[实用新型]一种零电流检测及调节系统

说明书

本实用新型公开了一种零电流检测及调节系统，包括依次连接的功率级电路、比较门限电路、过零检测电路以及开关电源控制电路，开关电源控制电路还与功率级电路连接，比较门限电路还连接有补偿电路，补偿电路还连接有采样电路，采样电路用于采集功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度的信号。本实用新型利用补偿电路采集功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度变化的情况并向比较门限电路输入补偿信号，自动调节比较门限电路的门限和过零检测电路的零电流速度及精准度，同时能够补偿因功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度变化对过零检测电路的检测速度和功率级电路功率管内阻的影响所带来的零电流检测偏差。

技术领域

本实用新型涉及开关电源转换器技术领域，特别是一种零电流检测及调节系统。

背景技术

同步整流开关电源转换器的共同点是，续流采用了续流开关管替代续流二极管，以减小功率损耗，提高转换效率。开关电源转换器在重负载时，处于电感电流连续模式(CCM)。在轻负载时，占空比下降，电感电流下降，从而处于电感电流断续模式(DCM)。为了防止电感电流反灌，导致同步整流开关电源转换器在轻负载时的转换效率下降，当电流下降为零时，需要关断续流开关。当续流开关管上面有电流流过时，由于续流开关管存在导通电阻，因此在续流开关管的源极和漏极之间存在电压差，该电压差正比与流过的电流，一旦电流下降到零，续流开关管的源漏电压差也下降到零。因此现有的同步整流开关电源转换器的传统做法是用比较器比较续流开关管的源极和漏极两端电压差，一旦发现功率管源漏两端电压差下降到零，即认为电流为零，马上关断续流功率管。同时由于比较器存在比较速度问题，因此一般还会在源漏电压差上增加一个提前门限电路，让比较器提前进行比较，保证比较器输出比较信号时电感电流刚好到零。

但是由于当前手机等电子设备快充技术的普及，应用在快充产品领域的开关电源转换器的输入输出电压范围变化很大。而电感放电斜率与输入和输出差值成正比，由于转换器的输入输出电压的变化，造成电流下降的速度变化很大，因此在不同的输入输出情况下，如果比较门限电路和比较器的比较速度固定，就会造成零电流检测结果随输入输出的变化存在很大偏差。当开关电源给普通设备充电时，输出电压为5V。而当开关电源给快充设备充电时，输出电压可能为9V，12V甚至高达20V。对于这种传统做法，假如比较门限电路和过零比较器的比较速度，满足了输出5V情况下，电流正好到零时，比较器输出零电流信号，那么在输出9V或者12V的情况下，由于电流下降速度更快，当过零比较器输出零电流信号时，电感电流值已经变为负值，从而造成了效率的损失。同时开关电源转换器存在自身发热的问题，由于发热比较器速度会发生变化，会造成零电流检测的偏差。同样，功率管内阻在不同温度下，导通电阻也不一样，因此在相同电流时，功率管两端压差会有变化，也会造成零电流检测结果的偏差。

发明内容

为了解决上述的技术问题，本实用新型提供了一种零电流检测及调节系统，能够根据系统温度变化和/或电压输入变化和/或电压输出变化，自动调节系统的比较门限和/或比较器速度零电流检测的速度及精准度。

本实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：一种零电流检测及调节系统，包括依次连接的功率级电路、比较门限电路、过零检测电路以及开关电源控制电路，所述开关电源控制电路还与功率级电路连接，所述比较门限电路还连接有补偿电路，所述补偿电路还连接有采样电路，所述采样电路用于采集功率级电路的输入电压和/或输出电压和/或温度的信号。

进一步，所述补偿电路还与过零检测电路相连，用于改变过零检测电路的偏置电流。

进一步，所述采样电路包括输入电压采样单元、输出电压采样单元和温度检测单元，所述输入电压采样单元的输入端与功率级电路电源端相连，所述输入电压采样单元的输出端与补偿电路的第一信号采集端连接，所述输出电压采样单元的输入端与功率级电路输出端相连，所述输出电压采样单元的输出端与补偿电路的第二信号采集端连接，所述温度检测单元的输出端与补偿电路的第三信号采集端相连。