[發明專利]恒定導通時間型升壓穩壓器

有效

• 申請號: 201710779794.X
• 申請日: 2017-09-01
• 公開（公告）號: CN107508465B
• 公開（公告）日: 2019-07-26
• 發明（設計）人: 黃星星;王國鵬;夏勇杰;陳照
• 申請（專利權）人: 無錫力芯微電子股份有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/088
• 代理公司: 無錫互維知識產權代理有限公司 32236
• 代理人: 龐聰雅

本發明提供一種恒定導通時間型升壓穩壓器，其包括：輸出電路；用于采樣輸出電壓得到反饋電壓的電壓反饋電路；用于采樣輸出電壓得到反饋補償電壓的電壓反饋補償電路；用于采樣輸出電路中的電感的電流產生紋波電壓的紋波產生電路；用所述反饋電壓加上所述紋波電壓，再減去所述反饋補償電壓得到反饋總信號的加減電路；基于所述反饋總信號得到觸發使能信號的輸出電壓控制回路；基于所述觸發使能信號得到導通觸發信號的自適應導通時間觸發電路；用于基于所述導通觸發信號得到準固定導通時間的自適應導通時間產生電路及鎖頻電路；驅動輸出電路，根據準固定導通時間產生驅動信號，以驅動輸出電路。從而解決了負載端需使用大寄生電阻的電解電容問題。

【技術領域】

本發明涉及電壓調節領域，特別涉及恒定導通時間型升壓穩壓器。

【背景技術】

升壓(Boost)穩壓器被廣泛應用于各種消費類手持設備與便攜式電子產品中，可將單節普通電池(鎳鎘、鎳氫或干電池等)電壓轉換為系統所需的更高電壓。目前該類Boost穩壓器大多數采用電流模式控制方式。雖然電流模式技術比較成熟，但是其需要進行斜率補償，補償電路設計不佳，不僅影響系統的穩定性還將影響系統的工作效率。近年來，恒定導通時間COT架構的Boost穩壓器逐漸被廣泛采用。

圖1為傳統的COT型BOOST穩壓器的結構框圖。如圖1所示的，所述BOOST穩壓器包括BOOST輸出電路110、電壓反饋電路120、誤差比較器COM、固定導通時間電路130和驅動電路140。在反饋電壓V_fb低于參考電壓V_ref時，誤差比較器輸出的比較信號V_com由低電平轉為高電平時觸發固定導通時間電路130工作，BOOST在固定導通時間Ton內對電感充電，隨后電感放電，直到反饋電壓V_fb再次低于參考電壓V_ruf時，進入下一個工作周期。

然而，傳統的COT型BOOST穩壓器在負載瞬態變化時，頻率變化范圍較大，需求使用大ESR(寄生電阻)的負載電容(如電解電容)。這些缺點使得該COT架構的Boost穩壓器很難在各種消費類手持設備與便攜式電子產品中廣泛推廣。

【發明內容】

本發明提出一種新穎的COT型BOOST穩壓器，可以解決頻率變化范圍大，需求大寄生電阻的負載電容的問題。

為了解決上述問題，本發明提供一種升壓穩壓器，其包括：輸出電路，用于將輸入電壓轉換成輸出電壓，其包括第一功率晶體管、第二功率晶體管和電感；電壓反饋電路，用于采樣所述輸出電壓得到反饋電壓；電壓反饋補償電路，用于采樣所述輸出電壓得到反饋補償電壓；紋波產生電路，用于采樣輸出電路中的電感的電流產生紋波電壓；加減電路，用所述反饋電壓加上所述紋波電壓，再減去所述反饋補償電壓得到反饋總信號；輸出電壓控制回路，其基于所述反饋總信號得到觸發使能信號；自適應導通時間觸發電路，其基于所述觸發使能信號得到導通觸發信號；自適應導通時間產生電路及鎖頻電路，用于基于所述導通觸發信號得到準固定導通時間；驅動輸出電路，其根據準固定導通時間產生第一驅動信號和第二驅動信號，第一驅動信號和第二驅動信號分別驅動第一功率晶體管和第二功率晶體管交替導通和截止。

優選的，所述電感連接于輸入端和中間節點SW之間，第一功率晶體管的源極與中間節點SW相連，漏極作為輸出端，第二功率晶體管的漏極與中間節點SW相連，其源極接地，第一功率晶體管的柵極接收第一驅動信號，第二功率晶體管的柵極接收第二驅動信號。

優選的，所述輸出電壓控制回路包括電壓比較器和電感谷底電流檢測控制電路，所述電壓比較器比較第一參考電壓和所述反饋總信號，當反饋總信號低于第一參考電壓時產生有效的第一觸發使能信號，所述電感谷底電流檢測控制電路檢測到電感電流低于預定閾值時產生有效的第二觸發使能信號，所述自適應導通時間觸發電路在第一觸發使能信號有效和/或第二觸發使能信號有效時得到有效的導通觸發信號。