基于PCB平面电感的DCDC变换器制造技术

本发明专利技术属于DCDC变换器的技术领域，具体涉及一种基于PCB平面电感的DCDC变换器，其包括：PCB平面电感，其一端与输入电压连接；电流采样电路，其输入端与所述PCB平面电感的另一端连接；驱动电路，其输入端与所述电流采样电路的输出端连接；第一功率管，所述驱动电路的输出端与所述第一功率管连接，所述电流采样电路的输入端与所述第一功率管连接。本发明专利技术可以正确的采样与限制电感的峰值，在高频下正常工作并避免EMI干扰问题。

DCDC converter based on PCB planar inductor

【技术实现步骤摘要】
基于PCB平面电感的DCDC变换器
本专利技术属于DCDC变换器的
，具体涉及一种基于PCB平面电感的DCDC变换器。
技术介绍
功率电感是DCDC变换器中非常关键的元件，承担着储存能量和释放能量的功能。随着DCDC市场竞争的日益激烈，降低成本成为设计者的一项重大挑战。传统DCDC一般选用绕线电感与叠层电感，电感值较大但是价格较贵，而PCB无芯平面电感的成本低廉，非常适用低成本DCDC的制作。然而PCB平面电感相比于绕线电感与叠层电感也有一个很大的缺点：电感值相对较小，在匝数＝10mil，线宽＝8mil，线间距＝10mil时，电感值才达500nH左右，实际兼顾到面积与成本，电感值一般只能做到100～200nH左右。如此低的电感值会导致电感电流的上升与下降非常迅速，电感电流采样电路必须能够进行高速采样，否则将无法正确得到电感电流采样值，并且电感电流峰值无法正确限流，可能会瞬间大电流发热烧毁芯片；由于电感电流峰值必须限定，为了维持负载能力不变，DCDC必须采用高频时钟；为了得到宽的输入输出电压范围，在高频时钟下最小占空比脉冲的高电平时间与最大占空比的低电平时间必须足够小。驱动电路在小脉冲时间内正常工作，必然会导致LX的电压迅速变化，从而影响DCDC的EMI性能。综上所述，采用PCB平面电感可以极大的降低DCDC成本，但是由于其电感值一般比较小，会导致一系列诸如电感电流采样、高频驱动、EMI干扰等问题。为了解决这些问题，本专利技术提供了一种基于PCB平面电感的DCDC变换器。专利
技术实现思路
本专利技术的一个目的是解决至少上述问题和/或缺陷，并提供至少后面将说明的优点。本专利技术还有一个目的是提供基于PCB平面电感的DCDC变换器，其可以对电感电流进行高速采样，从而避免电感电流峰值冲到过高。为了实现根据本专利技术的这些目的和其它优点，本专利技术提供了基于PCB平面电感的DCDC变换器，包括：PCB平面电感，其一端与输入电压连接；电流采样电路，其输入端与所述PCB平面电感的另一端连接；驱动电路，其输入端与所述电流采样电路的输出端连接；第一功率管，所述驱动电路的输出端与所述第一功率管连接，所述电流采样电路的输入端与所述第一功率管连接。本专利技术可以对电感电流进行高速采样，从而保证电感电流峰值不会冲到过高；在高频工作状态下，再结合驱动电路，在减小功率管上升与下降时间的同时，保证LX电压有足够的变换时间，从而保证变换器的EMI干扰不会恶化。优选的是，还包括比较器，所述比较器的输入负端与所述电流采样电路的输出端连接，所述比较器的输入正端与输出电压连接，所述比较器的输出端与所述驱动电路连接。优选的是，还包括误差放大器、电阻R0、电阻R1、电阻R2及电容C0，所述电阻R1的一端与输出电压的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述误差放大器的输入负端和所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与地连接，所述误差放大器的输入正端为基准电压，所述误差放大器的输出端与所述比较器的输入正端连接；所述电阻R0和所述电容C0的两端分别与输出电压的两端连接，优选的是，还包括补偿电路，所述补偿电路与所述比较器的输入正端连接，所述补偿电路包括电容C0、电容C1及电阻Rcl，所述电容C0和电容C1并联后的一端与地连接，所述电容C1并联的一路串联所述电阻Rcl后与所述比较器的输入正端连接。优选的是，所述电流采样电路为双环结构，所述双环结构包括快速环路和慢速环路，所述快速环路的输入端与所述第一功率管的漏极连接，所述慢速环路的输入端与电流采样管的漏极连接，所述快速环路与所述慢速环路的输出端输出电流信号；其中，所述第一功率管的栅极与所述电流采样管的栅极连接，所述第一功率管的源极与所述电流采样管的源极与地连接。优选的是，所述电流采样电路还包括第一反相器、多个N型MOS管及多个P型MOS管，多个N型MOS管定义为MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7，多个P型MOS管定义为MP1、MP2、MP3、MP4、MP5、MP6、MP7；其中，所述MN7分别与所述第一功率管、所述MN1、所述MN2以及所述MN5连接，所述MN6、所述MN3、所述MN4、所述MP7均与所述电流采样管连接，所述电流采样管与所述反相器连接后连接于所述MN5、所述MN6；所述MN1～MN4连接在一起，所述MN1与所述MP4连接，所述MP4与所述MP5连接，所述MP5与所述MP6、所述MN4连接；所述MN2与所述MP2、MP6连接，所述MN3与MP3、MP6、MP7、MP8连接，所述MN4与MP6、MP5连接，所述MP1、MP2、MP3连接。优选的是，所述MN1、MN4、MP4、MP5及MP6连接的环路形成快速环路，所述MN2、MN3及MP7连接的环路形成慢速环路。优选的是，所述驱动电路包括第二反相器、上拉驱动电路和下拉驱动电路，所述第二反相器的输入端与所述下拉驱动电路的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述上拉驱动电路的输入端连接，所述上拉驱动电路和所述下拉驱动电路的输出端与所述第一功率管连接。优选的是，所述上拉驱动电路包括第一延时器、或门、两个P型MOS管，两个P型MOS管定义为MP9和MP10，所述第一反相器的输出端分别与所述第一延时器的输入端、所述或门的输入端连接，所述第一延时器的输出端与所述或门的输入端连接，所述或门的输出端与所述MP9连接，所述MP9与所述MP10连接；所述下拉驱动电路包括第二延时器、与门、两个N型MOS管，两个N型MOS管定义为MN8和MN9，所述第一反相器的输入端与所述第二延时器的输入端连接，所述第一反相器的输出端与所述与门的输入端连接，所述第二延时器的输出端与所述与门的输入端连接，所述与门的输出端与所述MN8连接，所述MN8和所述MN9连接；其中，所述MP9、MP10、MN8与MN9的漏极与所述第一功率管连接。优选的是，，还包括二极管D，所述二极管D的正极连接所述第一功率管的漏极，所述二极管的负极连接输出电压。本专利技术至少包括以下有益效果：1、本专利技术提供的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其使用的电感电流采样电路采用了双环结构，可以对电感电流进行高速准确采样，从而保证电感电流峰值不会冲到过高。2、本专利技术提供的基于PCB平面电感的DCDC变换器，在高频工作状态下，其采用对驱动进行分段加速，保证LX电压有足够的变换时间，从而保证变换器的EMI干扰不会恶化。3、本专利技术提供的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其采用的驱动电路可以在不影响EMI特性的情况下极大的降低上升与下降时间。4、本专利技术提供的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其可以极大地降低DCDC成本，扩大推广使用范围。附图说明图1是本专利技术所述的基于PCB平面电感的DCDC变换器的电路原理图；图2是本专利技术所述的电流采样电路的原理图；图3是本专利技术所述驱动电路的原理图；图4是本专利技术所述逻辑处本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于PCB平面电感的DCDC变换器，其特征在于，包括：/nPCB平面电感，其一端与输入电压连接；/n电流采样电路，其输入端与所述PCB平面电感的另一端连接；/n驱动电路，其输入端与所述电流采样电路的输出端连接；/n第一功率管，所述驱动电路的输出端与所述第一功率管连接，所述电流采样电路的输入端与所述第一功率管连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种基于PCB平面电感的DCDC变换器，其特征在于，包括：
PCB平面电感，其一端与输入电压连接；
电流采样电路，其输入端与所述PCB平面电感的另一端连接；
驱动电路，其输入端与所述电流采样电路的输出端连接；
第一功率管，所述驱动电路的输出端与所述第一功率管连接，所述电流采样电路的输入端与所述第一功率管连接。


2.如权利要求1所述的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其特征在于，还包括比较器，所述比较器的输入负端与所述电流采样电路的输出端连接，所述比较器的输入正端与输出电压连接，所述比较器的输出端与所述驱动电路连接。


3.如权利要求2所述的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其特征在于，还包括误差放大器、电阻R0、电阻R1、电阻R2及电容C0，所述电阻R1的一端与输出电压的一端连接，所述电阻R1的另一端分别与所述误差放大器的输入负端和所述电阻R2的一端连接，所述电阻R2的另一端与地连接,所述误差放大器的输入正端为基准电压，所述误差放大器的输出端与所述比较器的输入正端连接，所述电阻R0和所述电容C0的两端分别与输出电压的两端连接。


4.如权利要求2所述的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其特征在于，还包括补偿电路，所述补偿电路与所述比较器的输入正端连接，所述补偿电路包括电容C0、电容C1及电阻Rcl，所述电容C0和电容C1并联后的一端与地连接，所述电容C1并联的一路串联所述电阻Rcl后与所述比较器的输入正端连接。


5.如权利要求1所述的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其特征在于，所述电流采样电路为双环结构，所述双环结构包括快速环路和慢速环路，所述快速环路的输入端与所述第一功率管的漏极连接，所述慢速环路的输入端与电流采样管的漏极连接，所述快速环路与所述慢速环路的输出端输出电流信号；
其中，所述第一功率管的栅极与所述电流采样管的栅极连接，所述第一功率管的源极与所述电流采样管的源极与地连接。


6.如权利要求5所述的基于PCB平面电感的DCDC变换器，其特征在于，所述电流采样电路还包括第一反相器、多个N型MOS管及多个P型MOS管，多个N型MOS管定义为MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7，多个P型MOS管定义为MP1、MP2、...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，唐晓，黄洪伟，叶凡，
申请(专利权)人：珠海英集芯半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44