[发明专利]一种开关电源的过零检测电路

说明书

技术领域

本发明涉及微电子领域，特别是涉及一种开关电源的过零检测电路。

背景技术

开关电源采用功率半导体器件作为开关，通过控制开关的开通和关断来维持稳定输出电压或电流的一种电源。与线性电源相比，开关电源比线性电源体积更小、效率更高、更加节能、环保。在某些领域已经完全替代了线性电源。尤其是在当前用电设备体积不断减小，电压不断降低，移动设备普遍使用的趋势下，开关电源的应用越来越广泛。目前，开关电源正向着高频化、小型化的方向发展。

由于电子技术在不断地发展与创新，开关电源芯片控制技术也在不断出现新的形式。无论何种控制方式都需要芯片的内部电路每时每刻去采样输出电压或电流，通过采样输出量的变化来对自身进行调整。根据输出功率的大小制定出系统的结构、采用的反馈控制技术等。

在开关电源的工作过程中，如果电感中的电流在开关过程中没有完全释放，则属于电流连续模式(CCM)；如果电感中的电流完全释放，过一段时间再充电，则属于断续模式；如果电感中的电流完全释放后，又立即充电，则属于临界模式(BCM)。不论是断续模式，还是临界模式，电感中的电流都要完全释放。根据电感中电流为零这一特点诞生出不同的采样技术和控制电路。

如图1所示为目前普遍使用的一种源极驱动的过零检测电路1。该电路包括电压输入模块11、电压输出模块12、电感Lm、二极管D、耦合电路13、开关管M1、开关管M2、谐振取样模块14、比较器15、触发器16以及采样电阻Rcs，其中电压输入模块11、电压输出模块12、电感Lm、二极管D、耦合电路13、开关管M1以及采样电阻Rcs为片外器件，开关管M2、谐振取样模块14、比较器15以及触发器16为片内器件。所述耦合电路13把所述电感Lm和所述开关管M1之间的谐振信号耦合到片内的所述开关管M2的漏端，然后所述谐振取样模块14对这一信号采样，同时所述比较器15将所述开关管M2漏端的采样信号与参考电压进行比较，所述触发器16接收所述谐振取样模块14及所述比较器15的输出信号，并输出控制所述开关管M2的导通与断开的控制信号。在这种采样方式中，电感Lm中的电流要全部流经芯片内部的开关管M2，该开关管M2需要很大的面积，而且电感Lm中的电流越大，芯片内部的开关管M2的面积就越大，相应的芯片面积就越大，基于这一点芯片的制造成本就大大提高了，产品的竞争力也就相应减小了。

如何提高开关电源的过零检测芯片的成本，提升产品竞争力是本领域的技术人员亟待解决的问题。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种开关电源的过零检测电路，用于解决现有技术中开关电源的过零检测芯片的成本高，产品竞争力低下的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种开关电源的过零检测电路，所述开关电源的过零检测电路至少包括：

电压输入模块、电压输出模块、电感、开关管、耦合电路、谐振取样模块、比较控制模块以及控制驱动模块；

所述电压输出模块连接于所述电压输入模块，用于输出电压；

所述电感连接于所述电压输出模块，通过所述电感的充、放电来调节输出电压，使其稳定在设定值；

所述开关管连接于所述电感，通过所述开关管的导通和关断来控制所述电感充、放电，当所述开关管导通时，所述电感充电，当所述开关管关断时，所述电感放电；

所述耦合电路的输入端连接于所述电感与所述开关管的漏极之间，所述耦合电路的输出端连接于所述开关管的栅极，用于将所述电感与所述开关管的漏极之间的谐振信号耦合到所述开关管的栅极；

所述谐振取样模块连接于所述耦合电路，用于取出与所述耦合电路输出信号的负电压呈正比的电流，并转化为电压输出；

所述比较控制模块连接于所述谐振取样模块，根据所述谐振取样模块输出的电压产生控制信号；

所述控制驱动模块连接于所述比较控制模块及所述开关管的输出端，用于产生控制所述开关管导通和关断的门电压。

优选地，所述开关电源的过零检测电路适用于断续模式或临界导通模式的脉宽调制电源。

优选地，所述电压输入模块包括电源及连接于所述电源的滤波电容。

优选地，所述电压输出模块包括输出电容及并联于所述输出电容的负载。

优选地，所述开关管为NMOSFET。

优选地，所述耦合电路为电容或由电容与电阻串联构成的电路。