最小导通时间电路及直流-直流变换器的制作方法

专利检索2025-02-14  35


本申请属于直流-直流变换器,尤其涉及一种最小导通时间电路及直流-直流变换器。


背景技术:

1、在直流-直流变换器领域中,电流检测是一项广泛应用的功能,通过检测电流可以实现电流模式控制、恒流输出和过流保护等功能。为了确保有效的电流检测,通常在开关管导通时间内对电流进行采样和处理,这需要一定的时间。因此,为了保证电流的准确检测,开关管的最小导通时间必须不小于电流采样和处理所需的时间。因此,最小导通时间电路输出的最小导通时间的精确性问题对于直流-直流变换器的电流检测至关重要。但是,现有的最小导通时间电路,输出的方波电压会随着输入电压脉冲宽度的变化而变化,最小导通时间也会随之变化。尤其在输入电压脉冲宽度较小时,可能会导致最小导通时间不精确的问题。


技术实现思路

1、本申请实施例提供了一种最小导通时间电路及直流-直流变换器,可以解决现有的最小导通时间电路在输入电压脉冲宽度较小时,可能会导致最小导通时间不精确的问题。

2、第一方面,本申请实施例提供了一种最小导通时间电路,包括第一脉宽转换单元、第二脉宽转换单元和逻辑单元,所述第一脉宽转换单元分别与所述第二脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接,所述第二脉宽转换单元与所述逻辑单元电连接;

3、所述第一脉宽转换单元用于根据输入电压脉冲信号输出第一脉宽的第一脉冲信号,所述第二脉宽转换单元用于根据所述第一脉冲信号输出第二脉宽的第二脉冲信号,所述逻辑单元用于根据所述第一脉冲信号和所述第二脉冲信号输出第三脉宽的第三脉冲信号;其中,所述第三脉宽为所述第一脉宽与所述第二脉宽之差。

4、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第一脉宽转换单元包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、第一电容和第一反相器,所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极均用于接收所述输入电压脉冲信号,所述第一开关管的源极用于与供电电源电连接,所述第一开关管的漏极与所述第一电阻的第一端电连接,所述第二开关管的漏极分别与所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第一端和所述第一反相器的输入端电连接,所述第二开关管的源极与所述第一电容的第二端均接地,所述第一反相器的输出端分别与所述第二脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接。

5、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第二脉宽转换单元包括第三开关管、第四开关管、第二电阻和第二电容,所述第三开关管的栅极分别与所述第四开关管的栅极、所述第一脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接,所述第三开关管的源极用于与供电电源电连接,所述第三开关管的漏极分别与所述第二电阻的第一端和所述第二电容的第一端电连接,所述第四开关管的漏极与所述第二电阻的第二端电连接,所述第四开关管的源极与所述第二电容的第二端均接地。

6、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述第二脉宽转换单元还包括第二反相器和第三反相器,所述第二反相器的输入端分别与所述第三开关管的漏极、所述第二电阻的第一端和所述第二电容的第一端电连接,所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端电连接,所述第三反相器的输出端与所述逻辑单元电连接。

7、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述逻辑单元包括与非门,所述与非门的第一输入端与所述第一脉宽转换单元电连接,用于接收所述第一脉冲信号;所述与非门的第二输入端与所述第二脉宽转换单元电连接,用于接收所述第二脉冲信号;所述与非门的输出端用于输出所述第三脉冲信号。

8、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述最小导通时间电路还包括第四反相器和第五反相器,所述第四反相器的输入端用于接收所述输入电压脉冲信号,所述第四反相器的输出端与所述第五反相器的输入端电连接;所述第五反相器的输出端与所述第一脉宽转换单元电连接,用于输出滤波信号。

9、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述最小导通时间电路还包括延迟消除单元,所述延迟消除单元分别与所述第一脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接,所述延迟消除单元用于根据所述滤波信号和所述第三脉冲信号输出第四脉冲信号,所述第四脉冲信号和所述滤波信号出现上升沿的时刻相同。

10、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述延迟消除单元包括或非门、第六反相器和第七反相器,所述第六反相器的输入端与所述逻辑单元电连接,所述第六反相器的输出端与所述或非门的第一输入端电连接,所述或非门的第二输入端与所述第一脉宽转换单元电连接,所述或非门的输出端与所述第七反相器的输入端电连接,所述第七反相器的输出端用于输出所述第四脉冲信号。

11、在第一方面的一种可能的实现方式中,所述延迟消除单元还包括第八反相器和第九反相器,所述第八反相器的输入端与所述第一脉宽转换单元电连接,所述第八反相器的输出端与所述第九反相器的输入端电连接,所述第九反相器的输出端与所述或非门的第二输入端电连接。

12、第二方面,本申请实施例提供了一种直流-直流变换器,包括第一方面中任一项所述的最小导通时间电路。

13、本申请实施例与现有技术相比存在的有益效果是:

14、本申请实施例提供的最小导通时间电路,包括第一脉宽转换单元、第二脉宽转换单元和逻辑单元。其中,第一脉宽转换单元分别与第二脉宽转换单元和逻辑单元电连接,可以根据输入电压脉冲信号输出第一脉宽的第一脉冲信号。第二脉宽转换单元可以根据第一脉冲信号输出第二脉宽的第二脉冲信号,逻辑单元可以根据第一脉冲信号和第二脉冲信号输出第三脉宽的第三脉冲信号,其中,第三脉宽为第一脉宽与第二脉宽之差。由此可知,相较于仅包括第一脉宽转换单元的传统最小导通时间电路,本申请实施例提供的最小导通时间电路,通过增设第二脉宽转换单元将第一脉冲信号进一步转换,并输出第二脉冲信号。再采用逻辑单元根据第一脉冲信号和第二脉冲信号输出第三脉冲信号。当输入电压脉冲信号的脉宽发生变化时,第一脉冲信号的第一脉宽会随之发生变化。第二脉冲信号的第二脉宽是根据第一脉宽的变化而变化的,且第一脉宽与第二脉宽之差为固定值。由于第三脉宽为第一脉宽与第二脉宽之差,因此,第三脉宽是固定值,不会随输入电压脉冲信号的脉宽变化而变化,确保了最小导通时间电路输出的第三脉冲信号的第三脉宽的精确性,采用第三脉宽的第三脉冲信号驱动开关管,可以确保有足够的时间进行电流采样和处理。



技术特征:

1.一种最小导通时间电路,其特征在于,包括第一脉宽转换单元、第二脉宽转换单元和逻辑单元,所述第一脉宽转换单元分别与所述第二脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接,所述第二脉宽转换单元与所述逻辑单元电连接;

2.根据权利要求1所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述第一脉宽转换单元包括第一开关管、第二开关管、第一电阻、第一电容和第一反相器,所述第一开关管的栅极和所述第二开关管的栅极均用于接收所述输入电压脉冲信号,所述第一开关管的源极用于与供电电源电连接,所述第一开关管的漏极与所述第一电阻的第一端电连接,所述第二开关管的漏极分别与所述第一电阻的第二端、所述第一电容的第一端和所述第一反相器的输入端电连接,所述第二开关管的源极与所述第一电容的第二端均接地,所述第一反相器的输出端分别与所述第二脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接。

3.根据权利要求1所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述第二脉宽转换单元包括第三开关管、第四开关管、第二电阻和第二电容,所述第三开关管的栅极分别与所述第四开关管的栅极、所述第一脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接,所述第三开关管的源极用于与供电电源电连接,所述第三开关管的漏极分别与所述第二电阻的第一端和所述第二电容的第一端电连接,所述第四开关管的漏极与所述第二电阻的第二端电连接,所述第四开关管的源极与所述第二电容的第二端均接地。

4.根据权利要求3所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述第二脉宽转换单元还包括第二反相器和第三反相器,所述第二反相器的输入端分别与所述第三开关管的漏极、所述第二电阻的第一端和所述第二电容的第一端电连接,所述第二反相器的输出端与所述第三反相器的输入端电连接,所述第三反相器的输出端与所述逻辑单元电连接。

5.根据权利要求1所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述逻辑单元包括与非门,所述与非门的第一输入端与所述第一脉宽转换单元电连接,用于接收所述第一脉冲信号;所述与非门的第二输入端与所述第二脉宽转换单元电连接,用于接收所述第二脉冲信号;所述与非门的输出端用于输出所述第三脉冲信号。

6.根据权利要求1-5任一项所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述最小导通时间电路还包括第四反相器和第五反相器,所述第四反相器的输入端用于接收所述输入电压脉冲信号,所述第四反相器的输出端与所述第五反相器的输入端电连接;所述第五反相器的输出端与所述第一脉宽转换单元电连接,用于输出滤波信号。

7.根据权利要求6所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述最小导通时间电路还包括延迟消除单元,所述延迟消除单元分别与所述第一脉宽转换单元和所述逻辑单元电连接,所述延迟消除单元用于根据所述滤波信号和所述第三脉冲信号输出第四脉冲信号,所述第四脉冲信号和所述滤波信号出现上升沿的时刻相同。

8.根据权利要求7所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述延迟消除单元包括或非门、第六反相器和第七反相器,所述第六反相器的输入端与所述逻辑单元电连接,所述第六反相器的输出端与所述或非门的第一输入端电连接,所述或非门的第二输入端与所述第一脉宽转换单元电连接,所述或非门的输出端与所述第七反相器的输入端电连接,所述第七反相器的输出端用于输出所述第四脉冲信号。

9.根据权利要求8所述的最小导通时间电路,其特征在于,所述延迟消除单元还包括第八反相器和第九反相器,所述第八反相器的输入端与所述第一脉宽转换单元电连接,所述第八反相器的输出端与所述第九反相器的输入端电连接,所述第九反相器的输出端与所述或非门的第二输入端电连接。

10.一种直流-直流变换器,其特征在于,包括权利要求1-9任一项所述的最小导通时间电路。


技术总结
本申请适用于直流‑直流变换器技术领域,提供了一种最小导通时间电路及直流‑直流变换器。最小导通时间电路包括第一脉宽转换单元、第二脉宽转换单元和逻辑单元。第一脉宽转换单元分别与第二脉宽转换单元和逻辑单元电连接,第二脉宽转换单元与逻辑单元电连接。第一脉宽转换单元用于根据输入电压脉冲信号输出第一脉宽的第一脉冲信号,第二脉宽转换单元用于根据第一脉冲信号输出第二脉宽的第二脉冲信号,逻辑单元用于根据第一脉冲信号和第二脉冲信号输出第三脉宽的第三脉冲信号。本申请提供的最小导通时间电路可以确保最小导通时间电路输出的第三脉冲信号的第三脉宽的精确性,从而确保最小导通时间的精确性。

技术研发人员:尹晨龙,武维中
受保护的技术使用者:深圳市微源半导体股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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