[發(fā)明專利]一種用于Buck變換器的環(huán)路補償電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201310366093.5
• 申請日: 2013-08-21
• 公開（公告）號: CN103414341A
• 公開（公告）日: 2013-11-27
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 甄少偉;劉雨石;王俊喜;耿煜;羅萍;張波
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 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(wù)所(普通合伙) 51227
• 代理人: 李順德;王睿

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電子技術(shù)領(lǐng)域，涉及電源技術(shù)，具體涉及一種用于降壓式穩(wěn)壓變換器（也稱Buck變換器）的環(huán)路補償電路。

背景技術(shù)

近年來，便攜式電子產(chǎn)品（比如：手機、平板電腦、MP3等）快速發(fā)展，電源管理單元（Power?Management?Unit，簡稱PMU）因其高效且適應(yīng)各種負(fù)載需求的優(yōu)點，日益被人們重視與青睞。PMU單元由多路DC-DC變換器與控制邏輯電路組成。其中Buck型DC-DC變換器是PMU單元的核心，負(fù)責(zé)輸出外圍設(shè)備所需要的電流與電壓。Buck變換器可分為片外補償和片內(nèi)補償兩種。片外補償需要額外的PCB板面積和片外補償電容，而片內(nèi)補償具有更低的噪聲敏感度與更小的面積。

片內(nèi)補償可分為二型補償和三型補償，二型補償為超前相位補償，其需要的無源器件尺寸較小，適合于片內(nèi)集成，但是由于其低頻增益較低，因此穩(wěn)態(tài)誤差較大。傳統(tǒng)的三型補償利用運算放大器與電阻電容網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，為得到低頻零點，需要很大的電阻和電容，很難片內(nèi)集成，其結(jié)構(gòu)如圖1所示。文獻（Patrick?Y.Wu,Sam?Y.S.Tsui?and?Philip?K.T.Mok,“Area-and?Power-Efficient?Monolithic?Buck?Converters?With?Pseudo-Type?III?Compensation,”IEEE?Journal?of?Solid-State?Circuits,vol.45,pp.1446–1455,Aug.2010.）提出了一種偽三型電路結(jié)構(gòu)，降低了電容電阻面積，使得片內(nèi)集成成為可能，但是其需要的片內(nèi)電容值為30pF，對于集成電路來說還是太大了。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明提供一種應(yīng)用于Buck變換器的環(huán)路補償電路，該環(huán)路補償電路通過一路經(jīng)超前相位補償?shù)碾妷盒盘柡鸵宦返屯V波器補償?shù)碾妷盒盘柧€性疊加，得到了與傳統(tǒng)三型補償電路相似的頻率特性：較高的低頻增益與兩個低頻零點，從而彌補了超前相位補償中低頻增益低，穩(wěn)態(tài)誤差大的缺點；另外超前相位補償電路和低通濾波器均采用全差分輸入輸出結(jié)構(gòu)，提高了電源抑制比（PSRR），能有效解決PMU中各路DC-DC變換器之間的串?dāng)_問題；同時本發(fā)明不僅可以產(chǎn)生于傳統(tǒng)三型補償?shù)念l率響應(yīng)，而且只需要兩個5pF的電容，易于片內(nèi)集成、且大大減少了無源器件的面積，降低了電路成本。

本發(fā)明詳細(xì)技術(shù)方案如下：

一種用于Buck變換器的環(huán)路補償電路，其結(jié)構(gòu)如圖2所示，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，如圖3所示，由第一偏置電路、零極點產(chǎn)生電路和電流轉(zhuǎn)電壓電路組成。超前相位補償電路產(chǎn)生一個零點和兩個高頻極點，提供超前相位補償。