[发明专利]电压变换器的零电流检测器

说明书

检测电压变换器的零电流的方法包括：在电压变换器的功率开关闭合的第一阶段重置比较器输出；以及误差消除电路从比较器接收取样信号。该方法还使用取样信号确定比较器误差。响应于电压变换器的输出电压小于阈值电压，比较器输出在功率开关打开的第二阶段被重置。比较器将来自电压变换器的第一信号与代表地电压的第二信号进行比较，在产生表示第一和第二信号的比较的ZCD信号。随后，产生表示所确定的比较器误差的误差消除信号，以消除比较器误差。

技术领域

本发明涉及电压变换器。具体地，本发明涉及同步降压变换器的零电流检测器(Zero-Current Detector，ZCD)。

背景技术

开关模式电源供应器(Switching Mode Power Supply，SMPS)通常地用来向负载提供经调节的电源，例如经调节的电压或经调节的电流。

图1所示的是一种电压变换器100的电路示意图。该电压变换器100包括功率电路102和控制电路104。功率电路102包括功率开关S₁、同步开关S₂、电感器L、电容器C、以及输出电阻器R。功率开关S₁由P型晶体管实现，同步开关S₂由N型晶体管实现。对于功率开关S₁，其源极端耦接到输入电压V_in，其漏极端耦接到同步开关S₂的漏极端以及电感器L的一端，而其栅极端耦接到控制电路104。功率开关S₁由控制电路104控制。类似地，对于同步开关S₂，其源极端耦接到地，其栅极端耦接到控制电路104从而同步开关S₂亦由控制电路104控制。电感器L的一端耦接到功率开关S₁和同步开关S₂的漏极，而电感器L的另一端耦接到输出端而提供输出电压V_out。输出电阻器R和电容器C并联地连接在输出端和地之间。

控制电路104包括串联地连接在输出端和地之间的第一反馈电阻R₁和第二反馈电阻R₂。第一、第二反馈电阻R₁、R₂之间的节点提供反馈电压V_FB。控制电路104还包括电流感测电路106、补偿电路108、以及PWM/PFM控制电路110。电流感测电路106用来感测在功率开关S₁和同步开关S₂之间的节点上的电流，由图1中的虚线箭头线之一所指。PWM/PFM控制电路110自电流感测电路106接收所感测的电流，并产生用在对于开关S₁、S₂的控制中的补偿信号。补偿电路108接收反馈电压V_FB并产生用在对开关S₁、S₂的控制中的电压补偿信号。

在运行时，功率开关S₁在“导通状态”下被控制为导通，从而输入电压V_in经过电感器L而被提供到输出电压V_out。在随后的“关断状态”下，功率开关S₁被控制为关断，而同步开关S₂被控制为导通。电感器L放电，并作用为电压源，从而输出电压V_out持续被提供。功率开关S₁和同步开关S₂交替地导通以对电感器L充电和放电，并且不会同时导通，以免使输入电压V_in与地之间被短路。