一种新颖的同步BUCK芯片过零检测电路的设计.pdf

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1、第37卷第3期电子器件Vo1．37No．32014年6月ChineseJournalofElectronDevicesJun．2014DesignofaNovelZero·CrossDetectionCircuitforSynchronousBUCKConverterHUANGSuping，FENGQuanyuan(InstituteofMicroelectronics，SouthwestJiaotongUniversity，Chengdu610031，China)Abstract：Thephenomenonthatinductorcurrentflowbackwardappearswhens

2、ynchronousBUCKconverterworksinlightloadmode，andtheeficiencyofthesystemwillbereduced．Inresponsetothisproblem，anovelzero—crossdetectioncircuitisdesigned．ByusingthechannelresistancewhentheMOStransistorisworkinginlinearregiontorealizenegativethresholdvoltageforzero—crossdetectioncomparator，thehappeningo

3、fcurrentbackwardflowingisavoided．Edgeoccultcircuitisalsodesignedtoavoidfalsetriggeringatswitchingmoment．Thezero-crossdetectioncircuitisbasedon0．5mBCDtechnology，andhasbeencarriedonHSPICE．Thesimulationresultshowsthatthenegativethresholdtoleranceisonly9mVwhensystemrangesintemperaturefrom-25oCto50oC，and

4、thezero-crossdetectioncircuitworkswel1．Keywords：BUCKconvener；lightloadmode；zerocrossdetection；synchronous—EEACC：1290Bdoi：10．3969／j．issn．1005—9490．2014．03．007一种新颖的同步BUCK芯片过零检测电路的设计木黄苏平，冯全源(西南交通大学微电子研究所，成都610031)摘要：同步BUCK变换器在轻载模式下会出现电感电流倒灌现象，这会使得芯片的效率大大降低。针对这一问题，设计了一款过零检测电路，该电路利用MOS管工作在线性区时的沟道电阻来产生过零检

5、测比较器的负阈值电压，从而有效地限制了电流的倒灌；还设计了边沿隐匿电路，避免电路切换时引起的误触发。该过零检测电路基于0．5IxmBCD工艺，在HSPICE软件上仿真验证，当系统温度在0～85℃变化时，负阈值容差为10mV，过零检测电路性能良好。关键词：BUCK变换器；轻载模式；过零检测；同步中图分类号：TN433文献标识码：A文章编号：1005—9490(2014)03—0408—04近年来，随着低电压、大电流、高效率开关电源设计零检测电路的电流门限也很关键。文中详细地的越来越广泛应用，采用低功耗的同步整流器替代介绍了同步BUCK变换器过零检测机制，且设计了传统的整流二极管已成为提高效率的主

6、要技一种新颖的过零检测电路，通过仿真验证其工作性术¨。对于同步BUCK变换器，系统在满负载情能良好。况下，工作于连续电流模式(CCM)；但其在轻负载1同步BUCK变换器的工作原理时，系统工作于强迫连续电流模式(FCCM)或非连续电流模式(DCM)。由于DCM的效率比FCCM同步BUCK变换器的拓扑如图1所示，其中的效率高，因此大部分同步BUCK变换器在轻载时Driver信号是带有死区时间控制的PWM方波，M．工作于DCM模式，这就需要高性能的电感电流过零为主开关管，M为同步整流管，为储能电感，C为检测电路。另外，当系统工作于非电流连续模式时，输出电容，R为负载电阻。当Driver信号为高电平由

7、于变换器内部的延迟，致使同步管续流至零时，系时开关管M导通，输入电压对电感充电；当Driver统不能马上将其关断，这必然导致电感电流的倒信号为低电平时M导通，电感放电。灌J，从而影响整体电路的性能指标，因此合理地首先假设图1中的功率管M。、M的导通阻抗项目来源：国家自然科学基金重大项目(60990320，60990323)；国家863计划重大项目(2012AA012305)；国家自然科学基金面上项