流确定的；在所述开关管处于关断状态时，采集所述第一电阻的第二电流，并根据所述参考电流与所述第二电流的比较结果，向所述控制模块发送反馈信号，以利用所述反馈信号表征所述开关管的两端电压是否进入目标区间，所述目标区间与0V电压相匹配。

【技术实现步骤摘要】
电源变换器与电流比较反馈电路
本专利技术涉及电路检测领域，尤其涉及一种电源变换器与电流比较反馈电路。
技术介绍
开关电源变换器中，以反激式变换器为例，其核心部件例如可包括开关管与变压器，开关管与变压器的初级绕组串联，其中开关管由控制模块控制，为了实现对开关管的控制，以及其他可能的控制需求，需检测开关管的源漏电压。其中，需要检测开关管的源漏电压是否接近于0V，进而根据检测结果判断是否要开通开关管，实现ZVS(即零电压开关ZeroVoltageSwitch)通过该方式，可以达到降低开通损耗的目的。现有的相关技术中，一种方法是通过电阻直接采样开关管的源漏电压进行检测的，然而，其会带来检测部分功率损耗大的问题，进而，还可能带来安全风险；另一种方法是直接检测辅助绕组的电压，当辅助绕组反馈的电压小于0V，并且延时一定时间得到开关管的ZVS，这种方法无法得到一个准确的ZVS点，而且随着输出电压和电流变化而变化
技术实现思路
本专利技术提供一种电源变换器与电流比较反馈电路，以解决检测部分功率损耗大和检测精度的问题。。根据本专利技术的第一方面，提供了一种电源变换器，包括：开关管、变压器与用于控制所述开关管导通与关断的控制模块，所述变压器包括输入侧的原边绕组、输出侧的副边绕组，以及输出侧的辅助绕组，所述开关管与所述原边绕组串联后连接于输入电源与地之间；所述电源变换器，还包括：第一电阻、第二电阻与电流比较反馈电路；所述第一电阻的第一端连接至所述辅助绕组的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接至所述辅助绕组的第二端，所述辅助绕组的第二端接地；所述电流比较反馈电路的一端连接所述第一电阻的第二端，所述电流比较反馈电路的另一端连接所述控制模块，所述控制模块还连接所述开关管的控制端；所述电流比较反馈电路用于：形成并维持住参考电流，所述参考电流是根据所述开关管处于导通状态时所述第一电阻的第一电流确定的；在所述开关管处于关断状态时，采集所述第一电阻的第二电流，并根据所述参考电流与所述第二电流的比较结果，向所述控制模块发送反馈信号，以利用所述反馈信号表征所述开关管的两端电压是否进入目标区间，所述目标区间与0V电压相匹配。可选的，所述电流比较反馈电路包括：电流复制单元、第一镜像单元、第二镜像单元、参考维持单元与输出单元；所述电流复制单元连接所述第一电阻的第二端，所述第一镜像单元与所述第二镜像单元连接所述电流复制单元，所述参考维持单元连接所述第一镜像单元，所述输出单元的输入侧连接所述参考维持单元与所述第二镜像单元之间的反馈节点；所述电流复制单元用于：复制所述第一电流与所述第二电流；所述第一镜像单元用于：在所述开关管处于导通状态时，镜像所述电流复制单元复制到的第一电流，并形成中间电流；所述中间电流关联于所述第一电流对应的第一镜像电流；所述参考维持单元用于：在所述开关管处于导通状态时，形成与所述中间电流相匹配的所述参考电流，并在所述开关管处于关断状态时，维持住所述参考电流；所述第二镜像单元用于：在所述开关管处于关断状态时，镜像所述电流复制单元复制到的第二电流，并形成所述第二电流对应的第二镜像电流；所述输出单元用于：在所述开关管处于关断状态时，获取所述第二镜像电流与所述参考电流的比较结果，并根据所述第二镜像电流与所述参考电流的比较结果，发出所述反馈信号。可选的，所述中间电流与所述第一镜像电流的差值为固定值。可选的，所述第一镜像单元连接所述控制模块；所述控制模块还用于：在所述开关管处于关断状态时，控制所述第一镜像单元处于开路状态；在所述开关管处于导通状态时，控制所述第一镜像单元处于导通状态，以使得处于导通状态的所述第一镜像单元才能够形成所述中间电流。可选的，所述第一镜像单元包括第一P沟道MOS管、第一N沟道MOS管、至少一个开关与第一电流源；所述至少一个开关包括第一开关和/或第二开关；所述第一P沟道MOS管的源极与栅极连接所述电流复制单元，所述第一P沟道MOS管的漏极直接或通过所述第一开关连接所述第一N沟道MOS管的漏极，所述第一N沟道MOS管的源极接地，所述第一N沟道MOS管的栅极直接或通过所述第二开关连接所述参考维持单元，所述第一N沟道MOS管的栅极还连接所述第一N沟道MOS管的漏极；所述第一P沟道MOS管的漏极还直接或间接连接所述第一电流源的输入侧，所述第一电流源的输出侧接地；所述至少一个开关连接所述控制模块；所述控制模块控制所述第一镜像单元处于开路状态时，具体用于：控制所述至少一个开关断开；所述控制模块控制所述第一镜像单元处于导通状态时，具体用于：控制所述至少一个开关导通；其中：所述开关管处于导通状态且所述至少一个开关均导通时所述第一P沟道MOS管的电流为所述第一电流对应的第一镜像电流；所述开关管处于导通状态且所述至少一个开关均导通时所述第一N沟道MOS管的电流为所述中间电流。可选的，所述参考维持单元包括储能器件与第二N沟道MOS管，所述储能器件的第一端分别连接所述第一镜像单元与所述第二N沟道MOS管的栅极，所述第二N沟道MOS管的源极接地，所述第二N沟道MOS管的漏极连接所述第二镜像单元；所述储能器件用于：在所述第一镜像单元形成所述中间电流时，获取对应的储能电流，并储能形成维持电压；在所述第一镜像单元未形成所述中间电流时，利用所述维持电压为所述第二N沟道MOS管的栅极供电；其中，所述第二N沟道MOS管的电流为所述参考电流；所述第一镜像单元形成所述中间电流时，所述参考电流是所述中间电流的镜像电流；所述第一镜像单元未形成所述中间电流时，所述参考电流是所述维持电压对所述第二N沟道MOS管栅极的供电形成的。可选的，所述第二镜像单元包括第二P沟道MOS管，所述第二P沟道MOS管的源极与栅极连接所述电流复制单元，所述第二P沟道MOS管的漏极连接所述参考维持单元；其中：所述开关管处于导通状态时所述第二P沟道MOS管的电流为所述第一电流对应的第一镜像电流；所述开关管处于关断状态时所述第二P沟道MOS管的电流为所述第二电流对应的第二镜像电流。可选的，所述输出单元包括第一反相器与第二反相器，所述第一反相器的输入端连接所述反馈节点，所述第一反相器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述控制模块。可选的，所述电流复制单元包括第二电流源、第一三极管、第二三极管与第三P沟道MOS管；所述第一三极管为NPN管，所述第二三极管为PNP管；所述第一三极管的发射极连接所述第一电阻的第二端，所述第一三极管的集电极连接所述第三P沟道MOS管的漏极，所述第一三极管的基极连接所述第二三极管的集电极，所述第一三极管的发射极接地，所述第三P沟道MOS管的源极还连接所述第二电流源的输入侧，所述第二电流源的输出侧连接所述第二三极管的集电极；所述第三P沟道MOS本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电源变换器，包括：开关管、变压器与用于控制所述开关管导通与关断的控制模块，所述变压器包括输入侧的原边绕组、输出侧的副边绕组，以及输出侧的辅助绕组，所述开关管与所述原边绕组串联后连接于输入电源与地之间，其特征在于，还包括：第一电阻、第二电阻与电流比较反馈电路；/n所述第一电阻的第一端连接至所述辅助绕组的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接至所述辅助绕组的第二端，所述辅助绕组的第二端接地；所述电流比较反馈电路的一端连接所述第一电阻的第二端，所述电流比较反馈电路的另一端连接所述控制模块，所述控制模块还连接所述开关管的控制端；/n所述电流比较反馈电路用于：/n形成并维持住参考电流，所述参考电流是根据所述开关管处于导通状态时所述第一电阻的第一电流确定的；/n在所述开关管处于关断状态时，采集所述第一电阻的第二电流，并根据所述参考电流与所述第二电流的比较结果，向所述控制模块发送反馈信号，以利用所述反馈信号表征所述开关管的两端电压是否进入目标区间，所述目标区间与0V电压相匹配。/n

【技术特征摘要】
1.一种电源变换器，包括：开关管、变压器与用于控制所述开关管导通与关断的控制模块，所述变压器包括输入侧的原边绕组、输出侧的副边绕组，以及输出侧的辅助绕组，所述开关管与所述原边绕组串联后连接于输入电源与地之间，其特征在于，还包括：第一电阻、第二电阻与电流比较反馈电路；
所述第一电阻的第一端连接至所述辅助绕组的第一端，所述第一电阻的第二端连接所述第二电阻的第一端，所述第二电阻的第二端连接至所述辅助绕组的第二端，所述辅助绕组的第二端接地；所述电流比较反馈电路的一端连接所述第一电阻的第二端，所述电流比较反馈电路的另一端连接所述控制模块，所述控制模块还连接所述开关管的控制端；
所述电流比较反馈电路用于：
形成并维持住参考电流，所述参考电流是根据所述开关管处于导通状态时所述第一电阻的第一电流确定的；
在所述开关管处于关断状态时，采集所述第一电阻的第二电流，并根据所述参考电流与所述第二电流的比较结果，向所述控制模块发送反馈信号，以利用所述反馈信号表征所述开关管的两端电压是否进入目标区间，所述目标区间与0V电压相匹配。


2.根据权利要求1所述的电源变换器，其特征在于，所述电流比较反馈电路包括：电流复制单元、第一镜像单元、第二镜像单元、参考维持单元与输出单元；所述电流复制单元连接所述第一电阻的第二端，所述第一镜像单元与所述第二镜像单元连接所述电流复制单元，所述参考维持单元连接所述第一镜像单元，所述输出单元的输入侧连接所述参考维持单元与所述第二镜像单元之间的反馈节点；
所述电流复制单元用于：复制所述第一电流与所述第二电流；
所述第一镜像单元用于：在所述开关管处于导通状态时，镜像所述电流复制单元复制到的第一电流，并形成中间电流；所述中间电流关联于所述第一电流对应的第一镜像电流；
所述参考维持单元用于：在所述开关管处于导通状态时，形成与所述中间电流相匹配的所述参考电流，并在所述开关管处于关断状态时，维持住所述参考电流；
所述第二镜像单元用于：在所述开关管处于关断状态时，镜像所述电流复制单元复制到的第二电流，并形成所述第二电流对应的第二镜像电流；
所述输出单元用于：在所述开关管处于关断状态时，获取所述第二镜像电流与所述参考电流的比较结果，并根据所述第二镜像电流与所述参考电流的比较结果，发出所述反馈信号。


3.根据权利要求2所述的电源变换器，其特征在于，所述中间电流与所述第一镜像电流的差值为固定值。


4.根据权利要求3所述的电源变换器，其特征在于，所述第一镜像单元连接所述控制模块；
所述控制模块还用于：
在所述开关管处于关断状态时，控制所述第一镜像单元处于开路状态；
在所述开关管处于导通状态时，控制所述第一镜像单元处于导通状态，以使得处于导通状态的所述第一镜像单元才能够形成所述中间电流。


5.根据权利要求4所述的电源变换器，其特征在于，所述第一镜像单元包括第一P沟道MOS管、第一N沟道MOS管、至少一个开关与第一电流源；所述至少一个开关包括第一开关和/或第二开关；
所述第一P沟道MOS管的源极与栅极连接所述电流复制单元，所述第一P沟道MOS管的漏极直接或通过所述第一开关连接所述第一N沟道MOS管的漏极，所述第一N沟道MOS管的源极接地，所述第一N沟道MOS管的栅极直接或通过所述第二开关连接所述参考维持单元，所述第一N沟道MOS管的栅极还连接所述第一N沟道MOS管的漏极；所述第一P沟道MOS管的漏极还直接或间接连接所述第一电流源的输入侧，所述第一电流源的输出侧接地；所述至少一个开关连接所述控制模块；
所述控制模块控制所述第一镜像单元处于开路状态时，具体用于：控制所述至少一个开关断开；
所述控制模块控制所述第一镜像单元处于导通状态时，具体用于：控制所述至少一个开关导通；
其中：
所述开关管处于导通状态且所述至少一个开关均导通时所述第一P沟道MOS管的电流为所述第一电流对应的第一镜像电流；
所述开关管处于导通状态且所述至少一个开关均导通时所述第一N沟道MOS管的电流为所述中间电流。


6.根据权利要求2所述的电源变换器，其特征在于，所述参考维持单元包括储能器件与第二N沟道MOS管，所述储能器件的第一端分别连接所述第一镜像单元与所述第二N沟道MOS管的栅极，所述第二N沟道MOS管的源极接地，所述第二N沟道MOS管的漏极连接所述第二镜像单元；
所述储能器件用于：
在所述第一镜像单元形成所述中间电流时，获取对应的储能电流，并储能形成维持电压；在所述第一镜像单元未形成所述中间电流时，利用所述维持电压为所述第二N沟道MOS管的栅极供电；
其中，所述第二N沟道MOS管的电流为所述参考电流；
所述第一镜像单元形成所述中间电流时，所述参考电流是所述中间电流的镜像电流；
所述第一镜像单元未形成所述中间电流时，所述参考电流是所述维持电压对所述第二N沟道MOS管栅极的供电形成的。


7.根据权利要求2至6任一项所述的电源变换器，其特征在于，所述第二镜像单元包括第二P沟道MOS管，所述第二P沟道MOS管的源极与栅极连接所述电流复制单元，所述第二P沟道MOS管的漏极连接所述参考维持单元；
其中：
所述开关管处于导通状态时所述第二P沟道MOS管的电流为所述第一电流对应的第一镜像电流；
所述开关管处于关断状态时所述第二P沟道MOS管的电流为所述第二电流对应的第二镜像电流。


8.根据权利要求2至6任一项所述的电源变换器，其特征在于，所述输出单元包括第一反相器与第二反相器，所述第一反相器的输入端连接所述反馈节点，所述第一反相器的输出端连接所述第二反相器的输入端，所述第二反相器的输出端连接所述控制模块。


...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭春明，李盛峰，
申请(专利权)人：华源智信半导体深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44