[發明專利]自適應分段驅動DC-DC變換器

無效

• 申請號: 201210291136.3
• 申請日: 2012-08-16
• 公開（公告）號: CN102801317A
• 公開（公告）日: 2012-11-28
• 發明（設計）人: 羅萍;羅明;莫易昆
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/156
• 分類號: H02M3/156
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

1.自適應分段驅動DC-DC變換器，包括能量轉換單元、反饋控制單元和驅動單元；所述反饋控制單元采集能量輸出單元的輸出電壓進行處理后，通過驅動單元對能量轉換單元的輸出電壓進行控制，所述能量轉換單元將輸入電壓轉換為脈沖電壓經過濾波電路輸出到負載；其特征在于，所述能量轉換單元包括m只PMOS功率管和m只NMOS功率管；所述m只PMOS功率管源極與電源正極連接，所述m只PMOS功率管柵極與驅動單元連接，所述m只PMOS功率管漏極與m只NMOS功率管漏極連接在一起并與濾波電路連接，所述m只NMOS功率管柵極與驅動單元連接，所述m只NMOS功率管源極接地；所述驅動單元輸出的信號分別控制PMOS功率管和NMOS功率管開啟和關斷；n只PMOS功率管開啟則對應有n只NMOS功率管關斷，n只PMOS功率管關斷則對應有n只NMOS功率管開啟，且其他功率管均處于關斷狀態；所述PMOS功率管開啟數量隨負載電流變化，負載電流大，PMOS功率管開啟數量大，負載電流小，PMOS功率管開啟數量小；m、n為正整數，n≤m，m≥2。

2.根據權利要求1所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，當負載電流為最大值Imax時，n=m；當負載電流為最小值Imin時，n=1。

3.根據權利要求1所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，所述m只PMOS功率管和m只NMOS功率管分為k段，每段中PMOS功率管和NMOS功率管數量相同，各段的PMOS功率管數量相同或不同；k為正整數，k≤m。

4.根據權利要求3所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，每段中PMOS功率管和NMOS功率管功率相同，各段的PMOS功率管功率相同或不同。

5.根據權利要求1所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，所述m=13。

6.根據權利要求5所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，所述13只NMOS功率管和13只PMOS功率管為分4段，其中3段各包括1只功率為x的NMOS功率管和PMOS功率管，另一段包括10只功率為x/10的NMOS功率管和PMOS功率管，x為功率管的瓦特數。

7.根據權利要求1所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，所述反饋控制單元包括誤差放大電路、PWM比較器、死區控制電路、模式檢測電路；所述誤差放大電路的輸入端分別連接能量轉換單元的輸出電壓和基準電壓，其輸出信號作為PWM比較器的一個輸入，PWM比較器另一輸入為鋸齒波信號，PWM比較器的輸出送入死區控制電路，死區控制電路的輸入信號還包括過零比較器的輸出信號zcc_out、NMOS功率管的柵極信號gn和PMOS功率管的柵極信號gp，所述死區控制電路的輸出端與驅動單元連接；所述驅動單元另一個輸入端與模式檢測電路的輸出端連接。

8.根據權利要求7所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，所述驅動單元包括電流采樣模塊、時間數字轉換器、查找表模塊、緩沖電路，所述電流采樣模塊輸入端與模式檢測電路連接，輸出端與查找表連接；所述時間數字轉換器一個輸入端與模式檢測電路連接，另一個輸入端與死區控制電路連接，所述時間數字轉換器的輸出端與查找表連接；所述查找表模塊根據電流采樣模塊和時間數字轉換器輸入的編碼信號，以及死區控制電路的輸出信號進行邏輯運算輸出柵極信號，該柵極信號通過緩沖電路與PMOS功率管和NMOS功率管柵極連接，進行分段驅動。

9.根據權利要求7所述的自適應分段驅動DC-DC變換器，其特征在于，所述模式檢測電路包括一個電流比較器和一個模式檢測邏輯電路，電流比較器的輸出通過一個反相器連接到一個D型觸發器的時鐘端clk，D型觸發器的D端連接電源，使能端連接PMOS功率管的柵極，D型觸發器的輸出與電流采樣模塊連接，用于DCM/CCM模式切換。