專利名稱：開關電源的占空比檢測電路、檢測方法及應用的制作方法
技術領域：
本發明涉及開關電源的占空比檢測技術及其在頻率檢測中的應用。
背景技術：
在開關電源穩壓電路中，需要檢測開關信號的占空比，將開關信號的占空比的數值轉換 成穩定的電壓或者電流值，作為開關電源電路控制的一部分。
圖l為目前普遍采用的開關電源占空比檢測電路，輸入方波信號Vi至反向器NA，反向器NA 的另一端連接到開關PM0S晶體管P1和開關NM0S晶體管N1的柵極，Pl的源極連接基準電壓 Vdd,N1的源扱接地，P1的漏極和N1的漏極連接電阻R1，電容C1連接于電阻R1的另一端和N1的 源極之間，通過P1和N1的切換控制電容C1充放電，在電阻R1和電容C1的聯接點處檢測開關電 源的占空比。
假設輸入方波信號Vi，周期為T，高電平持續時間為Ton，則Vi輸入的占空比D為 T
當Vi輸入高電平時，Nl關斷，Pl導通，電容C1充電，充電回路為電源VDD-PMOS管Pl-電 阻R1-電容C1;當Vi輸入為低電平時，Nl導通，Pl關斷，電容C1放電，放電通路為電容Cl-電 阻R1-NM0S管N1-地。
當輸入方波信號Vi的占空比固定，且R1C1充放電的時間常數遠大于開關周期時，電容上 的電壓最終不變，該輸出電壓能夠表示輸入方波占空比的大小。
由于在輸出電壓穩定以后，對電容的充放電達到平衡，充電電荷等于放電電荷，艮卩
Ton.J^_^ = (T_Ton).， (2) Rl Rl
得到如下結果 V0=D.VDD
D = Ton/T (3) 即輸出電壓V。與輸入方波信號的占空比成正比。
輸出電壓的紋波為
AV Ton.(VDD-V0) —D-T-VDD,(1-D) Q— R1C1 R1C1圖2示出了目前的開關電源占空比檢測電路輸入Vi、輸出Vo以及紋波AV。的波形圖。
紋波系數<formula>formula see original document page 6</formula>
在輸入方波信號Vi周期不變條件下，輸出紋波與R1、 Cl的充放電時間常數有關，加大R1、 Cl可以有效地降低電壓的紋波，消除紋波對后級電路的影響。 在D4/2時，輸出紋波數值最大，為
假設T二20ms， VDD為5V， R1=100KQ， Cl=10uF，得到AV。二25raV。由于電容太大，無法集
成在開關電源占空比檢測電路中，需要額外提供一個管腳，用于外接電容，如果需要調整占 空比檢測電路的輸出電壓、電流值，還要增加一個集成電路的管腳進行設置，這樣就需要使 用兩個管腳來設置檢測占空比的數值大小。
發明內容
本發明旨在解決現有技術的不足，提供一種內部集成充電電阻電容且可調整占空比電壓、 電流值的開關電源占空比檢測電路。
本發明還提供了開關電源的占空比檢測方法。
同時本發明還提供了利用開關電源占空比檢測電路實現的頻率檢測電路。 開關電源占空比檢測電路，包括開關控制模塊、充電電壓/電流轉換模塊、充電電流鏡像 模塊、放電電壓/電流轉換模塊、放電電流鏡像模塊、電容C2，輸入信號Vi輸入所述的開關控 制模塊，電容C2的一端連接充電電壓/電流轉換模塊、放電電壓/電流轉換模塊、充電電流鏡 像模塊、放電電流鏡像模塊，電容C2的另一端接地，充電電壓/電流轉換模塊連接充電電流鏡 像模塊，放電電壓/電流轉換模塊連接放電電流鏡像模塊，充電電壓/電流轉換模塊、充電電 流鏡像模塊、放電電壓/電流轉換模塊、放電電流鏡像模塊或電容C2輸出包含占空比信息的值， 開關控制模塊的輸出連接并控制-
(1) 充電電壓/電流轉換模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸入或輸出，或；
(2) 充電電壓/電流轉換模塊和放電電流鏡像模塊的輸入或輸出，或；
(3) 充電電流鏡像模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸入或輸出，或；
(4 )充電電流鏡像模塊和放電電流鏡像模塊的輸入或輸出。所述的開關電源占空比檢測電路還包括電流/電壓轉換模塊，所述的電流/電壓轉換模塊 將放電電流鏡像模塊輸出的電流轉換為電壓。
開關電源占空比檢測方法，其特征在于開關控制模塊輸入信號Vi，當輸入信號Vi為高電 平時，充電電壓/電流轉換模塊將電容電壓Vc轉換成電流，充電電流鏡像模塊將充電電壓/電 流轉換模塊的輸出電流鏡像，充電電流鏡像模塊對電容C2充電；當輸入信號Vi為低電平時， 放電電壓/電流轉換模塊將電容電壓Vc轉換成電流，放電電流鏡像模塊將放電電壓/電流轉換 模塊的輸出電流鏡像,放電電流鏡像模塊對電容C2放電，充電電壓/電流轉換模塊、充電電流 鏡像模塊、放電電壓/電流轉換模塊或放電電流鏡像模塊輸出包含占空比信息的值，開關控制 模塊的輸出控制
(1) 充電電壓/電流轉換模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸出，或；
(2) 充電電壓/電流轉換模塊和放電電流鏡像模塊的輸出，或；
(3) 充電電流鏡像模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸出，或；
(4) 充電電流鏡像模塊和放電電流鏡像模塊的輸出。 所述的開關電源占空比檢測方法還包括將所述的放電電壓/電流轉換模塊或開關控制模
塊輸出開關電源占空比測量值。
一種開關電源頻率檢測電路，包括固定脈沖寬度產生電路和開關電源占空比檢測電路， 固定頻率的方波信號V1輸入所述的固定脈沖寬度產生電路，固定脈沖寬度產生電路連接到開 關電源占空比檢測電路，由開關電源占空比檢測電路輸出開關電源占空比測量值。
所述的固定脈沖寬度產生電路生成固定脈沖寬度信號。
其中，所述的開關電源占空比檢測電路采用本發明前述的開關電源占空比檢測電路。 本發明的有益效果在于本發明通過充電電電壓/電流轉換模塊、放電電壓/電流轉換模 塊將電容C2上的電壓轉換為充電電流和放電電流，再利用電流鏡像模塊的傳遞，使得傳遞后 的充電電流和放電電流變小，從而減少對電容的充放電電流的大小，因此可以釆用小電容， 在開關電源占空比檢測電路中集成電容，減少外圍管腳，降低成本，實現小的紋波電壓；本 發明通過開關控制模塊控制對電壓/電流轉換模塊、電流鏡像模塊的控制，實現對電容的充放 電進行控制，通過調整充電電壓/電流轉換模塊、放電電壓/電流轉換模塊中的鏡像電流比例 對輸出的占空比電壓、電流進行調整；同時本發明通過選擇不同的外加電阻值對輸出的占空 比電壓值進行調整，有利于電路的調試。
本發明提供的頻率檢測電路，可以應用于變頻開關控制電路中，由于輸出電壓或者功率 與頻率相關，通過頻率檢測電路得到表示頻率的電壓，實現對開關控制電路輸出電壓或者功率的補償。假設輸出電壓或頻率隨輸入頻率變高而線性增大，則可以使用頻率檢測的輸出電 壓來控制電路的輸出頻率，達到調整、穩定輸出電壓或輸出功率的目的。
圖l為目前的開關電源占空比檢測電路圖
圖2為目前的開關電源占空比檢測電路輸入、輸出波形圖
圖3A、 3B、 3C、 3D為本發明開關電源占空比檢測電路結構圖
圖4為為本發明開關電源占空比檢測電路圖1
圖5為本發明開關電源占空比檢測電路圖2
圖6為為本發明開關電源占空比檢測電路圖3
圖7為圖4的開關切換模塊電路圖的一種
圖8為本發明頻率檢測電路結構圖及波形圖
圖9為固定脈沖寬度發生電路
圖10為固定脈沖寬度發生電路輸入、輸出波形圖
具體實施例方式
以下結合附圖對本發明內容進一步說明。
如圖3所示，開關電源占空比檢測電路，包括開關控制模塊l、充電電流鏡像模塊2、充電 電壓/電流轉換模塊3、放電電壓/電流轉換模塊4、放電電流鏡像模塊4、電容C2，輸入信號Vi 輸入所述的開關控制模塊l，電容C2的一端通接充電電壓/電流轉換模塊3、放電電壓/電流轉 換4，電容C2的另一端接地，充電電壓/電流轉換模塊3連接充電電流鏡像模塊2，放電電壓/ 電流轉換模塊5連接放電電流鏡像模塊4，充電電流鏡像模塊2、充電電壓/電流轉換模塊3、放 電電壓/電流轉換模塊4、放電電流鏡像模塊4或電容C2輸出包含占空比信息的值，所述的開關
控制模塊l的輸出按如下連接方式中的一種連接并控制-
如圖3A所示，開關控制模塊1的輸出連接充電電流鏡像模塊2和放電電流鏡像模塊4的輸入
或輸出；
如圖3B所示，開關控制模塊l的輸出連接充電電壓/電流轉換模塊3和放電電壓/電流轉換 模塊5的輸入或輸出，或；
如圖3C所示，開關控制模塊l的輸出連接充電電流鏡像模塊2和放電電壓/電流轉換模塊5 的輸入或輸出，或；如圖3D所示，開關控制模塊l的輸出連接充電電壓/電流轉換模塊3和放電電流鏡像模塊4 的輸入或輸出，或；
如圖4、 5、 6所示，所述的充電電壓/電流轉換模塊3包括運算放大器Al， PM0S晶體管M9， 電阻R^，所述運算放大器A1的輸入正端連接電容C2，運算放大器A1的輸入負端接電阻RA的 一端和M9的源極，運算放大器A1的輸出端接M9的柵極，電阻RA的另一端接入電位VA， M9的
漏極連接充電電流鏡像模塊。
如圖4、 5、 6所示，所述的放電電壓/電流轉換模塊5包括運算放大器A2， NM0S晶體管管M12， 電阻Re，所述運算放大器A2的輸入正端連接電容C2，運算放大器A2的輸入負端接電阻Re的 一端和M12的源極，運算放大器A2的輸出端連接M12的柵極，電阻Re的另一端接入電位VB， M12的漏極連接放電電流鏡像模塊。
如圖4、 5、 6所示，所述的充電電流鏡像模塊2包括第一充電電流鏡像電路21和第二充電 電流鏡像電路22:
所述的第一充電電流鏡像電路21由共柵極、共源極連接的順OS晶體管M10和NM0S晶體管 Mll組成，M10的柵極、漏極連接到充電電壓/電流轉換模塊M9的漏極，Mll的漏極連接第二充 電電流鏡像電路22;
所述的第二充電電流鏡像電路22由共柵極、共源極連接的PM0S晶體管M7和M8組成，M7和M8 的源極接電源VDD， M8的漏極、柵極連接第一充電電流模塊的M11的漏極，M7的漏極連接開關
控制模塊l。
如圖4、 5、 6所示，所述的放電電流鏡像模塊4包括第一放電電流鏡像電路41和第二放電 電流鏡像電路42:
所述的第一放電電流鏡像電路41由共柵極、共源極連接的剛0S晶體管M1和M2組成，Ml的 漏極連接開關控制模塊，M2的漏極、柵極連接第二放電電流鏡像模塊42;
所述的第二放電電流鏡像電路42由共柵極、共源極連接的PM0S晶體管M13、 M14組成，M13 和M14的源極接電源VDD， M13的漏極、柵極連接所述的放電電壓/電流轉換模塊的M12漏極， M14的漏極連接第一放電電流鏡像模塊41的M2漏極。
如圖4、 5、 6所采用的充電電流鏡像模塊2、放電電流鏡像模塊4僅是本發明具體實施方式
的一種，而不是對本發明的限制，本發明中的充電電流鏡像模塊2或放電電流鏡像模塊4還可 以由多個電流鏡像電路組成，如四個電流鏡像電路，同時電流鏡像模塊的結構還可以采用其 他形式的電流源結構，如折疊式、威爾遜電流源等各種電流源。
所述M9的漏極、Mll的漏極、M12的漏極、M14的漏極輸出包含占空比信息的值。如圖4所示,所述的開關控制模塊1的輸出用于切換充電電流鏡像模塊2的輸出和放電電流 鏡像模塊4的輸出，所述的開關控制模塊1包括反向器NA1、 NM0S晶體管M3、 PM0S晶體管M6，輸 入信號Vi連接反向器輸入端，反向器的輸出端連接M3、 M6的柵極，M3和M6的漏極連接到電容 C2的一端，M6的源極連接第二充電電流鏡像電路22的M7的漏極，M3的源極連接第一放電電流 鏡像電路41的M1的漏極。
如圖5所示，所述的開關控制模塊1的輸出用于切換充電電流鏡像模塊2的輸入和放電電流 鏡像模塊4的輸入，所述的開關控制模塊1包括NM0S晶體管M17、 PM0S晶體管M16，輸入信號Vi 連接M16、 M17的柵極，M16的漏極連接到第二充電電流鏡像電路22的M8的漏極，M16的源極連 接到第一充電電流鏡像電路21的M8的源極，M17的漏極連接到第一放電電流鏡像電路41的M2 的漏極，M17的源極連接第一放電電流鏡像電路41的M2的源極。
如圖6所示，所述的開關控制模塊l的輸出用于切換充電電壓/電流轉換模塊3的輸入和放 電電壓/電流轉換模塊5的輸入，所述的開關控制模塊1包括醒0S晶體管M21、 PM0S晶體管M20， 輸入信號Vi連接M20、 M21的柵極，M20的漏極連接到充電電壓/電流轉換模塊3的M9的柵極，M20 的源極連接到充電電壓/電流轉換模塊3的電位VA ， M21的漏極連接到放電電壓/電流轉換模塊 5的M12的柵極，M21的源極連接到放電電壓/電流轉換模塊5的電位VB 。
圖4、 5、 6所述的開關控制模塊1輸出的連接方式的實施例只是對本發明的說明，而不是 對本發明的限制，本發明說書的開關控制模塊1的輸出的其它連接方式與圖4、 5、 6的連接方 式同理。
另外，圖4、圖5、圖6所采用開關控制模塊1僅是本發明具體實施方式
中的一種，所述的 開關控制模塊l還可以進行如下任意變換
其中，所述的M3、 M6、 M16、 M17、 M20、 M21使用傳輸門實現;
其中，所述的M3、 M17、 M21采用NPN管，M6、 M16、 M20采用PNP管，同時輸入信號作相應 的變化；
其中，所述的M3、 M6、 M16、 M17、 M20、 M21的柵極同輸入信號Vi之間可以連接緩沖電路； 其中，所述的圖4的反向器可以為多級反向器，或者在輸入電壓本身為反向電壓時，省略 反向器；
其中，所述圖4的M3和電容C2之間增加醒0S晶體管M4或者所述的M6和電容C2之間增加麗0S 晶體管M5。
圖7舉例示出了上述可能變換中的一種具體實施方式
，而不是對本發明的限制。 所述的開關電源占空比檢測電路還可以包括電流/電壓轉換模塊6，所述的電流/電壓轉換模塊6將放電電流鏡像模塊5輸出的電流I。轉換為電壓V。。
如圖5所示，所述的電流/電壓轉換模塊6由并聯的電容CD。電阻RDe構成，電阻RDe、 電容CDe的一端連接第二放電電流鏡像模塊的PMOS晶體管M15漏極，輸出開關電源占空比測量 電流值，電阻R^、電容CDe的另一端接地，其中所述的M15同所述的第二放電電流鏡像電路 的M13和14共同組成共柵極、共源極的電流鏡像電路，所述電容CDe用于減小因電流變化引起 的電壓波動，電阻RDe用于確定輸出電壓的高低。
所述的PM0S晶體管M9、 M7、 M8、 M13、 M14、 M15可以替換為PNP型三極管，其對應連接方 式同理。
所述的畫0S晶體管M12、 MIO、 Mll、 Ml、 M2可以替換為NPN型三極管，其對應連接方式同理。
以下以附圖4為例，對本發明所能達到的有益效果進行說明。
假設電容C2上的電壓為Vc，則充電電流/電壓轉換模塊3中的M9的漏極輸出電流值為 I-W
假設M10的寬長比為^M1L, Mll的寬長比為^， M8的寬長比為！邑，M7的寬長比為
LmIO Lm11
W
，，貝U:在M6導通時M7的漏極電流為
^M7
W T W' I V - Vc
dM7 -^~ -^--dM9 — KlidM9 _K1,_^-
' WM8丄Mll ' WM10 KA
同理
放電電流/電壓轉換模塊5中的M12的漏極輸出電流值為
I -(9)
丄麵2 一 D 、"
假設M13的寬長比為^， M14的寬長比為^W， M15的寬長比為i, Ml的寬長比為
Lm3 L固 LM15
~， M2的寬長比為^M1，貝lj:在M3導通時M1的漏極電流為
IdM1 =tWm1 .》.r固'》"譜42.1麵2 =K2.^^ (10)
WM2丄M14 ' WM13 KBW T - W - T
宜中K^zz Ml M2M14 ^M13
L .w 丄 .w
Ljvil VVM2hMi4 VVM13
輸出電流值
T WM15 ' LM13Vc" VB ,"、
i0 =:j^-^--i緩=K3.idm12 =K3.~^- (11)
w 丄
其中K3^節 M13
L . W
^M15 vvM13
輸出電壓值
V0 =I0 .RDC =K3-…，B .RDC (12)
由于在輸出VC電壓穩定以后，對電容的充放電達到平衡，有充電電荷=放電電荷，艮P:
Ton 1 IdM7 = (T - T加)■ I麵 (13)
代入(8)、 (10)式，并且令^1 = ^，可以得到
RA RB
Ton'(VA-VC) = (T-Ton).(Vc-VB) (14)
把(1)代入，有Vc-VB =D.(VA-VB) (15) 把(15)代入(11)、 (12)，有
工=K3.D.(Va-Vb) (16)
° RB
k3.d.(va-vb).rdc=kd (17)
其中.K=K3.(VA-VB).RDC
八 RB
在Va， Vb恒定的條件下，輸出電壓Vo或電流Io與占空比成正比。 如果令V^O，則有Vc = D.VA (18) Vc點也可以作為直接的輸出電壓，如果要調節輸出，可以通過調節V八電壓得到。 電容C2上的電壓紋波大小為
AVc:(T-Ton)-I續—(l-D)-T.I麵二 (1-D).T.K2.(Vc-VB) (④ C2 C2 C2*RB
袖/1C、 六A、，D.(l-D).T.K2.(VA-VB)
把(15)代入，有AVc =-——^
C2HB在D^0.5時，C2上的電壓紋波最大
AV—T,K2.(Va-Vb) (20) 4C2RB
在給定的周期T范圍內，只要取的K2/RB數值足夠小，C2上的電壓紋波就可以做到很小。 而此時，電容C2可以取得不是特別大，這樣，就能做在集成電路內部。
假設C2=5pF， RB=1MQ， Va-Vb=3V， T=20us， K2=0.001，得到AVcmax = 3mV ，即 此時的紋波電壓變化已經不大。以上的C2、 Re都可以做在集成電路內部。
對于輸出電壓V。 = 、v^-vb"KDe ，沒有外加電容CDe時，輸出的電壓紋波如下:
<formula>formula see original document page 13</formula> (21)
通過加入外置電容CDe，可以使得Vo的紋波變得極低。在某些場合，對紋波要求不是特 別高時，外置電容CDe可以不用。
如圖8—種開關電源頻率檢測電路，包括固定脈沖寬度產生電路和開關電源占空比檢測電 路，輸入固定頻率的輸入方波信號V1輸入所述的固定脈沖寬度產生電路，固定脈沖寬度產生 電路連接到開關電源占空比檢測電路，由開關電源占空比檢測電路輸出開關電源占空比測量 值。
其中，所述的開關電源占空比檢測電路采用本發明開關電源占空比檢測電路。
其中，所述的固定脈沖寬度產生電路產生固定脈沖寬度信號，不同周期的輸入方波信號
VI，經過如附圖9所示的固定脈沖寬度發生電路，產生的V2的固定高電平時間恒定為tl，則占
空比為D4l/T，由(3)或(17)式得到
<formula>formula see original document page 13</formula> (22)
其中K、 tl是常數、f^/T是輸入信號的頻率，即輸出電壓值與頻率成正比。該電路可以 檢測得到的最高頻率值為f =丄。
max {J
本發明提供的頻率檢測電路，可以應用于變頻開關控制電路中，由于輸出電壓或者功率 與頻率相關，通過頻率檢測電路得到表示頻率的電壓，實現對開關控制電路輸出電壓或者頻 率的補償。
本發明公開了開關電源的占空比檢測電路以及利用該電路來實現頻率檢測電路，并且參 照附圖描述了本發明的具體實施方式
和效果。應該理解到的是上述實施例只是對本發明的說明，而不是對本發明的限制，任何不超出本發明實質精神范圍內的發明創造，包括但不限于 對開關控制模塊的修改、采樣電路和鏡像的組成方式的修改、對電路的局部構造的變更、對 元器件的類型或型號的替換，以及其他非實質性的替換或修改，均落入本發明保護范圍之內。
權利要求
1. 開關電源占空比檢測電路，其特征在于包括開關控制模塊、充電電壓/電流轉換模塊、充電電流鏡像模塊、放電電壓/電流轉換模塊、放電電流鏡像模塊、電容C2，輸入信號Vi輸入所述的開關控制模塊，電容C2的一端連接充電電壓/電流轉換模塊、放電電壓/電流轉換模塊、充電電流鏡像模塊、放電電流鏡像模塊，電容C2的另一端接地，充電電壓/電流轉換模塊連接充電電流鏡像模塊，放電電壓/電流轉換模塊連接放電電流鏡像模塊，充電電壓/電流轉換模塊、充電電流鏡像模塊、放電電壓/電流轉換模塊、放電電流鏡像模塊或電容C2輸出包含占空比信息的值，開關控制模塊的輸出連接并控制(1)充電電壓/電流轉換模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸入或輸出，或；(2)充電電壓/電流轉換模塊和放電電流鏡像模塊的輸入或輸出，或；(3)充電電流鏡像模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸入或輸出，或；(4)充電電流鏡像模塊和放電電流鏡像模塊的輸入或輸出。
2. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于當所述的輸入信號Vi為高電平 時，充電電壓/電流轉換模塊將電容電壓Vc轉換成電流，充電電流鏡像模塊將充電電壓/ 電流轉換模塊的輸出電流鏡像，充電電流鏡像模塊對電容C2充電；當輸入信號Vi為低電 平時，放電電壓/電流轉換模塊將電容電壓Vc轉換成電流，放電電流鏡像模塊將放電電壓 /電流轉換模塊的輸出電流鏡像，放電電流鏡像模塊對電容C2放電。
3. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于還包括電流/電壓轉換模塊， 所述的電流/電壓轉換模塊將放電電流鏡像模塊輸出的電流轉換為電壓。
4. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的充電電壓/電流轉換模 塊包括運算放大器A1， PM0S晶體管M9，電阻R八，所述運算放大器A1的輸入正端連接電容 C2，運算放大器A1的輸入負端接電阻RA的一端和M9的源極，運算放大器A1的輸出端接M9 的柵極，電阻R八的另一端接入電位VA， M9的漏極連接所述的充電電流鏡像模塊。
5. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的放電電壓/電流轉換模 塊包括運算放大器A2， NM0S晶體管管M12，電阻尺8，所述運算放大器A2的輸入正端連接 電容C2，運算放大器A2的輸入負端接電阻RB的一端和M12的源極，運算放大器A2的輸出 端連接M12的柵極，電阻RB的另一端接入電位VB， M12的漏極連接所述的放電電流鏡像 模塊。
6. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的充電電流鏡像模塊包括 第一充電電流鏡像電路和第二充電電流鏡像電路所述的第一充電電流鏡像電路由共柵極、共源極連接的顧0S晶體管M10和NM0S晶體管M11組成，M10的漏極、柵極連接到充電電壓/電流轉換模塊M9的漏極，Mll的漏極連接 第二充電電流鏡像電路；所述的第二充電電流鏡像電路由共柵極、共源極連接的PM0S晶體管M7和M8組成,M7 和M8的源極接電源VDD， M8的漏極、柵極連接第一充電電流模塊的M11的漏極，M7的漏極連接所述的開關控制模塊。
7. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的放電電流鏡像模塊包括 第一放電電流鏡像電路和第二放電電流鏡像電路所述的第一放電電流鏡像電路由共柵極、共源極連接的NM0S晶體管M1和M2組成，Ml 的漏極連接開關控制模塊，M2的漏極、柵極連接第二放電電流鏡像模塊；所述的第二放電電流鏡像電路由共柵極、共源極連接的PM0S晶體管M13、 M14組成， M13和M14的源極接電源y ， M13的漏極、柵極連接所述的放電電壓/電流轉換模塊的M12漏極，M14的漏極連接第一放電電流鏡像模塊的M2漏極。
8. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的開關控制模塊包括反向 器NA1、醒0S晶體管M3、 PM0S晶體管M6，輸入信號Vi連接反向器輸入端，反向器的輸出端 連接M3、 M6的柵極，M3和M6的漏極連接到電容C2的一端，M6的源極連接第二充電電流鏡 像電路的M7的漏極，M3的源極連接第一放電電流鏡像電路的M1的漏極。
9. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的開關控制模塊包括NMOS 晶體管M17、 PM0S晶體管M16，輸入信號Vi連接M16、 M17的柵極，M16的漏極連接到第二充 電電流鏡像電路的M8的漏極，M16的源極連接到第一充電電流鏡像電路的M8的源極，M17 的漏極連接到第一放電電流鏡像電路的M2的漏極，M17的源極連接第一放電電流鏡像電路 的M2的源極。
10. 如權利要求l所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的開關控制模塊包括NMOS 晶體管M21、 PM0S晶體管M20，輸入信號Vi連接M20、 M21的柵極，M20的漏極連接到充電電 壓/電流轉換模塊的M9的柵極，M20的源極連接到充電電壓/電流轉換模塊的電位VA， M21 的漏極連接到放電電壓/電流轉換模塊的M12的柵極，M21的源極連接到放電電壓/電流轉 換模塊的電位VB。
11. 如權利要求3所述的開關電源占空比檢測電路，其特征在于所述的電流/電壓轉換模塊由 并聯的電容C沉、電阻R。c構成，電阻R。c、電容CDc的一端連接第二放電電流鏡像模塊的PM0S晶體管M15漏極，輸出開關電源占空比測量電流值，電阻RM、電容CDe的另一端 接地，其中所述的M15同所述的第二放電電流鏡像電路的M13和14共同組成共柵極、共源極的電流鏡像電路。
12. 開關電源占空比檢測方法，其特征在于開關控制模塊輸入信號Vi，當輸入信號Vi為高電 平時，充電電壓/電流轉換模塊將電容電壓Vc轉換成電流，充電電流鏡像模塊將充電電壓 /電流轉換模塊的輸出電流鏡像，充電電流鏡像模塊對電容C2充電；當輸入信號Vi為低電 平時，放電電壓/電流轉換模塊將電容電壓Vc轉換成電流，放電電流鏡像模塊將放電電壓 /電流轉換模塊的輸出電流鏡像，放電電流鏡像模塊對電容C2放電，充電電壓/電流轉換模 塊、充電電流鏡像模塊、放電電壓/電流轉換模塊、放電電流鏡像模塊或電容C2輸出包含 占空比信息的值，開關控制模塊的輸出控制(1) 充電電壓/電流轉換模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸出，或；(2) 充電電壓/電流轉換模塊和放電電流鏡像模塊的輸出，或；(3) 充電電流鏡像模塊和放電電壓/電流轉換模塊的輸出，或；(4) 充電電流鏡像模塊和放電電流鏡像模塊的輸出。
13. 如權利要求12所述的開關電源占空比檢測方法，其特征在于所述的開關電源占空比檢測 方法還包括從電流/電壓轉換模塊將放電電流鏡像模塊輸出的電流轉換為電壓。
14. 一種開關電源頻率檢測電路，包括固定脈沖寬度產生電路和開關電源占空比檢測電路， 固定頻率的方波信號V1輸入所述的固定脈沖寬度產生電路，固定脈沖寬度產生電路連接 到開關電源占空比檢測電路，由開關電源占空比檢測電路輸出開關電源占空比測量值。 所述的固定脈沖寬度產生電路生成固定脈沖寬度信號。
15. 如權利要求14所述的一種開關電源頻率檢測電路，其特征在于所述的開關電源占空比檢 測電路為權利要求1-ll所述的任意一種開關電源占空比檢測電路。
全文摘要
本發明提供了開關電源占空比檢測電路及檢測方法，包括開關控制模塊、充電電壓/電流轉換模塊、充電電流鏡像模塊、放電電壓/電流轉換模塊、放電電流鏡像模塊、電容C2，通過充電電壓/電流轉換模塊、放電電壓/電流轉換模塊將電容C2上的電壓轉換為充電電流和放電電流，再利用電流鏡像模塊的傳遞，使得傳遞后的充電電流和放電電流變小，從而減少對電容的充放電電流的大小，因此可以在開關電源占空比檢測電路中集成電容，減少外圍管腳，降低成本，實現小的紋波電壓。
文檔編號H02M3/156GK101419255SQ200810162909
公開日2009年4月29日 申請日期2008年12月4日 優先權日2008年12月4日
發明者姚云龍 申請人:杭州士蘭微電子股份有限公司