开关电源的斜坡补偿电路制造技术

本实用新型专利技术提供了一种开关电源的斜坡补偿电路，该开关电源的占空比D的范围为0～DMAX，DMAX为最大占空比，该斜坡补偿电路包括：电流源，其输出端产生第一电流；电容，由第一电流充电，电容两端的电压记为曲线电压；第一开关管，其第一端连接电容的第一端，第二端接地，第一开关管在占空比D∈[0,DS]时开通以将曲线电压置零，在占空比D∈(DS,DMAX]时关断，DS为0至DMAX之间的预设值；电压转电流电路，跟随曲线电压并将跟随的曲线电压转换为第二电流；第一镜像电路，对第二电流进行镜像以产生第三电流，第三电流对电容充电；第二镜像电路，对第二电流进行镜像以产生补偿电流。本实用新型专利技术采用曲线补偿方式，能够在满足斜率要求的情况下使得斜坡补偿量更小。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本技术提供了一种开关电源的斜坡补偿电路，该开关电源的占空比D的范围为0～DMAX，DMAX为最大占空比，该斜坡补偿电路包括：电流源，其输出端产生第一电流；电容，由第一电流充电，电容两端的电压记为曲线电压；第一开关管，其第一端连接电容的第一端，第二端接地，第一开关管在占空比D∈时开通以将曲线电压置零，在占空比D∈(DS,DMAX]时关断，DS为0至DMAX之间的预设值；电压转电流电路，跟随曲线电压并将跟随的曲线电压转换为第二电流；第一镜像电路，对第二电流进行镜像以产生第三电流，第三电流对电容充电；第二镜像电路，对第二电流进行镜像以产生补偿电流。本技术采用曲线补偿方式，能够在满足斜率要求的情况下使得斜坡补偿量更小。【专利说明】开关电源的斜坡补偿电路
本技术涉及开关电源技术，尤其涉及一种开关电源的斜坡补偿电路。
技术介绍
在开关电源中，斜坡补偿是连续模式开关电源在导通占空比超过50 %时维持系统稳定的一种技术方案。具体而言，当电流达到一定大小时，开关关断，如果占空比超过50%，在开关电源中的电感电流的上升时间就大于整个周期的50%，那么电流下降时间就小于一个周期的50%，因此，在较短的时间内电流还没有来得及回到静态初始值，下一个周期接着又开始了 ；下一个周期的初始电流变大，在接下来的周期里，电感电流很快就上升到参考点，使导通时间变短，占空比变得更窄；和上一个周期相比，这个周期的占空比减小到50%以内，但是这样又导致关断时间太长，下一个周期电流的初始值太小，又使得占空比再一次超过50% ;如此循环，电流以间隔一个周期过大和过小的方式出现振荡。而斜坡补偿则是在检测点叠加预设的信号，使得电流闭环的影响可以得到抑制，以维持系统稳定。 一般而言，检测点的极限值都会在固定值的基础上叠加随占空比增大而增大的负增量，该负增量值就是斜坡补偿量。从系统稳定性的需要而言，随着占空比变大，需要的斜坡补偿量的斜率也要大，因而占空比越大，斜坡补偿量也越大。但是，如果斜坡补偿量过大，则极大地影响检测点，甚至在最大占空比的时候检测点的极限值已经变的非常小，导致电路的设计非常困难。 现有技术中的斜坡补偿量通常采用线性补偿方式或者分段线性补偿方式，图1示出了线性补偿方式下的斜坡补偿量的曲线图，图2示出了分段线性补偿方式下的斜坡补偿量的曲线图，其中斜坡补偿量ΛP可以是电流量或者是与电流量对应的电压量。 参考图1和图2，如果在最大占空比Dmax处需要的斜坡补偿量的最小斜率为k，那么线性补偿方式在最大占空比Dmax处的至少斜坡补偿量为Λ P = k.Dmax，而分段线性补偿方式在最大占空比Dmax处的至少斜坡补偿量为AP = k.(Dmax-0.5)。可以看出，在同样的斜率需求下，分段线性补偿方式的至少斜坡补偿量已经比线性补偿方式小很多。例如取Dmax=0.8，那么分段线性补偿方式的至少斜坡补偿量是线性补偿方式的3/8。 参考图3，图3示出了实现分段线性补偿方式的斜坡补偿电路10，该斜坡补偿电路10包括:电流源31，产生电流I1 ;电容C，电容C由电流I1充电，电容C两端的电压记为分段线性电压信号22 ;第一 NMOS晶体管32，由输入数字信号21控制，以对分段线性电压信号22进行控制；第二 NMOS晶体管34，由运算放大器33的输出信号控制，第二 NMOS晶体管34的源端的信号跟随分段线性电压22 ;第一 PMOS晶体管35，流过第一 PMOS晶体管35的电流记为电流I2，该电流I2与分段线性电压信号22和电阻R相关；第二 PMOS晶体管36，流过第二 PMOS晶体管36的电流记为补偿电流Itl，补偿电流Itl为反映斜坡补偿量的电流，由电流I2镜像产生。 更加具体而言，电容C的一端连接电流源31的输出端、第一 NMOS晶体管32的漏端以及运算放大器33的正输入端，所述电容C的另一端连接地；电流源31的输入端连接电源VDD。第一 NMOS晶体管32的源端连接地，栅端接收输入数字信号21，第一 NMOS晶体管32在输入数字信号21的控制下开通或关断。运算放大器33的负输入端连接电阻R的一端和第二 NMOS晶体管34的源端，运算放大器33的输出端连接第二 NMOS管的栅端，电阻R的另一端连接地。第二 NMOS晶体管34的漏端连接第一 PMOS管35的漏端。电流源31输出的电流为I1，第一 PMOS晶体管35的源漏电流为I2，第二 PMOS晶体管36的源漏电流为13。第一 PMOS晶体管35的漏端连接栅端，并连接第二 PMOS晶体管36的栅端。第一 PMOS晶体管35和第二 PMOS晶体管36的源端连接电源VDD。第二 PMOS晶体管36的漏端作为输出端，输出补偿电流为工0。 其中，输入数字信号21仅在有补偿的占空比范围内置O以断开对分段线性电压信号22的控制，在图2所示分段线性补偿方式中，有补偿的占空比范围指的是0.5?Dmx。实际上，如果有补偿的占空比范围变成O?Dmax,那么就转换为线性补偿方式，图3就转变为线性补偿方式的实现电路。 但是，无论是线性补偿方式还是分段线性补偿方式，其在接近Dmax处的至少斜坡补偿量都比较大，使得检测点的极限值较小，导致开关电源的电路设计非常困难。
技术实现思路
本技术要解决的问题是提供一种开关电源的斜坡补偿电路，采用曲线补偿方式，能够在满足斜率要求的情况下使得斜坡补偿量更小。 为解决上述技术问题，本技术提供了一种开关电源的斜坡补偿电路，该开关电源的占空比D的范围为O?Dmax, Dmax为最大占空比，该斜坡补偿电路包括: 电流源，其输入端连接电源，其输出端产生第一电流； 电容，其第一端连接所述电流源的输出端，其第二端接地，所述第一电流对所述电容充电，所述电容两端的电压记为曲线电压； 第一开关管，其第一端连接所述电容的第一端，其第二端接地，所述第一开关管在占空比De 时开通以将所述曲线电压置零，在占空比D e (Ds, Dmax]时关断，Ds为O至Dmax之间的预设值； 电压转电流电路，与所述电容的第一端相连，跟随所述曲线电压并将跟随的曲线电压转换为第二电流； 第一镜像电路，对所述第二电流进行镜像以产生第三电流，该第三电流传输至所述电容的第一端以对所述电容充电； 第二镜像电路，对所述第二电流进行镜像以产生补偿电流。 根据本技术的一个实施例，所述电压转电流电路包括: 运算放大器，其正输入端连接所述电容的第一端； 第二开关管，其控制端连接所述运算放大器的输出端，其第二端连接所述运算放大器的负输入端并且经由转换电阻接地； 第一PMOS晶体管，其源端连接电源，其漏端连接该第一PMOS晶体管的栅端以及所述第二开关管的第一端，流经所述第一 PMOS晶体管的电流为所述第二电流。 根据本技术的一个实施例，所述第一镜像电路包括:第二 PMOS晶体管，其源端连接电源，其漏端连接所述电容的第一端，其栅端连接该第一 PMOS晶体管的栅端。 根据本技术的一个实施例，所述第二镜像电路包括:第三PMOS晶体管，其源端连接电源，其漏端输出所述补偿电流，其栅端连接该第一 PMOS晶体管的栅端。 根据本技术的一个实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源的斜坡补偿电路，该开关电源的占空比D的范围为0～DMAX，DMAX为最大占空比，其特征在于，该斜坡补偿电路包括：电流源，其输入端连接电源，其输出端产生第一电流；电容，其第一端连接所述电流源的输出端，其第二端接地，所述第一电流对所述电容充电，所述电容两端的电压记为曲线电压；第一开关管，其第一端连接所述电容的第一端，其第二端接地，所述第一开关管在占空比D∈[0,DS]时开通以将所述曲线电压置零，在占空比D∈(DS,DMAX]时关断，DS为0至DMAX之间的预设值；电压转电流电路，与所述电容的第一端相连，跟随所述曲线电压并将跟随的曲线电压转换为第二电流；第一镜像电路，对所述第二电流进行镜像以产生第三电流，该第三电流传输至所述电容的第一端以对所述电容充电；第二镜像电路，对所述第二电流进行镜像以产生补偿电流。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：周伟江，
申请(专利权)人：杭州士兰微电子股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33