降压变换器及其死区检测电路的制作方法

    技术2024-12-25  34


    本发明涉及开关电源,特别涉及一种降压变换器及其死区检测电路。


    背景技术:

    1、图1示出了根据现有技术的降压变换器的结构示意图。参见图1,该降压变换器包括串联连接于输入电压vin与接地端之间的主开关管m1和同步开关管m2,串联连接于主开关管m1和同步开关管m2的公共节点sw与接地端之间的功率元件l和电容cout,以及与电容cout并联的电阻r。为了避免主开关管m1和同步开关管m2同时导通,一般会设置死区时间,在死区时间内,主开关管m1和同步开关管m2同时关断。

    2、现有技术为了更好的控制死区时间以防止主开关管m1和同步开关管m2同时导通,会在降压变换器中设置死区检测电路。现有技术的死区检测电路具有检测精度差且检测速度慢的问题。

    3、为了解决上述问题,本发明提供了一种新的降压变换器及其死区检测电路。


    技术实现思路

    1、鉴于上述问题,本发明的目的在于提供一种降压变换器及其死区检测电路,从而可以提高死区检测电路的检测速度。

    2、根据本发明的一方面,提供一种用于降压变换器的死区检测电路,所述降压变换器包括功率元件、主开关管以及同步开关管,所述主开关管和所述同步开关管之间具有开关节点,所述死区检测电路包括电流镜模块,用于将输入偏置电流镜像为第一上拉电流;电压检测模块,连接于所述开关节点和第一节点之间,用于在所述降压变换器的死区期间将所述开关节点的电压转换为所述第一节点处的第一下拉电流;比较晶体管,连接于电源电压和第二节点之间,其控制端与所述第一节点连接,用于根据所述第一节点处的所述第一上拉电流和所述第一下拉电流的比较结果在所述第二节点处提供电压比较信号;以及输出模块,用于根据所述电压比较信号以及所述主开关管和同步开关管的开关状态产生死区检测信号。

    3、可选地,所述死区检测电路还包括电流源,用于提供第二下拉电流,以在所述比较晶体管关断时,将所述第二节点处的电压下拉至接地电压。

    4、可选地,所述电压检测模块包括三极管、第一晶体管以及第一高压晶体管,所述三极管的控制端接收偏置电压,所述第一晶体管的控制端接收经反相的所述死区检测信号,所述第一高压晶体管的控制端接收电源电压;第二晶体管,连接于所述第一晶体管的第二端与接地端之间,所述第二晶体管的控制端接收电源电压,其中,所述三极管用于模拟功率管的体二极管,当所述开关节点的电压达到阈值电压时,所述三极管导通,以在所述第一节点处产生所述第一下拉电流,所述阈值电压通过设置所述偏置电压的电压值来调整。

    5、可选地,所述死区检测电路还包括偏置电压产生模块,用于根据第一偏置电流产生所述偏置电压。

    6、可选地,所述偏置电压产生模块包括第一电阻、第三晶体管、第四晶体管以及第二电阻,依次连接于所述第一偏置电流与接地端之间,第五晶体管、第六晶体管以及第三电阻,依次连接于电源电压与接地端之间,其中,所述第四晶体管和所述第六晶体管的控制端连接所述第一电阻与所述第三晶体管的中间节点,所述第三晶体管和所述第五晶体管的控制端连接所述第一电阻的另一端。

    7、可选地,所述第二电阻的阻值与所述第三电阻的阻值相等,流经所述第二电阻的电流等于流经所述第三电阻的电流。

    8、可选地,所述死区检测电路还包括复位模块,用于在所述死区检测信号表征所述降压变换器处于死区状态时,控制所述死区检测电路复位,所述复位模块包括:第一复位晶体管,连接于电源电压与所述第一节点之间,其控制端接收经反相的所述死区检测信号;第二复位晶体管,连接于所述第二节点与接地端之间,其控制端接收所述死区检测信号。

    9、可选地,所述电流镜模块还用于将输入偏置电流镜像为第一偏置电流。。

    10、可选地,所述输出模块包括触发器,输入端连接所述第二节点;或非门,第一输入端接收第一开关信号,第二输入端接收第二开关信号;锁存器,第一输入端与所述触发器的输出端连接,第二输入端与所述或非门的输出端连接,输出端提供所述死区检测信号,其中,所述第一开关信号表征所述主开关管的开关状态,所述第二开关信号表征所述同步开关管的开关状态,所述锁存器包括rs锁存器和非门,所述rs锁存器的第一输入端与所述触发器的输出端连接,所述rs锁存器的第二输入端经所述非门与所述或非门的输出端连接,所述rs锁存器的输出端提供所述死区检测信号。

    11、根据本发明的另一方面,提供一种降压变换器,包括主开关管和同步开关管,串联连接于所述降压变换器的输入端与接地端之间,所述主开关管和同步开关管的中间节点为开关节点;功率元件,连接于所述开关节点与所述降压变换器的输出端之间;电容,连接于所述降压变换器的输出端与接地端之间;以及如上述所述的死区检测电路。

    12、本发明提供的降压变换器及其死区检测电路,死区检测电路包括:电流镜模块,用于将输入偏置电流镜像为第一上拉电流;电压检测模块,连接于开关节点和第一节点之间,用于在降压变换器的死区期间将开关节点的电压转换为第一节点处的第一下拉电流;比较晶体管,连接于电源电压和第二节点之间,其控制端与第一节点连接,用于根据第一节点处的第一上拉电流和第一下拉电流的比较结果在第二节点处提供电压比较信号;以及输出模块,用于根据电压比较信号以及主开关管和同步开关管的开关状态产生死区检测信号,从而可以提高死区检测电路的检测速度。

    13、在优选的实施例中,电压检测电路采用电流增益较高的三极管,在降压变换器的死区期间将开关节点处的电压转换为第一节点的第一下拉电流,进一步提高了死区检测电路的检测速度。

    14、在优选的实施例中,电压检测电路通过设置提供至三极管控制端的偏置电压来调整开关节点的阈值电压,提高了死区检测电路的检测精度。



    技术特征:

    1.一种用于降压变换器的死区检测电路,所述降压变换器包括功率元件、主开关管以及同步开关管,所述主开关管和所述同步开关管之间具有开关节点,所述死区检测电路包括:

    2.根据权利要求1所述的死区检测电路,还包括:

    3.根据权利要求1所述的死区检测电路,其中,所述电压检测模块包括:

    4.根据权利要求3所述的死区检测电路,还包括:

    5.根据权利要求4所述的死区检测电路,其中,所述偏置电压产生模块包括:

    6.根据权利要求5所述的死区检测电路,其中,

    7.根据权利要求1所述的死区检测电路,还包括:

    8.根据权利要求4所述的死区检测电路,其中,所述电流镜模块还用于将输入偏置电流镜像为第一偏置电流。

    9.根据权利要求1所述的死区检测电路,其中,所述输出模块包括:

    10.一种降压变换器,包括:


    技术总结
    本发明公开了一种降压变换器及其死区检测电路,降压变换器包括功率元件、主开关管以及同步开关管,主开关管和同步开关管之间具有开关节点,死区检测电路包括电流镜模块,将输入偏置电流镜像为第一上拉电流;电压检测模块,连接于开关节点和第一节点之间,用于在降压变换器的死区期间将开关节点的电压转换为第一节点处的第一下拉电流;比较晶体管,连接于电源电压和第二节点之间,其控制端与第一节点连接,用于根据第一节点处的第一上拉电流和第一下拉电流的比较结果在第二节点处提供电压比较信号;输出模块,用于根据电压比较信号以及主开关管和同步开关管的开关状态产生死区检测信号,从而可以提高死区检测电路的检测速度。

    技术研发人员:易新敏,刘晓琳
    受保护的技术使用者:圣邦微电子(北京)股份有限公司
    技术研发日:
    技术公布日:2024/10/24
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