【技术实现步骤摘要】
本申请实施例涉及电源电路设计的，具体涉及一种周期信号采样电路。
技术介绍
1、在设计dc-dc转换器时，一个需要知晓的重要信息是实时的负载状况，以用于多相dc-dc转换器的均流，或者用于转换器的状态切换（如从强制连续导通模式fccm切换到非连续导通模式dcm）等。
2、相关技术采用外部采样电阻的方式检测实时负载状况，也可以通过内部采样电路来检测实时负载。如图1所示的降压型dc-dc转换器，包括输入电压vin、上功率管hs、下功率管ls、电感ls、电感电流i_ls、滤波电容cout、输出电压out、负载电流i_load。在fccm情况下，电感电流的均值即是负载信息，由于上功率管hs/下功率管ls是集成在芯片内部，可以通过检测流过hs或者ls的电流并采样其中间点（图1中的a点和b点）电流信息来获得负载信息。相关技术的难点在于如何获得准确的中间点信号，对于此技术难点亟需进行改进。
技术实现思路
1、本申请实施例的主要目的在于提供一种周期信号采集电路，以解决相关技术中难以准确获得电路波形准确时间信号的问题。
2、根据本申请实施例的一个方面，提供了一种周期信号采样电路，应用于电源转换电路，包括：电荷泵检测模块、电荷泵输出比较模块和逻辑判断模块，其中：所述电荷泵检测模块被配置为，通过开关器件的导通或关断，使pwm信号利用预先设定的上偏置电流和下偏置电流对电荷泵电容进行充电或放电，得到电荷泵电容电压，对所述电荷泵电容的充电/放电时间的比值为第一比较值；所述电荷泵输出比较模
3、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，所述第二比较值为采样信号，所述第二比较值与pwm信号的相位差和所述第一比较值成对应关系，具体为：所述上偏置电流等于所述下偏置电流，或：所述下偏置电流等于两倍的上偏置电流。
4、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，所述电荷泵检测模块中包括上拉开关器件和下拉开关器件，所述上拉开关器件一端连接电源，另一端与所述下拉开关器件的一端相连，所述下拉开关器件的另一端接地，所述电荷泵电容一端连接在上拉开关器件和下拉开关器件之间，另一端接地。
5、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，所述电荷泵输出比较模块包括压控电流源、运放比较器、第一电容和电容放电开关器件，所述压控电流源的输入端与电源相连，所述压控电流源的控制端与所述电荷泵电容相连，所述压控电流源的输出端与所述运放比较器的同相端相连，所述第一电容一端连接在所述压控电流源和所述运放比较器的同相端之间，另一端接地，所述电容放电开关器件的一端连接在所述压控电流源和所述运放比较器的同相端之间，另一端接地。
6、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，所述压控电流源包括低钳位模块和电压控制电流模块，所述低钳位模块用于配置所述电荷泵电容电压的最低值，所述电压控制电流模块用于输出电流。
7、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，所述低钳位模块中包括第一mos管和第二mos管，所述第一mos管的源极用于接收电荷泵电容电压，所述第一mos管的漏极与电源相连，所述第一mos管的栅极与所述第二mos管的漏极相相连，所述第二mos管的栅极与所述第一mos管的源极相连，所述第二mos管的源极接地。
8、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，所述电压控制电流模块中还包括第三mos管、第四mos管、第五mos管和采样电阻，所述第三mos管的栅极与所述第二mos管的栅极相连，所述第三mos管的漏极与所述第四mos管的漏极相连，所述第三mos管的源极与所述采样电阻的一端相连，所述采样电阻的另一端接地，所述第四mos管的源极与电源相连，所述第四mos管的栅极与所述第五mos管的栅极相连，所述第四mos管的栅极和漏极相连，所述第五mos管的源极与电源相连，所述第五mos管的漏极用于输出电流。
9、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，所述逻辑判断模块获取采样信号，将所述采样信号进行反相处理得到反相采样信号，所述逻辑判断模块对所述采样信号和所述反相采样信号通过逻辑运算，对所述电荷泵检测模块中的所述上拉开关器件和所述下拉开关器件，以及所述电荷泵输出比较模块的电容放电开关器件进行控制。
10、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，在所述逻辑判断模块中设置有第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一逻辑与非门和第二逻辑与非门，所述第一反相器的输入端与所述电荷泵输出比较模块中比较器的输出端相连，所述第二反相器的输入端用于输入pwm信号，所述第二反相器的输出端与电荷泵输出比较模块中的电容放电开关器件相连，所述第一逻辑与非门的输入端分别与比较器的输出端和pwm信号相连，所述第一逻辑与非门的反相输出端与所述第三反相器的输入端相连，所述第三反相器的输出端与电荷泵检测模块中的下拉开关器件相连，所述第二逻辑与非门的输入端分别与所述第一反相器的输出端和pwm信号相连，所述第一反相器的输出端用于输出反相采样信号，所述第二逻辑与非门的反相输出端与所述第四反相器的输入端相连，所述第四反相器的输出端与电荷泵检测模块中的上拉开关器件相连。
11、根据本申请实施例的至少一个具体实施方式，在所述电荷泵检测模块内，所述上偏置电流为电源到所述电荷泵电容的充电电流，所述下偏置电流为所述电荷泵电容到接地的电流，所述开关器件为mos管或三极管。
12、本申请实施例具备的有益技术效果是：
13、在输入信号为pwm时，通过合理配置上偏置电流和下偏置电流，以及通过电路输出端提供的负反馈控制电荷泵检测模块中的开关器件的导通或关断，形成了第一比较值和第二比较值，第一比较值为上、下偏置电流对电荷泵电容c0的充电/放电时间的比值，其中第二比较值与pwm信号的相位差和第一比较值成对应关系，例如当上偏置电流等于下偏置电流时，可以精确获得一个pwm信号周期内50%时刻的采样信号，也即能够实时获知电路负载的状况。并且，可以对周期信号采样电路的开关器件进行负反馈控制，输出任意期望相位的采样信号vout，获得pwm信号周期内任一时刻的采样信号vout的上升沿，根据上升沿所在时刻的电流信息获得对应的负载信息。
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1.一种周期信号采样电路，应用于电源转换电路，其特征在于，包括：电荷泵检测模块、电荷泵输出比较模块和逻辑判断模块，其中：
2.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述第二比较值为采样信号，所述第二比较值与PWM信号的相位差和所述第一比较值成对应关系，具体为：所述上偏置电流等于所述下偏置电流，或：所述下偏置电流等于两倍的上偏置电流。
3.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述电荷泵检测模块中包括上拉开关器件和下拉开关器件，所述上拉开关器件一端连接电源，另一端与所述下拉开关器件的一端相连，所述下拉开关器件的另一端接地，所述电荷泵电容一端连接在所述上拉开关器件和所述下拉开关器件之间，另一端接地。
4.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述电荷泵输出比较模块包括压控电流源、运放比较器、第一电容和电容放电开关器件，所述压控电流源的输入端与电源相连，所述压控电流源的控制端与所述电荷泵电容相连，所述压控电流源的输出端与所述运放比较器的同相端相连，所述第一电容一端连接在所述压控电流源和所述运放比较器的同相端之间，另
5.根据权利要求4所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述压控电流源包括低钳位模块和电压控制电流模块，所述低钳位模块用于配置所述电荷泵电容电压的最低值，所述电压控制电流模块用于输出电流。
6.根据权利要求5所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述低钳位模块中包括第一MOS管和第二MOS管，所述第一MOS管的源极用于接收电荷泵电容电压，所述第一MOS管的漏极与电源相连，所述第一MOS管的栅极与所述第二MOS管的漏极相连，所述第二MOS管的栅极与所述第一MOS管的源极相连，所述第二MOS管的源极接地。
7.根据权利要求6所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述电压控制电流模块中还包括第三MOS管、第四MOS管、第五MOS管和采样电阻，所述第三MOS管的栅极与所述第二MOS管的栅极相连，所述第三MOS管的漏极与所述第四MOS管的漏极相连，所述第三MOS管的源极与所述采样电阻的一端相连，所述采样电阻的另一端接地，所述第四MOS管的源极与电源相连，所述第四MOS管的栅极与所述第五MOS管的栅极相连，所述第四MOS管的栅极和漏极相连，所述第五MOS管的源极与电源相连，所述第五MOS管的漏极用于输出电流。
8.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述逻辑判断模块获取采样信号，将所述采样信号进行反相处理得到反相采样信号，所述逻辑判断模块对所述采样信号和所述反相采样信号通过逻辑运算，对所述电荷泵检测模块中的上拉开关器件和下拉开关器件，以及所述电荷泵输出比较模块的电容放电开关器件进行控制。
9.根据权利要求8所述的周期信号采样电路，其特征在于，在所述逻辑判断模块中设置有第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一逻辑与非门和第二逻辑与非门，所述第一反相器的输入端与所述电荷泵输出比较模块中比较器的输出端相连，所述第二反相器的输入端用于输入PWM信号，所述第二反相器的输出端与电荷泵输出比较模块中的电容放电开关器件相连，所述第一逻辑与非门的输入端分别与比较器的输出端和PWM信号相连，所述第一逻辑与非门的反相输出端与所述第三反相器的输入端相连，所述第三反相器的输出端与电荷泵检测模块中的下拉开关器件相连，所述第二逻辑与非门的输入端分别与所述第一反相器的输出端和PWM信号相连，所述第一反相器的输出端用于输出反相采样信号，所述第二逻辑与非门的反相输出端与所述第四反相器的输入端相连，所述第四反相器的输出端与电荷泵检测模块中的上拉开关器件相连。
10.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，在所述电荷泵检测模块内，所述上偏置电流为电源到所述电荷泵电容的充电电流，所述下偏置电流为所述电荷泵电容到接地的电流，所述开关器件为MOS管或三极管。
...【技术特征摘要】
1.一种周期信号采样电路，应用于电源转换电路，其特征在于，包括：电荷泵检测模块、电荷泵输出比较模块和逻辑判断模块，其中：
2.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述第二比较值为采样信号，所述第二比较值与pwm信号的相位差和所述第一比较值成对应关系，具体为：所述上偏置电流等于所述下偏置电流，或：所述下偏置电流等于两倍的上偏置电流。
3.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述电荷泵检测模块中包括上拉开关器件和下拉开关器件，所述上拉开关器件一端连接电源，另一端与所述下拉开关器件的一端相连，所述下拉开关器件的另一端接地，所述电荷泵电容一端连接在所述上拉开关器件和所述下拉开关器件之间，另一端接地。
4.根据权利要求1所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述电荷泵输出比较模块包括压控电流源、运放比较器、第一电容和电容放电开关器件，所述压控电流源的输入端与电源相连，所述压控电流源的控制端与所述电荷泵电容相连，所述压控电流源的输出端与所述运放比较器的同相端相连，所述第一电容一端连接在所述压控电流源和所述运放比较器的同相端之间，另一端接地，所述电容放电开关器件的一端连接在所述压控电流源和所述运放比较器的同相端之间，另一端接地。
5.根据权利要求4所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述压控电流源包括低钳位模块和电压控制电流模块，所述低钳位模块用于配置所述电荷泵电容电压的最低值，所述电压控制电流模块用于输出电流。
6.根据权利要求5所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述低钳位模块中包括第一mos管和第二mos管，所述第一mos管的源极用于接收电荷泵电容电压，所述第一mos管的漏极与电源相连，所述第一mos管的栅极与所述第二mos管的漏极相连，所述第二mos管的栅极与所述第一mos管的源极相连，所述第二mos管的源极接地。
7.根据权利要求6所述的周期信号采样电路，其特征在于，所述电压控制电流模块中还包括第...
【专利技术属性】
技术研发人员：王康乐，黄锴，李甜，
申请(专利权)人：芯洲科技北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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