[實用新型]一種應用于DC-DC電源管理芯片的快速瞬態響應電路

有效

• 申請號: 201920603923.4
• 申請日: 2019-04-28
• 公開（公告）號: CN210111843U
• 公開（公告）日: 2020-02-21
• 發明（設計）人: 方建平;薛永強;石鵬舉
• 申請（專利權）人: 西安拓爾微電子有限責任公司
• 主分類號: H02M1/32
• 分類號: H02M1/32
• 代理公司: 西北工業大學專利中心 61204
• 代理人: 金鳳

本實用新型提供了一種應用于DC?DC電源管理芯片的快速瞬態響應電路，在穩態時，快速瞬態響應檢測電路處于休眠狀態，當COMPA檢測到輸出電壓有較大的跌落，即輸出電壓有大負載階躍時，快速瞬態響應檢測電路被激活，開始對V_COMP節點充電，即該電路加快誤差放大器EA的擺率；負載階躍越大，PM2的充電能力越強，V_COMP節點的電壓沖的越高，開關占空比將增大，即PM3打開的時間增長，電源將在PM3打開時對輸出充電，即電流將從電源經由PM3流至SW，為輸長時間補充能量。

技術領域

本發明涉及電源管理領域，尤其是一種應用于電源管理芯片的響應電路。

背景技術

直流轉直流轉換芯片(DC-DC converter chip)具有高集成、高驅動、高效率等優點，DC-DC轉換器芯片是電源管理芯片中一個非常重要的功能模塊，隨著便攜式電子產品的廣泛應用，對DC-DC的性能也提出了更高的要求：更高集成度、更高效、更好的瞬態響應等等。

DC-DC轉換器芯片的瞬態響應包含負載瞬態響應和線性瞬態響應，其負載瞬態響應是指輸出電流突然變化是引起的輸出電壓的瞬態變化量，線性瞬態響應是指當輸入電壓突然變化時引起的輸出電壓的變化情況。對于應用DC-DC較多的便攜式產品，一般輸入電壓的變化相對較小，而負載變化的情況卻較為普遍。所以DC-DC負載瞬態響應的研究收到越來越多的重視。

電流模式的DC-DC轉換器有一個較大的片外濾波電容，在負載跳變時可以降低輸出電壓的波動，但是，這并不意味著電流模式的DC-DC轉換器就有天然良好的負載瞬態響應。事實上，影響負載瞬態響應的主要原因為：1)開關頻率的限制，即帶寬環路帶寬的限制；2)在低功耗設計要求的前提下，誤差放大器的輸出端大的補償電容限制的誤差放大器的擺率。此外，電流模式DC-DC轉換器本質上是非線性系統，所以使用的快速瞬態響應技術與通用的線性系統是有一定的差異性。

基于上述現有技術的缺點，對電流模式的DC-DC轉換器芯片的快速瞬態響應電路進行優化和創新是目前的迫切需求。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種應用于DC-DC電源管理芯片的快速瞬態響應的電路，該電路具有低功耗，瞬態響應快，穩定性好的優勢。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：

一種應用于DC-DC電源管理芯片的快速瞬態響應的電路，包括誤差放大器EA、快速瞬態相應檢測電路、電感電流采樣電路、采樣電阻Rs、脈沖調制比較器、波形發生器、RS鎖存器、死區時間控制器、驅動級電路、P型功率管PM3和N型功率管NM3；

所述誤差放大器EA將檢測反饋電壓VFB和芯片內部基準電壓VREF的差值并放大，輸出電壓V_COMP；

所述快速瞬態相應檢測電路由比較器COMPA和P型MOS管PM1組成，COMPA檢測VFB和VREF的差值并放大，輸出V_SP并連接P型MOS管PM1的柵極；在檢測到VFB下降至VREF的97.5％時，P型MOS管PM1將對誤差放大器的輸出V_COMP節點進行快速充電；

所述電感電流采樣電路將檢測電阻Rs上的壓降，即檢測電感電流，輸出控制電壓V_IS，控制電壓V_IS連接NM1的柵極，電感電流增加時，控制電壓V_IS將增加；

所述波形發生器產生兩列波，分別為一列鋸齒V_SLOPE波和一列方波CLK，鋸齒波V_SLOPE控制NM2的柵極，方波CLK控制RS鎖存器的S端；

所述PWM調制比較器電路，兩個負輸入端分別接V_IS和V_SLOPE，正輸入端接V_COMP電壓，V_IS連接NM1的柵極，V_COMP連接P型MOS管PM2，V_SLOPE連接NM2的柵極；當V_COMP大于V_IS與V_SLOPE電壓之和時，輸出信號V_PWM為高電平，當V_COMP小于V_IS、V_SLOPE電壓之和時，輸出信號V_PWM為低電平，即產生V_PWM調制脈沖；