CN117134587B - 开关电源芯片的自校准过零电流检测电路及开关电源芯片 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种开关电源芯片的自校准过零电流检测电路及开关电源芯片,其中检测电路包括:依次连接的SW端口检测模块、过零检测计算模块、过零检测校准模块和过零比较模块;SW端口检测模块用于在开关电源芯片的下管每一次关断时检测SW节点的电压,并在下管关断后的死区时间内的两个时刻对SW节点的电压的电平高低作两次判断,产生两个判断状态信号;过零检测计算模块用于在下管每一次开启时,更新并输出两个判断状态信号;过零检测校准模块根据过零检测计算模块的输出判断该次过零检测的判断是否精确,调整下一次过零检测的修调值,输出修调信号;过零比较模块接收修调信号,修调失调电压,输出过零电流检测信号。

Description

开关电源芯片的自校准过零电流检测电路及开关电源芯片
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域,具体涉及一种开关电源芯片的自校准过零电流检测电路及开关电源芯片。
背景技术
在消费电子和汽车电子中,因为各种规格的电子元器件和芯片对电源的要求各不相同,而其能量都来源于电池端,需要对电池电压进行升压或者降压处理。电源芯片能够将输入电压转换为适合电子器件工作的输出电压,因此电源芯片在消费电子、工业电子及汽车电子中的应用无处不在。
在汽车电子芯片中,其输入端通常是电池电压,其电压范围约为8V~20V,而用电端通常是LED灯珠,传感器芯片,接口芯片,主控芯片等,其工作电压范围为2V~12V,因此就需要BUCK(降压转换器)芯片将电池端电压降至其他电子元器件的额定工作电压为其供电。而在实际应用中,DC-DC转换芯片的输出负载并不是某一个固定的电流,其随着***处在不同的工作,负载电流会有很大的波动。以BUCK转换器为例,在轻载时,转换器仍然工作在电感电流连续模式(CCM),那么在BUCK的下管开启时,下管会有负向电感电流流过,这样会导致效率降低。因此在轻载时很多DC-DC转换器会工作在电感电流断续模式(DCM),即在电感电流为0时关断下管。
为了避免在DCM模式时有较大负向电流流过功率管时降低DC-DC转换器的工作效率,以BUCK转换器为例,其通常会在内部加入电感电流过零检测比较电路,常见的方案如图1所示:
REG_TOP为BUCK电路的输出恒压调制模块,其作用是通过PWM调制,将驱动信号输出至驱动模块DRIVER,该模块驱动上管M1(功率开关管)和下管M2(功率开关管),最终产生稳定的输出电压VOUT。该电路工作在DCM模式时,过零比较器ZCD_COMP在下管M2开启时(LS_ON_ST=1)会检测SW和PGND两端的电压,当VSW>VPGND,下管M2管的电流从SW到PGND,电感电流为负,此时过零比较器输出ZCD_ST=1,该信号控制驱动模块DRIVER关断下管M2,使BUCK工作在DCM模式。
但该方案在电源芯片的应用中有以下缺点:
1.这种方式的电感电流过零检测比较结构中,过零检测的精度依赖于过零比较器ZCD_COMP的精度,假设该过零比较器的失调电压为Vos,则过零比较器的过零检测点为IZCD=Vos/Rds_on_M2。通常下管M2的导通阻抗Rds_on_M2比较小,为数十毫Ohm级别,因此传统的过零比较器引入的误差不能忽略,如果过零检测点的失调偏向负电流,则会有较大的效率损失,且在关掉下管M2时SW节点会有较大的过冲;如果过零检测点的失调偏向正电流,则在关断下管M2时会通过其体二极管续流,这时对于效率会有一定损失。
2.为了解决过零比较器失调过大的问题,传统的过零检测电路会加入修调单元TRIM_CELL,该模块通过TRIM_BUS在芯片出厂时修调比较器ZCD_COMP的失调电压,使其满足精度要求。但这种方案会增加芯片出厂时的测试时间,提高了芯片的成本。
3.为了保证过零比较器有较快的响应速度,传统的过零比较器的电流设置会比较大,而芯片工作在DCM时BUCK的输出负载为轻载,对效率要求比较高,因此较大的模块功耗不符合高性能电源对于效率的要求。
因此,传统的开关电源芯片的电感电流过零检测比较电路无法满足实际应用中电源芯片对于高效率、高性能和低成本的需求。
发明内容
本发明的目的是提出一种开关电源芯片的自校准过零电流检测电路及开关电源芯片,可以解决开关电源芯片在轻负载的DCM工作模式时,因为电感电流的零电流点检测不准导致有反向倒灌电流流入芯片内部,从而使轻载效率降低,输出纹波过大的问题。
为了实现上述目的,本发明提供了一种开关电源芯片的自校准过零电流检测电路,包括:
依次连接的SW端口检测模块、过零检测计算模块、过零检测校准模块和过零比较模块;
所述SW端口检测模块包括两个输入端和两个输出端,其中一个输入端用于采集SW节点的电压,另一个输入端用于输入所述开关电源芯片的下管的开启/关断的状态信号,所述SW端口检测模块用于在所述开关电源芯片的下管每一次关断时检测SW节点的电压,并在所述下管关断后的死区时间内的两个时刻对SW节点的电压的电平高低作两次判断,产生两个判断状态信号,分别从所述两个输出端输出;
所述过零检测计算模块用于在所述下管每一次开启时,更新并输出所述两个判断状态信号;
所述过零检测校准模块根据所述过零检测计算模块的输出判断该次过零检测的判断是否精确,调整下一次过零检测的修调值,输出修调信号;
所述过零比较模块接收所述修调信号,修调失调电压;并根据所述开关电源芯片的功率地电位与SW节点的电压的大小关系,输出表征所述开关电源芯片的电感电流过零与否的过零电流检测信号。
可选方案中,所述SW端口检测模块包括:第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管,第一反相器、第二反相器、第三反相器,第一触发器、第二触发器以及延时单元;
所述第一MOS管的漏极用于输入SW节点的电压,栅极连接电压源,源极连接于所述第二MOS管的漏极,所述第二MOS管的栅极连接于所述第三反相器的输出,所述第三反相器的输入用于接收所述下管开启/关断的状态信号;所述第二MOS管的源极连接于所述第三MOS管的漏极,所述第三MOS管的源极接地;所述第三MOS管的栅极连接于所述第四MOS管的栅极,所述第四MOS管的源极接地,所述第四MOS管的漏极连接于电压源,且所述第四MOS管的漏极与栅极短接;
所述第一反相器的输入端连接于所述第一MOS管的源极,输出端连接于所述第二反相器的输入端;所述第二反相器的输出端连接于所述第一触发器和所述第二触发器的输入端,所述第一触发器的输出端输出第一判断状态信号;所述第二触发器的输出端输出第二判断状态信号;
所述第三反相器的输出信号作为所述第一触发器的时钟信号,所述第三反相器的输出信号通过所述延时单元延时后作为所述第二触发器的时钟信号。
可选方案中,所述过零比较模块包括:比较器、触发器、与非门、反相器、第一电阻、第二电阻以及修调电阻单元;
所述修调电阻单元一端连接于功率地,另一端连接于所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端连接于所述比较器的负极输入端和电源;
所述第一电阻的一端连接于SW节点,另一端连接于所述比较器的正极输入端和电源;
所述修调电阻单元接收所述过零检测校准模块的所述修调信号,通过调整所述修调电阻单元的阻值修调所述比较器的失调电压;
所述触发器的输入端连接于电源,所述下管开启/关断的状态信号作为所述触发器的时钟信号;
所述比较器的输出端和所述触发器的输出端作为所述与非门的两个输出端,所述与非门的输出端连接于所述反相器的输入端,所述反相器的输出端输出所述过零电流检测信号。
可选方案中,所述过零比较模块包括:比较器、修调电阻单元和与门;
所述修调电阻单元包括多个串联的修调电阻,所述修调电阻单元一端连接于所述功率地,另一端连接于所述比较器的负极输入端;
所述与门的两个输入端分别用于输入所述比较器的输出信号和所述下管开启/关断的状态信号;
所述与门输出所述过零电流检测信号。
本发明还提供了一种开关电源芯片,包括上述的自校准过零电流检测电路。
本发明的有益效果在于:
本发明通过该自校准过零电流检测电路,可以在开关电源芯片工作时逐周期检测电感电流过零点,并且实时进行自校准,从而提高了芯片能量转换效率,减小了输出纹波,同时减少了芯片出厂时的测试时间,降低了芯片的成本。
本发明可以同时检测上管(功率开关管)和下管(功率开关管)的电流,在下管打开时判断下管上的电流是否超过保护阈值,如果超过保护阈值,则会在下个周期到开始屏蔽上管开启信号,等待异常解除后再重新进行PWM占空比,从而达到了在短路及瞬间大电流的场景下对上管和下管实现更好的保护。
附图说明
通过结合附图对本发明示例性实施例进行更详细的描述,本发明的上述以及其它目的、特征和优势将变得更加明显,在本发明示例性实施例中,相同的参考标号通常代表相同部件。
图1为现有技术中BUCK芯片软启动方案的整体结构。
图2为本发明一实施例中开关电源芯片的自校准过零电流检测电路的原理图。
图3为本发明一实施例中自校准过零电流检测电路自校准过零电流检测时序波形图。
图4为本发明一实施例中SW端口检测模块的电路图。
图5为本发明一实施例中过零比较模块的电路图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。根据下面的说明和附图,本发明的优点和特征将更清楚,然而,需说明的是,本发明技术方案的构思可按照多种不同的形式实施,并不局限于在此阐述的特定实施例。附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例,仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
应当明白,当元件或层被称为“在...上”、“与...相邻”、“连接到”或“耦合到”其它元件或层时,其可以直接地在其它元件或层上、与之相邻、连接或耦合到其它元件或层,或者可以存在居间的元件或层。相反,当元件被称为“直接在...上”、“与...直接相邻”、“直接连接到”或“直接耦合到”其它元件或层时,则不存在居间的元件或层。应当明白,尽管可使用术语第一、第二、第三等描述各种元件、部件、区、层和/或部分,这些元件、部件、区、层和/或部分不应当被这些术语限制。这些术语仅仅用来区分一个元件、部件、区、层或部分与另一个元件、部件、区、层或部分。因此,在不脱离本发明教导之下,下面讨论的第一元件、部件、区、层或部分可表示为第二元件、部件、区、层或部分。
空间关系术语例如“在...下”、“在...下面”、“下面的”、“在...之下”、“在...之上”、“上面的”等,在这里可为了方便描述而被使用从而描述图中所示的一个元件或特征与其它元件或特征的关系。应当明白,除了图中所示的取向以外,空间关系术语意图还包括使用和操作中的器件的不同取向。例如,如果附图中的器件翻转,然后,描述为“在其它元件下面”或“在其之下”或“在其下”元件或特征将取向为在其它元件或特征“上”。因此,示例性术语“在...下面”和“在...下”可包括上和下两个取向。器件可以另外地取向(旋转90度或其它取向)并且在此使用的空间描述语相应地被解释。
在此使用的术语的目的仅在于描述具体实施例并且不作为本发明的限制。在此使用时,单数形式的“一”、“一个”和“所述/该” 也意图包括复数形式,除非上下文清楚指出另外的方式。还应明白术语“组成”和/或“包括”,当在该说明书中使用时,确定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在,但不排除一个或更多其它的特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或组的存在或添加。在此使用时,术语“和/或”包括相关所列项目的任何及所有组合。
实施例1
参照图2至图5,本实施例提供了一种开关电源芯片的自校准过零电流检测电路,包括:
依次连接的SW端口检测模块SW_DET、过零检测计算模块ZCD_CAL、过零检测校准模块AUTO_TRIM和过零比较模块;
所述SW端口检测模块包括两个输入端和两个输出端,其中一个输入端用于采集SW节点的电压,另一个输入端用于输入所述开关电源芯片的下管的开启/关断的状态信号,所述SW端口检测模块用于在所述开关电源芯片的下管M2每一次关断时检测SW节点的电压,并在所述下管M2关断后的死区时间内的两个时刻(t_ls_off和t_ls_off+Δt)对SW节点的电压的电平高低作两次判断,产生两个判断状态信号(SW_ST1和SW_ST2);
过零检测计算模块ZCD_CAL用于在所述下管M2每一次开启时,更新并输出所述两个判断状态信号,分别从所述两个输出端输出;
所述过零检测校准模块AUTO_TRIM根据PWM控制信号及所述过零检测计算模块ZCD_CAL的输出判断该次过零检测的判断是否精确,调整下一次过零检测的修调值,输出修调信号;
所述过零比较模块接收所述修调信号,修调失调电压;并根据开关电源芯片的功率地电位与SW节点的电压的大小关系,输出表征所述开关电源芯片的电感电流过零与否的过零电流检测信号。
具体地,本实施例的开关电源芯片包括:驱动模块DRIVER、上管M1、下管M2、电感L1,VBAT表示开关电源芯片的输入,VOUT表示开关电源芯片的输出,Load表示负载。对本实施例的自校准过零电流检测电路进行说明,两个判断状态信号SW_ST1和SW_ST2以及下管M2开启/关断的状态信号LS_ON_ST是ZCD_CAL模块的输入信号,CAL_ST<1:0>是过零检测计算模块ZCD_CAL的输出信号。过零检测计算模块ZCD_CAL的作用是LS_ON_ST信号的下降沿时采样并更新输入SW_ST1和SW_ST2的状态,其中,CAL_ST<0>=SW_ST1,CAL_ST<1>=SW_ST2,CAL_ST<1:0>输出至过零检测校准模块AUTO_TRIM进行校准。
过零检测校准模块AUTO_TRIM的输入是过零检测计算模块ZCD_CAL的输出CAL_ST<1:0>及PWM控制信号PWM_IN,输出为修调信号TRIM_BUS<3:0>。当CAL_ST<1:0>=00,在PWM_IN的上升沿来临时,会将当前TRIM_BUS<3:0>的值+1;当CAL_ST<1:0>=11,在PWM_IN的上升沿来临时,会将当前TRIM_BUS<3:0>的值-1;当CAL_ST<1:0>=01或者CAL_ST<1:0>=10时,在PWM_IN的上升沿来临时,会保持当前TRIM_BUS<3:0>的值。过零检测校准模块AUTO_TRIM的输出信号TRIM_BUS<3:0>会根据当前的反馈不断修调失调电压,从而使过零比较翻转点达到最优解。
参照图3,IL1是开关电源芯片的电感的电流,SW是SW节点处的电压波形,假设缺省模式下TRIM_BUS<3:0>=1000,当第一个周期的过零比较生效时,经过SW端口检测模块SW_DET的检测,CAL_ST<1:0>=00,则代表第一个周期的过零比较点偏快,需要调整提高比较点,因此在下个周期时将TRIM_BUS自动校准为TRIM_BUS<3:0>=1001;当第二个周期的过零比较生效时,经过SW端口检测模块SW_DET的检测,CAL_ST<1:0>=11,则代表第二个周期的过零比较点偏慢,需要调整降低比较点,因此在下个周期时将TRIM_BUS自动校准为TRIM_BUS<3:0>=1000;当第三个周期的过零比较生效时,经过SW_DET的检测,CAL_ST<1:0>=10,则代表第三个周期的过零比较点为所需要的最优解,因此在下个周期时将TRIM_BUS的数值进行保持。
参照图4,本实施例中,所述SW端口检测模块SW_DET包括:第一MOS管MN1、第二MOS管MN2、第三MOS管MN3、第四MOS管MN4,第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3,第一触发器DFF1、第二触发器DFF2以及延时单元Δt delay;所述第一MOS管MN1的漏极用于输入SW节点的电压波形,栅极连接电压源VDD,源极连接于所述第二MOS管MN2的漏极,所述第二MOS管MN2的栅极连接于所述第三反相器INV3的输出,所述第三反相器INV3的输入用于接收所述下管M2开启/关断的状态信号;所述第二MOS管MN2的源极连接于所述第三MOS管MN3的漏极,所述第三MOS管MN3的源极接地;所述第三MOS管MN3的栅极连接于所述第四MOS管MN4的栅极,所述第四MOS管MN4的源极接地,所述第四MOS管MN4的漏极连接于电压源VDD,且第四MOS管MN4的漏极与栅极短接;所述第一反相器INV1的输入端连接于所述第一MOS管MN1的源极,输出端连接于所述第二反相器INV2的输入端;所述第二反相器INV2的输出端连接于所述第一触发器DFF1和所述第二触发器DFF2的输入端,所述第一触发器DFF1的输出端输出第一判断状态信号SW_ST1;所述第二触发器DFF2的输出端输出第二判断状态信号SW_ST2;所述第三反相器INV3的输出信号作为所述第一触发器DFF1的时钟信号,所述第三反相器INV3的输出信号通过所述延时单元延时后作为所述第二触发器DFF2的时钟信号。
在下管M2关断的瞬间,LS_ON_ST=1,此时第二MOS管MN2开启,SW信号通过第一MOS管MN1耦合至第一MOS管和第二MOS管的连接处(SW_SNS节点),通过第一反相器INV1和第二反相器INV2判断其电平状态,由第一触发器DFF1将该状态输出为第一判断状态信号SW_ST1,在LS_ON_B信号通过延时单元Δt delay延时后,LS_ON_B信号由低转高的信号会延迟Δt时间,延时后的信号通过第二触发器DFF2,采集t+Δt时刻SW的状态,并产生输出信号-第二判断状态信号SW_ST2。本实施例中,第一MOS管MN1栅极连接电压源VDD作用是使第一MOS管MN1处于导通状态,进而使本技术方案可以应用在高压域(电压源VDD是在通常的5V/3.3V/1.8V电源域,高于VDD的VBAT都是高压域),SW节点可以是高压,这里第一MOS管MN1可以用高压管,对SW_SNS节点进行电压钳位,防止SW_SNS节点被SW信号耦合至高压损坏后级器件。
参照图5,本实施例中,所述过零比较模块包括:比较器ZCD_CMP、触发器DFF4、与非门NAND1、反相器INV4、第一电阻RSNS1、第二电阻RSNS2以及修调电阻单元TRIM_CELL;本实施例中修调电阻单元TRIM_CELL包括4个串联的修调电阻(分别为第一修调电阻RTRIM0、第二修调电阻RTRIM1、第三修调电阻RTRIM2、第四修调电阻RTRIM3),以及和每个修调电阻并联的开关,TRIM_BUS<0>至TRIM_BUS<3>为控制开关开断的控制信号,通过控制相应开关的开断,将某些电阻短路,以改变整个修调电阻单元TRIM_CELL的阻值。所述修调电阻单元TRIM_CELL一端连接于功率地PGND,另一端连接于所述第二电阻RSNS2的一端,所述第二电阻RSNS2的另一端连接于所述比较器ZCD_CMP的负极输入端和电源VDD;所述第一电阻RSNS1的一端连接于SW节点,另一端连接于所述比较器ZCD_CMP的正极输入端和电源VDD;所述修调电阻单元TRIM_CELL接收所述过零检测校准模块AUTO_TRIM的所述修调信号,通过调整所述修调电阻单元TRIM_CELL的阻值修调所述比较器ZCD_CMP的失调电压;所述触发器DFF1的输入端连接于电源VDD,所述下管M2开启/关断的状态信号作为所述触发器DFF4的时钟信号;所述比较器ZCD_CMP的输出端和所述触发器DFF4的输出端作为所述与非门NAND1的两个输出端,所述与非门NAND1的输出端连接于所述反相器INV3的输入端,所述反相器INV4的输出端输出所述过零电流检测信号ZCD_CMP_OUT。
过零比较模块在下管M2开启时检测SW的电压,当SW的电压VSW=0时,则判断电感电流IL1为0,比较器翻高,释放过零电流检测信号ZCD_CMP_OUT。在图5中,采用ISNS1=ISNS2的偏置电流流过第一电阻RSNS1叠加在SW信号上,使得比较器ZCD_CMP有更好的偏置点。修调电阻单元TRIM_CELL通过接收过零检测校准模块AUTO_TRIM的修调信号TRIM_BUS<3:0>,提前或者延后比较器翻转点,从而使比较器在***中找到最优的过零检测翻转信号。图5中的第一触发器DFF1,与非门NAND1,第一反相器INV1使得比较器ZCD_CMP在下管M2开启后才有正确的输出,避免了其他状态下扰动所带来的误翻转。
在另一个实施例中,所述过零比较模块包括:比较器、修调电阻单元和与门;所述修调电阻单元包括多个串联的修调电阻,所述修调电阻单元一端连接于功率地,另一端连接于所述比较器的负极输入端;所述与门的两个输入端分别用于输入所述比较器的输出信号和所述下管开启/关断的状态信号;所述与门输出所述过零电流检测信号。
本发明中,过零检测计算模块ZCD_CAL和过零检测校准模块AUTO_TRIM的具体形式可以通过模拟元器件、数字RTL代码、软件等方式实现,根据这两个模块的功能,本领域技术人员知晓可以采取的具体实现方式,本发明利用这两个模块在***中的原理及功能,并不拘泥于具体实现方式。
本实施例以BUCK转换器芯片为例,其可以同时检测上管M1(高端功率管)和下管M2(低端功率管)的电流,在下管M2开启时判断下管M2上的电流是否超过保护阈值,如果超过保护阈值,则会在下个周期到开始屏蔽上管开启信号,等待异常解除后再重新进行PWM占空比,从而达到了在短路及瞬间大电流的场景下对功率开关管实现更好的保护。
本发明所提出的自校准过零电流检测电路,有如下优点:
1. 不依赖于比较器ZCD_CMP的绝对精度。通过SW端口检测模块SW_DET采集每一次电感电流过零比较的实际效果,进行校准计算,可以自适应条件TRIM_BUS的数值对比较器ZCD_CMP的翻转点进行调整,从而通过自适应校准,较低了对比较器绝对精度的需求,减小了芯片面积,降低了功耗。
2. 不需要在芯片出厂时对比较器的精度进行额外的修调。由以上分析可得,过零比较模块整体为客户使用时自适应逐周期修调,因此不需要在出厂时进行额外修调。
3. 不依赖于比较器本身的响应时间。本发明所提的过零检测比较为逐周期检测,自适应修调比较过零翻转点,因此即使外部输入输出条件发生了变化,也可以通过一个或几个周期将翻转点调整至最优值,从而避免了传统方案依赖过零比较器的响应速度,带来了额外的功耗。
4.本发明所提出的自校准过零电流检测电路具有高精度、低功耗、成本低、适用范围广的特性,本发明的自校准过零电流检测电路可广泛应用于电源管理芯片中。
该自校准过零电流检测电路的部分结构可采用半导体集成工艺进行制作。
实施例2
本实施例提供了一种开关电源芯片,包括实施例1所述的自校准过零电流检测电路。开关电源芯片可以为车载开关电源芯片。参照图2,该芯片可以包括:恒压调制模块REG_TOP、驱动模块DRIVER、上管M1、下管M2、电感L1、第一电容CBT和第二电容COUT。上管M1和下管M2为功率开关管。恒压调制模块REG_TOP通过PWM调制,将驱动信号输出至所述驱动模块DRIVER,所述驱动模块DRIVER的控制端连接于上述自校准过零电流检测电路的输出。具体电路连接关系参照图2。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述,并非对本发明范围的任何限定,本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰,均属于权利要求书的保护范围。

Claims (5)

1.一种开关电源芯片的自校准过零电流检测电路,其特征在于,包括:
依次连接的SW端口检测模块、过零检测计算模块、过零检测校准模块和过零比较模块;
所述SW端口检测模块包括两个输入端和两个输出端,其中一个输入端用于采集SW节点的电压,另一个输入端用于输入所述开关电源芯片的下管的开启/关断的状态信号,所述SW端口检测模块用于在所述开关电源芯片的下管每一次关断时检测SW节点的电压,并在所述下管关断后的死区时间内的两个时刻对SW节点的电压的电平高低作两次判断,产生两个判断状态信号,分别从所述两个输出端输出;
所述过零检测计算模块用于在所述下管每一次开启时,更新并输出所述两个判断状态信号;
所述过零检测校准模块根据所述过零检测计算模块的输出判断当前次过零检测的判断是否精确,调整下一次过零检测的修调值,输出修调信号;
所述过零比较模块接收所述修调信号,修调失调电压;并根据所述开关电源芯片的功率地电位与SW节点的电压的大小关系,输出表征所述开关电源芯片的电感电流过零与否的过零电流检测信号。
2.如权利要求1所述的开关电源芯片的自校准过零电流检测电路,其特征在于,所述SW端口检测模块包括:
第一MOS管、第二MOS管、第三MOS管、第四MOS管,第一反相器、第二反相器、第三反相器,第一触发器、第二触发器以及延时单元;
所述第一MOS管的漏极用于输入SW节点的电压,栅极连接电压源,源极连接于所述第二MOS管的漏极,所述第二MOS管的栅极连接于所述第三反相器的输出,所述第三反相器的输入用于接收所述下管开启/关断的状态信号;所述第二MOS管的源极连接于所述第三MOS管的漏极,所述第三MOS管的源极接地;所述第三MOS管的栅极连接于所述第四MOS管的栅极,所述第四MOS管的源极接地,所述第四MOS管的漏极连接于电压源,且所述第四MOS管的漏极与栅极短接;
所述第一反相器的输入端连接于所述第一MOS管的源极,输出端连接于所述第二反相器的输入端;所述第二反相器的输出端连接于所述第一触发器和所述第二触发器的输入端,所述第一触发器的输出端输出第一判断状态信号;所述第二触发器的输出端输出第二判断状态信号;
所述第三反相器的输出信号作为所述第一触发器的时钟信号,所述第三反相器的输出信号通过所述延时单元延时后作为所述第二触发器的时钟信号。
3.如权利要求1所述的开关电源芯片的自校准过零电流检测电路,其特征在于,所述过零比较模块包括:
比较器、触发器、与非门、反相器、第一电阻、第二电阻以及修调电阻单元;
所述修调电阻单元一端连接于功率地,另一端连接于所述第二电阻的一端,所述第二电阻的另一端连接于所述比较器的负极输入端和电源;
所述第一电阻的一端连接于SW节点,另一端连接于所述比较器的正极输入端和电源;
所述修调电阻单元接收所述过零检测校准模块的所述修调信号,通过调整所述修调电阻单元的阻值修调所述比较器的失调电压;
所述触发器的输入端连接于电源,所述下管开启/关断的状态信号作为所述触发器的时钟信号;
所述比较器的输出端和所述触发器的输出端作为所述与非门的两个输出端,所述与非门的输出端连接于所述反相器的输入端,所述反相器的输出端输出所述过零电流检测信号。
4.如权利要求1所述的开关电源芯片的自校准过零电流检测电路,其特征在于,所述过零比较模块包括:
比较器、修调电阻单元和与门;
所述修调电阻单元包括多个串联的修调电阻,所述修调电阻单元一端连接于所述功率地,另一端连接于所述比较器的负极输入端;
所述与门的两个输入端分别用于输入所述比较器的输出信号和所述下管开启/关断的状态信号;
所述与门输出所述过零电流检测信号。
5.一种开关电源芯片,其特征在于,包括权利要求1-4任一项所述的自校准过零电流检测电路。
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