[发明专利]一种高分辨率负电平检测电路

摘要

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。

主权项

1.一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)；其特征在于，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)，所述第十NMOS管(MN10)的漏极通过修调电阻(R3)后连接等效的基准电压(V1)，失调产生电阻(R4)的一端接第十NMOS管(MN10)和第三NMOS管(MN3)的源极，另一端接第十一NMOS管(MN11)的漏极；第十二NMOS管(MN12)的漏极接第十一NMOS管(MN11)和第四NMOS管(MN4)的源极，其源极接地，第十NMOS管(MN10)、第十一NMOS管(MN11)和第十二NMOS管(MN12)的栅极接第一控制信号(a)；第十六NMOS管(MN16)的源极接地，其漏极接第十五NMOS管(MN15)的漏极，第十五NMOS管(MN15)和第十六NMOS管(MN16)的栅极接第三控制信号(c)；所述VDS采样管包括栅极互连并连接第二控制信号(b)的第十三NMOS管(MN13)和第十四NMOS管(MN14)，第十三NMOS管(MN13)的漏极输入同步整流管的漏极电压(VD)，其源极接第十一NMOS管(MN11)的源极；第十四NMOS管(MN14)的漏极输入同步整流管的源极电压(VS)，其源极接第十NMOS管(MN10)的源极；所述运算放大器包括第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)、第六PMOS管(MP6)、第七PMOS管(MP7)、第八PMOS管(MP8)、第十二PMOS管(MP12)、第十三PMOS管(MP13)、第十四PMOS管(MP14)、第五NMOS管(MN5)、第六NMOS管(MN6)、第七NMOS管(MN7)、第八NMOS管(MN8)、第九NMOS管(MN9)和第二电容(C3)，所述失调采样单元包括第十五PMOS管(MP15)、第十六PMOS管(MP16)、第十七PMOS管(MP17)、第十八PMOS管(MP18)和失调采样电容(C2)；第十五PMOS管(MP15)和第十六PMOS管(MP16)组成第一差分对，第十七PMOS管(MP17)和第十八PMOS管(MP18)组成第二差分对，第十五PMOS管(MP15)和第十六PMOS管(MP16)的源极互连并连接第五PMOS管(MP5)的漏极，第十五PMOS管(MP15)的栅极接第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的串联点，第十六PMOS管(MP16)的栅极连接第十六NMOS管(MN16)的源极；第十七PMOS管(MP17)和第十八PMOS管(MP18)的源极互连并连接第四PMOS管(MP4)的漏极，第十七PMOS管(MP17)的漏极接第十一NMOS管(MN11)的源极，其栅极接第一电阻(R1)和第二电阻(R2)的串联点，第十八PMOS管(MP18)的漏极接第十NMOS管(MN10)的源极，其栅极接第十六NMOS管(MN16)的源极，失调采样电容(C2)接在第十六NMOS管(MN16)的源极和地之间；第七NMOS管(MN7)和第八NMOS管(MN8)的栅极互连并连接第五NMOS管(MN5)和第十二PMOS管(MP12)的漏极，第七NMOS管(MN7)的漏极连接第五NMOS管(MN5)的源极和第十六PMOS管(MP16)的漏极，第七NMOS管(MN7)的源极接第十三NMOS管(MN13)的源极，第八NMOS管(MN8)的漏极接第六NMOS管(MN6)的源极和第十五PMOS管(MP15)的漏极，第八NMOS管(MN8)的源极接第十NMOS管(MN10)的源极，第六NMOS管(MN6)的栅极连接第五NMOS管(MN5)和第三NMOS管(MN3)的栅极，其漏极连接第十三PMOS管(MP13)的漏极和第九NMOS管(MN9)的栅极并通过第二电容(C3)后接第十五NMOS管(MN15)的源极，第十二PMOS管(MP12)和第十三PMOS管(MP13)的栅极互连并连接第十一PMOS管(MP11)和第十四PMOS管(MP14)的栅极，第十二PMOS管(MP12)的源极接第六PMOS管(MP6)的漏极，第十三PMOS管(MP13)的源极接第七PMOS管(MP7)的漏极，第六PMOS管(MP6)和第七PMOS管(MP7)的栅极互连并连接第三PMOS管(MP3)、第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)和第八PMOS管(MP8)的栅极，第八PMOS管(MP8)的漏极接第十四PMOS管(MP14)的源极，第九NMOS管(MN9)的漏极连接第十四PMOS管(MP14)和第十五NMOS管(MN15)的漏极并连接所述反相器电路的输入端，所述反相器电路的输出端为所述高分辨率负电平检测电路的输出端，第九NMOS管(MN9)的源极接地，第四PMOS管(MP4)、第五PMOS管(MP5)、第六PMOS管(MP6)、第七PMOS管(MP7)和第八PMOS管(MP8)的源极接电源电压(VCC)。