[发明专利]串联谐振充电电源的零电流检测电路及设计方法

权利要求书

1.一种串联谐振充电电源的零电流检测电路，包括比较器A1，其特征在于还包括：

谐振信号整流电路，用于对串联谐振电容器充电电源谐振电流信(互感器T2获取)号进行整流处理；

谐振信号直流偏置电路，用于将电压信号偏置设置为电路所需电压；

变换器开关信号整流电路，用于对串联谐振变换器式电容器充电电源的变换器开关信号进行整流处理，开关信号取自控制器(控制器可以模拟或数字的)输出的驱动信号；幅度调节电路，用于将开关脉冲信号进行幅度调节，改变比较器阈值电压；

谐振信号整流电路、谐振信号直流偏置电路、比较器负极输入端顺序电连接，开关信号整流电路、开关信号幅度调节电路、比较器正极输入端顺序电连接。

2.根据权利要求1所述的一种串联谐振充电电源的零电流检测电路，其特征在于所述谐振信号整流电路包括第一二极管D1、第二二极管D2、第三二极管D3、第四二极管D4组成全桥电路，第一二极管D1阴极与第二二极管D2阳极连接，引出线作为全桥电路输入端；第三二极管D3阴极与第四二极管D4阳极连接，引出线作为全桥电路另一个输入端；第一二极管D1阳极与第三二极管D3阳极连接，引出线作为全桥电路负极；第二二极管D2阴极与第四二极管D4阴极连接，引出线作为全桥电路正极，所述谐振信号直流偏置电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)和第三电阻(R3)组成的偏置电路，所述开关信号整流电路包括第五二极管D5、第六二极管D6，所述开关信号幅度调节电路包括第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、滑动变阻器(W1)、MOS管(T1)、电容(C1)，组成的可调节射极跟随器电路。全桥电路正极输出接入比较器(A1)负极，全桥电路负极输出与第二电阻(R2)、第三电阻(R3)连接端连接，第二电阻(R2)一端接入(5V)电源，另外一端与第三电阻(R3)串联，第一电阻(R1)并联在全桥电路的输出端上；第五二极管D5、第六二极管D6组成半桥电路，半桥电路输出端与第五电阻(R5)串联，第五电阻(R5)另一端与MOS管(T1)的栅极连接、第六电阻(R6)连接，MOS管(T1)的源极与滑动变阻器(W1)连接，滑动变阻器(W1)另一端与第四电阻(R4)串联，第四电阻(R4)另一端与第六电阻(R6)另一端、第三电阻(R3)另一端、电容(C1)一端共地，电容(C1)另一端接入比较器(A1)正极，滑动变阻器(W1)与第四电阻R4连接端(A1)接入比较器正极，MOS管(T1)的漏极与5V电源连接；比较器(A1)输出端与串联谐振充电电源数字控制器输入端b连接，半桥电路输入端与串联谐振充电电源数字控制器输出端a连接。

3.根据权利要求1所述的一种串联谐振充电电源的零电流检测电路，其特征在于所述检测电路与串联谐振充电电源电连接。

4.一种串联谐振充电电源的零电流检测电路设计方法，其特征在于首先通过对谐振电流信号进行整流以及直流偏置调节产生一个合适的谐振电压信号，同时对串联谐振充电电源数字控制器的开关驱动信号进行整流和幅度调节处理产生合适的阈值电压，然后将谐振电压信号、阈值电压信号输入比较器，根据比较的结果做出相应的处理。

5.根据权利要求4所述的一种串联谐振充电电源的零电流检测电路设计方法，其特征在于所述检测电路设计步骤包括：

1)谐振电流信号的处理：由高压变压器初级的互感器T2探测出谐振电流，通过二极管D1～D4整流后，在电阻(R1)上变换成一个合适的单极电压，并通过分压电阻(R2)、电阻(R3)直流偏置到一个合适的电压值后，与比较器(A1)负极连接；

2)串联谐振充电电源变换器的开关信号获得与处理：取自串联谐振充电电源数字控制器输出的开关驱动信号幅度是固定的，被D5～D6整流成单极电压，连接到比较器(A1)的正极，该电压作为比较器的阈值电压，可通过调节(W1)使比较器恰好在谐振电流过零点之前输出负电压；

3)检测信号输出：比较器(A1)对负极输入端的谐振电压和正极输入端的阈值电压在零点比较判断，正常情况下，谐振电流为零时，阈值电压高于零点，比较器无输出，当谐振频率变化时，电流零点移动，即前一电流零点时刻的电压值增高，大于阈值电压，比较器输出负电压，该电压下降沿可被用去触发变换器的数字控制电路，调节驱动脉冲的宽度，使开关的关断对应新的谐振电流零点，比较器的输出又回到零检测状态。