[发明专利]一种负电平检测电路

说明书

一种负电平检测电路，利用电压采样模块将负电平检测电路的输入信号进行降压处理再输出至阈值检测模块中进行比较；阈值检测模块包括电压检测单元和参考电压产生单元，参考电压产生单元利用电流镜将偏置电流镜像到第一电阻上在第一电阻两端产生阈值电压，通过调节第一电阻的电阻值和电流镜镜像到第一电阻上的电流能够设置不同的阈值电压；电压检测单元为三极管发射极输入的比较器，比较器两个输入端分别连接地电位与电压采样模块的输出，当地电位与电压采样模块输出电压值的差值达到参考电压产生单元设置的阈值电压时，负电平检测电路产生有效的负电平检测信号。本发明利用小环路和大环路结合实现阈值调整和快速比较，具有高分辨率。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，涉及一种负电平检测电路，能够应用于同步整流栅驱动。

背景技术

同步整流技术利用低导通电阻的MOSFET代替常规的二极管或肖特基管，可以大大的降低整流过程中的导通损耗，提高反激式变换器的性能，实现电源的高效率。一种采用电压型自驱动同步整流栅驱动的反激式变换器拓扑如图1所示，芯片采样同步整流管(Synchronous Rectification，SR管)的漏极和源极电压，通过内部逻辑来控制同步整流管SR的开启与关断。具体的内部逻辑是：当第一负电平检测器(开启阈值检测模块)检测到同步整流管SR的漏源电压VDS-86mV时，同步整流管SR栅极输出VG为高电平，同步整流管开启；当第二负电平检测器(关断阈值检测模块)检测到同步整流管SR的漏源电压VDS-3mV时，同步整流管SR的栅极输出VG为低电平，同步整流管关断。由于同步整流管的源极一般接地电位0V，因此同步整流管打开后其漏极会进入负电位，且该电位为毫伏级，因此设计用于检测同步整流管漏极负压的比较器是同步整流栅驱动电路设计的关键，在其他电路系统中也有各种应用负压检测的场景，因此亟需设计一种精确的负电平检测电路以满足各种电路系统对于负压检测的需求。

发明内容

针对各自电路系统对于负压检测的要求，本发明提出了一种负电平检测电路，能够根据需要灵活设计负压检测阈值，采样三极管发射极输入的比较器结构进行准确的负电平检测，能够应用于同步整流栅驱动技术中，在检测到同步整流管漏源电压低于阈值电压时控制同步整流管打开，满足同步整流栅驱动电路的需要。

本发明的技术方案为：

一种负电平检测电路，包括电压采样模块和阈值检测模块，所述电压采样模块包括第一LDNMOS管、第一NMOS管和第一PMOS管，第一LDNMOS管的漏极作为所述负电平检测电路的输入端，其栅极连接第一PMOS管的栅极和源极并连接内部电源电压，其源极连接第一PMOS管的漏极和第一NMOS管的漏极并作为所述电压采样模块的输出端；第一NMOS管的栅极和源极接地；

所述阈值检测模块包括电压检测单元和参考电压产生单元，所述参考电压产生单元包括第一电阻，偏置电流通过电流镜镜像到第一电阻上在第一电阻两端产生阈值电压，第一电阻两端中电压值更大的一端电压作为第一阈值设置电压，另一端电压作为第二阈值设置电压；

所述电压检测单元包括第一NPN型三极管、第二NPN型三极管、第三NPN型三极管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第二PMOS管和第二电阻，

第一NPN型三极管的基极连接所述第一阈值设置电压，其集电极连接第三NPN型三极管的基极和第二NMOS管的漏极并作为第一节点，其发射极连接第三NMOS管和第四NMOS管的源极并接地；

第二NPN型三极管的基极连接第三NPN型三极管的发射极和第四NMOS管的漏极以及所述第二阈值设置电压，其集电极连接第二NMOS管的源极和第二PMOS管的栅极并作为第二节点，其发射极连接所述电压采样模块的输出端；

所述偏置电流通过电流镜为所述电压检测单元的第一节点和第二节点提供相同偏置；

第三NPN型三极管的集电极通过第二电阻后连接所述内部电源电压；