[发明专利]一种自校准过零比较器及直流变换电路

说明书

本发明公开了一种自校准过零比较器及直流变换电路。所述自校准过零比较器包括：第一比较模块、逻辑模块、补偿模块与第二比较模块；所述第一比较模块用于比较所述参考电压和所述采样电压的大小，并输出状态信号；逻辑模块用于根据所述状态信号产生逻辑控制信号；补偿模块用于偏置所述第一电源信号产生偏置信号，并根据所述逻辑控制信号对所述采样电压进行补偿产生补偿信号；第二比较模块用于比较所述偏置信号与所述补偿信号的大小，并输出过零比较信号。本发明可以在不增加成本的基础上，提高过零比较器的精度。

技术领域

本发明实施例涉及过零检测技术领域，尤其涉及一种自校准过零比较器及直流变换电路。

背景技术

在DC-DC电路中，对系统的功率效率要求很高。为了兼顾重载和轻载两种情况，DC-DC电源一般在重载的时候采用脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）控制方式，在固定频率下通过调节占空比来调整输出；在轻载的时候电源可以采用脉冲频率调制（PulseFrequency Modulation，PFM）的控制方式，通过降低开关频率来提高效率。当负载电流较大时，系统工作在连续电流模式（Continuous Conduction Mode，CCM），电感电流为平均值等于负载电流的三角波；当负载电流减小到一定程度时，电感电流的三角波有部分会到零以下。为防止反向电感电流造成的能量损耗，需要在电感电流为零时关断开关管。因此，需要过零比较电路来检测电感电流是否为零。

当电感电流下降到零时，采样点的采样电压为零。因此，现有的过零检测电路通常是利用比较器直接将采样点的采样电压与零信号进行比较，若检测到采样点的电压大于零，即认为电感电流进入负电流区域，需要关闭开关管。由于比较器自身的精度和延时问题会导致过零检测的不准确，而要提高精度在芯片设计时需要付出极大的代价，且如果要减小比较器和整个线路的延时，往往需要付出功耗和电路可靠性的代价。因此，现有的过零比较器的精度和成本之间存在矛盾关系。

发明内容

本发明实施例提供了一种自校准过零比较器及直流变换电路，以在不增加成本的基础上，提高过零比较器的精度。

第一方面，本发明实施例提供了一种自校准过零比较器，所述自校准过零比较器包括：第一比较模块、逻辑模块、补偿模块与第二比较模块；

所述第一比较模块的第一输入端接入参考电压，所述第一比较模块的第二输入端接入采样电压，并作为所述自校准过零比较器的输入端；所述第一比较模块用于比较所述参考电压和所述采样电压的大小，并输出状态信号；

所述逻辑模块的输入端与所述第一比较模块的输出端电连接；所述逻辑模块用于根据所述状态信号产生逻辑控制信号；

所述补偿模块的第一输入端接入第一电源信号，所述补偿模块的第二输入端接入所述采样电压，所述补偿模块的控制输入端与所述逻辑模块的输出端电连接；所述补偿模块用于偏置所述第一电源信号产生偏置信号，并根据所述逻辑控制信号对所述采样电压进行补偿产生补偿信号；

所述第二比较模块的第一输入端与所述补偿模块的第二输出端电连接，所述第二比较模块的第二输入端与所述补偿模块的第一输出端电连接，所述第二比较模块的输出端作为所述自校准过零比较器的输出端；所述第二比较模块用于比较所述偏置信号与所述补偿信号的大小，并输出过零比较信号。

可选地，所述逻辑控制信号包括n位逻辑控制信号；其中，n为大于或等于4的整数；

所述补偿模块包括：第一晶体管、第二晶体管、第一上拉电源、第一电流镜、第二电流镜、第一电阻与补偿单元组；其中，所述补偿单元组包括串联连接的n个补偿单元，每个所述补偿单元包括一个控制端，并作为所述补偿单元组的控制端；