本實(shí)用新型涉及電子技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

自20世紀(jì)40年代人類(lèi)實(shí)用新型晶體管以來(lái)，這一技術(shù)得到了飛速的發(fā)展和普及，現(xiàn)在使用的手機(jī)、電腦、充電器等等諸多的電子產(chǎn)品都與其息息相關(guān)，它改變了人類(lèi)的生活方式，推動(dòng)了人類(lèi)文明的進(jìn)程?，F(xiàn)在，一臺(tái)普通計(jì)算機(jī)中的CPU都以幾個(gè)GHz(吉赫茲)的速度運(yùn)行，這些都要?dú)w功于電子技術(shù)的發(fā)展。

在所有的電子產(chǎn)品中，最基礎(chǔ)的也是非常重要的部分就是電源技術(shù)，電源的穩(wěn)定性和可靠性是電子產(chǎn)品穩(wěn)定運(yùn)行的前提。在鐵氧體磁芯被實(shí)用新型以前，電子產(chǎn)品電源的獲取方式主要由硅鋼片變壓器將高電壓降低為低電壓，再通過(guò)整流、穩(wěn)壓，從而得到電子器件能夠使用的電壓，這一技術(shù)也叫線(xiàn)性電源，線(xiàn)性電源延續(xù)了長(zhǎng)達(dá)40年，直到現(xiàn)在還有些場(chǎng)合在使用這一技術(shù)。通過(guò)線(xiàn)性電源獲得的電源紋波低、干擾小，電源質(zhì)量較高，但是線(xiàn)性電源體積大、笨重、效率低、電源發(fā)熱嚴(yán)重。

到20世紀(jì)30年代電子技術(shù)的發(fā)展，迫切地要求高頻損耗小的鐵磁性材料。1933年日本東京工業(yè)大學(xué)首先創(chuàng)制出含鈷鐵氧體的永磁材料，當(dāng)時(shí)被稱(chēng)為OP磁石。30～40年代，法國(guó)、日本、德國(guó)、荷蘭等國(guó)相繼開(kāi)展了鐵氧體的研究工作，其中荷蘭菲利浦實(shí)驗(yàn)室物理學(xué)家J.L.斯諾克于1935年研究出各種具有優(yōu)良性能尖晶石結(jié)構(gòu)的含鋅軟磁鐵氧體，于1946年實(shí)現(xiàn)工業(yè)化生產(chǎn)。鐵氧體磁芯的實(shí)用新型將電源技術(shù)帶到了一個(gè)新的高度，它通過(guò)高頻工作的電子管實(shí)現(xiàn)電-磁-電的轉(zhuǎn)化過(guò)程，大大地縮小了電源的體積，使得同等容量的電源，其體積僅為線(xiàn)性電源的五分之一，重量縮減為同等容量線(xiàn)性電源的十分之一，是一項(xiàng)偉大的實(shí)用新型。

由高頻工作的電子管和鐵氧體磁芯組成的電源，由于電子管工作于非常高的頻率，一般為幾十KHz～2MHz，這必將給電源帶來(lái)較強(qiáng)的紋波干擾，不但使得輸出電源不純凈，也會(huì)影響其他電子電路的工作狀態(tài)，甚至可能造成其它電路的工作不正常，因此，人們通過(guò)屏蔽、接地、濾波等一系列技術(shù)手段來(lái)降低高頻開(kāi)關(guān)管帶來(lái)的干擾問(wèn)題，即便如此，干擾依然存在，不可能完全消除。

另外，由于電子管工作于高頻狀態(tài)，它的開(kāi)關(guān)損耗就顯得非常突出，開(kāi)關(guān)損耗包括導(dǎo)通損耗和截止損耗。導(dǎo)通損耗產(chǎn)生的原因：導(dǎo)通瞬間開(kāi)關(guān)器件兩端的電壓不能馬上降為零，而電流從零已上升，因此在開(kāi)關(guān)管上電壓電流有交集，從而產(chǎn)生損耗。電壓不能馬上降為零的原因是開(kāi)關(guān)器件上有寄生電容，電容上電壓不能突變。同時(shí)，在導(dǎo)通過(guò)程中，寄生電容的儲(chǔ)能通過(guò)開(kāi)關(guān)器件放掉也會(huì)造成能量損失。截止損耗產(chǎn)生的原因：截止瞬間開(kāi)關(guān)器件電流不能馬上降為零，而電壓已經(jīng)從零上升，在開(kāi)關(guān)器件上電壓電流同樣有交集，同樣產(chǎn)生損耗。電流不能馬上為零的原因是：與開(kāi)關(guān)器件連接的電路中有寄生電感，阻礙電流變化。當(dāng)開(kāi)關(guān)突然關(guān)斷時(shí)，變壓器電感元件電流不能突變，并會(huì)產(chǎn)生很大的反激電壓，阻礙電流變化，通過(guò)電壓加在開(kāi)關(guān)管上，產(chǎn)生比較大的損耗。提高開(kāi)關(guān)速度不但不能消除損耗，反而會(huì)使反激電壓更大，損耗也更大。

基于上述原因，人們開(kāi)始尋求降低開(kāi)關(guān)損耗的方式，于是軟開(kāi)關(guān)技術(shù)便應(yīng)運(yùn)而生，通常零電壓開(kāi)通(ZVS)、零電流關(guān)斷(ZCS)是常用的軟開(kāi)關(guān)技術(shù)。要實(shí)現(xiàn)零電壓開(kāi)通，必須要在高頻電子開(kāi)關(guān)器件兩端的電壓通過(guò)諧振等方式降低到零電壓，或者接近于零電壓時(shí)，開(kāi)通開(kāi)關(guān)管，這時(shí)電流、電壓的交集最少，開(kāi)關(guān)損耗也就最小。然而，由于高頻電子開(kāi)關(guān)通過(guò)傳導(dǎo)、輻射對(duì)周邊電路會(huì)造成極大影響，以往的簡(jiǎn)單的電阻串聯(lián)分壓方式很難檢測(cè)出準(zhǔn)確的過(guò)零點(diǎn)，誤檢測(cè)的情況時(shí)有發(fā)生。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本實(shí)用新型所要解決的技術(shù)問(wèn)題是，提供一種電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)方案，適用于對(duì)高頻電子開(kāi)關(guān)的過(guò)零點(diǎn)的準(zhǔn)確檢測(cè)，提高抗干擾性能，從而提高高頻功率電路的效率，降低電路損耗。

為解決以上技術(shù)問(wèn)題，一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例提供一種適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路，包括：依次順序串聯(lián)的分壓電路、反饋電路、電流放大電路；

所述分壓電路，用于對(duì)高頻電子開(kāi)關(guān)的輸出電壓進(jìn)行分壓，去除高頻電路中的瞬時(shí)干擾信號(hào)；

所述反饋電路，用于將所述分壓電路輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；以及，

所述電流放大電路，用于對(duì)所述反饋電路輸出的電流信號(hào)進(jìn)行放大處理，通過(guò)檢測(cè)放大后的電流信號(hào)的變化，判定高頻電子開(kāi)關(guān)的過(guò)零點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述反饋電路為：電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，或者，電流并聯(lián)負(fù)反饋電路。

在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述分壓電路包括：第一電阻(R1)和第一電容(C1)組成的第一并聯(lián)電路，第二電阻(R2)和第二電容(C2)組成的第二并聯(lián)電路；

所述第一并聯(lián)電路與所述第二并聯(lián)電路串接后的兩端用于連接高頻電子開(kāi)關(guān)的電壓輸出端。

優(yōu)選地，所述電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，包括：第三電阻(R3)、第四電阻(R4)、第三電容(C3)和運(yùn)算放大器(U1)；

第三電阻(R3)的一端連接在運(yùn)算放大器(U1)的反相輸入端，另一端與所分壓電路連接；運(yùn)算放大器(U1)的正相輸入端連接在所述第一并聯(lián)電路與所述第二并聯(lián)電路的串接點(diǎn)上；第四電阻(R4)與第三電容(C3)組成并聯(lián)電路后的一端連接在運(yùn)算放大器(U1)的反相輸入端上，另一端連接在運(yùn)算放大器(U1)的輸出端；并且，運(yùn)算放大器(U1)的輸出端作為所述電流串聯(lián)負(fù)反饋電路的輸出端。

優(yōu)選地，所述電流放大電路，包括：三極管(U2)和第五電阻(R5)；

第五電阻(R5)的一端連接在三極管(U2)的集電極上，另一端作為所述電流放大電路的輸出端；

三極管(U2)的基極用于連接所述反饋電路的輸出端；三極管(U2)的發(fā)射極與所述分壓電路和所述反饋電路分別連接。

優(yōu)選地，所述三極管(U2)為NPN型三極管或PNP型三極管。

另一方面，本實(shí)用新型實(shí)施例還提供了一種適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)，包括高頻電子開(kāi)關(guān)，以及，以上任意一項(xiàng)所述的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路；所述電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路將所述高頻電子開(kāi)關(guān)的輸出電壓轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)后，根據(jù)檢測(cè)電流信號(hào)的值判定高頻電子開(kāi)關(guān)的過(guò)零點(diǎn)。

優(yōu)選地，所述高頻電子開(kāi)關(guān)包括MOS管、晶閘管、IGBT、GTR中的任意一項(xiàng)。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)方案，通過(guò)分壓電路不但可以對(duì)高頻電子開(kāi)關(guān)的輸出電壓進(jìn)行分壓，還可以吸收高頻電路中的瞬時(shí)干擾尖峰，大大提高過(guò)零檢測(cè)電路的抗干擾性；并且，通過(guò)反饋電路將高頻電子開(kāi)關(guān)兩端的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，可以?xún)?nèi)置電容以有效地消除過(guò)零點(diǎn)的抖動(dòng)，使過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)更加準(zhǔn)確，而電流放大可以進(jìn)一步提高檢測(cè)高頻電子開(kāi)關(guān)的過(guò)零點(diǎn)變化的精度，從而提高高頻功率電路的效率，降低功率電路的各種能量損耗。

附圖說(shuō)明

圖1是本實(shí)用新型提供的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

圖2是本實(shí)用新型提供的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的又一個(gè)實(shí)施例的具體電路圖。

具體實(shí)施方式

下面將結(jié)合本實(shí)用新型實(shí)施例中的附圖，對(duì)本實(shí)用新型實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述。

參見(jiàn)圖1，是本實(shí)用新型提供的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的一個(gè)實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。

在本實(shí)施例中，所述的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路包括：依次順序串聯(lián)的分壓電路10、反饋電路20、電流放大電路30。

其中，所述分壓電路10，用于對(duì)高頻電子開(kāi)關(guān)的輸出電壓進(jìn)行分壓，去除高頻電路中的瞬時(shí)干擾信號(hào)；

所述反饋電路20，用于將所述分壓電路10輸出的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)；以及，

所述電流放大電路30，用于對(duì)所述反饋電路20輸出的電流信號(hào)進(jìn)行放大處理，通過(guò)檢測(cè)放大后的電流信號(hào)的變化，判定高頻電子開(kāi)關(guān)的過(guò)零點(diǎn)。

本實(shí)用新型實(shí)施例通過(guò)將高頻電子開(kāi)關(guān)兩端的電壓V_ds轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)I，可以降低干擾，大大提高過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性，方便、可靠地實(shí)現(xiàn)高頻電子開(kāi)關(guān)的零電壓開(kāi)通，從而提高高頻功率電路的效率，降低電路損耗。

參見(jiàn)圖2，是本實(shí)用新型提供的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路的又一個(gè)實(shí)施例的具體電路圖。

其中，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述分壓電路10包括：第一電阻R1和第一電容C1組成的第一并聯(lián)電路，第二電阻R2和第二電容C2組成的第二并聯(lián)電路；所述第一并聯(lián)電路與所述第二并聯(lián)電路串接后的兩端用于連接高頻電子開(kāi)關(guān)K1的電壓輸出端V_ds。

本實(shí)施例提供的分壓電路與傳統(tǒng)分壓電路的主要區(qū)別在于：本實(shí)施例在分壓電路10中增加了第一電容C1和第二電容C2；而高頻電路中的瞬時(shí)干擾尖峰信號(hào)可由第一電容C1、第二電容C2進(jìn)行有效的吸收，從而大大提高分壓電路10的抗干擾性。并且，可以通過(guò)在一定范圍內(nèi)，分別調(diào)節(jié)第一電容C1、第二電容C2的電容值大小，超前或滯后調(diào)節(jié)過(guò)零點(diǎn)的位置，以便于調(diào)節(jié)控制電路的控制信號(hào)介入時(shí)機(jī)，提高高頻電路零點(diǎn)檢測(cè)的靈活性。

在本實(shí)施例中，所述高頻電子開(kāi)關(guān)K1包括但不限于MOS(metal-oxide-semiconductor，金屬-氧化物-半導(dǎo)體)管、晶閘管、IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，絕緣柵雙極型晶體管)、GTR(Giant Transistor，電力晶體管)中的任意一項(xiàng)。

具體實(shí)施時(shí)，所述反饋電路20可以包括兩種類(lèi)型，分別為：電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，或者，電流并聯(lián)負(fù)反饋電路。

優(yōu)選地，當(dāng)反饋電路20為電流串聯(lián)負(fù)反饋電路時(shí)，可以采用以下具體電路進(jìn)行實(shí)現(xiàn)：

如圖2所示，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述電流串聯(lián)負(fù)反饋電路，包括：第三電阻R3、第四電阻R4、第三電容C3和運(yùn)算放大器U1。其中，第三電阻R3的一端連接在運(yùn)算放大器U1的反相輸入端，另一端與所分壓電路連接；運(yùn)算放大器U1的正相輸入端連接在所述第一并聯(lián)電路與所述第二并聯(lián)電路的串接點(diǎn)上；第四電阻R4與第三電容C3組成并聯(lián)電路后的一端連接在運(yùn)算放大器U1的反相輸入端上，另一端連接在運(yùn)算放大器U1的輸出端；并且，運(yùn)算放大器U1的輸出端作為所述電流串聯(lián)負(fù)反饋電路的輸出端。

具體實(shí)施時(shí)，本實(shí)施例通過(guò)第三電容C3可以有效地消除過(guò)零點(diǎn)的“抖動(dòng)”，進(jìn)一步保障高頻電路的過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

進(jìn)一步地，在一種可實(shí)現(xiàn)的方式中，所述電流放大電路30，包括：三極管U2和第五電阻R5。其中，第五電阻R5的一端連接在三極管U2的集電極上，另一端作為所述電流放大電路30的輸出端；三極管U2的基極用于連接所述反饋電路20的輸出端；三極管U2的發(fā)射極與所述分壓電路10和所述反饋電路20分別連接。具體實(shí)施時(shí)，所述三極管U2優(yōu)選為NPN型三極管或PNP型三極管(圖2中僅示出了NPN型三極管)。

此外，以上所述的任意一項(xiàng)所述的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路與高頻電子開(kāi)關(guān)K1可以組建為適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)系統(tǒng)，所述電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)電路將所述高頻電子開(kāi)關(guān)的輸出電壓轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)后，根據(jù)檢測(cè)電流信號(hào)的值判定高頻電子開(kāi)關(guān)的過(guò)零點(diǎn)，克服傳統(tǒng)技術(shù)方案中采用的單純的電阻分壓的方式的缺陷，降低高頻電子開(kāi)關(guān)的傳導(dǎo)、輻射等影響，提高高頻功率電路過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性。

本實(shí)用新型實(shí)施例提供的適用于高頻電子開(kāi)關(guān)的電流型過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)技術(shù)方案，通過(guò)分壓電路不但可以對(duì)高頻電子開(kāi)關(guān)的輸出電壓進(jìn)行分壓，還可以吸收高頻電路中的瞬時(shí)干擾尖峰，大大提高過(guò)零檢測(cè)電路的抗干擾性；并且，可以通過(guò)分別調(diào)節(jié)第一電容C1、第二電容C2的電容值大小，超前或滯后調(diào)節(jié)過(guò)零點(diǎn)的位置，以便于調(diào)節(jié)控制電路的控制信號(hào)介入時(shí)機(jī)，提高高頻電路零點(diǎn)檢測(cè)的靈活性。此外，通過(guò)反饋電路將高頻電子開(kāi)關(guān)兩端的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換成電流信號(hào)，可以?xún)?nèi)置電容以有效地消除過(guò)零點(diǎn)的抖動(dòng)，進(jìn)一步保障過(guò)零點(diǎn)檢測(cè)的準(zhǔn)確性；而電流放大可以進(jìn)一步提高檢測(cè)高頻電子開(kāi)關(guān)的過(guò)零點(diǎn)變化的精度，從而提高高頻功率電路的效率，降低功率電路的各種能量損耗。

以上所述是本實(shí)用新型的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本實(shí)用新型原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也視為本實(shí)用新型的保護(hù)范圍。