[实用新型]一种过零检测电路

说明书

本实用新型公开了一种过零检测电路，包括包括功率管NFET、比例镜像管N1、比例镜像管N2、比较器AMP、电流源I1、电流源I2、电感L和电容COUT，当功率管NFET导通后，电流的流通方向是，GND→NFET→LX→电感L→V_OUT这个顺序，还包括电阻R1，所述电阻R1一端与比较器AMP的负极输入端连接，所述电阻R1的另一端连接在电感L与电容COUT之间，本申请通过对过零电路进行改进，将V_OUT引入电路内部，通过电阻R1来给过零检测电路的输入提供随V_OUT变化的电流，从而使得不同应用下ZCD电路的翻转阈值一直处于最佳状态。

技术领域

本实用新型涉及DC-DC同步降压电源领域，特别涉及一种过零检测电路。

背景技术

过零检测电路(ZCD)是DC-DC同步降压电源中一种非常普遍电路，作用是检测下功率管内中的电流，当功率管电流接近0时发出过零信号，使芯片逻辑关闭功率管。

图2为DC-DC同步降压电源原理图，如图2所示，包括DC-DC同步降压模块，DC-DC同步降压模块包括过零检测电路，所述过零检测电路包括功率管NFET，所述DC-DC同步降压模块外部连接有工作电感L，上述降压电源的输入电压记为VIN，输出电压记为V_OUT，过零检测就是检测功率管NFET的电流，实际上从ZCD检测电流为0到芯片关闭功率管NFET有一个延时T_D，这样功率管NFET的电流会有一个过冲，大小如下公式：

上述ΔI代表过冲电流大小，V_OUT为输出电压，L为电感大小；

由于存在过冲，芯片设计时会在电流未到零时输出过零信号，使得输出V_OUT上的能量不会因延迟而泄放到GND，影响效率。

但是还有一个问题，V_OUT的电压改变会导致ΔI变化，V_OUT变大ΔI变大，对于V_OUT可设置的芯片来说，只有一种V_OUT电压是刚刚好的，其他应用都会出现ZCD阈值过大或过小的问题，近些年来DC-DC市场一直追求小面积高频率，减小电感来实现降低成本的目的。这使得ΔI变大，对效率也有更大的影响，ZCD阈值更加不好设定。

现有的过零检测电路原理如图3所示，包括功率管NFET、比例镜像管N1、比例镜像管N2、比较器AMP、电流源I1、电流源I2、电感L和电容COUT，所述功率管NFET的源极接地，所述功率管NFET的漏极与N2的源极连接，所述比例镜像管N1的漏极与电流源I1的正极连接，所述比例镜像管N1的源极接地，所述比例镜像管N2的漏极连接电流源I2的正极，所述功率管NFET、比例镜像管N1、比例镜像管N2的栅极分别与电流源I1和电流源I2的负极连接，所述比较器AMP的正极输入端连接至电流源I1的正极，所述比较器AMP的负极输入端连接至电流源I2的正极，所述比较器AMP的正极与电流源I1和电流源I2的负极连接，所述比较器AMP的负极接地，所述电感L的一端通过电容COUT接地，所述电感L的另一端与功率管NFET的漏极连接，电流源I₂稍稍比电流源I₁大一些，使得ZCD阈值稍大于0，当NFET导通后，电流的流通方向是，GND→NFET→LX→电感L→V_OUT这个顺序，此时LX的电位比GND的电位低，随着电流的越来越小，LX与GND的差值越来越小，电流接近0时LX与GND基本相等，比较器AMP的输入：

V_{SNS_GND}＝I₁×R_{DSON_N1} (式-2)

V_{SNS_LX}＝I₂×R_{DSON_N2}+V_LX (式-3)