[发明专利]一种高分辨率负电平检测电路

说明书

一种高分辨率负电平检测电路，属于电源管理技术领域。本发明在一个周期内工作在钳位运放模式和比较器模式，通过模式切换的方式将失调产生电阻R4上产生的压降△V_R4复制，实现了对同步调整管的漏源电压在‑5mV时的负电平检测；为了使失调产生电阻R4上的压降△V_R4恒定，引入由第十七PMOS管MP17和第十八PMOS管MP18构成的差分对；另外，为了消除工艺偏差带来的影响，引入修调电阻R3对失调产生电阻R4的压降△V_R4进行修调。本发明实现了负电平的精确检测，分辨率可以达到毫伏级，能够满足对自适应同步整流控制电路的应用需求。

技术领域

本发明属于电源管理技术领域，具体的说涉及一种高分辨率负电平检测电路。

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，可以大大降低整流部分的功耗，提高变换器的性能，实现电源的高效率。一种采用自驱动同步整流技术的电路拓扑如图1所示，芯片采样同步整流管的漏极和源极电压，通过内部逻辑来控制同步整流管的栅极，实现同步整流管的开启与关闭。具体的内部逻辑是：当第一负电平检测器检测到同步整流管的漏源电压V_DS<-150mV时，同步整流管的栅极输出GATE为高电平，同步整流管开启；当第二负电平检测器检测到同步整流管的漏源电压V_DS>-5mV时，同步整流管的栅极输出GATE为低电平，同步整流管关闭。其中，对于步整流管的漏源电压在-5mV电平的检测是一大难点。

发明内容

本发明提供一种应用于DC/DC同步整流电路中的高分辨率负电平检测电路，能够检测同步整流管的漏源电压V_DS，满足同步整流控制电路的需要。

本发明的技术方案为：

一种高分辨率负电平检测电路，包括偏置电路、运算放大器、开关控制单元、VDS采样管、反相器电路和失调产生电阻R4；

所述偏置电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第一电容C1、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2、第三PMOS管MP3、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10和第十一PMOS管MP11，

第一电阻R1和第二电阻R2串联，其串联点通过第一电容C1后接地，第一电阻R1的另一端接等效的基准电压V1，第二电阻R2的另一端接第一NMOS管MN1的栅极和漏极以及第二NMOS管MN2的栅极，第一NMOS管MN1和第二NMOS管MN2的源极接地，第二NMOS管MN2的漏极接第九PMOS管MP9的漏极、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10和第十一PMOS管MP11的栅极，

第三NMOS管MN3的栅漏短接并连接第十PMOS管MP10的漏极，第四NMOS管MN4的栅漏短接并连接第十一PMOS管MP11的漏极，第一PMOS管的栅漏短接并连接第九PMOS管MP9的源极、第二PMOS管MP2和第三PMOS管MP3的栅极，第二PMOS管MP2的漏极接第十PMOS管MP10的源极，第三PMOS管MP3的漏极接第十一PMOS管MP11的源极，第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2和第三PMOS管MP3的源极接电源电压VCC；

所述高分辨率负电平检测电路还包括修调电阻R3，所述运算放大器还包括失调采样单元；

所述开关控制单元包括第十NMOS管MN10、第十一NMOS管MN11、第十二NMOS管MN12、第十五NMOS管MN15和第十六NMOS管MN16，