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CN103472283B - 电压检测方法及电路以及带该电压检测电路的开关电源 - Google Patents

电压检测方法及电路以及带该电压检测电路的开关电源 Download PDF

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CN103472283B CN201310441482.XA CN201310441482A CN103472283B CN 103472283 B CN103472283 B CN 103472283B CN 201310441482 A CN201310441482 A CN 201310441482A CN 103472283 B CN103472283 B CN 103472283B
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Abstract

本发明涉及电子领域，公开了一种电压检测方法及电路以及带该电压检测电路的开关电源。方法包括：根据第一电压以及变换电阻生成第一电流，在各开关周期的第一时间段内，第一电流对检测电容充电，在各开关周期的第二时间段内，预定的第二电流对检测电容充电，第二电流、第一电流分别流过检测电容的电流方向相反，在各开关周期的第二时间段结束时刻，检测电容两端的电压即为检测电压，以根据检测电压确定开关电源当前的输出电压的状态。

Description

电压检测方法及电路以及带该电压检测电路的开关电源
技术领域
本发明涉及电子领域，尤其涉及一种电压检测方法及电路以及带该电压检测电路的开关电源。
背景技术
开关电源将直流电压转化为稳定或者可调节的直流电压，被广泛用于为电子产品的电路系统提供电压。
当开关电源给电子产品供电时，如果开关电源的当前输出电压低于当前电子产品的所需工作电压，则可能会影响电子产品的工作电路导致无法正常工作；如果开关电源当前输出电压过高，则亦可能烧毁电子产品。因此，人们总是期望开关电源的当前输出电压符合当前实际电子产品正常工作所需要的输出电压值，人们也将该当前实际电子产品正常工作所需要的输出电压值记为当前开关电源的设定输出电压。
为了满足上述人们的应用需要，这就需要对开关电源的当前输出电压进行检测，并将检测信号反馈到开关电源的控制端，以便根据该反馈的信号控制开关电源的工作，使开关电源当前输出电压为使电子产品正常稳定工作的设定输出电压。
在现有技术中，检测输出电压的方法主要有两种：
第一种是，通过在开关电源输出端设置电阻分压电路101，得到开关电源输出电压Vout的取样电压Vo’后通过光电藕合器102得到反馈电压Vc反馈给控制电路，如图1所示。
第二种是，在开关电源输出端连接辅助绕组201，通过辅助绕组201间接的检测输出电压FB，并将其电压FB反馈到原边的控制电路实现原边控制输出,如图2、图3所示。
但是在进行本发明研究过程中，发明人发现现有技术至少存在如下问题：
采用第一种技术方案，由于用到光电藕合器件，使得检测电路的结构复杂、成本高；
采用第二种技术方案，虽然减少了光电藕合器件，但采用该技术方案需要应用体积较大且成本较高的辅助绕组,仍存在电路成本的问题，且辅助绕组本身会带来功率损耗，不利于提高开关电源的转换效率。
发明内容
本发明实施例目的之一在于：提供一种可应用于开关电源输出电压检测的电压检测方法。
本发明实施例目的之二在于：提供一种可应用于开关电源输出电压检测的电压检测电路。
本发明实施例目的之三在于：提供一种开关电源，应用该技术方案可实现对开关电源输出电压的检测。
本发明实施例提供的一种电压检测方法，包括：
根据第一电压以及变换电阻生成第一电流，
在各开关周期的第一时间段内，所述第一电流对检测电容充电，
在各开关周期的所述第二时间段内，预定的第二电流对所述检测电容充电，所述第二电流、第一电流分别流过所述检测电容的电流方向相反，
在各所述开关周期的第三时间段内，将所述检测电容的电压复位；
在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压，以根据所述检测电压确定开关电源当前的输出电压的状态；
其中，所述第一电压为：在各所述开关周期的第一时间段，所述开关电源的电感的励磁电压，
所述第一时间段为：在各所述开关周期内，流过所述电感的电感电流持续上升的时间段，
所述第二时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流持续下降的时间段；
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，在所述第二时间段结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段；
所述开关周期为：所述开关电源的开关周期，
所述变换电阻的阻值被设为：所述开关电源的设定输出电压与所述第二电流的比值。
可选地，在步骤：在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压之后，还包括：
比较所述检测电压与所述检测电容的初始电压，确定所述开关电源当前的输出电压的状态：
如果所述检测电压大于所述检测电容的初始电压，则确定所述开关电源当前输出电压大于所述设定输出电压；
如果所述检测电压等于所述检测电容的初始电压，则确定所述开关电源当前输出电压等于所述设定输出电压；
如果所述检测电压小于所述检测电容的初始电压，则确定所述开关电源当前输出电压小于所述设定输出电压；
所述初始电压为：在各所述开关周期的初始时刻，所述检测电容的电压。
可选地，在步骤：在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压之后，还包括：
在第三时间段，将所述检测电容的电压复位；
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，在所述第二时间段结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段。
可选地，所述第三时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流到达零后到稳定为零的谐振时间段。
可选地，在各述开关周期的所述第二时间段内，预定的第二电流对所述检测电容充电，具体是：
在各述开关周期的所述第二时间段内，采用第二电流源对所述检测电容充电，所述第二电流源输出电流为所述第二电流。
本发明实施例提供的一种电压检测电路，包括第一电流生成电路、检测电容、第一开关、第二开关、第三开关、第二电流源，
所述第一电流生成电路，用于根据第一电压以及变换电阻生成第一电流，
所述第二电流源，用于输出预定的第二电流，所述第二电流、第一电流分别流过所述检测电容的电流方向相反；
所述第一开关连接在所述第一电流生成电路与所述检测电容之间，所述第二开关连接在所述第二电流源与所述检测电容之间，所述第三开关与所述检测电容并联，
在各开关周期的各第一时间段内,所述第二开关处于关断状态，所述第一开关处于导通状态，所述第一电流通过所述第一开关形成的回路对所述检测电容充电；
在各所述开关周期的所述第二时间段内，所述第一开关处于关断状态，所述第二开关处于导通状态，所述第二电流通过所述第二开关形成的回路对所述检测电容充电，在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压，以根据所述检测电压确定开关电源当前的输出电压的状态；其中，所述第一电压为：在各所述开关周期的第一时间段内，所述开关电源的电感的励磁电压，
在各所述开关周期的第三时间段内，所述第一开关以及第二开关处于关断状态，所述第三开关处于导通状态，所述检测电容通过所述第三开关形成的回路放电，使所述检测电容的电压复位；
所述第一时间段为：在各所述开关周期内，流过所述电感的电感电流持续上升的时间段，
所述第二时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流持续下降的时间段；
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，在所述第二时间段结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段；
所述开关周期为：所述开关电源的开关周期，
所述变换电阻的阻值被设为：所述开关电源的设定输出电压与所述第二电流的比值。
可选地，还包括：比较电路，用于比较所述检测电压与所述检测电容的初始电压，确定所述开关电源当前的输出电压的状态：
如果所述检测电压大于所述检测电容的初始电压，则判定所述开关电源当前输出电压大于所述设定输出电压；
如果所述检测电压等于所述检测电容的初始电压，则判定所述开关电源当前输出电压等于所述设定输出电压；
如果所述检测电压小于所述检测电容的初始电压，则判定所述开关电源当前输出电压小于所述设定输出电压；
所述初始电压为：在各所述开关周期的初始时刻，所述检测电容的电压。
可选地，还包括：
第三开关，与所述检测电容并联，
在各所述开关周期的第三时间段内，所述第一开关以及第二开关处于关断状态，所述第三开关处于导通状态，所述检测电容通过所述第三开关形成的回路放电，使所述检测电容的电压复位；
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，在所述第二时间段结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段。
可选地，所述第三时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流到达零后到稳定为零的谐振时间段。
本实施例提供的一种开关电源，包括上述任一所述的电压检测电路。
由上可见，应用本实施例技术方案，只需要在各开关周期的第一时间段T1、第二时间段T2内按照本实施例的充电方案对检测电容C进行充电，然后将检测电容C在第二时间段T2结束时刻的电压作为检测电压Vc(T1+T2)，即可根据该检测电压Vc(T1+T2)确定该开关电源当前输出电压状态，以进一步根据该当前输出电压状态实现对开关电源的输出电压进行适应性调节。
进一步的，相对于现有技术的采用光电耦合电路或者辅助绕组检测的检测技术方案，应用本实施例技术方案，其电路实现更加简单，有利于降低电路成本。特别是相对于辅助绕组检测的检测技术方案，还有利于提高开关电源的转换效率。
进一步的，由于在第三时间段T3还进行对检测电容的电压进行复位，保证其在任一开关周期的初始电压均复位电压，其进一步有利于提高对开关电源检测的准确性以及稳定性。
附图说明
图1为现有技术提供的一种开关电源输出电压检测电路的原理示意图；
图2为现有技术提供的另一种开关电源输出电压检测电路的原理示意图；
图3为现有技术提供的再一种开关电源输出电压检测电路的原理示意图；
图4为本发明实施例1提供的一种电压检测方法的流程示意图；
图5为本发明实施例1-6提供的在一开关周期内，开关电源的功率开关管的栅极电压VG、电感的电感电流IL以及电感的励磁电压VL的波形示意、以及第一时间段T1、第二时间段T2分布示意图；
图6为本发明实施例2提供的一种电压检测方法的流程示意图；
图7为本发明实施例3提供的一种电压检测方法的流程示意图；
图8为本发明实施例3提供的一种电压检测电路的流程示意图；
图9为本发明实施例1-6提供的在一开关周期内，开关电源的功率开关管的栅极电压VG、电感的电感电流IL以及电感的励磁电压VL的波形示意、以及第一时间段T1、第二时间段T2以及第三时间段T3分布示意图；
图10为本发明实施例4提供的一种电压检测电路的原理示意图；
图11为本发明实施例5提供的一种电压检测电路的原理示意图；
图12为本发明实施例1-5中提供一种带上述任一电压检测电路的Buck结构开关电源的电路原理示意图。
具体实施方式
下面将结合附图以及具体实施例来详细说明本发明，在此本发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。
实施例1：
参见图4，本实施例提供了一种电压检测方法，其主要包括以下步骤：
步骤401：根据第一电压以及变换电阻生成第一电流。
在开关电源工作的过程中，根据开关电源内的电感的电感电流确定：在各开关周期内的第一时间段T1、第二时间段T2。
其中，本发明实施例中的开关周期指的是，该开关电源内的功率开关的开关周期。
在任一开关周期内，将电感电流持续上升的时间段记为第一时间段记为T1，将电感电流持续下降的时间段记为第二时间段记为T2。
譬如，参见图5所示，在诸如临界式工作模式的开关电源中，任一开关周期包括以下两个时间段：电感电流持续上升的第一时间段T1、电感电流持续下降的第二时间段T2。本实施例所述第一时间段T1、第二时间段T2的分布以及波形可以参见图5所示。
再譬如，参见图9所示，在诸如断续式工作模式的开关电源中，任一开关周期包括以下三个时间段：电感电流持续上升的第一时间段T1、电感电流持续下降的第二时间段T2、以及电感电流的谐振时间段T3。本实施例所述第一时间段T1、第二时间段T2的分布以及波形可以参见图9中的相应所示。
需要说明的是，本实施例技术方案以临界式、断续式工作模式的开关电源为例对本实施例的应用进行示意说明，但本实施例技术方案的应用并不限于此，其还可以应用于其他工作模式的开关电源。
本实施例中，将在第一时间段T1内，开关电源中电感上的励磁电压记为第一电压VL1。
譬如，参见图12所示的Buck结构的开关电源中，在第一时间段T1内，电感上的励磁电压VL1＝Vin-Vo，其中Vin是输入到开关电源的实际输入电压，Vo是该开关电源的当前输出电压，在本实施例中，将在第一时间段T1内电感上的励磁电压记为第一电压VL1。
在第一时间段T1内，根据第一电压VL1以及变换电阻，生成输出第一电流，其中该变换电阻的阻值被设为该开关电源的设定输出电压(即该开关电源的期望输出电压)与预定的第二电流的比值，将第二电流记为I2。
作为本实施例的示意，该第二电流I2可以但不限于采用第二电流源提供，其一般设定为固定电流值,。
在本步骤中，根据开关周期的第一时间段T1内第一电压值VL1以及变换电阻值得到第一电流，记为I1。
本实施例中，在一开关周期内，开关电源的功率开关管G的栅极电压VG、电感的电感电流IL以及电感的励磁电压VL的波形示意、以及第一时间段T1、第二时间段T2分布示意图参见图5、9所示。
步骤402：在各开关周期的第一时间段内，第一电流对检测电容充电。
在各开关周期的第一时间段T1的开始时刻开始，接通第一电流与检测电容记为检测电容C，使第一电流I1对检测电容C进行充电，直到第一时间段T1的结束时刻结束。
步骤403：在各开关周期的第二时间段T2内，预定的第二电流对检测电容充电。
在步骤402之后，在各开关周期的第一时间段T2的开始时刻开始，预定的第二电流对检测电容C充电，其中第二电流的方向与在步骤402中对检测电容C充电的第一电流的方向相反，故在第二时间段T2内，如果第一时间段T1的充电是使检测电容C正负极的电量越来越来多的话，则第二时间段T2的充电过程使检测电容C正负极的电量被逐渐中和，直到第二时间段T2结束。
步骤404：各开关周期的第二时间段结束时刻，检测电容两端的电压即为检测电压。
在各第二时间段T2结束时刻，检测电容C两端的电压即为本实施例的检测电压，可以进一步根据检测电压确定该开关电源当前的输出电压的状态。
将在各开关周期的第二时间段T2结束时刻检测电容C两端的电压作为检测电压，以便根据该检测电压确定该开关电源当前输出电压的状态，即确定该开关电源当前输出电压是大于预定输出电压，还是小于设定输出电压，还是等于设定输出电压，以便开关电源控制电路对当前的开关电源进行调整控制，使其当前输出电压等于设定输出电压。
为了进一步说明根据所述检测电压可以确定开关电源当前的输出电压的状态，以下以将本实施例技术方案应用于图12所示的Buck结构开关电源为例，进一步对检测电容C在步骤401-404的电压进行分析：
根据伏秒平衡原则可知，在稳态工作的开关电源中电感两端的正伏秒值等于负伏秒值，故在第一时间段T1、以及在第二时间段T2内，开关电源的电感符合以下伏秒平衡函数等式(1)：
(Vin-Vo)·T1＝Vo·T2，(1)
将伏秒平衡函数等式(1)两边分别除以变换电阻的阻值R，则可将伏秒平衡函数等式(1)转变为安秒平衡函数等式(2)：
V i n - V o R · T 1 = V o R T 2 , - - - ( 2 ) ,
由函数式(2)可知，在第一时间段T1内，在以电流为的第一电流对检测电容C充电之后，如果在第二时间段T2内，以与第一电流方向相反的电流对检测电容C进行充电，，则根据伏秒平衡原则可得出经过第二时间段T2结束时刻检测电容C的电压(记为Vc(T1+T2))，该Vc(T1+T2)应满足以下函数等式(3)：
Vc(T1+T2)＝Vc(0)，(3)；其中，Vc(0)为：在任一开关周期的初始时刻时，检测电容C两端的电压，即检测电容C的初始电压。
基于上述结论，在本实施例中，在第一时间段T1仍然以第一电流给检测电容C充电，在第二时间段T2内采用与第一电流方向相反的第二电流I2替代电流给检测电容C充电，此时可以得到以下的关系式(4)、(5)、(6)：
当时，Vc(T1+T2)＞Vco，(4)；
当时，Vc(T1+T2)＝Vco，(5)；
当时，Vc(T1+T2)＞Vco，(6)；
而在本实施例中，变换电阻的阻值R被设为：开关电源设定电压(记为Voset)与预定的第二电流I2的比值，即并且第一电流I1为第一电压VL1与变换电阻的比值，则故：
当Vc(T1+T2)＞Vco时，由于此时即此时开关电源的当前输出电压Vo大于设定输出电压；
当Vc(T1+T2)＝Vco时，且即此时开关电源的当前输出电压Vo等于设定输出电压；
当Vc(T1+T2)＜Vco时，且即此时开关电源的当前输出电压Vo小于设定输出电压。
由上分析可见，应用本实施例技术方案，只需要在各开关周期的第一时间段T1、第二时间段T2内按照本实施例的充电方案对检测电容C进行充电，然后将检测电容C在第二时间段T2结束时刻的电压作为检测电压Vc(T1+T2)，即可根据该检测电压Vc(T1+T2)确定该开关电源当前输出电压状态，以进一步根据该当前输出电压状态实现对开关电源的输出电压进行适应性调节。
在本实施例中，可以将该检测电压Vc(T1+T2)与该检测电容C的初始电压Vc(0)进行比较，即可确定该开关电源当前输出电压状态。
作为本实施例的示意，在本实施例中，对检测电容C充电的线路控制可以通过可控开关电源实现。
另外，作为本实施例的示意，在本实施例中，将检测电压Vc(T1+T2)与检测电容C的当初始电压Vc(0)进行比较的电路实现可以但不限于通过比较电路或者其他现有技术实现。
进一步的，相对于现有技术的采用光电耦合电路或者辅助绕组检测的检测技术方案，应用本实施例技术方案，其电路实现更加简单，有利于降低电路成本。特别是相对于辅助绕组检测的检测技术方案，还有利于提高开关电源的转换效率。
实施例2：
作为本实施例的示意，本实施例提供了一种开关电源输出电压检测方法，参见图6所示，其与实施例1的区别在于：
在步骤404之后，还进一步包括步骤605：
步骤605：比较检测电容的初始电压与检测电压，根据比较结果确定开关电源当前输出电压状态。
当Vc(T1+T2)＞Vco时，由于此时即此时开关电源的当前输出电压Vo大于设定输出电压；
当Vc(T1+T2)＝Vco时，且即此时开关电源的当前输出电压Vo等于设定输出电压。
当Vc(T1+T2)＜Vco时，且即此时开关电源的当前输出电压Vo小于设定输出电压。
本步骤的电压比较可以但不限于采用比较电路实现，比较电路可以但不限于通过比较器实现。
进一步的分析原理详细见实施例1所示。
实施例3：
作为本实施例的示意，本实施例提供了一种电压检测方法，参见图7所示，其与实施例1的区别主要在于：
在步骤404之后，还进一步包括步骤706：
步骤706：在各开关周期的第三时间段，将检测电容的电压复位。
其中，该第三时间段T3为：在各开关周期内，在第二时间段T2结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段，即到第二时间段T2结束时刻到下一开关周期的第一时间段T1开始时刻之间的时间段。
作为本实施例的示意，参见图9所示，该第三时间段T3可以但不限于具体为：在各开关周期内，该电感电流到达零后在零值附近发生谐振逐渐稳定在零值的谐振时间段。
在步骤706后返回，以便执行下一开关周期的相应控制以及处理。
在本实施例中，在第二时间段T2结束时刻得到检测电压Vc(T1+T2)之后，短接检测电容C的两端，使该检测电容的电压复位，从而确保在任一开关周期的初始时刻该检测电容的初始电压Vc(0)均为复位电压。
其中，在第三时间段T3内，可以通过导通并联在检测电容C的两端的第三开关G3而实现检测电容C两端的短接。
在本实施例中，当检测电容C的一端未接地或者仅逻辑接地时，经过本步骤706则可以将检测电容C的电压复位为一预定的复位电压；当检测电容C的一端接地时，经过本步骤706则可以将检测电容C的电压复位为零。
当在任一开关周期的初始时刻前，检测电容C的初始电压均被复位为零时，参见图8所示，在根据检测电压Vc(T1+T2)确定开关电源当前输出电压状态时，其相对于实施例2所示的图6，实施例2的步骤605替换为步骤805：
步骤805：比较检测电压与零的大小，确定开关电源当前输出电压状态。
当在第二时间段T2结束后，下一开关周期到来之前还对一端部接地的检测电容C进行复位的情形，实际在各开关周期检测电容C的初始电压均为零，即Vc(0)＝0，则在本步骤中实际是比较该检测电压与零的大小。具体如下：
当Vc(T1+T2)＞0时，由于此时即此时开关电源的当前输出电压Vo大于设定输出电压；
当Vc(T1+T2)＝0时，且即此时开关电源的当前输出电压Vo等于设定输出电压。
当Vc(T1+T2)＜0时，且即此时开关电源的当前输出电压Vo小于设定输出电压。
本实施例中，在一开关周期内，开关电源的功率开关管的栅极电压VG、电感的电感电流IL以及电感的励磁电压VL的波形示意、以及第一时间段T1、第二时间段T2、第三时间段T3的分布波形图参见图9所示。
由上可见，由于在第三时间段T3还进行对检测电容的电压进行复位，保证其在任一开关周期的初始电压均复位电压，其相对于实施例1、2进一步有利于提高对开关电源检测的准确性以及稳定性。
需要说明的是，图9所示波形的电路也可以但不限于采用实时例1、2所示的技术方案，只不过采用本实施例图7、8所示技术方案，能进一步有利于提高对开关电源检测的准确性以及稳定性。
实施例4：
参见图10所示，本实施例提供了一种可应用于开关电源输出电压检测的电压检测电路。本实施例电压检测电路主要包括：第一电流生成电路1001、检测电容C、第一开关Q1、第二开关Q2、第二电流源1002。
其中，第一开关Q1连接在第一电流生成电路1001与检测电容C之间，第二开关Q2连接在第二电流源1002与检测电容C之间。检测电容C上未与第一开关Q1、第二开关Q2连接的一端可以但不限于接地。
其中，第一电流生成电路1001用于根据第一电压以及变换电阻生成第一电流I1。
第二电流源1002用于输出预定的第二电流I2。
在各开关周期的各第一时间段T1内，第二开关Q2处于关断状态，第一开关Q1处于导通状态，第一电流I1通过第一开关Q1形成的回路对检测电容C充电；
在各开关周期的所述第二时间段T2内：第一开关Q1处于关断状态，第二开关Q2处于导通状态，第二电流I2通过第二开关Q2形成的回路对检测电容C充电，充电电流与第一电流方向相反，在各开关周期的第二时间段T2结束时刻，检测电容C两端的电压Vc(T1+T2)即为本实施例的检测电压，以便开关电源的控制电路进一步根据该检测电压Vc(T1+T2)确定该开关电源当前输出电压状态，以进一步根据该当前输出电压状态实现对开关电源的输出电压进行适应性调节。
其中，第一电压为：开关电源的电感，在各开关周期的第一时间段T1的励磁电压，记为VL1。
其中，变换电阻的阻值R被设为开关电源的设定输出电压Voset与第二电流I2的比值。
其中，第一时间段T1具体为：在各开关周期内，流过开关电源的电感上的电感电流持续上升的时间段；
其中，第二时间段T2具体为：在各开关周期内，流过开关电源的电感上的电感电流持续下降的时间段，
其中，该开关周期为：开关电源的功率开关的开关周期。
本实施例检测电路的进一步的工作原理以及分析详细见实施例1中的相应描述。
由上可见，应用本实施例技术方案，只需要分别在各开关周期的第一时间段T1、第二时间段T2内按照上述的充电方案对检测电容C进行充电，将检测电容C在第二时间段T2的结束时刻的电压Vc(T1+T2)作为检测电压Vc(T1+T2)，即可根据该检测电压Vc(T1+T2)确定该开关电源当前输出电压状态当前输出电压状态，以进一步根据该当前输出电压状态实现对开关电源的输出电压进行适应性调节。
参见实施例1的分析，在本实施例中，可以将检测电压Vc(T1+T2)与检测电容C的初始电压Vc(0)进行比较，根据比较结果确定该开关电源当前输出电压状态。
相对于现有技术的采用光电耦合电路或者辅助绕组检测的检测技术方案，本实施例技术方案电路实现更加简单，有利于降低电路成本。特别是相对于辅助绕组检测的检测技术方案，还进一步有利于提高开关电源的转换效率。
作为本实施例的示意，本实施例的电压检测电路还可以进一步包括：比较电路。
该比较电路的第一输入端部接收上述的检测电压Vc(T1+T2)，第二输入端接收检测电容C的初始电压，比较电路比较检测Vc(T1+T2)与检测电容C的初始电压Vc(0)，向开关电源的控制电路输出比较结果，以便开关电源控制电路根据该比较结果确定开关电源当前输出电压的状态，具体是：
如果检测电压大于检测电容C的初始电压，则判定开关电源当前输出电压大于所述设定输出电压；
如果检测电压等于检测电容C的初始电压，则判定开关电源当前输出电压等于设定输出电压；
如果检测电压小于检测电容C的初始电压，则判定开关电源当前输出电压小于设定输出电压。
本实施例中，控制电路具体根据该比较结果确定开关电源当前输出电压的状态的电路实现，具体可以但不限于采用现有技术实现。
本实施例的比较电路可以采用比较器或者其他电路实现。
进一步详细的工作原理详细参见实施例1-3中的相应记载。
实施例5：
参见图11所示，本实施例与实施例4所不同之处在于：
作为本实施例的示意，本实施例的电压检测电路还进一步包括第三开关Q3。该第三开关Q3与检测电容C并联。
在各开关周期的第三时间段T3内，第一开关Q1以及第二开关Q2处于断开状态，第三开关Q3处于导通状态，此时检测电容C的两端部短接，检测电容C通过第三开关Q3形成的放电回路进行放电，确保在下一开关周期到来前将检测电容C的电压复位。
本实施例中的第三时间段T3为：在各开关周期内，在第二时间段T2结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段，即到第二时间段T2结束时刻到下一开关周期的第一时间段T1开始时刻之间的时间段。
作为本实施例的示意，参见图9所示，该第三时间段T3可以但不限于具体为：在各开关周期内，该电感电流到达零后在零值附近发生谐振逐渐稳定在零值的谐振时间段。
在本实施例中，当检测电容C上未与第一开关Q1、第二开关Q2连接的的一端未接地或者仅逻辑接地时，经过第三时间段T3检测电容C通过第三开关Q3形成的放电回路进行放电，则可以将检测电容C的电压复位为初始的一固定值，即：使检测电容C的初始电压为复位电压；
当检测电容C上未与第一开关Q1、第二开关Q2连接的的一端接地时，经过第三时间段T3检测电容C通过第三开关Q3形成的放电回路进行放电，则可以将检测电容C的电压复位为零，即：使检测电容C的初始电压为零。与实施例3同理第，在本实施例中，当检测电容C的初始电压Vc(0)为零时：
当Vc(T1+T2)＞0时，开关电源的当前输出电压Vo大于设定输出电压；
当Vc(T1+T2)＝0时，开关电源的当前输出电压Vo等于设定输出电压。
当Vc(T1+T2)＜0时，开关电源的当前输出电压Vo小于设定输出电压。
由上可见，由于在第三时间段T3还进行对检测电容C的电压进行复位，保证其在任一开关周期的初始电压均为复位电压，其相对于实施例4进一步有利于提高对开关电源检测的准确性以及稳定性。
本实施例中，在一开关周期内，开关电源的功率开关管的栅极电压VG、电感的电感电流IL以及电感的励磁电压VL的波形示意、以及第一时间段T1、第二时间段T2、第三时间段T3的分布波形图参见图9所示。
进一步详细的工作原理详细参见实施例1-3中的相应记载。
参见图12所示，本实施例以Buck开关电源电路为例提供了一种在开关电源的控制电路1201中带本实施例4-5所示电压检测电路的开关电源电路原理示意图。但本实施例4-5所示电压检测电路在开关电源中的应用并不限于此，其还适用于例如Boost、Buck-Boost等任一开关电源中，本实施例电压检测技术方案在这些开关电路中的应用工作原理以及分析详细见实施1-5中的详细描述，在此不做赘述。
实施例提供了一种包含实施例4、5所示任一检测电路的开关电源。
以上所述的实施方式，并不构成对该技术方案保护范围的限定。任何在上述实施方式的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在该技术方案的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种电压检测方法，其特征是，包括：
根据第一电压以及变换电阻生成第一电流，
在各开关周期的第一时间段内，所述第一电流对检测电容充电，
在各所述开关周期的第二时间段内，预定的第二电流对所述检测电容充电，所述第二电流、第一电流分别流过所述检测电容的电流方向相反，
在各所述开关周期的第三时间段内，将所述检测电容的电压复位；
在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压，以根据所述检测电压确定开关电源当前的输出电压的状态；
其中，所述第一电压为：在各所述开关周期的第一时间段，所述开关电源的电感的励磁电压，
所述第一时间段为：在各所述开关周期内，流过所述电感的电感电流持续上升的时间段，
所述第二时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流持续下降的时间段；
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，在所述第二时间段结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段；
所述开关周期为：所述开关电源的开关周期，
所述变换电阻的阻值被设为：所述开关电源的设定输出电压与所述第二电流的比值。
2.根据权利要求1所述电压检测方法，其特征是，
在步骤：在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压之后，还包括：
比较所述检测电压与所述检测电容的初始电压，确定所述开关电源当前的输出电压的状态：
如果所述检测电压大于所述检测电容的初始电压，则确定所述开关电源当前输出电压大于所述设定输出电压；
如果所述检测电压等于所述检测电容的初始电压，则确定所述开关电源当前输出电压等于所述设定输出电压；
如果所述检测电压小于所述检测电容的初始电压，则确定所述开关电源当前输出电压小于所述设定输出电压；
所述初始电压为：在各所述开关周期的初始时刻，所述检测电容的电压。
3.根据权利要求1所述电压检测方法，其特征是，
在步骤：在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压之后，还包括：
在第三时间段，将所述检测电容的电压复位；
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，在所述第二时间段结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段。
4.根据权利要求3所述电压检测方法，其特征是，
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流到达零后到稳定为零的谐振时间段。
5.根据权利要求1或2所述电压检测方法，其特征是，
在各所述开关周期的所述第二时间段内，预定的第二电流对所述检测电容充电，具体是：
在各所述开关周期的所述第二时间段内，采用第二电流源对所述检测电容充电，所述第二电流源输出电流为所述第二电流。
6.一种电压检测电路，其特征是，包括第一电流生成电路、检测电容、第一开关、第二开关、第三开关、第二电流源，
所述第一电流生成电路，用于根据第一电压以及变换电阻生成第一电流，
所述第二电流源，用于输出预定的第二电流，所述第二电流、第一电流分别流过所述检测电容的电流方向相反；
所述第一开关连接在所述第一电流生成电路与所述检测电容之间，所述第二开关连接在所述第二电流源与所述检测电容之间，所述第三开关与所述检测电容并联，
在各开关周期的各第一时间段内,所述第二开关处于关断状态，所述第一开关处于导通状态，所述第一电流通过所述第一开关形成的回路对所述检测电容充电；
在各所述开关周期的第二时间段内，所述第一开关处于关断状态，所述第二开关处于导通状态，所述第二电流通过所述第二开关形成的回路对所述检测电容充电，在各所述开关周期的所述第二时间段结束时刻，所述检测电容两端的电压即为检测电压，以根据所述检测电压确定开关电源当前的输出电压的状态；其中，所述第一电压为：在各所述开关周期的第一时间段内，所述开关电源的电感的励磁电压，
在各所述开关周期的第三时间段内，所述第一开关以及第二开关处于关断状态，所述第三开关处于导通状态，所述检测电容通过所述第三开关形成的回路放电，使所述检测电容的电压复位；
所述第一时间段为：在各所述开关周期内，流过所述电感的电感电流持续上升的时间段，
所述第二时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流持续下降的时间段；
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，在所述第二时间段结束时刻到下一开关周期到来之前的时间段；
所述开关周期为：所述开关电源的开关周期，
所述变换电阻的阻值被设为：所述开关电源的设定输出电压与所述第二电流的比值。
7.根据权利要求6所述的电压检测电路，其特征是，还包括：
比较电路，用于比较所述检测电压与所述检测电容的初始电压，确定所述开关电源当前的输出电压的状态：
如果所述检测电压大于所述检测电容的初始电压，则判定所述开关电源当前输出电压大于所述设定输出电压；
如果所述检测电压等于所述检测电容的初始电压，则判定所述开关电源当前输出电压等于所述设定输出电压；
如果所述检测电压小于所述检测电容的初始电压，则判定所述开关电源当前输出电压小于所述设定输出电压；
所述初始电压为：在各所述开关周期的初始时刻，所述检测电容的电压。
8.根据权利要求6所述的电压检测电路，其特征是，
所述第三时间段为：在各所述开关周期内，所述电感电流到达零后到稳定为零的谐振时间段。
9.一种开关电源，其特征是，包括权利要求6至8之任一所述的电压检测电路。
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