[實用新型]DC/DC轉換器的開關電流限制電路

有效

• 申請號: 201020141168.1
• 申請日: 2010-03-25
• 公開（公告）號: CN201674397U
• 公開（公告）日: 2010-12-15
• 發明（設計）人: 肖國慶;李茂登;馮林
• 申請（專利權）人: 上海沙丘微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/137
• 分類號: H02M3/137
• 代理公司: 上海東方易知識產權事務所 31121
• 代理人: 沈原

[技術領域]

本實用新型涉及集成電路設計，具體地說是一種用于DC/DC轉換器(BUCK)中的開關電流限制電路。

[背景技術]

圖1顯示的是現在普遍采用的DC/DC轉換器工作環路，包括鋸齒波產生電路、BUCK結構的電壓轉換電路、輸出電壓反饋電路和開關電流限制電路。鋸齒波的斜率由兩部分相加：第一部分是一個固定的斜率，由轉換器以外的集成元件提供；第二部分的斜率與開關電流成正比，由開關電流檢測電路從接入輸入電壓的NMOS開關管漏極上獲得。轉換器的輸出電壓經反饋網絡產生一反饋電壓接到誤差放大器的負輸入端。誤差放大器的輸出端為節點1，節點1的電壓與鋸齒波電壓經比較器相比較后產生一方波輸出，該方波的占空比決定輸出電壓。開關電流增加，鋸齒波電壓峰值也會增加，節點1電壓隨之增加，從而輸出占空比保持不變。當節點1電壓增加超過設定值時，由開關電流限制電路把節點1的電壓鉗制在這一設定值，如果開關電流繼續增加，占空比就會變小，開關管的導通時間變短，開關電流的增加受到抑制而穩定下來。

上述開關電流限制電路是由一個偏置電壓和一個PMOS下拉管或PNP晶體管組成(見圖1中虛線框內所示)，PMOS下拉管漏極(或者PNP晶體管的集電極)連接誤差放大器的輸出端即圖1中的節點1，偏置電壓接到PMOS下拉管(或者PNP晶體管)的柵極。該電路有兩個缺點：

一、下拉管本身的閾值存在一定的工藝和溫度偏差，因此節點1的電壓也存在一定的偏差，這影響了限制電流的精度.

二、在輸出電壓變化范圍比較寬的情況下，限制電流會隨著輸出電壓的升高而變小。原因是節點1的電壓被限制在某一電壓上，因此鋸齒波的峰值電壓也就被限制在該電壓上，開關限制電流的大小由峰值電壓減去在這個時刻上的固定斜率鋸齒波電壓的電壓差來決定，在輸入電壓不變的情況下，輸出電壓越高，占空比變大，固定斜率鋸齒波的電壓越高，電壓差變小，這樣開關限制電流變小，所以限制電流會隨著輸入電壓的升高而變小。

[發明內容]

為了克服上述開關電流限制電路的缺陷，本實用新型提供一種DC/DC轉換器的開關電流限制電路，不僅可以提高限制電流的精度，而且減小了限制電流隨著輸入電壓的升高而變小的程度。

本實用新型的技術方案是：一種DC/DC轉換器的開關電流限制電路，包括運算放大器、下拉管和偏置電壓產生電路，其特征在于以DC/DC轉換器中誤差放大器輸出端為一節點連接所述下拉管的漏極和所述運算放大器的同相輸入端，所述下拉管的柵極連接所述運算放大器的輸出端，所述下拉管的源極接地；偏置電壓產生電路的輸出端接至所述運算放大器的反相輸入端，所述偏置電壓產生電路的輸入端接至DC/DC轉換器的輸出電壓。

所述偏置電壓產生電路輸出的偏置電壓等于一個固定的電壓和一個與輸出電壓成比例的電壓相加。

與傳統的電流限制電路相比，該實用新型在兩個方面做了改進：

一、限制電流更精確。用一個運放和一個下拉管代替傳統的下拉管，DC/DC轉換器中誤差放大器輸出端節點的電壓小于偏置電壓時，下拉管關閉，該節點的電壓上升到偏置電壓值時，運放將鉗制該節點的電壓于偏置電壓。

二、增加了偏置電壓產生電路，產生的偏置電壓等于一個固定電壓加上一個與輸出電壓成正比的電壓，調節誤差放大器輸出端節點的電壓，使二者電壓之差維持在一個恒定值，開關限制電流也將維持不變，也就是說開關電流與輸出電壓無關。

[附圖說明]

圖1含傳統開關電流限制電路的DC/DC轉換器工作環路圖

圖2含本實用新型開關電流限制電路的DC/DC轉換器工作環路圖。.

圖3是圖2中偏置電壓產生電路結構圖。

[具體實施方式]

下面結合本實用新型的實施例及其附圖所進一步說明。

見圖2所示的DC/DC轉換器的開關電流限制電路，包括：下拉管10、運算放大器20和偏置電壓產生電路30三部分，以DC/DC轉換器中誤差放大器輸出端為一節點1連接所述下拉管10的漏極和所述運算放大器20的同相輸入端，所述下拉管10的柵極連接所述運算放大器20的輸出端，所述下拉管10的源極接地；偏置電壓產生電路30的輸出端接至所述運算放大器20的反相輸入端，偏置電壓產生電路30的輸入端接至DC/DC轉換器的輸出電壓。

在轉換器開啟后，與現有技術一樣，電路將產生一個鋸齒波，鋸齒波的斜率由兩部分相加，第一部分是一個固定的斜率，第二部分的斜率與開關電流成正比。該鋸齒波與節點1電壓由比較器進行比較，諧波電壓小于節點1的電壓時，開關管打開，開關電流上升；一旦諧波電壓超過節點1電壓，開關管關閉，直到下一個周期來才重新打開。