用于开关电源的检测电路及开关电源的制作方法

本技术属于集成电路，具体涉及一种用于开关电源的检测电路及开关电源。

背景技术：

1、恒定关断时间（constant off-time，cft）控制模式相较于传统的峰值电流模式，无需斜坡补偿电路，且动态响应更快，广泛应用于开关电源尤其升压（boost）电路中。但cft控制由于关断时间固定，面对不同的输入电压（vin）和输出电压（vout），boost电路的占空比会一直变化，这会导致开关频率变化，无法应用于定频应用中。

2、图1展示了一种用于boost电路的检测电路，boost电路的开关节点sw通过电阻r0与电容c0连接，电容c0上极板连到比较器的正输入端，输入电压vin通过电阻r1和电阻r2分压、连接至比较器的负输入端。

3、其工作原理如下：当功率管mg关断后（可参考图2），开关节点sw的电压会反映输出电压vout，即通过电阻r0对电容c0充电，当电容c0的上极板电压vp超过输入电压vin的分压电压vn时，比较器输出信号toff翻高，意味着功率管mg关断时间结束、开始导通，那么可以得到如下表达式：

4、

5、

6、vd为二极管的压降，结合以上公式，可以得到，当 = 时，

7、

8、功率管mg的开关频率为：

9、

10、若近似，且忽略输出二极管的压降vd，则

11、

12、合理选择电阻r0、电容c0、k的值，那么开关频率fsw则与输入电压、输出电压无关，即能实现不同输入不同输出的定频控制。

13、以上解决方案未考虑实际电路中存在的固定延时，如比较器的比较延时，开关节点sw上的电压的上升和下降时间，以表示这些固定延时，则有如下表达式且作近似处理：

14、

15、

16、开关频率受影响，导致不同输入输出，频率变化范围大，缺点明显。

17、公开于该背景技术部分的信息仅仅旨在增加对本实用新型的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

1、本实用新型的目的在于提供一种用于开关电源的检测电路及开关电源，能够保证开关电源在不同输入输出下，其开关频率不受电路固定延迟的影响。

2、为了实现上述目的，本实用新型一具体实施例提供的技术方案如下：一种用于开关电源的检测电路，包括第一分压单元、电容、第二分压单元和第一比较器，所述第一分压单元的第一端与开关电源的开关节点相连，所述第一分压单元的第二端与电容的第一端相连，所述第二分压单元的第一端用于接收输入电压，所述第二分压单元的第二端与电容的第二端与基准电压相连，所述第一分压单元用于在开关节点的电压对电容充电时对第一分压单元的第一端和第一分压单元的第二端之间的电压差进行分压产生第一电压，所述第二分压单元用于对输入电压进行分压产生第二电压，所述第一比较器的第一输入端用于接收第一电压，所述第一比较器的第二输入端用于接收第二电压，所述第一比较器的输出端基于第一电压和第二电压输出用于表征开关电源中与开关节点相连的功率管是否关断的表征信号。

3、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述第一分压单元包括第一电阻单元和第二电阻单元，所述第一电阻单元的第一端与开关节点相连，所述第二电阻单元的第一端与第一电阻单元的第二端以及第一比较器的第一输入端相连，所述第二电阻单元的第二端与电容的第一端相连。

4、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述第二分压单元包括第三电阻单元和第四电阻单元，所述第三电阻单元的第一端与输入电压相连，所述第四电阻单元的第一端与第三电阻单元的第二端以及第一比较器的第二输入端相连，所述第四电阻单元的第二端与基准电压相连。

5、本实用新型还公开了一种开关电源，包括电感、功率管、滤波电容、采样检测单元、控制单元以及所述的检测电路，所述电感的第一端用于接收输入电压，所述电感的第二端与功率管的第二端、滤波电容的第一端相连形成输出端和开关节点，所述功率管的第一端和滤波电容的第二端与基准电压相连，所述采样检测单元用于对开关电源的输出电压和功率管上的电流进行检测产生结果信号，所述控制单元与检测电路、采样检测单元、功率管的控制端相连以基于表征信号和结果信号控制功率管通断。

6、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述采样检测单元包括电压检测单元、电流采样单元和第二比较器，所述电压检测单元用于对开关电源的输出电压进行检测产生电压检测信号，所述电流采样单元用于对功率管上的电流进行采样产生电流采样信号，所述第二比较器用于对电压检测信号和电流采样信号进行比较产生结果信号。

7、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述电压检测单元包括电压采样单元和误差放大器，所述电压采样单元对开关电源的输出电压进行采样产生电压采样信号，所述误差放大器的第一输入端用于接收参考信号，所述误差放大器的第二输入端用于接收电压采样信号，所述误差放大器用于对参考信号和电压采样信号进行误差放大产生电压检测信号。

8、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与开关电源的输出端相连，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端相连以产生电压采样信号，所述第二电阻的第二端与基准电压相连。

9、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述控制单元包括rs触发器，所述rs触发器的s端用于接收表征信号，所述rs触发器的r端用于接收结果信号，所述rs触发器的q输出端与功率管的控制端相连。

10、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述控制单元还包括缓冲器，所述缓冲器的输入端与rs触发器的q输出端相连，所述缓冲器的输出端与功率管的控制端相连。

11、在本实用新型的一个或多个实施例中，所述开关电源还包括二极管，二极管的阳极与电感的第二端、功率管的第二端相连形成开关节点，所述二极管的阴极与滤波电容的第一端相连形成开关电源的输出端。

12、与现有技术相比，本实用新型的用于开关电源的检测电路及开关电源，通过第一分压单元使得在开关节点的电压对电容充电时提供初始值，从而能够消除现有检测电路带来的固定延迟对在不同输入输出下对开关频率产生的不稳定的影响，本实用新型能够在不同输入不同输出下，也有较好的频率一致性，简单可靠。

1.一种用于开关电源的检测电路，其特征在于，包括第一分压单元、电容、第二分压单元和第一比较器，所述第一分压单元的第一端与开关电源的开关节点相连，所述第一分压单元的第二端与电容的第一端相连，所述第二分压单元的第一端用于接收输入电压，所述第二分压单元的第二端与电容的第二端与基准电压相连，所述第一分压单元用于在开关节点的电压对电容充电时对第一分压单元的第一端和第一分压单元的第二端之间的电压差进行分压产生第一电压，所述第二分压单元用于对输入电压进行分压产生第二电压，所述第一比较器的第一输入端用于接收第一电压，所述第一比较器的第二输入端用于接收第二电压，所述第一比较器的输出端基于第一电压和第二电压输出用于表征开关电源中与开关节点相连的功率管是否关断的表征信号。

2.根据权利要求1所述的用于开关电源的检测电路，其特征在于，所述第一分压单元包括第一电阻单元和第二电阻单元，所述第一电阻单元的第一端与开关节点相连，所述第二电阻单元的第一端与第一电阻单元的第二端以及第一比较器的第一输入端相连，所述第二电阻单元的第二端与电容的第一端相连。

3.根据权利要求1所述的用于开关电源的检测电路，其特征在于，所述第二分压单元包括第三电阻单元和第四电阻单元，所述第三电阻单元的第一端与输入电压相连，所述第四电阻单元的第一端与第三电阻单元的第二端以及第一比较器的第二输入端相连，所述第四电阻单元的第二端与基准电压相连。

4.一种开关电源，其特征在于，包括电感、功率管、滤波电容、采样检测单元、控制单元以及如权利要求1~3任一项所述的检测电路，所述电感的第一端用于接收输入电压，所述电感的第二端与功率管的第二端、滤波电容的第一端相连形成输出端和开关节点，所述功率管的第一端和滤波电容的第二端与基准电压相连，所述采样检测单元用于对开关电源的输出电压和功率管上的电流进行检测产生结果信号，所述控制单元与检测电路、采样检测单元、功率管的控制端相连以基于表征信号和结果信号控制功率管通断。

5.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述采样检测单元包括电压检测单元、电流采样单元和第二比较器，所述电压检测单元用于对开关电源的输出电压进行检测产生电压检测信号，所述电流采样单元用于对功率管上的电流进行采样产生电流采样信号，所述第二比较器用于对电压检测信号和电流采样信号进行比较产生结果信号。

6.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述电压检测单元包括电压采样单元和误差放大器，所述电压采样单元对开关电源的输出电压进行采样产生电压采样信号，所述误差放大器的第一输入端用于接收参考信号，所述误差放大器的第二输入端用于接收电压采样信号，所述误差放大器用于对参考信号和电压采样信号进行误差放大产生电压检测信号。

7.根据权利要求5所述的开关电源，其特征在于，所述采样单元包括第一电阻和第二电阻，所述第一电阻的第一端与开关电源的输出端相连，所述第一电阻的第二端与第二电阻的第一端相连以产生电压采样信号，所述第二电阻的第二端与基准电压相连。

8.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述控制单元包括rs触发器，所述rs触发器的s端用于接收表征信号，所述rs触发器的r端用于接收结果信号，所述rs触发器的q输出端与功率管的控制端相连。

9.根据权利要求8所述的开关电源，其特征在于，所述控制单元还包括缓冲器，所述缓冲器的输入端与rs触发器的q输出端相连，所述缓冲器的输出端与功率管的控制端相连。

10.根据权利要求4所述的开关电源，其特征在于，所述开关电源还包括二极管，二极管的阳极与电感的第二端、功率管的第二端相连形成开关节点，所述二极管的阴极与滤波电容的第一端相连形成开关电源的输出端。