[发明专利]一种电感电流过零检测电路和方法

说明书

本发明公开了一种电感电流过零检测电路，包括输入级模块，输入级模块用于监测SW点的电压，并给SW点的电压附加一个超前阈值，将SW点的电压与功率地电位同时进行采集，并输出至比较级模块；比较级模块，比较级模块用于将输入级模块采集的SW点的电压与功率地电位电压进行比较，输出电感电流过零与否的比较结果至输出级模块；输出级模块，用于将比较级模块输出的信号进行整形后输出。可以防止由于系统延迟、工艺误差导致的系统非连续导通模式下的不期望的电感电流反向。

技术领域

本发明属于模拟集成电路技术领域，具体属于一种电感电流过零检测电路和方法。

背景技术

在电源管理领域中，DC-DC开关电源凭借其高可靠性、低能耗、高效率等优势顺应模块化、智能化的电子产品发展方向得到越来越广泛的应用。其中BUCK型DC-DC电源芯片可以通过控制功率管的开关向负载传输功率，因此具有很高的电源转换效率。

现有技术中的过零检测方式有第一种直接监测电感电流，采用电流镜镜像的方式将流经续流管的电流精确镜像出来，并运用运算放大器处理镜像出来的电流，这种方法对运算放大器的性能有较高的要求，因此电感电流过零检测的精度较低；第二种方法是检测SW点的电压，监测SW点的电压即可以反映电感电流的大小。采用一级运算放大器直接将地电位PGND与SW点的电压进行比较，当SW点电位由负值上升至PGND大小时，过零检测比较器的输出由低变为高，逻辑电路输出控制信号关闭续流管。该方法存在如下问题：在实际应用中，比较器和逻辑电路等都存在延迟，若比较器的翻转阈值恰好在SW节点电压为0的点，则控制信号CTR2经各项延时到达续流管栅端，并将其关闭时，输出电容C已经开始通过续流管到地的通路泻放电荷，造成了额外的功耗，除此之外，由于在生产工艺中存在随机失配的情况，若电路将翻转点设置恰好为0，则在实际生产中，部分芯片的翻转点会大于0，而另一部分则会小于0，为电路带来了不确定的影响。

发明内容

为了解决现有技术中存在的问题，本发明提供一种电感电流过零检测电路和方法，可以防止由于系统延迟、工艺误差导致的系统非连续导通模式下的不期望的电感电流反向。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种电感电流过零检测电路，包括输入级模块，输入级模块用于监测SW点的电压，并给SW点的电压附加一个超前阈值，将SW点的电压与功率地电位同时进行采集，并输出至比较级模块；

比较级模块，比较级模块用于将输入级模块采集的SW点的电压与功率地电位电压进行比较，输出电感电流过零与否的比较结果至输出级模块；

输出级模块，用于将比较级模块输出的信号进行整形后输出。

优选的，所述输入级模块包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第一NMOS管N1、第二NMOS管N2、第三NMOS管N3、第四NMOS管N4、第一NPN管Q1、第二NPN管Q2、第三NPN管Q3、第四NPN管Q4和电流源I1；

所述第一NMOS管N1的栅极、第二NMOS管N2的栅极、第一电阻R1的一端、第二电阻R2的一端和第七电阻R7的一端之间相互连接；所述第七电阻R7的另一端连接电源V1P8；

所述第一电阻R1的另一端和第一NMOS管N1的漏极连接输入级模块的输出端口A，第二电阻R2的另一端和第二NMOS管N2的漏极连接输入级模块的输出端口B；

所述第一NMOS管N1的源极分别连接第一NPN管Q1的发射极、第二NPN管Q2的基极和第四NPN管Q4的集电极；

所述第二NMOS管N2的源极分别连接第一NPN管Q1的基极、第二NPN管Q2的发射极和第三NPN管Q3的集电极；

所述第一NPN管Q1的集电极和第二NPN管Q2的集电极连接电源SVIN；