[發明專利]一種斜坡疊加PWM比較電路

在審

• 申請號: 201710417670.7
• 申請日: 2017-06-06
• 公開（公告）號: CN107276570A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 張國俊;李湘林
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H03K7/08
• 分類號: H03K7/08;H02M1/08;H02M1/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明屬于功率集成電路技術領域，特別涉及一種斜坡疊加PWM比較電路。

背景技術

開關電源是利用現代電力電子技術，控制開關管開通和關斷的時間比率，維持穩定輸出 電壓的一種電源，開關電源一般由PWM控制IC和MOSFET構成。隨著電力電子技術的發展和 創新，使得開關電源技術也在不斷地創新。目前，開關電源以小型、輕量和高效率的特點被 廣泛應用于幾乎所有的電子設備，是當今電子信息產業飛速發展不可缺少的一種電源方式。 DC/DC轉換器含有三種基本拓撲，分別是buck，boost，buck-boost結構。而對于峰值電流 模式而言，它比電壓模式響應速度更快、抗干擾能力更強、負載穩定性更好以及可以較輕松 實現過流保護。PWM控制技術以其控制簡單，靈活和動態響應好的優點而成為電力電子技術 最廣泛應用的控制方式，也是人們研究的熱點，而PWM電路的性能直接影響開關電源的性能。

發明內容

本發明的目的，就是提供一種電流模式下的斜坡疊加PWM比較電路。

為實現上述目的，本發明提供以下的技術方案：一種電流模式下的斜坡疊加PWM比較電 路，把兩個重要模塊斜坡補償和PWM合在一起，用更簡單的電路結構實現同樣的目的。輸出 電壓通過兩個電阻分壓反饋回來的信號FBX與基準電壓Vref通過誤差放大器EA進行差分放 大，從而輸出電壓信號Vea；振蕩器OSC產生二次斜坡電流I_Slope；電感電流通過檢測電阻 Rsense，產生采樣的電感電壓Vsense；這三個信號Vea，I_Slope，Vsense輸入到斜坡疊加 PWM比較電路中，Vea進行一系列轉換，形成由Vea表示的電流，再與I_Slope疊加，形成電 流Icomp，再通過電阻形成壓降，與Vsense進行比較，最后通過SR鎖存器整形輸出高低脈 沖，送入到驅動模塊Driver里，輸出GATE端信號，控制功率管的開通與關斷，從而形成一 個環路來調節輸出電壓的大小。

所述斜坡疊加PWM比較電路是為當占空比接近或超過50％，同時工作在連續導通模式下 時，出現次諧波不穩定現象服務的。本發明將兩個重要功能模塊合在一起，達到更簡單，規 模更小的優點，且MOS管并不能采用本發明的結構實現同樣的功能。因為MOS管的源端和漏 端電流相等，而bipolar的發射極、集電極電流并不精確相等。

附圖說明

圖1為本發明斜坡疊加PWM比較電路的原理框圖；

圖2為本發明斜坡疊加PWM比較電路的具體結構圖；

圖3為本發明斜坡疊加PWM比較電路的系統架構圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本發明進行詳細的描述

由圖1所示，當Vcomp小于Vsense時，驅動模塊Driver輸出高電平，功率管打開，電 感電流通過電阻Rsense，產生壓降，再通過放大器產生電感電壓Vsense，送到PWM的正輸入 端；當Vcomp大于Vsense時，Driver輸出低電平，控制功率管關斷，此時電流通過二極管 流向輸出，輸出電壓再通過分壓電阻產生反饋電壓FBX，送入到誤差放大器EA中，與基準電 壓Vref進行比較，輸出電壓Vea，送入到斜坡補償中；振蕩器產生了斜坡電壓Vramp，再通 過三極管的特性從而產生二次斜坡電流I_Slope，送入到本發明的斜坡疊加PWM比較電路中， 與Vea轉換的電流進行疊加，疊加后的電流Icomp通過電阻的壓降為Vcomp，最后與Vsense 進行比較，從而控制占空比，進而控制功率管的導通與關斷。

附圖2顯示了本發明的斜坡疊加PWM比較電路具體結構圖。Vea為誤差放大器的輸出， I_Slope為振蕩器產生的二次斜坡電流，Vsense為采樣的電感電壓。Vea送到bipolar的基 極，R3端電壓為V_ea-V_BE，電流電流I4通過 電流鏡像產生電流這就是誤差放大器的輸出Vea通過轉換形成 的電流。當Vsense為0，且未加I1和I_Slope兩支路電流時，I2＝I3，V1＝V2；當Vsense不 再為0，且引入了兩支路電流后，可以理解為輸出電壓的翻轉點為V_sense＝(I1-I_Slope)×R1. 斜坡疊加電流I_comp＝I1-I_Slope，疊加電壓V_comp＝(I1-I_Slope)×R1。

NQ1與NQ2相同，基極接到一起；由于I_Slope是一個逐漸上升的斜坡電流，所以Vcomp 是一個逐漸下降的斜坡電壓；而采樣的電感電壓是一個逐漸上升的電壓值，當上升到與Vcomp 相等時，輸出電平翻轉。從而達到斜坡疊加和PWM比較的目的。因此，這大大減少了構建電 路的復雜程度。