紋波濾波電路以及方法
【專利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種紋波濾波電路以及方法。電路包括采樣電路、低通濾波電路以及誤差放大電路。采樣電路采樣獲取表征當(dāng)前流過(guò)所述負(fù)載的輸出電流信號(hào)的采樣電壓信號(hào)；低通濾波電路輸入端與所述采樣電路的輸出端連接，低通濾波電路由受時(shí)鐘信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電容電路、以及濾波電容構(gòu)成，誤差放大電路的第一輸入端與采樣電路的輸出端連接，第二輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接，輸出端輸出誤差補(bǔ)償信號(hào)。應(yīng)用本實(shí)施例技術(shù)方案有利于提高芯片的集成化設(shè)計(jì)，節(jié)省電路成本。
【專利說(shuō)明】紋波濾波電路以及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及電子領(lǐng)域，特別涉及一種紋波濾波電路以及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]現(xiàn)有技術(shù)的交流-直流驅(qū)動(dòng)電路主要是采用整流橋整流將輸入的交流電整流轉(zhuǎn)換為半正弦波直流電，然后通過(guò)受PFC恒流控制電路的功率級(jí)電路生成并輸出直流電流信號(hào)。
[0003]交流-直流驅(qū)動(dòng)電路的輸出的直流電流信號(hào)輸出一般都存在工頻紋波，在應(yīng)用時(shí)如果直接將帶有工頻紋波的直流電流信號(hào)給負(fù)載供電，會(huì)影響負(fù)載的使用壽命，例如，在LED驅(qū)動(dòng)電路中，工頻紋波會(huì)導(dǎo)致負(fù)載產(chǎn)生頻閃，從而影響使用并對(duì)LED的壽命造成損害。
[0004]因此，需要對(duì)交流-直流驅(qū)動(dòng)電路輸出的直流電流信號(hào)進(jìn)行紋波處理，現(xiàn)有技術(shù)主要通過(guò)由濾波電容與電阻組成的RC濾波電路實(shí)現(xiàn)低通濾波，實(shí)現(xiàn)消除紋波的目的。
[0005]但實(shí)際上，由于交流-直流驅(qū)動(dòng)電路的輸出電流主要含有頻率為100-120HZ的低頻紋波，故必須采用大電容的低通濾波電路才足以濾出輸出電流的工頻紋波。例如，采用一個(gè)電阻和濾波大電容組成的RC低通濾波器，要實(shí)現(xiàn)上述頻率的紋波，則該RC低通濾波器的時(shí)間常數(shù)應(yīng)達(dá)到100ms，當(dāng)取阻值為IM歐姆的電阻時(shí)，濾波電容的容值應(yīng)為100nF。但實(shí)際上，諸如IOOnF的大電容無(wú)法集成于芯片內(nèi)，一般只能由芯片外的分立器件來(lái)實(shí)現(xiàn)，導(dǎo)致低通紋波濾波的成本較大。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0006]本發(fā)明實(shí)施例目的在于:提供一種紋波濾波電路以及方法，應(yīng)用該技術(shù)方案有利于提高芯片的集成化設(shè)計(jì)，節(jié)省電路成本。
[0007]第一方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紋波濾波的方法，包括:
[0008]采樣電路采樣獲取采樣電壓信號(hào)，所述采樣電壓信號(hào)表征當(dāng)前流過(guò)所述負(fù)載的輸出電流信號(hào)；
[0009]低通濾波電路對(duì)所述采樣電壓信號(hào)進(jìn)行低通濾波，得到濾波電壓信號(hào)，所述低通濾波電路由受時(shí)鐘信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電容電路、以及濾波電容構(gòu)成；
[0010]誤差放大電路對(duì)所述采樣電壓信號(hào)與濾波電壓信號(hào)進(jìn)行誤差放大，輸出誤差補(bǔ)償信號(hào)，以供補(bǔ)償調(diào)節(jié)所述輸出電流信號(hào)。
[0011]結(jié)合第一方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，所述采樣電路包括:采樣電阻，所述采樣電阻一端接地，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的第一極性端連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的第二極性端與所述負(fù)載連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端與所述誤差放大電路的輸出端連接，在初始狀態(tài)時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管在所述誤差補(bǔ)償信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通；
[0012]當(dāng)所述誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓與所述功率開(kāi)關(guān)管的所述第一極性端的電壓的差值大于預(yù)設(shè)的閾值電壓時(shí)，還釋放所述濾波電容的部分電荷。
[0013]結(jié)合第一方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，所述預(yù)設(shè)的閾值電壓小于或者等于所述功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通閾值電壓。
[0014]第二方面，本發(fā)明實(shí)施例提供的一種紋波濾波電路，包括:
[0015]采樣電路，用于采樣獲取采樣電壓信號(hào)，所述采樣電壓信號(hào)表征當(dāng)前流過(guò)所述負(fù)載的輸出電流信號(hào)；
[0016]低通濾波電路，輸入端與所述采樣電路的輸出端連接，所述低通濾波電路由受時(shí)鐘信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電容電路、以及濾波電容構(gòu)成，
[0017]誤差放大電路，第一輸入端與采樣電路的輸出端連接，第二輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接，，輸出端輸出誤差補(bǔ)償信號(hào)。
[0018]結(jié)合第二方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，所述紋波濾波電路還包括功率開(kāi)關(guān)管，
[0019]所述采樣電路包括:采樣電阻，
[0020]所述采樣電阻一端接地，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的第一極性端連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的第二極性端與所述負(fù)載連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端與所述誤差放大電路的輸出端連接，在初始狀態(tài)時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管在所述誤差補(bǔ)償信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通。
[0021]結(jié)合第二方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，還包括:
[0022]第一電壓源，串聯(lián)在所述誤差放大器的第二輸入端與所述濾波電路的輸出端之間，使在初始狀態(tài)時(shí):所述誤差放大器輸出的誤差補(bǔ)償信號(hào)為可導(dǎo)通所述功率開(kāi)關(guān)管的高電平信號(hào)，所述功率開(kāi)關(guān)管在所述高電平信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通。
[0023]結(jié)合第二方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，還包括:
[0024]比較器，第一輸入端與所述功率開(kāi)關(guān)管的所述第二極性端連接，第二輸入端與所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端連接，輸出端與第三開(kāi)關(guān)連接，用于控制所述第三開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通以及關(guān)斷；
[0025]第三開(kāi)關(guān)，連接在所述濾波電容與第三電容之間；
[0026]所述第三電容，一端與所述第三開(kāi)關(guān)連接，另一端接地，
[0027]當(dāng)所述比較器第二輸入端的電壓大于所述第一輸入端的電壓時(shí)，所述第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，所述濾波電容與所述第三電容并聯(lián)，所述濾波電容對(duì)所述第三電容充電。
[0028]結(jié)合第二方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，還包括:
[0029]第二電壓源，串聯(lián)在所述功率開(kāi)關(guān)管與所述比較器的第一輸入端之間，
[0030]所述第二電壓源的電壓值等于或者小于所述功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通閾值電壓。
[0031]結(jié)合第二方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，還包括:
[0032]第四開(kāi)關(guān)，一端與所述第三電容與所述第三開(kāi)關(guān)的連接節(jié)點(diǎn)連接，另一端接地，
[0033]當(dāng)所述比較器的第二輸入端的電壓小于第一輸入端的電壓時(shí)，所述第三開(kāi)關(guān)關(guān)斷，所述第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，釋放所述第三電容上的電荷。
[0034]結(jié)合第二方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，所述功率開(kāi)關(guān)管為MOS管，所述MOS管的漏極與所述負(fù)載連接，源極與所述采樣電阻連接，柵極與所述誤差放大電路的輸出端連接。
[0035]結(jié)合第二方面，在第一種實(shí)現(xiàn)方式下，所述開(kāi)關(guān)電容電路包括第一電容、第一開(kāi)關(guān)以及第二開(kāi)關(guān)，
[0036]所述第一電容的第一端接地，第二端通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)與所述濾波電容連接，
[0037]所述第二開(kāi)關(guān)的第一端與所述第一電容的第二端連接，第二端與所述采樣電路的輸出端連接，[0038]用于控制所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)的第一時(shí)鐘信號(hào)、第二時(shí)鐘信號(hào)相互反相，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)關(guān)斷；當(dāng)所述第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)關(guān)斷。
[0039]由上可見(jiàn)，應(yīng)用本實(shí)施例技術(shù)方案，由于本實(shí)施例低通濾波電路采用開(kāi)關(guān)電容電路以及濾波電容實(shí)現(xiàn)，使低通濾波電路中的所有電容均可采用較小的容值的電容實(shí)現(xiàn)，從而可以將電容集成在芯片內(nèi)部，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，應(yīng)用本實(shí)施例有利于實(shí)現(xiàn)芯片集成化設(shè)計(jì)，降低電路制備成本。
【專利附圖】
【附圖說(shuō)明】
[0040]圖1為本發(fā)明實(shí)施例1提供的一種濾波方法的流程示意圖；
[0041]圖2為本發(fā)明實(shí)施例2提供的一種紋波濾波電路的應(yīng)用電路示意圖；
[0042]圖3為本發(fā)明實(shí)施例2提供的另一紋波濾波電路的應(yīng)用電路示意圖；
[0043]圖4為現(xiàn)有技術(shù)中的RC濾波電路結(jié)構(gòu)示意圖；
[0044]圖5為本發(fā)明實(shí)施例2提供的電壓信號(hào)VG、電壓信號(hào)VD、閾值電壓VthO、以及比較器CMP輸出信號(hào)Vcmp的波形對(duì)照?qǐng)D結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0045]下面將結(jié)合附圖以及具體實(shí)施例來(lái)詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明，在此本發(fā)明的示意性實(shí)施例以及說(shuō)明用來(lái)解釋本發(fā)明，但并不作為對(duì)本發(fā)明的限定。
[0046]實(shí)施例1:
[0047]圖1為本實(shí)施例提供的一種濾波方法的流程示意圖，參見(jiàn)圖示。該方法主要包括:
[0048]步驟101:采樣獲取采樣電壓信號(hào)，該采樣電壓信號(hào)能表征當(dāng)前流過(guò)負(fù)載的輸出電流信號(hào)。
[0049]設(shè)置一采樣電路，采樣獲取可表征當(dāng)前流過(guò)負(fù)載的輸出電流信號(hào)的采樣電壓信號(hào)。
[0050]采樣電路的實(shí)現(xiàn)詳細(xì)可以參見(jiàn)但不限于實(shí)施例2以及圖2、3所示，在此不作贅述。
[0051]步驟102:對(duì)采樣電壓信號(hào)進(jìn)行低通濾波，得到濾波電壓信號(hào)。
[0052]在采樣電路的輸出端連接一低通濾波電路對(duì)采樣電壓信號(hào)進(jìn)行低通濾波。本實(shí)施例的低通濾波電路由受時(shí)鐘信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電容電路、以及濾波電容構(gòu)成。其中開(kāi)關(guān)電容電路用于模擬電阻的特性，即等效于RC低通濾波電路中的電阻，開(kāi)關(guān)電容電路由開(kāi)關(guān)以及電容構(gòu)成。
[0053]參見(jiàn)圖2、3所示，本實(shí)施例的開(kāi)關(guān)電容電路可以由一接地電容(記為第一電容Cl)、以及分別與該電容的非接地端連接的兩開(kāi)關(guān)(記為第一開(kāi)關(guān)K1、第二開(kāi)關(guān)K2)組成。分別向第一開(kāi)關(guān)K1、第二開(kāi)關(guān)K2的控制端輸入相互反相的時(shí)鐘信號(hào)(記為第一時(shí)鐘信號(hào)φ、
第二時(shí)鐘信號(hào)G )。使在任一時(shí)刻，在相互反相的第一時(shí)鐘信號(hào)φ V第二時(shí)鐘信號(hào)i的控制下，第一開(kāi)關(guān)Kl、第二開(kāi)關(guān)K2的導(dǎo)通狀態(tài)始終相反:即當(dāng)?shù)谝婚_(kāi)關(guān)Kl導(dǎo)通時(shí)，第二開(kāi)關(guān)K2關(guān)斷；或者，當(dāng)?shù)诙_(kāi)關(guān)K2導(dǎo)通時(shí)，第一開(kāi)關(guān)Kl關(guān)斷。
[0054]其連接關(guān)系具體是，第一開(kāi)關(guān)Kl的第一端與第一電容Cl的第一端、以及第二開(kāi)關(guān)的第一端共同連接，第一電容Cl的第二端接地，第一開(kāi)關(guān)Kl的第二端以及第二開(kāi)關(guān)K2的第二端部分別作為本開(kāi)關(guān)電容電路的兩端部。在與濾波電容C2連接時(shí)，濾波電容C2的第一端接地，第二端與第一開(kāi)關(guān)Kl的第二端連接。在應(yīng)用時(shí)，濾波電容C2與第一開(kāi)關(guān)Kl第二端部連接的節(jié)點(diǎn)作為低通濾波電路的輸出端out，第二開(kāi)關(guān)K2的第二端部作為低通濾波電路的輸入端in與采樣電路的輸出端連接。
[0055]參見(jiàn)圖2、3所示，在本實(shí)施例中，受第一時(shí)鐘信號(hào)P、第二時(shí)鐘信號(hào)&控制的開(kāi)關(guān)電容電路用于替換圖4所示現(xiàn)有技術(shù)中的RC濾波電路中的電阻R，將該開(kāi)關(guān)電容電路的阻值記為Req，Req=I/ ()，其中f(p:為輸入至第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)的第一時(shí)鐘信號(hào)妒、
第二時(shí)鐘信號(hào)&的頻率(又稱開(kāi)關(guān)頻率)，Cl為該開(kāi)關(guān)電容電路中第一電容的容值。
[0056]由開(kāi)關(guān)電容電路以及濾波電容C2組成的低通濾波電路可等效為圖4所示的RC濾波器。設(shè)濾波電容的容值為C2，則本實(shí)施例低通濾波電路的時(shí)間常數(shù)RC=Req X C2=C2/ ( fq>xCl ),此時(shí)，可以令fq)=rr.fac，C2=n2XCl，其中 fac 為當(dāng)前輸出電
流信號(hào)的紋波頻率，RC=n/fac=nXTac, Tac為當(dāng)前輸出電流信號(hào)的紋波周期。此時(shí)可以使η取大于等于5小于等于20的自然數(shù)，即可得到較好的低通濾波效果。具體是:
[0057]設(shè)當(dāng)前輸出電流的紋波頻率為fac為IOOHz左右，以取n=10為例，則使:輸入至
第一開(kāi)關(guān)K1、第二開(kāi)關(guān)K2的第一時(shí)鐘信號(hào)爐第二時(shí)鐘信號(hào)i的頻率為f(p=lKHz，濾
波電容C2的容值為C2=n2XCl=100p，第一電答Cl的容值為Cl=IOpF,即可實(shí)現(xiàn)時(shí)間常數(shù)RC=IOOms的低通濾波，且相對(duì)與現(xiàn)有技術(shù)，采用本實(shí)施例技術(shù)方案能大大降低低通濾波電路中的各電容的容值，從而使整個(gè)紋波低通濾波電路的所有器件均可集成于芯片內(nèi)，有利于提聞電路的集成化設(shè)計(jì)，節(jié)省電路成本。
[0058]步驟103:對(duì)采樣電壓信號(hào)與濾波電壓信號(hào)進(jìn)行誤差放大，輸出誤差補(bǔ)償信號(hào)，以供補(bǔ)償調(diào)節(jié)輸出電流信號(hào)。
[0059]分別將采樣電壓信號(hào)、濾波電壓信號(hào)輸入至誤差放大電路，由誤差放大電路對(duì)該兩信號(hào)的電壓進(jìn)行比較，生成誤差補(bǔ)償信號(hào)，以對(duì)當(dāng)前輸出電流信號(hào)進(jìn)行補(bǔ)償調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)消除紋波的目的。
[0060]由上可見(jiàn)，采用本實(shí)施例技術(shù)方案，由于本實(shí)施例低通濾波電路采用開(kāi)關(guān)電容電路以及濾波電容實(shí)現(xiàn)，使低通濾波電路中的所有電容均可采用較小的容值的電容實(shí)現(xiàn)，從而可以將電容集成在芯片內(nèi)部，相對(duì)于現(xiàn)有技術(shù)，應(yīng)用本實(shí)施例有利于實(shí)現(xiàn)芯片集成化設(shè)計(jì)，降低電路制備成本。
[0061]實(shí)施例2:
[0062]本實(shí)施例提供了一種紋波濾波電路的具體實(shí)施電路結(jié)構(gòu)圖，參見(jiàn)圖2、3所示，其主要包括:采樣電路、低通濾波電路以及誤差放大電路。
[0063]其中，采樣電路用于采樣獲取可用于表征當(dāng)前流過(guò)負(fù)載的輸出電流信號(hào)的采樣電壓信號(hào)。
[0064]低通濾波電路由受時(shí)鐘信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電容電路、以及濾波電容構(gòu)成，其中開(kāi)關(guān)電容電路等效于圖4所示的傳統(tǒng)RC濾波電路中的電阻R，與濾波電容C2構(gòu)成等效于傳統(tǒng)RC濾波電路的低通濾波電路。低通濾波電路的輸入端與采樣電路的輸出端連接，低通濾波電路對(duì)輸入的采樣電壓信號(hào)進(jìn)行低通濾波得到濾波電壓信號(hào)Vl。低通濾波電路的具體工作原理詳細(xì)以及電路結(jié)構(gòu)參見(jiàn)實(shí)施例1中的相應(yīng)描述。[0065]低通濾波電路的輸出端與誤差放大電路的第二輸入端連接，誤差放大電路的第一輸入端與采樣電路的輸出端連接，誤差放大電路對(duì)采樣電壓信號(hào)與濾波電壓信號(hào)進(jìn)行誤差放大，輸出誤差補(bǔ)償信號(hào)，以補(bǔ)償調(diào)節(jié)流過(guò)負(fù)載的輸出電流信號(hào)，實(shí)現(xiàn)消除紋波的目的。
[0066]上述電路的工作原理以及有益效果詳細(xì)參見(jiàn)實(shí)施例1中的記載。
[0067]作為本實(shí)施例的示意，參見(jiàn)圖2、3所示，本實(shí)施例的誤差放大電路可以但不限于采用誤差放大器GM實(shí)現(xiàn)。
[0068]作為本實(shí)施例的示意，參見(jiàn)圖2、3所示，采樣電路包括:采樣電阻Rs，對(duì)輸出電流信號(hào)進(jìn)行采樣的到采樣電壓信號(hào)Vs。
[0069]本實(shí)施例的紋波濾波電路還進(jìn)一步包括功率開(kāi)關(guān)管Q，功率開(kāi)關(guān)管Q的第一極性端(圖2、3以MOS管的漏極“D”極為例)與負(fù)載連接，第二極性端(圖2、3以MOS管的源極“S”極為例)與采樣電阻Rs連接，采樣電阻Rs與功率開(kāi)關(guān)管Q之間的連接節(jié)點(diǎn)S為采樣電路Rs的輸出端，即在第二極性端輸出采樣電壓信號(hào)Vs，流過(guò)負(fù)載的輸出電流信號(hào)通過(guò)該導(dǎo)通的功率開(kāi)關(guān)管流入采樣電阻Rs，采樣電阻Rs上的電壓即為本實(shí)施例的采樣電壓信號(hào)Vs，該采樣電壓信號(hào)Vs與輸出電流1ut成正比例關(guān)系，具體是:1ut=IdS=VS/RS，其中Ids為流過(guò)功率開(kāi)關(guān)管Q的電流。功率開(kāi)關(guān)管Q的控制端(圖2、3以柵極“G”極為例)與誤差放大器GM的輸出端連接，誤差放大器GM輸出的誤差補(bǔ)償信號(hào)調(diào)節(jié)功率開(kāi)關(guān)管Q的電流Ids，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)輸出電流的調(diào)節(jié)，實(shí)現(xiàn)紋波消除的目的。
[0070]作為本實(shí)施例的示意，參見(jiàn)圖2、3所示，本實(shí)施例連接在負(fù)載端的功率開(kāi)關(guān)管Q可以選用MOS管，使MOS管的漏極與負(fù)載連接，源極與采樣電阻連接，柵極與誤差放大電路的輸出端連接，誤差放大器輸出的誤差補(bǔ)償電流從功率開(kāi)關(guān)管Q的柵極“G”極流入漏極“D”極，調(diào)節(jié)功率開(kāi)關(guān)管Q的源極極的電壓Vs，從而調(diào)節(jié)流過(guò)源極“S”極的電流，即調(diào)節(jié)流過(guò)功率開(kāi)關(guān)管Q的漏極“D”極的電流，即調(diào)節(jié)流過(guò)負(fù)載的輸出電流實(shí)現(xiàn)工頻紋波消除的目的。
[0071]在本實(shí)施例中，由誤差放大器GM輸出的誤差補(bǔ)償信號(hào)還作為導(dǎo)通本功率開(kāi)關(guān)管Q的驅(qū)動(dòng)信號(hào)，使當(dāng)當(dāng)前誤差放大器GM正常工作時(shí)，功率開(kāi)關(guān)管Q在誤差補(bǔ)償電流的驅(qū)動(dòng)下始終處于導(dǎo)通狀態(tài)。參見(jiàn)圖2、3所示，可以在誤差放大器GM的第二輸入端(圖2以同相輸入端“ + ”為例)與低通濾波電路的輸出端之間串聯(lián)第一電壓源Vos (其電壓值為Vosl)，從而將低通濾波電路輸出的濾波電壓信號(hào)Vl抬高電壓值VosI后再輸入至輸入至誤差放大器GM的同相輸入端“ + ”，從而確保在本實(shí)施例濾波器初始時(shí)刻，誤差放大電路的同相輸入端“ + ”的電壓始終大于其第一輸入端(圖2、3以反相輸入端為例)的電壓Vs，從而確保在初始時(shí)刻，誤差放大器GM輸出端輸出的誤差補(bǔ)償信號(hào)即為可驅(qū)動(dòng)功率開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通的高電平信號(hào)，從而確保在初始時(shí)刻功率開(kāi)關(guān)管即處于導(dǎo)通狀態(tài)。
[0072]應(yīng)用該技術(shù)方案除了通過(guò)調(diào)節(jié)功率開(kāi)關(guān)管Q的控制端電壓而調(diào)節(jié)流過(guò)功率開(kāi)關(guān)管Q的電流從而實(shí)現(xiàn)對(duì)流過(guò)負(fù)載的電流的補(bǔ)償調(diào)節(jié)外，還實(shí)現(xiàn)了誤差補(bǔ)償信號(hào)作為功率開(kāi)關(guān)管Q導(dǎo)通驅(qū)動(dòng)信號(hào)的信號(hào)復(fù)用，有利于簡(jiǎn)化電路。
[0073]作為本實(shí)施例的示意，同理也可以在誤差放大器GM的反相輸入端反接一電壓源Vos S Vos ‘的電壓方向與Vos相反，通過(guò)降低輸入至反相輸入端的信號(hào)的電壓的方式而達(dá)到確保在初始時(shí)刻誤差補(bǔ)償信號(hào)即為可導(dǎo)通功率開(kāi)關(guān)管Q的信號(hào)而確保在初始時(shí)刻功率開(kāi)關(guān)管即導(dǎo)通的目的。[0074]作為本實(shí)施例的示意，參見(jiàn)圖3所示，本實(shí)施例的紋波濾波電路還進(jìn)一步包括:比較器CMP、第三開(kāi)關(guān)K3、第三電容C3。其中比較器CMP的第一輸入端(圖3以反相輸入端為例)與功率開(kāi)關(guān)管Q的漏極“D”極連接，接入功率開(kāi)關(guān)管Q的漏極“D”電壓Vd。第二輸入端(圖3以同相輸入端“ + ”為例)與功率開(kāi)關(guān)管Q的控制端柵極“G”極連接，接入輸入至功率開(kāi)關(guān)管Q的柵極“G”極的電壓信號(hào)VG。比較器CMP的輸出端與第三開(kāi)關(guān)K3的控制端連接，用于控制第三開(kāi)關(guān)K3的導(dǎo)通以及關(guān)斷。第三開(kāi)關(guān)K3連接在低通濾波電路中的濾波電容C2與第三電容C3之間，第三電容C3的一端與第三開(kāi)關(guān)K3連接，另一端接地。其工作原理是:
[0075]當(dāng)輸入至比較器CMP的同相輸入端“ + ”的電壓大于反相輸入端的電壓時(shí)，比較器CMP輸出可導(dǎo)通第三開(kāi)關(guān)K3的電平信號(hào)Vcmp，在該電平信號(hào)Vcmp的控制下，第三開(kāi)關(guān)K3導(dǎo)通。此時(shí)濾波電容C2與第三電容C3構(gòu)成并聯(lián)回路，濾波電容C2上積累的部分電荷被釋放到第三電容C3，濾波電容C2對(duì)第三電容C3充電，從而慢慢適度降低濾波電容C2兩端的電壓即適度降低誤差放大器GM的同相輸入端“ + ”的電壓，相應(yīng)地誤差放大器GM輸出的誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓VG相應(yīng)逐步適度降低，穩(wěn)態(tài)下，使誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓VG等于功率開(kāi)關(guān)管Q的漏極“S”極的電壓VD在一周期內(nèi)的最低值(即波谷值)為止，所述的“等于”為理想狀態(tài)的情形，在實(shí)際應(yīng)用中可能存在一定的波動(dòng)，但總體保持在波谷值附近即可。采用該技術(shù)方案，有利于縮小誤差放大器GM兩輸入端由于電荷積累而導(dǎo)致的電壓差值誤差，提高對(duì)輸出電流的誤差補(bǔ)償?shù)木_性，最終使誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓VG逐漸趨于采樣電壓信號(hào)VD的波谷值，使電路逐步趨于平衡。
[0076]作為本實(shí)施例的示意，參見(jiàn)圖2所示，還可以進(jìn)一步在功率開(kāi)關(guān)管Q的漏極“D”與比較器的反相輸入端之間串聯(lián)一電壓值為VthO的第二電壓源Vth，且使VthO含Vthq,其中Vthq為功率開(kāi)關(guān)管Q的導(dǎo)通閾值電壓。從而使當(dāng)比較器的第二輸入端的電壓大于第一輸入端的電壓(即輸入至功率開(kāi)關(guān)管Q柵極“G”的誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓VG與功率開(kāi)關(guān)管Q漏極“D”極的電壓VD的差值大于VthO)時(shí)，慢慢將濾波電容C2的電荷釋放一部分，使誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓VG被逐步調(diào)低，穩(wěn)態(tài)下，使誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓VG與功率開(kāi)關(guān)管Q的漏極“D”極的電壓VD的波谷值的差值等于電壓值VthO，確保功率開(kāi)關(guān)管Q工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)，所述的“等于”為理想狀態(tài)的情形，在實(shí)際應(yīng)用中可能存在一定的波動(dòng)，但總體保持在波谷值附近即可。。可見(jiàn)，采用該技術(shù)方案除了有利于縮小誤差放大器GM兩輸入端由于電荷積累而導(dǎo)致的電壓差值誤差，提高對(duì)輸出電流的誤差補(bǔ)償?shù)木_性外，還進(jìn)一步有利于確保功率開(kāi)關(guān)管Q始終保持在飽和導(dǎo)通工作狀態(tài)，有利于提高紋波濾波電路的工作穩(wěn)定性。
[0077]作為本實(shí)施例的示意，可以但不限于使第二電壓源Vth的電壓VthO=Vthq,從而使只要VG_VD>Vthq時(shí)，即將濾波電容C2的電荷通過(guò)第三電容C3釋放一部分，而使電壓VG與電壓VD的波谷值的差值等功率開(kāi)關(guān)管Q的導(dǎo)通閾值電壓Vthq，確保功率開(kāi)關(guān)管Q工作在飽和導(dǎo)通狀態(tài)的靜態(tài)工作點(diǎn)。
[0078]本實(shí)施例中電壓信號(hào)VG、電壓信號(hào)VD、閾值電壓VthO、以及比較器CMP輸出信號(hào)Vcmp的波形對(duì)照?qǐng)D參見(jiàn)圖5所示。
[0079]作為本實(shí)施例的示意，參見(jiàn)圖2、3所示，本實(shí)施例的紋波濾波電路還可以進(jìn)一步包括:第四開(kāi)關(guān)K4，第四開(kāi)關(guān)K4的一端與第三電容C3與第三開(kāi)關(guān)K3的連接節(jié)點(diǎn)連接，另一端接地。在本實(shí)施例中使輸入至第四開(kāi)關(guān)K4的控制信號(hào)與第三開(kāi)關(guān)K3的控制信號(hào)相反。即當(dāng)?shù)谌_(kāi)關(guān)K3導(dǎo)通時(shí)，第四開(kāi)關(guān)Κ4關(guān)斷，此時(shí)濾波電容C2的電荷被部分釋放到第三電容C3。當(dāng)比較器CMP2第二輸入端的電壓小于第一輸入端的電壓，即第三開(kāi)關(guān)Κ3關(guān)斷時(shí)，第四開(kāi)關(guān)Κ4導(dǎo)通，從而使第三電容C3的兩端接地，釋放第三電容C3上的電荷，使第三電容C3電荷歸零，以便確保在第三開(kāi)關(guān)Κ3導(dǎo)通第四開(kāi)關(guān)Κ4關(guān)斷時(shí)，濾波電荷C2上的電荷可以通過(guò)第三電容C3被部分釋放。
[0080]作為本實(shí)施例的示意，參見(jiàn)圖2、3所示，可以在比較器CMP的輸出端連接一反相器Ν0Τ，將該反相器NOT輸出的信號(hào)“作為控制第四開(kāi)關(guān)Κ4導(dǎo)通以及關(guān)斷的控制信號(hào)。
[0081]以上所述的實(shí)施方式，并不構(gòu)成對(duì)該技術(shù)方案保護(hù)范圍的限定。任何在上述實(shí)施方式的精神和原則之內(nèi)所作的修改、等同替換和改進(jìn)等，均應(yīng)包含在該技術(shù)方案的保護(hù)范圍之內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種紋波濾波的方法，其特征是，包括: 采樣電路采樣獲取采樣電壓信號(hào)，所述采樣電壓信號(hào)表征當(dāng)前流過(guò)負(fù)載的輸出電流信號(hào); 低通濾波電路對(duì)所述采樣電壓信號(hào)進(jìn)行低通濾波，得到濾波電壓信號(hào)，所述低通濾波電路由受時(shí)鐘信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電容電路、以及濾波電容構(gòu)成； 誤差放大電路對(duì)所述采樣電壓信號(hào)與濾波電壓信號(hào)進(jìn)行誤差放大，輸出誤差補(bǔ)償信號(hào)，以供補(bǔ)償調(diào)節(jié)所述輸出電流信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的濾波方法，其特征是， 所述采樣電 路包括:采樣電阻，所述采樣電阻一端接地，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的第一極性端連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的第二極性端與所述負(fù)載連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端與所述誤差放大電路的輸出端連接，在初始狀態(tài)時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管在所述誤差補(bǔ)償信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通； 當(dāng)所述誤差補(bǔ)償信號(hào)的電壓與所述功率開(kāi)關(guān)管的所述第一極性端的電壓的差值大于預(yù)設(shè)的閾值電壓時(shí)，還釋放所述濾波電容的部分電荷。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的濾波方法，其特征是， 所述預(yù)設(shè)的閾值電壓小于或者等于所述功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通閾值電壓。
4.一種紋波濾波電路，其特征是，包括: 采樣電路，用于采樣獲取采樣電壓信號(hào)，所述采樣電壓信號(hào)表征當(dāng)前流過(guò)負(fù)載的輸出電流信號(hào)； 低通濾波電路，輸入端與所述采樣電路的輸出端連接，所述低通濾波電路由受時(shí)鐘信號(hào)控制的開(kāi)關(guān)電容電路、以及濾波電容構(gòu)成， 誤差放大電路，第一輸入端與采樣電路的輸出端連接，第二輸入端與所述低通濾波電路的輸出端連接，輸出端輸出誤差補(bǔ)償信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的紋波濾波電路，其特征是， 所述紋波濾波電路還包括功率開(kāi)關(guān)管， 所述采樣電路包括:采樣電阻， 所述采樣電阻一端接地，另一端與功率開(kāi)關(guān)管的第一極性端連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的第二極性端與所述負(fù)載連接，所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端與所述誤差放大電路的輸出端連接，在初始狀態(tài)時(shí)，所述功率開(kāi)關(guān)管在所述誤差補(bǔ)償信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紋波濾波電路，其特征是，還包括: 第一電壓源，串聯(lián)在所述誤差放大器的第二輸入端與所述濾波電路的輸出端之間，使在初始狀態(tài)時(shí):所述誤差放大器輸出的誤差補(bǔ)償信號(hào)為可導(dǎo)通所述功率開(kāi)關(guān)管的高電平信號(hào)，所述功率開(kāi)關(guān)管在所述高電平信號(hào)的驅(qū)動(dòng)下導(dǎo)通。
7.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紋波濾波電路，其特征是，還包括: 比較器，第一輸入端與所述功率開(kāi)關(guān)管的所述第二極性端連接，第二輸入端與所述功率開(kāi)關(guān)管的控制端連接，輸出端與第三開(kāi)關(guān)連接，用于控制所述第三開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通以及關(guān)斷； 第三開(kāi)關(guān)，連接在所述濾波電容與第三電容之間； 所述第三電容，一端與所述第三開(kāi)關(guān)連接，另一端接地，當(dāng)所述比較器第二輸入端的電壓大于所述第一輸入端的電壓時(shí)，所述第三開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，所述濾波電容與所述第三電容并聯(lián)，所述濾波電容對(duì)所述第三電容充電。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紋波濾波電路，其特征是，還包括: 第二電壓源，串聯(lián)在所述功率開(kāi)關(guān)管與所述比較器的第一輸入端之間， 所述第二電壓源的電壓值等于或者小于所述功率開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通閾值電壓。
9.根據(jù)權(quán)利要求7所述的紋波濾波電路，其特征是，還包括: 第四開(kāi)關(guān)，一端與所述第三電容與所述第三開(kāi)關(guān)的連接節(jié)點(diǎn)連接，另一端接地， 當(dāng)所述比較器的第二輸入端的電壓小于第一輸入端的電壓時(shí)，所述第三開(kāi)關(guān)關(guān)斷，所述第四開(kāi)關(guān)導(dǎo)通，釋放所述第三電容上的電荷。
10.根據(jù)權(quán)利要求4至9之任一所述的紋波濾波電路，其特征是， 所述功率開(kāi)關(guān)管為MOS管，所述MOS管的漏極與所述負(fù)載連接，源極與所述采樣電阻連接，柵極與所述誤差放大電路的輸出端連接。
11.根據(jù)權(quán)利要求4至9之任一所述的紋波濾波電路，其特征是， 所述開(kāi)關(guān)電容電路包括第一電容、第一開(kāi)關(guān)以及第二開(kāi)關(guān)， 所述第一電容的第一端接地，第二端通過(guò)所述第一開(kāi)關(guān)與所述濾波電容連接， 所述第二開(kāi)關(guān)的第一端與所述第一電容的第二端連接，第二端與所述采樣電路的輸出端連接， 用于控制所述第一開(kāi)關(guān)、第二開(kāi)關(guān)的第一時(shí)鐘信號(hào)、第二時(shí)鐘信號(hào)相互反相，當(dāng)所述第一開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述第二開(kāi)關(guān)關(guān)斷；當(dāng)所述第二開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)，所述第一開(kāi)關(guān)關(guān)斷。
【文檔編號(hào)】H02M1/14GK103904869SQ201410132564
【公開(kāi)日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年4月3日 優(yōu)先權(quán)日:2014年4月3日
【發(fā)明者】金津 申請(qǐng)人:矽力杰半導(dǎo)體技術(shù)(杭州)有限公司