[發明專利]一種用于Buck變換器的環路補償電路

有效

• 申請號: 201310366093.5
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103414341A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發明（設計）人: 甄少偉;劉雨石;王俊喜;耿煜;羅萍;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H02M3/155
• 分類號: H02M3/155;H02M1/44
• 代理公司: 成都宏順專利代理事務所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

1.一種用于Buck變換器的環路補償電路，其結構包括超前相位補償電路、全差分低通濾波器和兩個NMOS管M1-1、M1-2；

所述超前相位補償電路，由第一偏置電路、零極點產生電路和電流轉電壓電路組成；

所述第一偏置電路由第一電流偏置源IBias和NMOS管M2-17組成；第一偏置電流源IBias跨接在電源VDD和NMOS管M2-17的漏極上，NMOS管M2-17柵極與漏極短接，其源極接地電位VSS；

所述零極點產生電路由六個PMOS管M2-1、M2-2、M2-5、M2-6、M2-7與M2-8、六個NMOS管M2-3、M2-4、M2-11、M2-12、M2-13和M2-14、一個電阻R2-0和一個電容C2-0組成；PMOS管M2-1的柵極輸入Buck變化器的輸出采樣電壓vfb，PMOS管M2-2的柵極輸入參考電壓信號vref，電阻R2-0和電容C2-0并聯在PMOS管M2-1和PMOS管M2-2的源極之間；PMOS管M2-5的漏極接PMOS管M2-1的源極，PMOS管M2-6的漏極接PMOS管M2-2的源極，PMOS管M2-5和PMOS管M2-6的源極接電源VDD；PMOS管M2-7的漏極與柵極短接并與PMOS管M2-5的柵極相連，PMOS管M2-8的漏極與柵極短接并與PMOS管M2-6的柵極相連，PMOS管M2-7和PMOS管M2-8的源極接電源VDD；NMOS管M2-3的柵極接PMOS管M2-1和NMOS管M2-12的漏極，NMOS管M2-4的柵極接PMOS管M2-2和的NMOS管M2-13漏極，NMOS管M2-3的漏極接PMOS管M2-1的源極，NMOS管M2-4的漏極接PMOS管M2-2的源極，NMOS管M2-3和NMOS管M2-4的源極接地電位VSS；NMOS管M2-12、NMOS管M2-13和NMOS管M2-14的柵極接NMOS管M2-11和PMOS管M2-7的漏極，NMOS管M2-14與PMOS管M2-8共漏連接，NMOS管M2-11、NMOS管M2-12、NMOS管M2-13和NMOS管M2-14的源極接地電位VSS，NMOS管M2-11的柵極接偏置電路中NMOS管M2-17的柵極；

所述電流轉電壓電路由兩個NMOS管M2-9和M2-10與兩個電阻R2-1和R2-2組成；NMOS管M2-9的柵極接PMOS管M2-1的漏極，NMOS管M2-10的柵極接PMOS管M2-2的漏極；NMOS管M2-9的漏極通過電阻R2-1接電源VDD，NMOS管M2-10的漏極通過電阻R2-2接電源VDD；NMOS管M2-9和NMOS管M2-10的源極接地電位VSS；電流轉電壓電路中NMOS管M2-9的漏極輸出超前相位補償電路的第一輸出電壓V2-1，NMOS管M2-10的漏極輸出超前相位補償電路的第二輸出電壓V2-2；

所述全差分低通濾波器，其結構由第二偏置電路和單極點產生電路組成；

所述第二偏置電路由第二電流偏置源IBias和NMOS管M3-10組成；第二偏置電流源IBias跨接在電源VDD和NMOS管M3-10的漏極上，NMOS管M3-10柵極與漏極短接，其源極接地電位VSS；

所述單極點產生電路由四個PMOS管M3-1、M3-2、M3-8和M3-9、五個NMOS管M3-3、M3-4、M3-5、M3-6和M3-7，兩個電阻R3-0和R3-1，一個電容C3-0組成；PMOS管M3-1的柵極輸入Buck變化器的輸出采樣電壓vfb，PMOS管M3-2的柵極輸入參考電壓信號vref；PMOS管M3-1的源極通過電阻R3-0接NMOS管M3-3的漏極和PMOS管M3-9的漏極，PMOS管M3-2的源極通過電阻R3-1接NMOS管M3-4的漏極和PMOS管M3-9的漏極；NMOS管M3-3的柵極接PMOS管M3-1的漏極和NMOS管M3-5的漏極，NMOS管M3-4的柵極接PMOS管M3-2的漏極和NMOS管M3-6的漏極；PMOS管M3-8的柵極與漏極短接并連到PMOS管M3-9的柵極，PMOS管M3-8和PMOS管M3-9的源極接電源VDD；NMOS管M3-5和NMOS管M3-6的柵極接NMOS管M3-7的漏極和PMOS管M3-8的漏極，NMOS管M3-3、NMOS管M3-4、NMOS管M3-5、NMOS管M3-6和NMOS管M3-7的源極接地電位VSS；NMOS管M3-7的柵極接第二偏置電路中NMOS管M3-10的柵極；電容C3-0跨接在PMOS管M3-1和PMOS管M3-2的漏極之間，其中PMOS管M3-1的漏極輸出全差分低通濾波器的第一輸出電壓V3-1，PMOS管M3-2的漏極輸出全差分低通濾波器的第二輸出電壓V3-2；

超前相位補償電路的第一輸出電壓V2-1接所述NMOS管M1-1的漏極，超前相位補償電路的第二輸出電壓V2-2接所述NMOS管M1-2的漏極；全差分低通濾波器的第一輸出電壓V3-1接所述NMOS管M1-1的柵極，全差分低通濾波器的第二輸出電壓V3-2接所述NMOS管M1-2的柵極；NMOS管M1-1和NMOS管M1-2的源極接地；超前相位補償電路的第一輸出電壓V2-1和全差分低通濾波器的第一輸出電壓V3-1通過NMOS管M1-1線性疊加后與Buck變換器中振蕩器所產生的鋸齒波信號Isaw一起輸入到Buck變換器中PWM比較器的負相輸入端，超前相位補償電路的第二輸出電壓V2-2和全差分低通濾波器的第二輸出電壓V3-2通過NMOS管M1-2線性疊加后輸入到Buck變換器中PWM比較器的正相輸入端。