[发明专利]一种过零检测电路及开关电源

说明书

技术领域

本发明涉及一种电力电子技术，尤其涉及一种过零检测电路及开关电源。

背景技术

在同步型开关电源中，轻载状态下，同步管续流过程中，需要在电感电流逐步降至零时关断同步管，以降低功耗，提高效率。电感电流在这种过程中的工作模式为不连续导通模式(DCM)。

在不连续导通模式下，需要采用过零检测电路来检测电感电流是否过零。图1为现有技术实现的一种用于降压型同步开关电源的过零检测电路，该检测电路采用开关管SD与同步管SW串联连接，相连的节点LX为开关电源的开关节点，偏置电流源A与开关管SD串联连接并为其提供偏置电流I_b，比较器CP比较节点RP处的电压与GND处的电压(一般为零)，并输出过零检测信号ZX。当节点RP处的电压达到GND处的电压时(过零检测点)，过零检测信号有效，以控制一逻辑电路输出开关控制信号来控制同步管SW关断。在该过零检测电路中，所设定过零检测点所对应的电感电流值只与偏置电流、同步管的导通电阻以及开关管SD的导通电阻相关，而这几个值在电路设定好后均为固定值，因此过零检测点所对应的电感电流值也为一个固定值。

在开关电源中，对于不同的输出电压，电感电流下降的斜率不同。因此当过零检测点所对应的电感电流值固定时，对于不同的输出电压会出现在同步管被关断时刻(检测到零点后需要经过一个固有延时时被关断，在这个延时时间内，电感电流会继续下降)，电感电流还未降为零(说明零点设置过高)或已经变为负值(说明零点设置过低了)，从而会引起开关电源的功耗与效率问题。

发明内容

有鉴于此，本发明提供了一种开关电源的过零检测电路和开关电源，以解决现有技术中因开关电源的输出电压不同而造成同步管不能精准的控制在电感电流过零时被关断的问题。

一种开关电源的过零检测电路，所述开关电源中设置有同步管，所述同步管的第一端与所述开关电源的开关节点相连，所述过零检测电路包状态判断电路、调整电压生成电路以及第一比较电路；

所述状态判断电路用于判断所述同步管的体二极管在所述同步管关断时是否导通，并输出判断信号；

所述调整电压生成电路用于根据所述判断信号生成调整电压，且在所述判断信号指示所述体二极管导通时，减小所述调整电压的值，在所述判断信号指示所述体二极管未导通时，增大所述调整电压的值；

所述第一比较电路用于比较检测电压和所述同步管的第二端处电压，并输出过零检测信号，当所述检测电压达到所述同步管的第二端处电压时，所述过零检测信号变为有效状态，以控制所述同步管关断；

其中，所述检测电压为所述调整电压与所述同步管的第一端处电压的叠加电压。

优选的，所述状态判断电路包括第二比较电路，

所述第二比较电路用于在所述同步管关断时，将所述同步管的第一端和同步管的第二端之间的电压差值与阈值电压的值进行比较，并输出所述判断信号，当所述电压差值大于所述阈值电压的值时，所述判断信号指示所述体二极管导通，当所述电压差值小于所述阈值电压的值时，所述判断信号指示所述体二极管未导通。

优选的，当所述同步管的第二端接地时，所述第二比较电路包括阈值电压产生电路、比较器、RS触发器以及短脉冲产生电路，

所述阈值电压产生电路用于产生所述阈值电压，所述阈值电压的值小于所述体二极管导通压降的值；

所述比较器的第一输入端接收所述阈值电压与所述同步管的第一端处电压的叠加电压，第二输入端接收所述同步管的第二端处电压，输出端连接到所述RS触发器的第一输入端；

所述RS触发器的第二输入端接收短脉冲信号，输出端输出所述判断信号；

所述短脉冲产生电路由所述同步管的开关控制信号触发生成所述短脉冲信号。

优选的，所述阈值产生电路包括第一电阻和第一电流源，所述第一电阻的第一端与所述同步管的第一端相连，第二端与所述第一电流源相连，所述第一电阻上的电压为所述阈值电压。

优选的，所述第二比较电路还包括第二电阻和第一电容，所述第二电阻的第一端与所述第一电阻的第二端相连，第二端与所述比较器的第一输入端相连，所述第一电容连接在所述第二电阻的第二端和接地端之间。

优选的，所述调整电压生成电路包括偏置电流产生电路和调整管，