过零检测电路、电压变换电路以及终端设备的制作方法

1.本发明涉及电路技术领域，尤其涉及一种过零检测电路、电压变换电路以及终端设备。

背景技术：

2.压降型电压转换器(buck direct current-direct current,buck dc-dc)是一种通用的电压转换装置，它能够将某一电压等级的直流电源变换其他电压等级的直流电源。当压降型电压转换器工作在非连续导通模式(discontinuous conduction mode,dcm)时，通过过零检测电路判断同步管漏端电压是否大于零来进行同步管的关断。
3.但是，因为过零检测电路输出检测信号存在延迟以及同步管的关断存在延迟，会出现电流倒灌的现象，导致电源转换效率降低，甚至对电路造成损毁。

技术实现要素：

4.本发明解决的技术问题是如何设计过零检测电路结构，以防止电流倒灌现象的产生。
5.为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种过零检测电路。所述过零检测电路包括：比较器模块，所述比较器模块的第一输入端接入待检测电压，所述比较器模块的第二输入端接入参考电压，所述比较器模块的输出端输出检测信号，所述比较器模块根据所述待检测电压与所述参考电压的电压差产生控制电流，并在所述控制电流达到预设阈值时翻转所述检测信号的电位，所述控制电流与所述电压差为正相关关系；负反馈模块，用于在所述待检测电压低于所述参考电压时降低所述控制电流，以使所述比较器模块在所述电压差为门限电压时，翻转所述检测信号的电位，所述电压差为门限电压时，所述控制电流为所述预设阈值，其中，所述电压差按照时间顺序由所述门限电压变化至所述参考电压。
6.可选地，所述负反馈模块包括：开关子单元，所述开关子单元在所述待检测电压小于所述参考电压时导通，所述开关子单元的第一端接地；阻抗子单元，所述阻抗子单元的第一端耦接所述开关子单元的第二端，所述阻抗子单元的第二端接入所述控制电流。
7.可选地，所述开关子单元包括:第一nmos管，所述第一nmos管的源极接地，所述第一nmos管的漏极与所述阻抗子单元的第一端耦接，所述第一nmos管的栅极接入所述检测信号的反相信号。
8.可选地，所述阻抗子单元包括：第二nmos管，所述第二nmos管的源极与所述开关子单元耦接，所述第二nmos管的栅极接入所述控制电流。
9.可选地，所述阻抗子单元包括：第三nmos管，所述第三nmos管的源极与所述第二nmos管的漏极耦接，所述第三nmos管的漏极接入所述控制电流、所述第三nmos管的栅极与所述第三nmos管的漏极和所述第二nmos管的栅极耦接。
10.可选地，所述过零检测电路还包括：采样信号开关模块，所述采样信号开关模块的控制端接入功率开关信号，所述采样信号开关模块的输出端耦接所述比较器模块的第一输
入端，所述功率开关信号用于选择性地控制外部电源对外部电感器进行充电，所述采样信号开关模块在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器进行充电时，输出所述参考电压。
11.可选地，所述采样信号开关模块的输入端接入所述待检测电压，所述采样信号开关模块在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器停止进行充电时，输出所述待检测电压。
12.可选地，所述采样信号开关模块包括：第一控制单元，所述第一控制单元的第一端接入所述参考电压，所述第一控制单元的第二端耦接所述比较器模块的第一输入端，所述第一控制单元用于在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器进行充电时导通；第二控制单元，所述第二控制单元的第一端接入所述待检测电压，所述第二控制单元的第二端耦接所述比较器模块的第一输入端，所述第二控制单元用于在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器停止进行充电时导通。
13.可选地，所述采样信号开关模块还包括：反相单元，所述反相单元的输入端接入所述功率开关信号，所述反相单元的第一输出端与所述第一控制单元的控制端耦接，所述反相单元的第二输出端与所述第二控制单元的控制端耦接，所述反相单元的第一输出端的输出电压与所述反相单元的第二输出端的输出电压的相位相反。
14.可选地，所述反相单元包括：第一反相器，所述第一反相器的第一端接入所述功率开关信号，所述第一反相器的第二端为所述第一输出端；第二反相器，所述第二反相器的第一端与所述第一反相器的第二端耦接，所述第二反相器的第二端为所述第二输出端。
15.可选地，所述第一控制单元包括：第四nmos管，所述第四nmos管的栅极与所述反相单元的第一输出端耦接，所述第四nmos管的源极接地，所述第四nmos管的漏极耦接所述比较器模块的第一输入端。
16.可选地，所述第二控制单元包括：第五nmos管，所述第五nmos管的栅极与所述反相单元的第二输出端耦接，所述第五nmos管的源极与所述比较器模块的第一输入端耦接，所述第五nmos管的漏极接入所述待检测电压；第一pmos管，所述第一pmos管的栅极与所述反相单元的第一输出端耦接，所述第一pmos管的源极接入所述待检测电压，所述第一pmos管的漏极与所述比较器模块的第一输入端耦接。
17.可选地，所述比较器模块包括：输入单元，所述输入单元的第一输入端接入所述待检测电压，所述输入单元的第二输入端接入所述参考电压，所述输入单元的第一输出端输出所述控制电流，所述输入单元的第二输出端输出参考电流，所述输入单元用于根据所述待检测电压与所述参考电压的电压差产生控制电流；电流镜单元，所述电流镜单元的第一端接入所述控制电流，所述电流镜单元的第二端接入所述参考电流；补充单元，所述补充单元的第一端与所述电流镜单元的第一端耦接，用于在所述控制电流小于所述参考电流时增大所述控制电流，以使所述控制电流达到预设阈值；翻转单元，所述翻转单元的第一端与所述补充单元的第二端耦接，所述翻转单元的第二端输出所述检测信号，所述翻转单元用于在所述控制电流达到预设阈值时翻转所述检测信号的电位。
18.本发明实施例还公开一种电压变换电路，所述电压变换电路包括同步管和电感器，所述同步管用于选择性地控制电源对所述电感器进行放电；所述电压变换电路还包括：过零检测电路，所述检测信号用于控制所述同步管的导通状态。
19.可选地，所述电压变换电路还包括功率管，所述功率管用于选择性地控制电源对所述电感器进行充电，所述功率管的导通状态经由功率开关信号控制。
20.本发明实施例还公开一种终端设备，包括所述过零检测电路或者所述电压变换电路。
21.与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：
22.本发明提出一种过零检测电路，通过比较器模块根据待检测电压与参考电压的电压差产生控制电流，在控制电流达到预设阈值时翻转检测信号的电位。并且利用负反馈模块在待检测电压低于参考电压时降低控制电流，以使比较器模块在电压差为门限电压时，翻转检测信号的电位。本技术技术方案通过加入负反馈模块，可以在待检测电压低于参考电压时降低控制电流，使控制电流在电压差为门限电压时就达到预设阈值，实现提前对检测信号进行电位翻转的效果。通过在待检测电压变化至参考电压之前就翻转检测信号的电位，可以使同步管在还未发生电流倒灌现象时就关断同步管，直接避免了电流倒灌现象的发生。
23.进一步地，通过在比较器模块的第一输入端耦接采样信号开关模块，可以利用功率开关信号来控制第一输入端的输入信号。采样信号开关模块在功率开关信号控制外部电源对外部电感器进行充电时，输出参考电压至第一输入端，并在功率开关信号控制外部电源对外部电感器停止进行充电时，输出待检测电压第一输入端。本技术技术方案在外部电源对外部电感器进行充电时降低比较器模块第一输入端的电压，以提前对第一输入端进行放电，从而在外部电源对外部电感器停止充电时缩短第一输入端放电的时间，第一输入端的电压能够更快地达到触发翻转的门限电压，使检测信号能够更快地翻转。
24.进一步地，负反馈模块与采样信号开关模块均部署在过零检测电路内部，且结构简单，能够在不增加电路面积的情况下避免电流倒灌问题的出现，使电路的设计难度进一步减小。
附图说明
25.图1是本发明实施例提供的一种过零检测电路的结构示意图；
26.图2是本发明实施例提供的一种过零检测电路的具体结构示意图；
27.图3是本发明实施例提供的一种过零检测电路的时序图；
28.图4是本发明实施例提供的另一种过零检测电路的结构示意图；
29.图5是本发明实施例提供的另一种过零检测电路的具体结构示意图；
30.图6是本发明实施例提供的另一种过零检测电路的时序图。
具体实施方式
31.如背景技术中所述，在压降型电压转换器中，由于过零检测电路输出检测信号存在延迟以及同步管的关断存在延迟，会在电路中出现电流倒灌的现象，导致电源转换效率降低，甚至对电路造成损毁。现有技术尽可能快地使过零检测电路输出检测信号的延迟降低，令电路中控制电感进行放电的同步管更早地关断，以减小发生倒灌的电流。但是现有技术在令过零检测电路更快地输出检测信号时，仍会存在一定的延迟，导致一部分电流发生倒灌。
32.本发明实施例中，通过比较器模块根据待检测电压与参考电压的电压差产生控制电流，在控制电流达到预设阈值时翻转检测信号的电位。并且利用负反馈模块在待检测电压低于参考电压时降低控制电流，以使比较器模块在电压差为门限电压时，翻转检测信号的电位。本技术技术方案通过加入负反馈模块，可以在待检测电压低于参考电压时降低控制电流，使控制电流在电压差为门限电压时就达到预设阈值，实现提前对检测信号进行电位翻转的效果。通过在待检测电压变化至参考电压之前就翻转检测信号的电位，可以使同步管在还未发生电流倒灌现象时就关断同步管，直接避免了电流倒灌现象的发生。
33.进一步地，通过在比较器模块的第一输入端耦接采样信号开关模块，可以利用功率开关信号来控制第一输入端的输入信号。采样信号开关模块在功率开关信号控制外部电源对外部电感器进行充电时，输出参考电压至第一输入端，并在功率开关信号控制外部电源对外部电感器停止进行充电时，输出待检测电压第一输入端。本技术技术方案在外部电源对外部电感器进行充电时降低比较器模块第一输入端的电压，以提前对第一输入端进行放电，从而在外部电源对外部电感器停止充电时缩短第一输入端放电的时间，第一输入端的电压能够更快地达到触发翻转的门限电压，使检测信号能够更快地翻转。
34.进一步地，负反馈模块与采样信号开关模块均部署在过零检测电路内部，且结构简单，能够在不增加电路面积的情况下避免电流倒灌问题的出现，使电路的设计难度进一步减小。
35.为使本发明的上述目的、特征和优点能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例作详细的说明。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
36.本发明实施例提供了一种过零检测电路，参照图1，以下对本发明实施例提供的过零检测电路进行说明。
37.图1是过零检测电路的结构示意图。过零检测电路1包括比较器模块10和负反馈模块11。图1所示的过零检测电路1包括：
38.比较器模块10，比较器模块10的第一输入端接入待检测电压，比较器模块10的第二输入端接入参考电压，比较器模块10的输出端输出检测信号。比较器模块10用于根据待检测电压与参考电压的电压差产生控制电流，并在控制电流达到预设阈值时翻转检测信号的电位；
39.负反馈模块11，用于在待检测电压低于参考电压时降低控制电流，以使比较器模块10在电压差为门限电压时，翻转检测信号的电位。
40.在具体实施中，控制电流与待检测电压与参考电压的电压差为正相关关系，当待检测电压与参考电压的电压差越大时，控制电流越大；当待检测电压与参考电压的电压差越小时，控制电流越小。
41.在具体实施中，在待检测电压与参考电压的电压差为门限电压时，控制电流为预设阈值，电压差按照时间顺序由门限电压变化至参考电压。
42.可以理解的是，参考电压可以是地电压，也可以是任意可实现的电压，参考电压可以根据实际情况进行选择，本技术对此不作限制。
43.在一个具体应用场景中，过零检测电路用于电压变换电路，电压变换电路包括同
步管，同步管用于选择性地控制电源对电感器进行放电。待检测电压可以是同步管的漏端电压。
44.需要说明的是，电源可以是电压变换电路中的内部电源，或者是外接电源，本技术对此不作限制。
45.在具体实施中，负反馈模块11包括开关子单元110和阻抗子单元111。其中，开关子单元110在待检测电压小于参考电压时导通，阻抗子单元111降低控制电流，使比较器模块10在待检测电压与参考电压的电压差为门限电压时，使控制电流达到预设阈值，以翻转检测信号的电位。
46.具体地，翻转检测信号的电位是指对检测信号的电位进行调整。例如，将检测信号由低电位翻转为高电位；或者，将检测信号由高电位翻转为低电位。
47.现结合图2对负反馈模块11的工作原理进行详细说明。图2为本发明实施例提供的一种过零检测电路的具体结构示意图。
48.在具体实施中，开关子单元110的第一端接地；阻抗子单元111的第一端耦接开关子单元110的第二端，阻抗子单元111的第二端接入控制电流。当待检测电压小于参考电压时，开关子单元110导通，阻抗子单元111对控制电流起到分流作用，降低了控制电流的大小。
49.在具体实施中，开关子单元110包括第一nmos管nm1，第一nmos管nm1的源极接地，第一nmos管nm1的漏极与阻抗子单元111的第一端耦接，第一nmos管nm1的栅极接入检测信号v
out
的反相信号v1。当v1为高电位时，第一nmos管nm1导通；当v1为低电位时，第一nmos管nm1关断。使用v1作为第一nmos管nm1的栅极电压，可以在待检测电压小于参考电压时导通第一nmos管nm1，使阻抗子单元111在待检测电压v
lx
小于参考电压时降低控制电流的大小。
50.本领域技术人员可以理解的是，开关子单元可以是任意可实施的具有开关功能的元器件，例如单刀单掷开关，本发明实施例对此不做限制。
51.在一个具体实施例中，阻抗子单元111包括第二nmos管nm2。第二nmos管nm2的源极与第一nmos管nm1的漏极连接，第二nmos管nm2的栅极接入第一电压，第一电压与控制电流为正相关关系，第二nmos管nm2的漏极耦接第二nmos管nm2的栅极。采用mos管的二极管接法对第二nmos管nm2进行连接，可以防止流经第二nmos管nm2的电流回流，并使第二nmos管nm2起到电阻器的作用。
52.在另一个具体实施例中，阻抗子单元111包括第二nmos管nm2和第三nmos管nm3。其中，
53.第二nmos管nm2的源极与第一nmos管nm1的漏极耦接，第二nmos管nm2的栅极接入第一电压；
54.第三nmos管nm3的源极与第二nmos管nm2的漏极耦接，第三nmos管nm3的漏极接入控制电流、第三nmos管nm3的栅极与第三nmos管nm3的漏极和第二nmos管nm2的栅极耦接。采用mos管的二极管接法对第二nmos管nm2和第三nmos管nm3进行连接，可以增大阻抗子单元111的电阻值，使阻抗子单元111能够降低更多的控制电流，以使控制电流能够更快地达到预设阈值。
55.本领域技术人员可以理解的是，阻抗子单元中可以包括多个mos管，mos管的数量可根据实际情况确定，阻抗子单元还可以是任意可实施的具有阻抗的元器件，例如电阻，本
发明实施例对此不做限制。
56.在具体实施中，比较器模块10包括输入单元101、电流镜单元102、补充单元103、翻转单元104以及偏置单元105。其中，
57.输入单元101的第一输入端接入待检测电压v
lx
，输入单元101的第二输入端接入参考电压，输入单元101的第一输出端输出控制电流，输入单元101的第二输出端输出参考电流，所述输入单元101用于根据待检测电压v
lx
与参考电压的电压差产生控制电流，参考电压可以是地电压；
58.电流镜单元102的第一端接入控制电流，电流镜单元102的第二端接入参考电流；
59.补充单元103的第一端与电流镜单元102的第一端耦接，用于在控制电流小于参考电流时增大控制电流，以使控制电流达到预设阈值；
60.翻转单元104的第一端与补充单元103的第二端耦接，翻转单元104的第二端输出检测信号，翻转单元104用于在控制电流达到预设阈值时翻转检测信号的电位；
61.偏置单元105的第一端接入电源电压vdd，偏置单元105的第二端与输入单元101的输入端耦接，偏置单元105用于根据电源电压vdd为比较器模块10提供偏置电流。
62.进一步地，输入单元101根据输入的待检测电压v
lx
和参考电压分别输出控制电流与参考电流，控制电流可以是输入单元101根据待检测电压v
lx
与参考电压的电压差产生的。在待检测电压v
lx
小于参考电压时，翻转单元104输出低电位的检测信号。电流镜单元102的第一端接入控制电流，电流镜单元102的第二端接入参考电流，以对参考电流进行复制，随着待检测电压v
lx
的升高，待检测电压v
lx
和参考电压的电压差减小，导致控制电流减小，补充单元103在控制电流小于参考电流时增大控制电流，以使控制电流达到预设阈值。当补充单元103将控制电流增大至预设阈值时，翻转单元对输出的检测信号的电位进行翻转，使检测信号由低电位变为高电位。
63.在具体实施中，输入单元101包括第二pmos管pm2和第三pmos管pm3。其中，第二pmos管pm2的栅极接入待检测电压v
lx
，第二pmos管pm2的漏极输出控制电流；第三pmos管pm3的栅极接入参考电压，第三pmos管pm3的漏极输出参考电流。
64.在具体实施中，使用pmos管作为比较器模块10的输入端，可以同时检测非负电压与负电压，拓展了输入电压的电压范围，能够适应于待检测电压v
lx
的所有变化范围。
65.进一步地，电流镜单元102包括第六nmos管nm6和第七nmos管nm7。其中，第六nmos管nm6的源极接地，第六nmos管nm6的漏极耦接第二pmos管pm2的漏极；第七nmos管nm7的源极接地，第七nmos管nm7的漏极接耦接第三pmos管pm3的漏极，第七nmos管nm7的栅极与第六nmos管nm6的栅极以及第七nmos管nm7的漏极耦接。
66.进一步地，补充单元包括第八nmos管nm8。第八nmos管nm8的栅极与第二pmos管pm2的漏极耦接，第八nmos管nm8的源极接地。
67.进一步地，翻转单元包括第九nmos管nm9、第十nmos管nm10、第四pmos管pm4和第五pmos管pm5。其中，第九nmos管nm9的栅极与第八nmos管nm8的漏极耦接，第九nmos管nm9的源极接地；第四pmos管pm4的栅极与第八nmos管nm8的漏极耦接，第四pmos管pm4的源极接入电源电压vdd，第四pmos管pm4的漏极与第九nmos管nm9的漏极耦接；第十nmos管nm10的栅极与第九nmos管nm9的漏极以及第四pmos管pm4的漏极耦接，第十nmos管nm10的源极接地，第十nmos管nm10的漏极输出检测信号；第五pmos管pm5的栅极与第九nmos管nm9的漏极以及第四
pmos管pm4的漏极耦接，第五pmos管pm5的源极接入电源电压vdd，第五pmos管pm5的漏极输出检测信号。
68.进一步地，偏置单元包括第六pmos管pm6、第七pmos管pm7和第八pmos管pm8。其中，第六pmos管pm6的漏极与第八nmos管pm8的漏极耦接，第六pmos管pm6的源极接入电源电压vdd；第七pmos管pm7的漏极与第二pmos管pm2的源极以及第三pmos管pm3的源极耦接，第七pmos管pm7的源极接入电源电压vdd；第八pmos管pm8的漏极接地，第八pmos管pm8的源极接入电源电压vdd，第八pmos管pm8的栅极与第七pmos管pm7的栅极以及第六pmos管pm6的栅极耦接。
69.现结合图3所示的时序图对比较器模块输出检测信号的过程进行说明。其中，曲线a表示待检测电压v
lx
的时序图，曲线b表示参考电压的时序图，曲线b表示现有技术中的检测信号的时序图，曲线a表示本技术的检测信号的时序图。
70.在具体实施中，比较器模块10中的第二pmos管pm2的栅极接入待检测电压v
lx
。在时刻t0～时刻t1期间，在待检测电压v
lx
低于参考电压时，第二pmos管pm2导通，由于第二pmos管pm2栅极与源极的电压差，第二pmos管pm2的漏极产生控制电流，控制电流流入第六nmos管nm6的漏极；第三pmos管pm3的栅极接入参考电压，第三pmos管pm3导通，由于第三pmos管pm3栅极与源极的电压差，第三pmos管pm3的漏极产生参考电流，参考电流流入第七nmos管nm7的漏极与第七nmos管nm7的栅极，第六nmos管nm6与第七nmos管nm7导通。第八nmos管nm8的栅极与第六nmos管nm6的漏极耦接，第八nmos管nm8的栅极电压大于第八nmos管nm8的第一导通电压，第八nmos管nm8导通。第八nmos管nm8的漏极与第九nmos管nm9的栅极和第四pmos管pm4的栅极耦接，第九nmos管nm9的栅极电压小于第九nmos管nm9的第二导通电压，第九nmos管nm9关断，第四pmos管pm4的栅极电压小于第四pmos管pm4的第三导通电压，第四pmos管pm4导通。第四pmos管pm4的漏极电压v1为高电位，第四pmos管pm4的漏极与第十nmos管nm10的栅极和第五pmos管pm5的栅极耦接，第五pmos管pm5的栅极电压大于第五pmos管pm5的第四导通电压，第五pmos管pm5关断，第十nmos管nm10的栅极电压大于第十nmos管nm10的第五导通电压，第十nmos管nm10导通，第十nmos管nm10的漏极输出低电位的检测信号vout。
71.在时刻t1～时刻t2期间，随着待检测电压v
lx
升高，第二pmos管pm2栅极与源极的电压差不断减小，流经第六nmos管nm6的控制电流也随之减小，使第八nmos管nm8的栅极电压减小。由于负反馈模块11降低了控制电流，第八nmos管nm8的栅极电压将会提前小于第八nmos管nm8的第一导通电压，使第八nmos管nm8提前关断。仅由第六pmos管pm6的漏极向第四pmos管pm4的栅极和第九nmos管nm9的栅极提供电源电压，使第四pmos管pm4的栅极电压与第九nmos管nm9的栅极电压升高，第九nmos管nm9的栅极电压大于第九nmos管nm9的第二导通电压，第九nmos管nm9导通，第四pmos管pm4的栅极电压大于第四pmos管pm4的第三导通电压，第四pmos管pm4关断，第九nmos管nm9的漏极电压v1为低电位；第五pmos管pm5的栅极电压小于第五pmos管pm5的第四导通电压，第五pmos管pm5导通，第十nmos管nm10的栅极电压小于第十nmos管nm10的第五导通电压，第十nmos管nm10关断，第五pmos管pm5的漏极输出高电位的检测信号vout。
72.在具体实施中，由于设置了负反馈模块11，在检测信号v
out
的反相信号v1为高电位时，开关子单元110导通，负反馈模块中11中的阻抗子单元111对控制电流起到分流作用以
降低控制电流。因此补充单元103将输出更多的电流使控制电流达到预设阈值，导致控制电流提前达到预设阈值，令翻转单元104在控制电流达到预设阈值时翻转检测信号v
out
的电位，使检测信号v
out
由低电位提前翻转为高电位。
73.进一步地，由于第二pmos管pm2的漏极耦接了第三nmos管nm3的漏极，第二nmos管nm2和第三nmos管nm3对控制电流起到了分流作用，进一步减小了控制电流的大小。第八nmos管nm8的栅极电容将释放更多的电流使控制电流达到预设阈值，导致第八nmos管nm8的栅极电压更快的降至阈值电压，从而使第八nmos管nm8提前关断，导致输出的检测信号v
out
提前由低电位翻转为高电位。
74.进一步地，在待检测电压v
lx
低于参考电压时，第四pmos管pm4的漏极电压v1为电源电压，使第一nmos管nm1导通，第二nmos管nm2与第三nmos管nm3对控制电流进行电流分流。通过负反馈模块11的加入，在待检测电压v
lx
与参考电压的电压差为门限电压时就对检测信号的电位进行翻转，使待检测电压v
lx
在低于参考电压时就能输出高电位的检测信号使同步管关闭，达到提前关闭同步管的目的。
75.过零检测电路的时序图如图3所示。从曲线a和曲线b可以看出，与现有技术相比，本技术通过设置负反馈模块，使检测信号在待检测电压小于参考电压时就开始翻转，使检测信号更早地从低电位翻转至高电位，能够更快地关断同步管。
76.在具体实施中，可以通过过零检测电路的仿真波形图确定需要对检测信号进行翻转的时间，再确定该时间所对应的参考电压大小以作为门限电压。
77.或者，可以通过最大倒灌电流确定门限电压，门限电压的具体计算公式如下：
[0078][0079][0080][0081]
其中，i
l
为最大倒灌电流，k＝v
out
/l为电压变换电路中的电感器在dcm模式中的电感电流下降斜率，v
out
为电压变换电路的输出电压，v
in
为电压变换电路的输入电压，l为电感器的电感值，τ为同步管的关断延迟时间和比较器的输出延迟时间，d为占空比，可计算得到最大倒灌电流的电流值。r
on
为电压变换电路中同步管的导通电阻，当最大倒灌电流流过同步管的导通电阻时，同步管的漏极电压为v
lx
，v
lx
与参考电压的电压差为
△vlx
。因此，可以设置负反馈模块11来避免电流倒灌现象的产生，并将v
lx
与参考电压的电压差
△vlx
作为门限电压。当设置负反馈模块11后，控制电流i3的计算公式如下：
[0082][0083]
其中，c
ox
为第二pmos管pm2栅极电容的电容值，μ
p
为第二pmos管pm2的电子迁移率，(w/l)
p2
为第二pmos管pm2栅极的宽长比，v
th1
为第二pmos管pm2的导通电压。且流过第三nmos管nm3的电流i3与第一nmos管nm1的栅极宽长比、第二nmos管nm2的栅极宽长比以及第三nmos管nm3的栅极宽长比成正比关系，可通过设置第一nmos管nm1的栅极宽长比、第二nmos
管nm2的栅极宽长比以及第三nmos管nm3的栅极宽长比来调节门限电压
△vlx
的大小，使检测信号的电位提前进行翻转。
[0084]
需要说明的是，门限电压
△vlx
的大小可通过实际情况进行确定，本技术对此不作限制。
[0085]
本发明实施例中，通过设置负反馈模块，使负反馈模块在待检测电压小于参考电压时降低控制电流的大小，使控制电流在待检测电压与参考电压的电压差为门限电压时就达到预设阈值以翻转检测信号，实现提前对检测信号进行电位翻转的效果。可以使同步管在还未发生电流倒灌现象时就关断同步管，直接避免了电流倒灌现象的发生。
[0086]
现结合图4对采样信号开关模块的工作原理进行详细说明。图4是本发明实施例提供的另一种过零检测电路的结构示意图。
[0087]
在本发明实施例中，过零检测电路2中包括采样信号开关模块12。
[0088]
在具体实施中，采样信号开关模块12的控制端接入功率开关信号，功率管的导通状态经由功率开关信号控制，功率开关信号用于选择性地控制外部电源对外部电感器进行充电。采样信号开关模块12的输出端耦接比较器模块10的第一输入端，在功率开关信号控制外部电源对外部电感器进行充电时，输出地电压至比较器模块10的第一输入端。采样信号开关模块12的输入端接入待检测电压，在功率开关信号控制外部电源对外部电感器停止进行充电时，输出待检测电压至比较器模块10的第一输入端。
[0089]
在具体实施中，采样信号开关模块12包括第一控制单元121、第二控制单元122以及反相单元120。其中，
[0090]
第一控制单元121的第一端接入地电压，第一控制单元121的第二端耦接比较器模块10的第一输入端，第一控制单元121用于在功率开关信号控制外部电源对外部电感器进行充电时导通；
[0091]
第二控制单元122的第一端接入待检测电压，第二控制单元122的第二端耦接比较器模块10的第一输入端，第二控制单元122用于在功率开关信号控制外部电源对外部电感器停止进行充电时导通；
[0092]
反相单元120的输入端接入功率开关信号，反相单元120的第一输出端与第一控制单元121的控制端耦接，反相单元120的第二输出端与第二控制单元的控制端耦接，反相单元120的第一输出端的输出电压与反相单元120的第二输出端的输出电压的相位相反。
[0093]
在具体实施中，在功率开关信号控制外部电源对外部电感器停止进行充电时，第一控制单元121关断，第二控制单元122导通，采样信号开关模块12输出待检测电压至比较器模块10的第一输入端；在功率开关信号控制外部电源对外部电感器进行充电时，第一控制单元121导通，第二控制单元122关断，采样信号开关模块12输出地电压至比较器模块10的第一输入端。
[0094]
具体地，在功率开关信号为高电位时，功率开关信号控制外部电源对外部电感器进行充电，在功率开关信号为低电位时，功率开关信号控制外部电源对外部电感器停止进行充电；也可以是功率开关信号为高电位时，功率开关信号控制外部电源对外部电感器停止进行充电，在功率开关信号为低电位时，功率开关信号控制外部电源对外部电感器进行充电。
[0095]
现结合图5对采样信号开关模块12的工作原理进行详细说明。图5为本发明实施例
提供的另一种过零检测电路的具体结构示意图。
[0096]
在具体实施中，反相单元120包括第一反相器pi1与第二反相器pi2。其中，第一反相器pi1的第一端接入功率开关信号v
pgate
，第一反相器pi1的第二端为第一输出端；第二反相器pi2的第一端与第一反相器pi1的第二端耦接，第二反相器pi2的第二端为第二输出端。
[0097]
进一步地，第一控制单元121包括第四nmos管nm4。第四nmos管nm4的栅极与第一反相器pi1的第二端耦接，第四nmos管nm4的源极接地，第四nmos管nm4的漏极与比较器模块10的第一输入端耦接。
[0098]
进一步地，第二控制单元122包括第五nmos管nm5和第一pmos管pm1。其中，第五nmos管nm5的栅极与第二反相器pi2的第二端耦接，第五nmos管nm5的漏极接入待检测电压v
lx
，第五nmos管nm5的源极与比较器模块10的第一输入端耦接；第一pmos管pm1的源极接入待检测电压v
lx
，第一pmos管pm1的栅极与第一反相器pi1的第二端耦接，第一pmos管pm1的漏极与比较器模块10的第一输入端耦接。
[0099]
现结合图6所示的时序图对比较器模块10输出检测信号的过程进行说明。其中，曲线c表示功率开关信号v
pgate
的时序图，曲线a表示待检测电压v
lx
的时序图，曲线d表示第二pmos管的栅极电压的时序图，曲线d表示现有技术中的检测信号的时序图，曲线c表示本发明中的检测信号的时序图。
[0100]
在具体实施中，在时刻t3～时刻t4期间，功率开关信号v
pgate
为高电位，功率开关信号v
pgate
控制外部电源对外部电感器停止进行充电。第一反相器pi1与第二反相器pi2对功率开关信号v
pgate
进行相位变换，使第四nmos管nm4的栅极与第一pmos管pm1的栅极接入低电位的电压，第四nmos管nm4关断，第一pmos管pm1导通。第五nmos管nm5的栅极接入高电位的电压，第五nmos管nm5导通。此时，待检测电压v
lx
为高电位，比较器模块10中的第二pmos管pm2的栅极电压为待检测电压v
lx
，比较器模块10输出高电位的检测信号。
[0101]
在具体实施中，在时刻t4～时刻t5期间，功率开关信号v
pgate
控制外部电源对外部电感器进行充电，功率开关信号v
pgate
为低电位。第一反相器pi1与第二反相器pi2对功率开关信号v
pgate
进行相位变换，使第四nmos管nm4的栅极与第一pmos管pm1的栅极接入高电位的电压，第四nmos管nm4导通，第一pmos管pm1关断，第五nmos管nm5的栅极接入低电位的电压，第五nmos管nm5关断。此时，待检测电压v
lx
为高电位，比较器模块10中的第二pmos管pm2的栅极电压为地电压，比较器模块10输出高电位的检测信号。通过在待检测电压v
lx
降低为低电位之前降低第二pmos管pm2的栅极电压，能够提前对第二pmos管pm2的栅极电容进行放电，缩短第二pmos管pm2的栅极电容放电的时间，从而使得第二pmos管pm2的栅极电压能够更快地达到触发检测信号电位翻转的电压，也即能够更快地使第二pmos管pm2导通，进而使检测信号更快地从高电位翻转至低电位。
[0102]
需要说明的是，可以是功率开关信号v
pgate
为低电位时，外部电源对外部电感器进行充电；也可以是功率开关信号v
pgate
为高电位时，外部电源对外部电感器进行充电，本技术对此不作限制。
[0103]
另一种过零检测电路的时序图如图6所示。从曲线c和曲线d可以看出，与现有技术相比，本技术设置采样信号开关模块，使检测信号在待检测电压降至低电位时更早地从高电位翻转至低电位，减小了过零检测电路输出检测信号时的延迟。
[0104]
本发明实施例还公开了一种电压变换电路，所述电压变换电路包括过零检测电
路，还包括同步管、功率管和电感器。具体地，同步管用于选择性地控制电源对电感器进行放电，功率管用于选择性地控制电源对电感器进行充电，检测信号用于控制同步管的导通状态，功率管的导通状态经由功率开关信号控制。
[0105]
本发明实施例还公开了一种终端设备，所述终端设备包括过零检测电路，或者包括电压变换电路。该终端设备可以是手机、计算机、平板电脑等设备，也可以是家电设备。
[0106]
本技术实施例中出现的“多个”是指两个或两个以上。
[0107]
本技术实施例中出现的第一、第二等描述，仅作示意与区分描述对象之用，没有次序之分，也不表示本技术实施例中对设备个数的特别限定，不能构成对本技术实施例的任何限制。
[0108]
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0109]
另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理包括，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能单元的形式实现。
[0110]
上述以软件功能单元的形式实现的集成的单元，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。上述软件功能单元存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的部分步骤。
[0111]
虽然本发明披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

技术特征：

1.一种过零检测电路，其特征在于，包括：比较器模块，所述比较器模块的第一输入端接入待检测电压，所述比较器模块的第二输入端接入参考电压，所述比较器模块的输出端输出检测信号，所述比较器模块根据所述待检测电压与所述参考电压的电压差产生控制电流，并在所述控制电流达到预设阈值时翻转所述检测信号的电位，所述控制电流与所述电压差为正相关关系；负反馈模块，用于在所述待检测电压低于所述参考电压时降低所述控制电流，以使所述比较器模块在所述电压差为门限电压时，翻转所述检测信号的电位，所述电压差为门限电压时，所述控制电流为所述预设阈值，其中，所述电压差按照时间顺序由所述门限电压变化至所述参考电压。2.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述负反馈模块包括：开关子单元，所述开关子单元在所述待检测电压小于所述参考电压时导通，所述开关子单元的第一端接地；阻抗子单元，所述阻抗子单元的第一端耦接所述开关子单元的第二端，所述阻抗子单元的第二端接入所述控制电流。3.根据权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，所述开关子单元包括:第一nmos管，所述第一nmos管的源极接地，所述第一nmos管的漏极与所述阻抗子单元的第一端耦接，所述第一nmos管的栅极接入所述检测信号的反相信号。4.根据权利要求2所述的过零检测电路，其特征在于，所述阻抗子单元包括：第二nmos管，所述第二nmos管的源极与所述开关子单元耦接，所述第二nmos管的栅极接入所述控制电流。5.根据权利要求4所述的过零检测电路，其特征在于，所述阻抗子单元包括：第三nmos管，所述第三nmos管的源极与所述第二nmos管的漏极耦接，所述第三nmos管的漏极接入所述控制电流、所述第三nmos管的栅极与所述第三nmos管的漏极和所述第二nmos管的栅极耦接。6.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，还包括：采样信号开关模块，所述采样信号开关模块的控制端接入功率开关信号，所述采样信号开关模块的输出端耦接所述比较器模块的第一输入端，所述功率开关信号用于选择性地控制外部电源对外部电感器进行充电，所述采样信号开关模块在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器进行充电时，输出所述参考电压。7.根据权利要求6所述的过零检测电路，其特征在于，所述采样信号开关模块的输入端接入所述待检测电压，所述采样信号开关模块在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器停止进行充电时，输出所述待检测电压。8.根据权利要求6所述的过零检测电路，其特征在于，所述采样信号开关模块包括：第一控制单元，所述第一控制单元的第一端接入所述参考电压，所述第一控制单元的第二端耦接所述比较器模块的第一输入端，所述第一控制单元用于在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器进行充电时导通；第二控制单元，所述第二控制单元的第一端接入所述待检测电压，所述第二控制单元的第二端耦接所述比较器模块的第一输入端，所述第二控制单元用于在所述功率开关信号控制所述外部电源对所述外部电感器停止进行充电时导通。
9.根据权利要求8所述的过零检测电路，其特征在于，所述采样信号开关模块还包括：反相单元，所述反相单元的输入端接入所述功率开关信号，所述反相单元的第一输出端与所述第一控制单元的控制端耦接，所述反相单元的第二输出端与所述第二控制单元的控制端耦接，所述反相单元的第一输出端的输出电压与所述反相单元的第二输出端的输出电压的相位相反。10.根据权利要求9所述的过零检测电路，其特征在于，所述反相单元包括：第一反相器，所述第一反相器的第一端接入所述功率开关信号，所述第一反相器的第二端为所述第一输出端；第二反相器，所述第二反相器的第一端与所述第一反相器的第二端耦接，所述第二反相器的第二端为所述第二输出端。11.根据权利要求9所述的过零检测电路，其特征在于，所述第一控制单元包括：第四nmos管，所述第四nmos管的栅极与所述反相单元的第一输出端耦接，所述第四nmos管的源极接地，所述第四nmos管的漏极耦接所述比较器模块的第一输入端。12.根据权利要求9所述的过零检测电路，其特征在于，所述第二控制单元包括：第五nmos管，所述第五nmos管的栅极与所述反相单元的第二输出端耦接，所述第五nmos管的源极与所述比较器模块的第一输入端耦接，所述第五nmos管的漏极接入所述待检测电压；第一pmos管，所述第一pmos管的栅极与所述反相单元的第一输出端耦接，所述第一pmos管的源极接入所述待检测电压，所述第一pmos管的漏极与所述比较器模块的第一输入端耦接。13.根据权利要求1所述的过零检测电路，其特征在于，所述比较器模块包括：输入单元，所述输入单元的第一输入端接入所述待检测电压，所述输入单元的第二输入端接入所述参考电压，所述输入单元的第一输出端输出所述控制电流，所述输入单元的第二输出端输出参考电流，所述输入单元用于根据所述待检测电压与所述参考电压的电压差产生控制电流；电流镜单元，所述电流镜单元的第一端接入所述控制电流，所述电流镜单元的第二端接入所述参考电流；补充单元，所述补充单元的第一端与所述电流镜单元的第一端耦接，用于在所述控制电流小于所述参考电流时增大所述控制电流，以使所述控制电流达到预设阈值；翻转单元，所述翻转单元的第一端与所述补充单元的第二端耦接，所述翻转单元的第二端输出所述检测信号，所述翻转单元用于在所述控制电流达到预设阈值时翻转所述检测信号的电位。14.一种电压变换电路，其特征在于，包括同步管和电感器，所述同步管用于选择性地控制电源对所述电感器进行放电；所述电压变换电路还包括：权利要求1至13任一项所述的过零检测电路，所述检测信号用于控制所述同步管的导通状态。15.根据权利要求14所述的电压变换电路，其特征在于，还包括功率管，所述功率管用于选择性地控制电源对所述电感器进行充电，所述功率管的导通状态经由功率开关信号控制。
16.一种终端设备，其特征在于，包括权利要求1至13任一项所述的过零检测电路，或者权利要求14或15所述的电压变换电路。

技术总结

本发明公开了一种过零检测电路、电压变换电路以及终端设备，所述过零检测电路包括：比较器模块，所述比较器模块的第一输入端接入待检测电压，所述比较器模块的第二输入端接入参考电压，所述比较器模块的输出端输出检测信号，所述比较器模块根据所述待检测电压与所述参考电压的电压差产生控制电流，并在所述控制电流达到预设阈值时翻转所述检测信号的电位；负反馈模块，用于在所述待检测电压低于所述参考电压时降低所述控制电流，以使所述比较器模块在所述电压差为门限电压时，翻转所述检测信号的电位，所述电压差为门限电压时，所述控制电流为所述预设阈值。通过本发明技术方案能够避免产生电流倒灌现象。避免产生电流倒灌现象。避免产生电流倒灌现象。