[發明專利]一種適用于參考電壓跟蹤電源調制器的PWM調制電路

有效

• 申請號: 201910681313.0
• 申請日: 2019-07-26
• 公開（公告）號: CN110460222B
• 公開（公告）日: 2021-01-26
• 發明（設計）人: 馬衡;洪志良
• 申請（專利權）人: 復旦大學
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/158
• 代理公司: 上海正旦專利代理有限公司 31200
• 代理人: 陸飛;王潔平

本發明屬于集成電路設計技術領域，具體為一種適用于參考電壓跟蹤電源調制器的PWM調制電路。電源調制器為Buck?Boost電源調制器，由基于終點預測的誤差放大器、線性PWM調制電路、驅動電路和功率級組成；線性PWM調制電路由一個穩定幅度雙鋸齒波發生器、一個可變幅度鋸齒波發生器、兩個二選一多路選擇器MUX和一對比較器組成。本發明大大簡化了Boost模式下終點預測模塊的理論復雜度，使其電路實現成為可能，同時也實現了Buck模式、Boost模式之間平滑和快速的參考電壓跟蹤，有助于電源調制器在寬輸入、寬輸出的場景下進行快速參考電壓跟蹤，可以應用于諸多具有需要高速電源的設備中。

技術領域

本發明屬于集成電路設計技術領域，具體涉及的是一種適用于參考電壓跟蹤電源調制器的PWM調制電路。

背景技術

長期以來，人民日益增長的對美好生活的向往促使了移動通信技術的發展。隨著通信速度的不斷提高，對電源的參考電壓跟蹤速度要求也越來越高。如應用于RFPA的平均功率跟蹤電源調制器，其實質是一個具有快速參考電壓跟蹤功能的Buck-Boost轉換器，對于5G NR架構來說，每個數據slot之間留給電源調制器切換電壓的時間為5us，在不增加片外無源器件的前提下，實現如此快速的參考電壓跟蹤速度成為一個挑戰。

實現快速的參考電壓跟蹤，需要加快控制環路的響應速度，即提高環路帶寬，但是對于開關電源來說，提高環路帶寬也意味著開關頻率的提高，這將大大降低電源調制器的效率。為了在不提升穩態工作頻率的情況下加快參考電壓跟蹤速度，需要在電壓切換的過程中引入額外的控制電路。基于終點預測的Buck轉換器，利用參考電壓變化的同時，將誤差電壓的終點預測值輸入到環路中來實現快速切換，由于參考電壓和誤差預測電壓的突變，會使控制環路在短暫的時間內進入大信號工作模式，大大提高了響應速度，當輸出電壓和參考電壓接近時，再重新回到小信號工作模式，來保證輸出電壓平滑切換并進入穩態工作。通過以上幾個過程，基于終點預測的Buck轉換器實現了快速的參考電壓跟蹤。然而，對于Boost轉換器而言，其誤差電壓的預測值和參考電壓呈反比關系，導致終點預測模塊無法通過簡單的線性運算得到預測值，也限制了終點預測技術在Boost轉換器中的應用。

發明內容

本發明的目的在于提供一種適用于參考電壓跟蹤Buck-Boost電源調制器的PWM調制電路。在Buck模式下，直接通過誤差信號和雙鋸齒波比較產生占空比信號，此時誤差電壓的預測值與參考電壓呈線性關系；在Boost模式下，通過改變調制器結構，維持了誤差電壓和參考電壓的線性關系，從而簡化了終點預測模塊的設計，加快了跟蹤參考電壓的速度。本發明的技術方案具體介紹如下。