[實用新型]用于DC/DC變換器的PWM信號發(fā)生器及對應(yīng)DC/DC變換器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201220676878.3
• 申請日: 2012-12-06
• 公開（公告）號: CN203086337U
• 公開（公告）日: 2013-07-24
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 牛旭花;趙孝剛
• 申請（專利權(quán)）人: 艾爾瓦特集成電路科技（天津）有限公司
• 主分類號: H02M3/07
• 分類號: H02M3/07
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 酆迅;黃耀鈞

技術(shù)領(lǐng)域

本實用新型的實施方式涉及電路領(lǐng)域，更具體地，本實用新型涉及一種用于DC/DC變換器的脈沖寬度調(diào)制PWM信號發(fā)生器及對應(yīng)DC/DC變換器。

背景技術(shù)

在DC/DC變換器中，可以使用PWM信號發(fā)生器來產(chǎn)生用于控制DC/DC變換器的功率開關(guān)的閉合和斷開的PWM信號。

PWM信號發(fā)生器包括一個比較器，該比較器比較同相端和反相端的電壓信號，輸出一個脈沖寬度不同的波形(即PWM信號)，來控制DC/DC變換器的功率開關(guān)的閉合和斷開。

為了得到優(yōu)異的負載調(diào)整和瞬態(tài)響應(yīng)，DC/DC變換器可以擁有兩個反饋回路。第一反饋回路采樣輸出電壓或者輸出電壓的反饋電壓Vfb。由誤差放大器比較輸出電壓或其反饋電壓與基準(zhǔn)電壓Vref，并放大這兩者之間的誤差Veao，其中這放大的誤差Veao輸入到比較器的同相端或反相端中的一端。第二反饋回路采樣功率開關(guān)的電流支路中的電壓Vsense。該采樣的功率開關(guān)的電流支路中的電壓Vsense將與一個斜波電壓Vramp相加，輸入到比較器的同相端或反相端中的另一端。

在現(xiàn)有技術(shù)中，為了實現(xiàn)電壓Vsense與電壓Vramp的相加，需要先將電壓Vsense轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流，將電壓Vramp也轉(zhuǎn)換成相應(yīng)的電流，并將這兩個轉(zhuǎn)換得到的電流相加，最后將相加得到的電流再轉(zhuǎn)換成電壓，從而實現(xiàn)電壓Vsense與電壓Vramp的相加。

這一方案的缺點在于，由于增加了電壓到電流以及電流到電壓的轉(zhuǎn)換電路，因此增大了芯片的面積、引入了轉(zhuǎn)換噪聲、導(dǎo)致相加的結(jié)果不正確、以及使得成本增加。

實用新型內(nèi)容

因此，需要有一種方案，可以實現(xiàn)上述電壓Vsense與電壓Vramp的直接相加，從而克服由于兩次轉(zhuǎn)換間接相加所產(chǎn)生的上述缺陷。

根據(jù)本實用新型的第一方面，提出了一種用于DC/DC變換器的脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器，包括：

一個斜波電壓發(fā)生器，用于生成一個斜波電壓，所述斜波電壓發(fā)生器包括：

一個恒流源；

一個電容器單元，其第一端連接于所述恒流源的輸出端，其第二端可操作為與所述DC/DC變換器中的功率開關(guān)所在的電流支路中的電壓檢測點連接；

一個斜坡開關(guān)，與所述電容器單元并聯(lián)；以及

一個比較器，其第一輸入端與所述電容器單元的所述第一端連接，其第二輸入端與一個誤差信號連接，其輸出端可操作以輸出脈沖寬度調(diào)制信號，用于對所述功率開關(guān)和所述斜坡開關(guān)分別進行控制。

根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述比較器的所述第一輸入端的電壓是所述斜波電壓與所述電壓檢測點處的電壓之和。

根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述斜坡開關(guān)閉合與斷開與所述斜坡開關(guān)元件的閉合與斷開相反。

根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述功率開關(guān)和所述斜坡開關(guān)是下面兩種情況中的一種：

所述功率開關(guān)是一個N型MOS晶體管、所述斜坡開關(guān)是一個P型MOS晶體管；或者

所述功率開關(guān)是一個NPN雙極型晶體管、所述斜坡開關(guān)是一個PNP雙極型晶體管。

根據(jù)本實用新型的一個實施方式，脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器還包括：

一個驅(qū)動器，連接到所述比較器的輸出端，可操作以根據(jù)所述脈沖寬度調(diào)制信號，并且根據(jù)時鐘信號輸入，對所述DC/DC變換器中的功率開關(guān)和所述斜坡開關(guān)分別進行驅(qū)動。

根據(jù)本實用新型的一個實施方式，脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器還包括：

一個誤差放大器，所述誤差放大器的一個輸入端連接于一個基準(zhǔn)電壓，另一個輸入端可操作以連接于所述DC/DC變換器的輸出電壓或者該輸出電壓的反饋電壓，其輸出端與所述比較器的所述第二輸入端連接。

根據(jù)本實用新型的第二方面，提出了一種DC/DC變換器，包括：

根據(jù)上面所述的脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器；

一個電感元件、一個電容元件、一個二極管和一個功率開關(guān)，其中在所述脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器生成的脈沖寬度調(diào)制信號的控制下，在所述功率開關(guān)閉合時，所述電感元件被充電，在所述功率開關(guān)斷開時，所述電感元件通過所述二極管向所述電容元件充電；以及

一個連接于所述功率開關(guān)與地電位之間的檢測電阻，其與所述功率開關(guān)的連接點被用作為電壓檢測點，以提供檢測電壓。

根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述DC/DC變換器還包括一個連接于變換器的輸出端與接地之間的分壓電阻串，用于向所述脈沖寬度調(diào)制信號發(fā)生器中的誤差放大器提供反饋電壓。

根據(jù)本實用新型的一個實施方式，所述功率開關(guān)包括一個功率MOS晶體管或者雙極型晶體管。