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CN103116062B - 一种电压峰值检测电路及检测方法 - Google Patents

一种电压峰值检测电路及检测方法 Download PDF

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CN103116062B CN201310076683.4A CN201310076683A CN103116062B CN 103116062 B CN103116062 B CN 103116062B CN 201310076683 A CN201310076683 A CN 201310076683A CN 103116062 B CN103116062 B CN 103116062B
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Abstract

本发明公开了一种电压峰值检测电路及检测方法,其利用电压耦合电路来耦合获得输入电压的信息,而不直接连接功率级电路来采样输入电压信息,一方面可以减少芯片的引脚数目,另一方面无需采样电阻等也可以减小损耗提高效率。其次,本发明通过电压转换电路和保持电路对电压耦合电路输出的第一电压进行转换和保持处理,可获得表征开关电源直流输入电压的峰值电压信号,以供给后续电路使用。本发明的电压峰值检测电路及检测方法无需大电阻、大电容等元器件,相对于现有技术成本大大降低、体积也小,利于电路的集成。

Description

一种电压峰值检测电路及检测方法
技术领域
本发明涉及电力电子领域,更具体地说,涉及一种电压峰值检测电路及检测方法。
背景技术
在电源开关电路中,时常需要对输入电压信号的峰值进行检测,并将其保存下来,以提供给后续的控制电路使用,一般而言,峰值检测电路要求能够响应输入电压信号并且给出其准确的峰值信息。
如图1所示为现有技术的一种电压峰值检测电路的电路图,其应用于开关电源中,其通过分压电阻网络R3和R4对开关电源的直流输入电压信号进行采样,获得表征直流输入电压信号Vin的电压信号Vs,当电压信号Vs小于电容C1两端电压致二极管D1不能导通时,所述电容C1通过电阻R5放电,其中,所述电容C1的两端电压表征所述直流输入电压信号Vin的峰值信息,为了保证获得准确的输入电压峰值信息,所述电容C1的容值必须足够大,以使得其两端电压不会在直流输入电压信号Vin下降期间下降。
此外,电压峰值检测电路要求能够响应高速输入电压信号的峰值,以图1所示的电压峰值检测电路为例,要求其峰值检测电路的时间常数大约为τ=100ms,当电容C1的容值为100PF时,则电阻R5的阻值为
R 5 = 100 ms 100 PF = 1 GΩ - - - ( 1 )
可见,其电阻R5的阻值很大,无论在体积上还是成本上都较大,不利于电路的集成化设计。
需要提供一种能检测并保持输入电压的峰值信息,且电路成本低、体积小的电压峰值检测电路。
发明内容
有鉴于此,本发明提供一种电压峰值检测电路,通过电压耦合电路获得开关电源的直流输入电压的信息,然后通过电压转换电路和保持电路对所述直流输入电压的峰值信息进行处理,以获得准确的峰值电压信号供给后续控制电路。本发明的电压峰值检测电路无需直接采样直流输入电压信息,减少了引脚数目,同时也无需分压电阻网络,节约了成本,减少损耗。另外,本发明还提供了一种电压峰值检测方法。
依据本发明的一种电压峰值检测电路,应用于开关电源中,所述开关电源接收一外部输入电压,经整流桥整流后获得一直流输入电压,包括电压耦合电路、电压转换电路和保持电路,
电压耦合电路,用以耦合所述开关电源中的输入电感上的电压,以获得一表征所述开关电源的直流输入电压的第一电压;
电压转换电路,与所述电压耦合电路连接,以接收所述第一电压,并进行转换处理以获得一与所述第一电压成比例关系的一第二电压;
保持电路,与所述电压转换电路连接,以接收所述第二电压,其通过对所述第二电压的峰值进行保持处理,以获得一峰值电压信号,所述峰值电压信号即表征所述开关电源的直流输入电压的峰值信息。
进一步的,所述电压耦合电路包括一与所述开关电源中的输入电感相耦合的辅助电感,以根据所述辅助电感上的感应电压产生所述第一电压。
进一步的,所述电压转换电路包括一电压-电流转换电路和电流-电压转换电路,所述电压-电流转换电路与所述电压耦合电路连接,其用以接收所述第一电压并基于所述第一电压产生一第一电流;并且,所述电压-电流转换电路对所述第一电流进行镜像处理,以获得一镜像电流;
所述电流-电压转换电路接收所述镜像电流,以据此产生所述第二电压。
进一步的,所述电压-电流转换电路包括一第一电阻、第一误差放大器、第一晶体管和一电流镜电路,
所述第一误差放大器的第一输入端接地端,第二输入端通过所述第一电阻接所述电压耦合电路;
所述第一晶体管的控制端接所述第一误差放大器的输出端,其第一功率端接所述电流镜电路的一端,第二功率端接所述第一误差放大器的第二输入端;
当所述开关电源的功率开关管导通时,所述第一晶体管导通,所述第一电阻中流过的电流作为所述第一电流;
所述电流镜电路接收所述第一电流,并据此提供所述镜像电流。
进一步的,所述电流-电压转换电路包括一第二电阻,所述镜像电流流过所述第二电阻,且所述第二电阻的两端电压作为所述第二电压。
进一步的,所述保持电路包括充电控制电路和放电电路,
所述充电控制电路接收所述第二电压和一微电流源,以产生一峰值电压信号,并且,当所述峰值电压信号小于所述第二电压时,所述充电控制电路通过所述微电流源来增大所述峰值电压信号;
所述放电电路接收所述峰值电压信号和一时钟信号,并根据所述时钟信号控制所述峰值电压信号的放电速率。
进一步的,所述充电控制电路包括一第一比较器、第二晶体管和一充电电容,
所述第一比较器的第一输入端连接所述电压转换电路以接收所述第二电压,其第二输入端与所述充电电容的一端连接,输出端与所述第二晶体管的控制端连接;
所述第二晶体管的控制端接收所述第一比较器的输出端信号,其第一功率端接所述微电流源,第二功率端与所述充电电容的一端连接;
所述充电电容的另一端接地,所述充电电容的两端电压作为所述峰值电压信号。
进一步的,所述放电电路包括第一开关、第二开关和放电电容,
所述第一开关的第一端与所述充电电容连接以接收所述峰值电压信号,另一端与所述第二开关串联后接地;
所述放电电容的一端接所述第一开关和第二开关的公共连接点,其另一端接地;
其中,所述第一开关由所述时钟信号控制其开关动作,所述第二开关由与所述时钟信号相反的信号控制其开关动作。
依据本发明的一种电压峰值检测方法,应用于开关电源中,所述开关电源接收一外部输入电压,经整流桥整流后获得一直流输入电压,包括以下步骤:
S1:耦合所述开关电源中的输入电感上的电压,以获得一表征所述开关电源的直流输入电压的第一电压;
S2:接收所述第一电压,并进行转换处理以获得一与所述第一电压成比例关系的一第二电压;
S3:通过对所述第二电压的峰值进行保持处理,以获得一峰值电压信号,所述峰值电压信号即表征所述开关电源的直流输入电压的峰值信息。
在步骤S2中进一步包括:
接收所述第一电压,并据此产生一与所述第一电压对应的第一电流;
接收所述第一电流,通过镜像作用产生一镜像电流;
接收所述镜像电流,以据此产生所述第二电压。
在步骤S3中进一步包括:
接收所述第二电压和一微电流源,产生一峰值电压信号;同时比较所述第二电压和所述峰值电压信号,当所述峰值电压信号小于所述第二电压时,增大所述峰值电压信号;
接收所述峰值电压信号和一时钟信号,并根据所述时钟信号控制所述峰值电压信号的放电速率。
通过上述的电压峰值检测电路及检测方法,通过电压耦合电路进行耦合感应以获得开关电源直流输入电压的信息,然后通过电压转换电路和保持电路对所述直流输入电压的峰值信息进行转换和保持处理,以获得表征直流输入电压的峰值电压信号供给后续控制电路使用。本发明的电压峰值检测电路无需直接采样直流输入电压信息,减少了引脚数目,同时也无需分压电阻网络,损耗小,成本低,利于集成。
附图说明
图1所示为现有技术的一种电压峰值检测电路的电路图;
图2所示为依据本发明的一种电压峰值检测电路的一实施例的电路框图;
图3所示为图2中所示的电压转换电路和保持电路的具体电路图;
图4所示为依据本发明的一种电压峰值检测方法的一实施例的流程图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的几个优选实施例进行详细描述,但本发明并不仅仅限于这些实施例。本发明涵盖任何在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。为了使公众对本发明有彻底的了解,在以下本发明优选实施例中详细说明了具体的细节,而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本发明。
参考图2,所示为依据本发明的一种电压峰值检测电路的一实施例的电路框图;所述电压峰值检测电路应用于开关电源中,本实施例中以反激式开关电源为例,其功率级电路中有一包括原边绕组T1和副边绕组T2的变压器,记原边绕组T1的线圈匝数为N1,副边绕组T2的线圈匝数为N2。如图2所示,所述电压峰值检测电路包括电压耦合电路201、电压转换电路202和保持电路203,这里,所述电压耦合电路201具体包括一与所述开关电源中的输入电感(如原边绕组T1)相耦合的辅助电感T3,以根据所述辅助电感上的感应电压产生所述第一电压V1,记所述辅助电感T3的线圈匝数为N3,由此,所述第一电压V1可以表征所述开关电源的直流输入电压Vin的信息。这里,二极管D2和电容C4可为电路的控制芯片提供偏置电压VCC
具体地,所述电压转换电路202包括有电压-电流转换电路202-1和电流-电压转换电路202-2,所述电压-电流转换电路202-1与所述电压耦合电路201连接,其用以接收所述第一电压V1并基于所述第一电压产生一第一电流I1;并且,所述电压-电流转换电路对所述第一电流I1进行镜像处理,以获得一镜像电流I2;所述电流-电压转换电路接收所述镜像电流I2,以据此产生所述第二电压V2。由上述过程可以看出,所述第二电压V2与所述第一电压V1成一定比例关系,因此,可以得出所述第二电压V2表征所述开关电源的直流输入电压Vin的信息。
进一步的,所述保持电路203包括充电控制电路203-1和放电电路203-2,所述充电控制电路203-1接收所述第二电压V2和一微电流源Is,以产生一峰值电压信号VP,并且,当所述峰值电压信号VP小于所述第二电压V2时,所述充电控制电路通过所述微电流源Is来增大所述峰值电压信号VP;所述放电电路203-2接收所述峰值电压信号VP和一时钟信号CLK,并根据所述时钟信号控制所述峰值电压信号VP的放电速率。
这样,所述峰值电压信号VP可表征所述第二电压V2的峰值信息,由第二电压V2和直流输入电压Vin的关系可得出,所述峰值电压信号VP表征所述直流输入电压Vin的峰值信息。这里,由于直流输入电压Vin的变化关系,所述峰值电压信号VP表征的是所述直流输入电压Vin的准峰值信息。所述峰值电压信号VP传输给后续控制电路使用。
从上述过程可以看出,本发明实施例的电压峰值转换电路和保持电路无需利用分压电阻直接对直流输入电压进行采样而获得输入电压信息,一方面减少了芯片的引脚,另一方面也减少了电阻带来的功率损耗,降低成本的同时提高了电源的效率。
参考图3,所示为图2中所示的电压转换电路和保持电路的具体电路图;下面结合图3中具体的电路结构详细说明本发明实施例的电压峰值检测电路的工作原理:
具体地,所述电压-电流转换电路202-1包括一第一电阻R1、第一误差放大器EA1、第一晶体管Q1和一电流镜电路,所述第一误差放大器EA1的第一输入端接地端,第二输入端通过所述第一电阻R1接所述辅助电感T3;所述第一晶体管Q1的控制端接所述第一误差放大器EA1的输出端,其第一功率端接所述电流镜电路的一端,第二功率端接所述第一误差放大器EA1的第二输入端;当所述开关电源的功率开关管QM导通时,所述第一晶体管Q1导通,所述第一电阻中流过的电流作为所述第一电流I1
所述电流镜电路接收所述第一电流I1,并据此提供所述镜像电流I2。这里,所述电流镜电路为共源共栅连接的两个晶体管,这里以P型晶体管为例,晶体管MP1和晶体管MP2为相同类型的晶体管,且其宽长比之比为1:M,这里,为方便电路的阐述,本实施例中晶体管MP1和晶体管MP2设为两个完全相同的晶体管。当第一晶体管Q1导通时,所述电流镜电路基于所述第一电流I1产生一与之大小相等的镜像电流I2
所述电压-电流转换电路202-2包括一第二电阻R2,其第一端与所述电流镜电路的另一端连接以接收所述镜像电流I2,第二端接地,由于第二电阻R2中有镜像电流流过,则所述第二电阻的第一端电压产生一电压并作为所述第二电压V2
进一步的,所述充电控制电路203-1包括一第一比较器CM1、第二晶体管Q2和一充电电容C2,所述第一比较器CM1的第一输入端连接所述电压转换电路202以接收所述第二电压V2,其第二输入端与所述充电电容C2的一端连接以接收所述峰值电压信号VP,输出端与所述第二晶体管Q2的控制端连接;所述第二晶体管Q2的控制端接收所述第一比较器CM1的输出端信号,其第一功率端接所述微电流源Is,第二功率端与所述充电电容C2的一端连接;所述充电电容C2的另一端接地,所述充电电容的两端电压作为所述峰值电压信号VP
所述放电电路203-2包括第一开关S1、第二开关S2和放电电容C3,所述第一开关S1的第一端与所述充电电容C2连接以接收所述峰值电压信号,另一端与所述第二开关S2串联后接地;所述放电电容C3的一端接所述第一开关S1和第二开关S2的公共连接点,其另一端接地;其中,所述第一开关S1由所述时钟信号CLK控制其开关动作,所述第二开关S2由与所述时钟信号相反的信号控制其开关动作。
结合上述电路的连接关系阐述电压峰值检测电路的工作原理:当功率开关管QM导通后,原边绕组上产生一压降,辅助电感T3耦合变压器的原边绕组T1上的电压,获得所述第一电压V1为:
V 1 = - N 3 N 1 × V in - - - ( 2 )
从公式(2)中可以看出,所述第一电压V1与所述直流输入电压Vin成比例关系,由于第一电压为负值,则第一误差放大器的输出端信号Ve1为高电平状态,第一晶体管Q1导通,根据第一误差放大器EA1的“虚短”原理,流过第一电阻R1的第一电流I1为:
I 1 = - N 3 N 1 × V in R 1 - - - ( 3 )
由此可得到流过电流镜电路中左边支路的电流也为第一电流I1,根据镜像原理,则镜像电流I2为:
I 2 = - N 3 N 1 × V in R 1 - - - ( 4 )
由于流过第二电阻R2的电流为所述镜像电流I2,则第二电阻R2的第二电压V2为:
V 2 = N 3 N 1 × V in R 1 × R 2 - - - ( 5 )
从式(5)中可以看出,所述第二电压V2与所述直流输入电压Vin成比例关系,即是所述第二电压可表征直流输入电压Vin的信息。
另外,从式(2)和式(5)中可以看出,所述第一电压V1与所述第二电压V2亦成比例关系,并且经过本发明实施例的电压转换电路调节,所述第二电压V2为与直流输入电压Vin正负号保持一致。
之后,所述第一比较器CM1比较所述第二电压V2和所述峰值电压信号VP,当所述峰值电压信号VP小于所述第二电压V2时,所述第一比较器的输出端信号VC1为高电平状态,所述第二晶体管Q2导通,微电流源IS对充电电容C2充电,所述峰值电压信号VP增大,直至所述峰值电压信号VP达到所述第二电压V2时,所述第一比较器的输出端信号VC1变为低电平,所述第二晶体管Q2关断,充电电容C2通过放电电路步阶放电,放电速度由时钟信号的周期、充电电容和放电电容的容值决定。这里,放电电路中的放电电容也可以由可调电流源等放电元件替代。
正如现有技术中提到,电压峰值检测电路需要响应瞬态的直流输入电压的峰值信息,本发明实施例中的保持电路的等效时间常数τeq为:
τ eq = C 2 × R eq - - - ( 6 )
其中,C2为所述充电电容的容值,Req为所述保持电路的等效电阻,其值为:
R eq ≈ T CLK × ( C 2 + C 3 ) C 2 × C 3 - - - ( 7 )
其中,C3为放电电容的容值,TCLK为时钟信号的周期,取C2>>C3,则等效电阻Req为:
R eq ≈ T CLK C 3 - - - ( 8 )
将式(8)代入式(6)中得,
τ eq ≈ T CLK × C 2 C 3 - - - ( 9 )
当等效时间常数τeq取100ms时,取TCLK=1ms,C2=50PF时,所述放电电容的容值C3=0.5PF,或者是当C2=10PF时,所述放电电容的容值C3=0.1PF,可见,在满足直流输入电压峰值瞬态响应的条件下,本发明实施例中的放电电容的容值非常小,无需大阻值的电阻和电容,其成本大大降低,体积也小,利于集成。
参考图4,所示为依据本发明的一种电压峰值检测方法的一实施例的流程图;所述电压峰值检测方法应用于开关电源中,所述开关电源接收一外部输入电压,经整流桥整流后获得一直流输入电压,其包括以下步骤:
S401:耦合所述开关电源中的输入电感上的电压,以获得一表征所述开关电源的直流输入电压的第一电压;
S402:接收所述第一电压,并进行转换处理以获得一与所述第一电压成比例关系的一第二电压;
S403:通过对所述第二电压的峰值进行保持处理,以获得一峰值电压信号,所述峰值电压信号即表征所述开关电源的直流输入电压的峰值信息。
进一步的,在步骤S402中包括:
接收所述第一电压,并据此产生一与所述第一电压对应的第一电流;
接收所述第一电流,通过镜像作用产生一镜像电流;
接收所述镜像电流,以据此产生所述第二电压。
进一步的,在步骤S403中包括:
接收所述第二电压和一微电流源,产生一峰值电压信号;同时比较所述第二电压和所述峰值电压信号,当所述峰值电压信号小于所述第二电压时,增大所述峰值电压信号;
接收所述峰值电压信号和一时钟信号,并根据所述时钟信号控制所述峰值电压信号的放电速率。
综上所述,本发明实施例公开的电压峰值检测电路及检测方法利用电压耦合电路来获得直流输入电压的信息,而不直接连接功率级电路来采样直流输入电压信息,一方面可以减少芯片的引脚数目,另一方面无需采样电阻等也可以减小损耗提高效率。此外,本发明中的电压转换和保持电路对电压耦合电路输出的第一电压进行转换和保持处理,可获得表征直流输入电压的峰值电压信号,其无需大电阻大电容等元器件,相对于现有技术成本大大降低。
以上对依据本发明的优选实施例的电压峰值检测电路及检测方法进行了详尽描述,本领域普通技术人员据此可以推知其他技术或者结构以及电路布局、元件等均可应用于所述实施例。本发明实施例中的开关电源以反激式开关电源为例,但本发明的电压峰值检测电路及检测方法不局限应用于反激式开关电源中,也可以应用于升压型、降压型、升降压型、正激式、SEPIC、ZETA等开关电源中。
依照本发明的实施例如上文所述,这些实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施例。显然,根据以上描述,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地利用本发明以及在本发明基础上的修改使用。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (9)

1.一种电压峰值检测电路,应用于开关电源中,所述开关电源接收一外部输入电压,经整流桥整流后获得一直流输入电压,其特征在于,包括电压耦合电路、电压转换电路和保持电路,
电压耦合电路,用以耦合所述开关电源中的输入电感上的电压,以获得一表征所述开关电源的直流输入电压的第一电压;
电压转换电路,与所述电压耦合电路连接,以接收所述第一电压,并进行转换处理以获得一与所述第一电压成比例关系的一第二电压;
保持电路,与所述电压转换电路连接,以接收所述第二电压,其通过对所述第二电压的峰值进行保持处理,以获得一峰值电压信号,所述峰值电压信号即表征所述开关电源的直流输入电压的峰值信息;
其中,所述保持电路包括充电控制电路和放电电路,
所述充电控制电路接收所述第二电压和一微电流源,以产生一峰值电压信号,并且,当所述峰值电压信号小于所述第二电压时,所述充电控制电路通过所述微电流源来增大所述峰值电压信号;
所述放电电路接收所述峰值电压信号和一时钟信号,并根据所述时钟信号控制所述峰值电压信号的放电速率。
2.根据权利要求1所述的电压峰值检测电路,其特征在于,所述电压耦合电路包括一与所述开关电源中的输入电感相耦合的辅助电感,以根据所述辅助电感上的感应电压产生所述第一电压。
3.根据权利要求1所述的电压峰值检测电路,其特征在于,所述电压转换电路包括一电压-电流转换电路和电流-电压转换电路,
所述电压-电流转换电路与所述电压耦合电路连接,其用以接收所述第一电压并基于所述第一电压产生一第一电流;并且,所述电压-电流转换电路对所述第一电流进行镜像处理,以获得一镜像电流;
所述电流-电压转换电路接收所述镜像电流,以据此产生所述第二电压。
4.根据权利要求3所述的电压峰值检测电路,其特征在于,所述电压-电流转换电路包括一第一电阻、第一误差放大器、第一晶体管和一电流镜电路,
所述第一误差放大器的第一输入端接地端,第二输入端通过所述第一电阻接所述电压耦合电路;
所述第一晶体管的控制端接所述第一误差放大器的输出端,其第一功率端接所述电流镜电路的一端,第二功率端接所述第一误差放大器的第二输入端;
当所述开关电源的功率开关管导通时,所述第一晶体管导通,所述第一电阻中流过的电流作为所述第一电流;
所述电流镜电路接收所述第一电流,并据此提供所述镜像电流。
5.根据权利要求3所述的电压峰值检测电路,其特征在于,所述电流-电压转换电路包括一第二电阻,所述镜像电流流过所述第二电阻,且所述第二电阻的两端电压作为所述第二电压。
6.根据权利要求1所述的电压峰值检测电路,其特征在于,所述充电控制电路包括一第一比较器、第二晶体管和一充电电容,
所述第一比较器的第一输入端连接所述电压转换电路以接收所述第二电压,其第二输入端与所述充电电容的一端连接,输出端与所述第二晶体管的控制端连接;
所述第二晶体管的控制端接收所述第一比较器的输出端信号,其第一功率端接所述微电流源,第二功率端与所述充电电容的一端连接;
所述充电电容的另一端接地,所述充电电容的两端电压作为所述峰值电压信号。
7.根据权利要求6所述的电压峰值检测电路,其特征在于,所述放电电路包括第一开关、第二开关和放电电容,
所述第一开关的第一端与所述充电电容连接以接收所述峰值电压信号,另一端与所述第二开关串联后接地;
所述放电电容的一端接所述第一开关和第二开关的公共连接点,其另一端接地;
其中,所述第一开关由所述时钟信号控制其开关动作,所述第二开关由与所述时钟信号相反的信号控制其开关动作。
8.一种电压峰值检测方法,应用于开关电源中,所述开关电源接收一外部输入电压,经整流桥整流后获得一直流输入电压,其特征在于,包括以下步骤:
S1:耦合所述开关电源中的输入电感上的电压,以获得一表征所述开关电源的直流输入电压的第一电压;
S2:接收所述第一电压,并进行转换处理以获得一与所述第一电压成比例关系的一第二电压;
S3:通过对所述第二电压的峰值进行保持处理,以获得一峰值电压信号,所述峰值电压信号即表征所述开关电源的直流输入电压的峰值信息;
其中,在步骤S3中进一步包括:
接收所述第二电压和一微电流源,产生一峰值电压信号;同时比较所述第二电压和所述峰值电压信号,当所述峰值电压信号小于所述第二电压时,增大所述峰值电压信号;
接收所述峰值电压信号和一时钟信号,并根据所述时钟信号控制所述峰值电压信号的放电速率。
9.根据权利要求8所述的电压峰值检测方法,其特征在于,在步骤S2中进一步包括:
接收所述第一电压,并据此产生一与所述第一电压对应的第一电流;
接收所述第一电流,通过镜像作用产生一镜像电流;
接收所述镜像电流,以据此产生所述第二电压。
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Families Citing this family (43)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103345289B (zh) * 2013-06-26 2015-03-04 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 斜率补偿和环路带宽自适应控制电路及应用其的开关电源
CN104283200B (zh) * 2013-07-10 2019-01-18 珠海格力电器股份有限公司 一种高压静电防护电路
CN104569557A (zh) * 2014-03-26 2015-04-29 深圳市依崇微电子科技有限公司 轨到轨峰值检测电路及其方法
EP2961246B1 (en) * 2014-06-26 2016-12-21 Dialog Semiconductor (UK) Limited LED mains voltage measurement using a current mirror
CN104836477A (zh) * 2015-05-08 2015-08-12 山东大学 一种采用峰值监测开关电路的微电源及其工作方法
CN105158550A (zh) * 2015-07-22 2015-12-16 珠海格力电器股份有限公司 开关电源及其电压峰值检测装置和方法
CN105403753B (zh) * 2015-11-26 2018-02-06 成都启臣微电子股份有限公司 一种开关电源初级电感峰值电流辅助采样电路
CN105549714A (zh) * 2015-12-25 2016-05-04 江苏省交通规划设计院股份有限公司 一种自助服务终端停电时稳定运行的方法
CN106443147A (zh) * 2016-10-12 2017-02-22 长沙群瑞电子科技有限公司 一种四路过电压记录装置
US10033364B1 (en) * 2017-05-31 2018-07-24 Silicon Laboratories Inc. Low power compact peak detector with improved accuracy
CN108051635A (zh) * 2017-10-23 2018-05-18 上海卫星工程研究所 火工品点火电流峰值检测电路
CN107727925B (zh) * 2017-11-10 2020-04-14 电子科技大学 一种高精度宽范围峰值电流采样电路
RU2764282C1 (ru) 2018-08-03 2022-01-17 Майкро Моушн, Инк. Определение входного напряжения для точки гальванической развязки
CN109188065A (zh) * 2018-09-28 2019-01-11 青岛海尔洗衣机有限公司 隔离反激式开关电源及其输入电压检测电路、检测方法
CN109194165B (zh) 2018-10-18 2021-05-14 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 交流-直流功率变换器
CN109256966B (zh) 2018-10-18 2021-02-02 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 交流-直流功率变换器
CN109470908B (zh) * 2018-10-24 2021-08-24 深圳市芯茂微电子有限公司 一种无cs采样电阻的峰值电流检测方法
CN109450257B (zh) 2018-12-12 2019-08-27 西安矽力杰半导体技术有限公司 隔离型开关变换器及其控制电路和控制方法
CN109496017A (zh) 2018-12-26 2019-03-19 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Led负载驱动电路及其驱动方法
CN109842302B (zh) 2019-02-15 2020-08-14 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 串联谐振变换器及其原边反馈控制电路和控制方法
CN209462353U (zh) 2019-03-20 2019-10-01 深圳Tcl新技术有限公司 相位跟随脉冲产生电路及电源装置
CN112260558A (zh) 2019-04-03 2021-01-22 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 交流-直流转换电路和方法以及充电器
CN110836999B (zh) * 2019-07-10 2022-03-01 浙江绍兴苏泊尔生活电器有限公司 电压检测方法、电压检测电路、料理机工作电路及料理机
CN110429837A (zh) 2019-08-02 2019-11-08 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 宽范围输入输出ac-dc变换器
CN110417101B (zh) 2019-08-02 2024-10-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 电池充电电路和电池充电方法
CN110677018B (zh) 2019-10-31 2021-01-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、控制方法和开关变换器
CN110798075B (zh) 2019-11-08 2021-04-02 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路以及应用其的开关变换器
CN113179006B (zh) 2019-11-08 2023-10-27 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 零电压开通控制电路、方法及应用其的开关电源
CN111064366B (zh) 2019-12-11 2021-03-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路和方法以及谐振变换模块
CN110854819B (zh) * 2019-12-13 2022-01-21 陕西亚成微电子股份有限公司 一种集成Xcap电容放电和输入欠压保护的方法和电路
CN110995025A (zh) 2019-12-20 2020-04-10 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种开关电源电路
CN111064369A (zh) 2019-12-20 2020-04-24 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 开关电源电路
CN111181406B (zh) 2020-01-16 2021-06-08 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 同步整流电路及其控制电路和控制方法
CN111190044B (zh) * 2020-03-10 2024-08-02 无锡恒芯微科技有限公司 自供电系统中的峰值检测电路
TWI711248B (zh) * 2020-04-17 2020-11-21 通嘉科技股份有限公司 應用於電源轉換器的一次側的初級控制器及其操作方法
CN111464026B (zh) 2020-05-22 2022-01-07 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路以及应用其的开关变换器
CN113740597B (zh) * 2020-09-08 2024-08-16 台达电子企业管理(上海)有限公司 开关管尖峰电压检测电路及方法
CN112260532B (zh) 2020-10-27 2022-08-23 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路,开关变换器及集成电路
CN112564462A (zh) 2020-12-07 2021-03-26 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 应用于电源芯片中的通信控制电路
CN112615531A (zh) 2020-12-14 2021-04-06 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路以及应用其的开关变换器
CN112782454B (zh) * 2020-12-29 2024-01-26 武汉邮电科学研究院有限公司 快速峰值检测电路及设备
TWI780614B (zh) * 2021-03-03 2022-10-11 亞碩綠能股份有限公司 交換式電源供應器之電壓量測方法及其系統
CN113394985B (zh) 2021-07-21 2022-08-23 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、谐振变换器及集成电路控制芯片

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87214947U (zh) * 1987-11-06 1988-10-12 北方交通大学 峰值电压测量仪
CN1303481A (zh) * 1998-06-10 2001-07-11 哈贝尔公司 用于高压系统中峰值电压和rms电压的同时数字测量的系统
CN1379545A (zh) * 2001-03-29 2002-11-13 三洋电机株式会社 讯号放大装置
CN101677213A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 电力集成公司 用于电力变换器控制器的数字峰值输入电压检测器

Family Cites Families (24)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US6134123A (en) * 1999-12-06 2000-10-17 Sanken Electric Co., Ltd. Switch-mode DC power supply, monolithic IC and hybrid IC for the same
JP4432634B2 (ja) * 2004-06-16 2010-03-17 日産自動車株式会社 電圧検出回路
US7259972B2 (en) * 2004-10-07 2007-08-21 System General Corporation Primary-side-control power converter having a switching controller using frequency hopping and voltage and current control loops
JP4040056B2 (ja) * 2005-08-31 2008-01-30 松下電器産業株式会社 出力電圧検出回路、絶縁型スイッチング電源、および半導体装置
JP2008116331A (ja) * 2006-11-06 2008-05-22 Seiko Instruments Inc ピーク値検出回路
DE102007002342B3 (de) * 2007-01-16 2008-10-16 Friwo Mobile Power Gmbh Vereinfachte primärseitige Ansteuerschaltung für den Schalter in einem Schaltnetzteil
US7911808B2 (en) * 2007-02-10 2011-03-22 Active-Semi, Inc. Primary side constant output current controller with highly improved accuracy
US8488342B2 (en) * 2008-10-21 2013-07-16 On-Bright Electronics (Shanghai) Co., Ltd. Systems and methods for constant voltage mode and constant current mode in flyback power converters with primary-side sensing and regulation
CN101399492A (zh) 2008-11-10 2009-04-01 崇贸科技股份有限公司 电源供应器的具保护电路的控制电路
US8081495B2 (en) * 2008-11-20 2011-12-20 Semiconductor Components Industries, Llc Over power compensation in switched mode power supplies
ITMI20112346A1 (it) * 2011-12-22 2013-06-23 St Microelectronics Srl Rilevatore di tensione di picco e relativo metodo di generazione di una tensione di inviluppo
US8599581B2 (en) * 2012-02-16 2013-12-03 Fremont Micro Devices (Sz) Limited Primary-side regulated modulation controller with improved transient response and audile noise
CN102570837B (zh) * 2012-02-28 2014-09-03 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种恒压恒流控制电路及其控制方法
CN102624254B (zh) * 2012-03-26 2014-06-18 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种具有改进的负载调节的恒压恒流控制电路及其控制方法
US8780590B2 (en) * 2012-05-03 2014-07-15 Hong Kong Applied Science & Technology Research Institute Company, Ltd. Output current estimation for an isolated flyback converter with variable switching frequency control and duty cycle adjustment for both PWM and PFM modes
CN102723855B (zh) 2012-06-25 2014-06-25 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种功率开关管的驱动电路以及应用其的功率变换电路
CN102735906B (zh) * 2012-07-05 2014-11-05 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种电感电流检测电路以及应用其的led驱动电路
CN103151910B (zh) * 2013-03-25 2015-05-13 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种欠压保护电路、欠压保护方法及开关电源
CN103236787B (zh) * 2013-04-12 2015-07-08 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种电容放电方法及放电电路
CN103166450B (zh) * 2013-04-15 2015-08-26 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 电压传输损耗补偿电路、补偿方法、控制芯片及开关电源
CN103219901B (zh) * 2013-04-19 2015-12-09 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 Ac/dc变换器控制电路以及应用其的ac/dc变换器
CN103760408B (zh) * 2014-01-26 2017-02-15 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 过零检测电路
CN104393761B (zh) * 2014-12-15 2017-03-01 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 控制电路、集成电路和应用其的开关型变换器
CN105099203B (zh) * 2015-07-24 2018-06-26 矽力杰半导体技术(杭州)有限公司 一种电压采样控制电路、电压采样控制方法及隔离式变换器

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN87214947U (zh) * 1987-11-06 1988-10-12 北方交通大学 峰值电压测量仪
CN1303481A (zh) * 1998-06-10 2001-07-11 哈贝尔公司 用于高压系统中峰值电压和rms电压的同时数字测量的系统
CN1379545A (zh) * 2001-03-29 2002-11-13 三洋电机株式会社 讯号放大装置
CN101677213A (zh) * 2008-09-19 2010-03-24 电力集成公司 用于电力变换器控制器的数字峰值输入电压检测器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
宽范围自动切换量程的峰值电压检测系统;李玉峰;《电工技术杂志》;20001231(第7期);第33页第2.1节及图1 *

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Publication number Publication date
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