[發明專利]一種基于電容電流反饋控制的BUCK電路

有效

• 申請號: 201910181485.1
• 申請日: 2019-03-11
• 公開（公告）號: CN109889041B
• 公開（公告）日: 2020-12-08
• 發明（設計）人: 張藝蒙;王茂林;賈仁需;宋慶文;湯曉燕;張玉明
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158;H02M1/38
• 代理公司: 西安嘉思特知識產權代理事務所(普通合伙) 61230
• 代理人: 張捷

本發明涉及一種基于電容電流反饋控制的BUCK電路，包括基本BUCK電路模塊用于直流到直流的降壓變換；電容電流檢測模塊連接基本BUCK電路模塊，用于檢測基本BUCK電路模塊的支路電流；控制信號生成模塊連接電容電流檢測模塊、基本BUCK電路模塊和負載響應控制模塊，用于產生控制信號；負載響應控制模塊連接死區時間產生模塊，用于根據所述控制信號實現基本BUCK電路模塊的快速負載響應；死區時間產生模塊連接基本BUCK電路模塊，用于產生預設時間，以適應基本BUCK電路模塊的延時響應。本發明的BUCK電路采用的電容電流檢測模塊，可以獲得精確的輸出電容支路的電流信號，而且電容電流作為控制信號獲得更好的負載切換瞬態響應。

技術領域

本發明屬于開關電源電路設計技術領域，具體涉及一種基于電容電流反饋控制的BUCK電路。

背景技術

在直流電能變換電路或控制裝置的開關電源電路中，BUCK電路是一種DC/DC(直流轉直流)降壓轉換器，用于直流到直流的降壓變換，主要適用于輸入電壓高于輸出電壓的情形。為實現BUCK電路的恒流輸出，通常需要檢測負載電流，也就是需要對BUCK電路的負載電流進行精確檢測，并反饋到BUCK電路的控制端進行控制，以保持BUCK電路的恒流輸出。

目前，現有BUCK電路的負載電流檢測技術通常是基于電感電流的反饋控制結構，它是在電感及輸出信號之間串聯一個小的采樣電阻進行檢測，針對這種檢測方法，電阻上流過的平均電流即為輸出負載電流，因此通過采樣檢測電路，時刻檢測到采樣電阻兩端的電壓，然后放大，取其均值，即轉化為負載電流對應比例的電壓信號，但是，外接的采樣電阻在工作過程中，通過其上的電流會造成能量損失，降低效率，使得反饋信號無法快速反映負載電流的變化。

發明內容

為了解決現有技術中存在的上述問題，本發明提供了一種基于電容電流反饋控制的BUCK電路。本發明要解決的技術問題通過以下技術方案實現：

本發明提供了一種基于電容電流反饋控制的BUCK電路，包括：基本BUCK電路模塊、電容電流檢測模塊、控制信號生成模塊、負載響應控制模塊和死區時間產生模塊；

所述基本BUCK電路模塊用于直流到直流的降壓變換；

所述電容電流檢測模塊連接所述基本BUCK電路模塊，用于檢測所述基本BUCK電路模塊的支路電流；

所述控制信號生成模塊連接所述電容電流檢測模塊、所述基本BUCK電路模塊和所述負載響應控制模塊，用于根據所述電容電流檢測模塊的檢測電流和所述基本BUCK電路模塊的輸出電壓產生控制信號；

所述負載響應控制模塊連接所述死區時間產生模塊，用于根據所述控制信號實現所述基本BUCK電路模塊的快速負載響應；

所述死區時間產生模塊連接所述基本BUCK電路模塊，用于產生預設時間，以適應所述基本BUCK電路模塊的延時響應。

在本發明的一個實施例中，所述基本BUCK電路模塊包括第一功率開關管、第二功率開關管、電感、電容、第一電阻、第一驅動單元和第二驅動單元，其中，

所述第一功率開關管的柵極連接所述第一驅動單元的輸出端，源極連接外部輸入電壓源，漏極連接所述第二功率開關管的漏極；

所述第二功率開關管的柵極連接所述第二驅動單元的輸出端，源極連接接地端，漏極連接所述電感的的第一端；

所述第一驅動單元的輸入端和所述第二驅動單元的輸入端均連接所述死區時間產生模塊；

所述電感和所述第一電阻)串聯在所述第二功率開關管的漏極與接地端之間；

所述電容的一端連接在所述電感與所述第一電阻之間的節點處，另一端連接接地端；

所述電感的第二端作為所述基本BUCK電路模塊的輸出端與所述控制信號生成模塊連接。