[發(fā)明專利]用于PFM模式升壓型DC?DC轉(zhuǎn)換器的自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制電路

在審

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• 申請日: 2017-04-07
• 公開（公告）號: CN106992670A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉簾曦;廖栩鋒;黃文斌;楊銀堂;朱樟明
• 申請（專利權(quán)）人: 西安電子科技大學(xué)
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M3/156
• 代理公司: 深圳精智聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司44393
• 代理人: 王海棟

本發(fā)明提供一種適用于PFM模式的升壓型DC?DC轉(zhuǎn)換器的自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制電路(10)，包括輸入電壓采樣與偏置模塊(100)、電容充放電模塊(101)及電壓比較與邏輯產(chǎn)生模塊(102)；其中，所述輸入電壓采樣與偏置模塊(100)、所述電容充放電模塊(101)及所述電壓比較與邏輯產(chǎn)生模塊(102)依次串行連接，且所述自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制電路(10)接收所述DC?DC轉(zhuǎn)換器的相位控制信號并向所述DC?DC轉(zhuǎn)換器的第一驅(qū)動(dòng)模塊輸出開關(guān)控制信號。本電路無需額外的電感電流檢測電路，可有效解決PFM模式的升壓型DC?DC轉(zhuǎn)換器的輸出電壓紋波隨輸入電壓紋波增大的問題。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子元器件領(lǐng)域，尤其涉及一種用于PFM模式升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制電路。

背景技術(shù)

近年來，基于WBAN(無線體域網(wǎng))的智能可穿戴設(shè)備成為熱門的研究課題。由于體積和可靠性的限制，傳統(tǒng)鋰電池供電成為智能可穿戴設(shè)備用戶體驗(yàn)的瓶頸，熱電發(fā)生器、單太陽能電池和燃料電池等在這一方面有著很大的潛能。然而，這些能源通常只能提供一個(gè)很低的電壓和較低的功率。一個(gè)升壓型轉(zhuǎn)換器能有效的解決這個(gè)問題。

通常應(yīng)用于無線傳感器中的能量源的提供功率較低，降低了轉(zhuǎn)換器的負(fù)載功率，如何能提高轉(zhuǎn)換器的轉(zhuǎn)換效率成為一個(gè)重要的問題。相對于CCM模式，DCM模式能在輕載條件下工作，并且可以獲得一個(gè)較快的瞬態(tài)響應(yīng)。因?yàn)樵谳p載條件下，相比于PWM模式，PFM(脈沖寬度調(diào)制)降低了開關(guān)損耗從而獲得一個(gè)較高的效率。然而，PFM調(diào)制的升壓型轉(zhuǎn)換器輸出紋波會(huì)隨著輸入電壓的增大而增大，在高輸入電壓時(shí)會(huì)產(chǎn)生一個(gè)大輸出紋波。

通常，為了解決升壓型轉(zhuǎn)換器輸出紋波會(huì)隨著輸入電壓的增大而增大的問題，一種方法是使用恒定峰值電流控制(CPIC)，稍微的改善了輸出紋波隨輸入紋波上升的問題。恒定峰值電流控制通常需要一個(gè)對電感電流檢測電路，消耗額外的功率，降低了轉(zhuǎn)換器的效率。另一種方法是采用了自適應(yīng)峰值電感電流控制方法(APIC)，通過對峰值電流進(jìn)行指數(shù)項(xiàng)的衰減降低輸出電壓紋波。然而其指數(shù)的衰減降低了其輸入電壓的范圍。在輸入電壓較小時(shí)，理論的峰值電流為負(fù)值，電路難以正常工作；在輸入電壓較大時(shí)輸出紋波的衰減效果不夠理想。

發(fā)明內(nèi)容

因此，為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的技術(shù)缺陷和不足，本發(fā)明提出了一種用于PFM模式升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器的自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制電路(10)，包括輸入電壓采樣與偏置模塊(100)、電容充放電模塊(101)及電壓比較與邏輯產(chǎn)生模塊(102)；其中，

輸入電壓采樣與偏置模塊(100)、電容充放電模塊(101)及電壓比較與邏輯產(chǎn)生模塊(102)依次串行連接，且自適應(yīng)導(dǎo)通時(shí)間控制電路(10)接收DC-DC轉(zhuǎn)換器的相位控制信號并向DC-DC轉(zhuǎn)換器的第一驅(qū)動(dòng)模塊輸出開關(guān)控制信號。

在本發(fā)明提供的一個(gè)實(shí)施例中，升壓型DC-DC轉(zhuǎn)換器包括電壓源(source_V_in)、電感(L)、第一開關(guān)(S₁)、第一驅(qū)動(dòng)模塊、第二開關(guān)(S₂)、第二驅(qū)動(dòng)模塊、電容(C)、轉(zhuǎn)換器電阻(R_Load)、第一反饋電阻(R_FB1)、第二反饋電阻(R_FB2)及邏輯與控制單元；