[發(fā)明專利]一種自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201310323222.2
• 申請(qǐng)日: 2013-07-29
• 公開（公告）號(hào): CN103401423A
• 公開（公告）日: 2013-11-20
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅萍;陳劍洛;莫易昆;羅明;周彪;甘武兵;彭宣霖;周才強(qiáng)
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M3/158
• 分類號(hào): H02M3/158
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

1.一種自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，包括轉(zhuǎn)換單元、驅(qū)動(dòng)單元和反饋控制單元，所述轉(zhuǎn)換單元分別與驅(qū)動(dòng)單元和反饋控制單元連接，所述驅(qū)動(dòng)單元與反饋控制單元連接，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換單元包括開關(guān)轉(zhuǎn)換電路和濾波電路，所述開關(guān)轉(zhuǎn)換電路包括并聯(lián)的多只PMOS功率管和并聯(lián)的多只NMOS功率管，所有PMOS功率管的源極均接電源、柵極與驅(qū)動(dòng)單元連接、漏極與所有的NMOS功率管的漏極和濾波電路的一端連接，所有的NMOS功率管的柵極與驅(qū)動(dòng)單元連接、源極均接地，濾波電路的另一端為自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器的輸出端，所述PMOS功率管和NMOS功率管的數(shù)量相等，所述多只PMOS功率管分為PM組，所述多只NMOS功率管分為NM組，

所述轉(zhuǎn)換單元將輸入電壓轉(zhuǎn)換為脈沖電壓輸出到負(fù)載；

所述反饋控制單元對(duì)轉(zhuǎn)換單元輸出的電壓進(jìn)行采樣處理，輸出功率管分段控制信號(hào)到驅(qū)動(dòng)單元，通過驅(qū)動(dòng)單元對(duì)轉(zhuǎn)換單元的輸出電壓進(jìn)行控制；

所述驅(qū)動(dòng)單元包括緩沖電路和數(shù)字邏輯電路，通過反饋單元輸入的功率管分段控制信號(hào)，與轉(zhuǎn)換單元的功率管柵極連接，對(duì)功率管進(jìn)行開關(guān)控制，根據(jù)負(fù)載電流的大小，分別控制PM組PMOS功率管和NM組NMOS功率管中每一組PMOS功率管和NMOS功率管的通斷。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，其特征在于，所述反饋控制單元還包括PWM控制電路、PSM控制電路、數(shù)字控制電路、PWM/PSM模式判定電路和占空比檢測(cè)電路，所述驅(qū)動(dòng)單元包括分段控制邏輯模塊和驅(qū)動(dòng)模塊，所述PWM控制電路和PSM控制電路的輸入端均連接自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器的電壓輸出端，所述PWM控制電路的一個(gè)輸出端連接數(shù)字控制電路的一個(gè)輸入端、另一個(gè)輸出端連接PWM/PSM模式判定電路的一個(gè)輸入端，所述PSM控制電路的另一個(gè)輸入端連接PWM/PSM模式判定電路的第一輸出端、輸出端連接數(shù)字控制電路的另一個(gè)輸入端，所述PWM/PSM模式判定電路的第二輸出端連接PWM控制電路的另一個(gè)輸入端、第三輸出端連接占空比檢測(cè)電路的一個(gè)輸入端、另一個(gè)輸入端連接分段控制邏輯模塊的一個(gè)輸出端，所述數(shù)字控制電路的一個(gè)輸出端連接占空比檢測(cè)電路、另一個(gè)輸出端連接驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端，所述占空比檢測(cè)電路的輸出端連接分段控制邏輯模塊的輸入端，所述分段控制邏輯模塊的另一個(gè)輸出端和驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端分別連接驅(qū)動(dòng)單元的輸入端，

所述PWM控制電路提供PWM控制信號(hào)；

所述PSM控制電路提供PSM控制信號(hào)；

所述占空比檢測(cè)電路通過檢測(cè)柵驅(qū)動(dòng)占空比所映射的負(fù)載電流的大小對(duì)功率管的工作模式做出判斷，輸出相應(yīng)的功率管分段信號(hào)；

所述PWM/PSM模式判定電路對(duì)當(dāng)前電路中的工作信號(hào)進(jìn)行檢測(cè)并做出判斷，輸出相應(yīng)控制信號(hào)，選擇進(jìn)入PWM控制模式或PSM控制模式；

所述數(shù)字控制電路將PWM控制電路或PSM控制電路輸入的控制信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字控制信號(hào)輸出到驅(qū)動(dòng)模塊；

所述分段控制邏輯模塊用于對(duì)多段PMOS功率管和多段NMOS功率管進(jìn)行分段控制。

3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，其特征在于，所述多只PMOS功率管均分為PM組，所述多只NMOS功率管均分為NM組，所述PM和NM不相等。

4.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的一種自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，其特征在于，所述多只PMOS功率管均分為PM組，所述多只NMOS功率管均分為NM組，所述PM等于NM。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，其特征在于，所述PM=NM=6。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種自適應(yīng)分段驅(qū)動(dòng)DC-DC變換器，其特征在于，所述占空比檢測(cè)電路包括由一個(gè)6級(jí)延遲單元構(gòu)成的延遲鏈和一個(gè)由6個(gè)D型觸發(fā)器構(gòu)成的時(shí)間數(shù)字轉(zhuǎn)換器。