高频高效升压DC/DC转换器制造技术

本实用新型专利技术公开了高频高效升压ＤＣ／ＤＣ转换器，包括电压基准源电路、误差放大器、电流检测电路、电流误差运算放大器、ＰＷＭ比较器、振荡电路、过压及过流保护电路、逻辑控制电路、高端管驱动电路、低端管驱动电路，其特点是：ＰＷＭ／ＰＦＭ切换控制电路的输入端分别连接基准源电路和电流误差运算放大器的输出端，ＰＷＭ／ＰＦＭ切换控制电路的输出端连接振荡电路；利用ＰＷＭ／ＰＦＭ控制切换电路，当负载电流较大时，通过固定频率、调节时钟占空比的方法进行转换输出控制，当较小负载电流时，则通过固定导通时间、调节时钟频率的方法进行控制，保证了全负载条件下获得高转换效率。本实用新型专利技术适合于各种便携式电子产品的电源管理。（*该技术在2017年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及DC/DC转换器，具体涉及釆用PFM/PM混合模式控制的高频 高效升压DC/DC转换器。
技术介绍
DC/DC转换器是一种将不稳定的直流电源变换成一种稳定的所需要的直流 电源来给电子设备供电的电子装置。DC/DC转换器的内部控制方式，从原理上包 含P丽控制(脉沖宽度调制)和PFM控制(脉冲频率调制)两种工作模式。通 常，P丽工作模式在大负载情况下更能保证输出的稳定性和较高的转换效率，而 小负载的情况下PFM工作模式则表现更好。传统的DC/DC转换器一般釆用其中 的一种方法，不能^艮好的解决在不同负载下的效率问题。本技术采用一种 独特的PFM/P丽混合模式控制方式，很好的解决了在全负载下效率都很高。传统的DC/DC转换器，通常都依托控制主芯片，将调整管/功率输出管外置，采取多芯片混合集成或厚膜二次集成的方式组装而形成，体积大、转换效率低、生产加工及调试复杂。本技术依托先进的半导体集成电路加工工艺，将以往用二次集成方式实现的DC/DC转换器，在国内率先用单芯片集成的方式进行实现。DC/DC转换器的转换效率、开关频率等多项技术参凄史已经达到国外同类产品的技术指标。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于提供一种采用独特的PFM/P丽混合模式控制方式实现的高频高效升压DC/DC转换器。为了解决上述扶术问题，本技术的一个技术方案是，提供一种高频高 效升压DC/DC转换器，包括电压基准源电路、误差放大器、电流检测电路、电 流误差运算放大器、P丽比较器、振荡电路、过压及过流保护电路、逻辑控制电 路、高端管驱动电路、低端管驱动电路，其中电压基准源电路的输入端连接电路使能端，电压基准源电路的一个输出端 连接误差放大器的一个输入端，误差放大器的另一个输入端连接由电阻Rl、 R2 组成的分压电路，误差放大器的输出端连接电流误差运算放大器的一个输入端， 电流误差运算放大器的另 一个输入端连接电流检测电路的输出端，电流误差运 算放大器的输出端连接P丽比较器的一个输入端，P丽比较器的另一个输入端连 接振荡电路的输出端，P丽比较器的输出端连接逻辑控制电路的一个输入端，逻 辑控制电路的另 一个输入端连接过压及过流保护电路的输出端，逻辑控制电路 的输出端分别连接高端管驱动电路和低端管驱动电路，高端管驱动电路的输出 端连接同步整流管Tl，低端管驱动电路的输出端连接功率调整管T2;其特点是 PWM/PFM切换控制电路的输入端分别连接电压基准源电路和电流误差运算放大 器的输出端，P丽/PFM切换控制电路的输出端连接振荡电路的控制端。利用 PWM/PFM控制切换电路，当负载电流较大时，通过固定频率、调节时钟占空比的 方法进行转换输出控制，当较小负载电流时，则通过固定导通时间、调节时钟 频率的方法进行控制，保证了全负载条件下获得高转换效率。根据本技术的一个优选方案，在电流误差运算放大器的输出端与地之 间连接一个有源电容补偿电路，有源电容频率补偿技术保证了 DC/DC转换器的 环路稳定性。根据本技术的一个优选方案，所述P丽/PFM切换控制电路由PFM比较 器和脉冲触发控制器组成，所述PFM比较器的一个输入端连4妄电压基准源电路 的一个输出端，PFM比较器的另一个输入端连接电流误差运算方文大器的输出端， PFM比较器的输出端连接单脉沖触发控制器的输入端，单脉冲触发控制器的输出 端连接振荡电路的控制端。才艮据本技术的一个优选方案，所述有源电容补偿电路由电阻R3、 R4、 R5、 R6、补偿电容C1、 C2、运算放大器组成，其中，电阻R3、 R4、 R5串联，电 阻R3的一端连接电流误差运算放大器的输出端，电阻R5的一端接地，运算放 大器的同相输入端连接在电阻R3、 R4的连接节点上，运算》文大器的反相输入端 连接在电阻R4、 R5的连接节点上，运算放大器的反相输入端与输出端之间连接 电阻R6，运算放大器的输出端通过补偿电容C2接地。根据本技术的一个优选方案，所述逻辑控制电路由与门CD1、 CD3、 CD4、 与非门CD2组成，所述与门CD1的一个输入端连接过压及过流保护电路的输出 端，与门CD1的另一输入端连接电路使能端，与门CD1的|斩出端分别连接与非 门CD2的输入端和与门CD4的一个输入端，与非门CD2的车俞出端连接与门CD3 的一个输入端，与门CD4的另一个输入端和与门CD3的一个车lT入端同时连接PWM 比较器的输出端，与门CD3的输出端连接高端管驱动电路，与门CD4的输出端 连接低端管驱动电路。才艮据本技术的一个优选方案，所述同步整流管Tl和功率调整管T2集 成在控制芯片内部，且使同步调整管的导通电阻很小，当功率调整管T2关闭的 时候，利用它来延续电流的回路，从而减小能量损失，提高了整个转换器的效 率，同时进一步减小系统使用体积。本技术所述的高频高效升压DC/DC转换器的有益效果是，本技术 采用一种独特的PFM/P丽混合模式控制方式，保证了全负载条件下获得高转换 效率，在DC/DC转换器内部集成有源电容频率补偿实现整个环路的稳定，同时， DC/DC转换器内部集成了同步整流管，进一步提高转换效率又减小了系统的体 积，本技术的DC/DC转换器效率高、体积小，适合于各种便携式电子产品 的电源管理。附图说明图1是本技术所述的高频高效升压DC/DC转换器的原理框图。 图2是本技术所述的P丽/PFM切换控制电路12的原理框图。 图3是本技术所述的单脉沖触发控制器14的原理框图。 图4是本技术所述的有源电容补偿电路5的原理框图。具体实施方式参见图1，本技术所述的一种高频高效升压DC/DC转换器，由电压基准 源电路l、误差放大器2、电流检测电路3、电流误差运算放大器4、有源电容 补偿电路5、 P丽比较器6、振荡电路7、过压及过流保护电路8、逻辑控制电路 9、高端管驱动电路IO、低端管驱动电路ll、 P丽/PFM控制切换电路12、同步 整流管T1、功率调整管T2构成，其中电压基准源电路l的输入端连接电路使 能端，电压基准源电路1的一个输出端连接误差》文大器2的同相输入端，误差 放大器2的反相输入端连接由电阻R1、 R2组成的分压电路，误差放大器2的输 出端连接电流误差运算放大器4的反相输入端，电流误差运算放大器4的同相 输入端连接电流检测电路3的输出端，在电流误差运算放大器4的输出端与地 之间连接有源电容补偿电路5，同时，电流误差运算放大器4的输出端连接P丽比较器6的反相输入端，PWM比较器6的同相输入端连接振荡电路7的输出端， P丽比较器6的输出端连接逻辑控制电路9的一个输入端，逻辑控制电路9的另 一个输入端连接过压及过流保护电路8的输出端，逻辑控制电路9的输出端分 别连接高端管驱动电路10和低端管驱动电路11,高端管驱动电路10的输出端 连接同步整流管Tl,低端管驱动电路11的输出端连接功率调整管T2; PWM/PFM 切换控制电路12的输入端分别连接电压基准源电路1和电流误差运算放大器4 的输出端，P丽/PFM切换控制电路12的输出端连接振荡电路7的控制端。同时， 所述同步整流管Tl和功率调整管T2集成在控制芯片内部，P丽/PFM控制切换 电路12本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高频高效升压ＤＣ／ＤＣ转换器，包括电压基准源电路（１）、误差放大器（２）、电流检测电路（３）、电流误差运算放大器（４）、ＰＷＭ比较器（６）、振荡电路（７）、过压及过流保护电路（８）、逻辑控制电路（９）、高端管驱动电路（１０）、低端管驱动电路（１１），其中：　　　　电压基准源电路（１）的输入端连接电路使能端，电压基准源电路（１）的一个输出端连接误差放大器（２）的一个输入端，误差放大器（２）的另一个输入端连接由电阻Ｒ１、Ｒ２组成的分压电路，误差放大器（２）的输出端连接电流误差运算放大器（４）的一个输入端，电流误差运算放大器（４）的另一个输入端连接电流检测电路（３）的输出端，电流误差运算放大器（４）的输出端连接ＰＷＭ比较器（６）的一个输入端，ＰＷＭ比较器（６）的另一个输入端连接振荡电路（７）的输出端，ＰＷＭ比较器（６）的输出端连接逻辑控制电路（９）的一个输入端，逻辑控制电路（９）的另一个输入端连接过压及过流保护电路（８）的输出端，逻辑控制电路（９）的输出端分别连接高端管驱动电路（１０）和低端管驱动电路（１１），高端管驱动电路（１０）的输出端连接同步整流管Ｔ１，低端管驱动电路（１１）的输出端连接功率调整管Ｔ２；　　　　其特征在于：ＰＷＭ／ＰＦＭ切换控制电路（１２）的输入端分别连接电压基准源电路（１）和电流误差运算放大器（４）的输出端，ＰＷＭ／ＰＦＭ切换控制电路（１２）的输出端连接振荡电路（７）的控制端。...

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：杨仕强，
申请(专利权)人：重庆鹏阳电子科技有限公司，
类型：实用新型
国别省市：85[中国|重庆]