[發(fā)明專利]一種適用于升降壓變換器的頻率調(diào)節(jié)電路

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010393315.2
• 申請日: 2020-05-11
• 公開（公告）號: CN111555615B
• 公開（公告）日: 2021-10-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 奚冬杰;徐晴昊;李現(xiàn)坤
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團公司第五十八研究所
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 無錫派爾特知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 32340
• 代理人: 楊立秋

本發(fā)明公開一種適用于升降壓變換器的頻率調(diào)節(jié)電路，屬于電子模擬電路技術(shù)領(lǐng)域。所述適用于升降壓變換器的頻率調(diào)節(jié)電路包括NMOS管MN1～MN4、PMOS管MP1～MP4、三極管NPN1～NPN4、電阻R1～R4、二極管D1、電流源I1～I4、運算放大器AMP1和比較器COMP1。本發(fā)明電路針對輸入具有瞬時尖峰的應(yīng)用場合，無需為增加功率管導(dǎo)通時間而將芯片工作頻率設(shè)置過低，滿足電流檢測延時對功率管最小導(dǎo)通時間要求；從而可避免大尺寸外圍器件的使用，最終降低設(shè)計成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及電子模擬電路技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種適用于升降壓變換器的頻率調(diào)節(jié)電路。

背景技術(shù)

在功率開關(guān)控制電路中，升降壓變換器由于具有電路結(jié)構(gòu)簡單、效率高、易于控制和輸入輸出電壓可實現(xiàn)任意組合等優(yōu)勢而得到廣泛應(yīng)用。傳統(tǒng)升降壓變換器電路架構(gòu)如圖1所示。PWM為控制邏輯電平，其控制功率管MN1周期性的開啟和關(guān)閉。D1為反向續(xù)流二極管。MN1開啟時，D1關(guān)斷，外部輸入V_IN向電感L1充電。MN1關(guān)閉時，D1開啟且反向續(xù)流從輸出濾波電容C_OUT上抽取電流，因此最終輸出V_OUT-為負壓。

通常為提升芯片動態(tài)響應(yīng)性能，升降壓變換器采用峰值電流模式進行整體環(huán)路控制，以維持輸出電壓穩(wěn)定。在功率管MN1每個開啟周期內(nèi)，需檢測電感電流值，當(dāng)其上升至設(shè)定值時要求立刻關(guān)斷功率管MN1，直至下個時鐘周期到來后再重新開啟。圖1中比較器AMP0起電流檢測作用，在MN1開啟階段，隨著電感內(nèi)電流上升其正負端壓差逐漸增大，當(dāng)電感電流上升至設(shè)定值時AMP0即輸出高電平立刻關(guān)斷MN1，等待下一個時鐘周期到來后在重新開啟MN1?？紤]電路內(nèi)各節(jié)點傳輸延時，如需保證電流檢測功能正常實現(xiàn)，以控制環(huán)路，穩(wěn)定電路輸出。則要求功率管MN1最小導(dǎo)通時間大于電流檢測比較器AMP0延時。

傳統(tǒng)升降壓變換器在某一固定應(yīng)用下，如外圍器件參數(shù)已確定，則其工作頻率(f_SW)為固定值。此時對某一組確定輸入V_IN和輸出V_OUT-，在每個開關(guān)周期內(nèi)其導(dǎo)通時間(T_ON)為：

由以上分析可知傳統(tǒng)升降壓變換器當(dāng)其輸入V_IN遠大于輸出V_OUT-時，在每個開關(guān)周期內(nèi)功率管MN1導(dǎo)通時間會很小，最終導(dǎo)通時間T_ON不滿足電流檢測比較器延時要求，電流檢測功能無法正常實現(xiàn)，無法控制環(huán)路以穩(wěn)定輸出電壓。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于提供一種適用于升降壓變換器的頻率調(diào)節(jié)電路，以解決傳統(tǒng)升降壓變換器具有工作頻率與輸入輸出電壓無關(guān)特性，當(dāng)其工作于最大輸入和最小輸出情況下時，功率管最小導(dǎo)通時間無法滿足電流檢測延時要求、從而導(dǎo)致芯片無法正常工作，環(huán)路不受控制，輸出存在不穩(wěn)定的問題。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明提供一種適用于升降壓變換器的頻率調(diào)節(jié)電路，包括NMOS管MN1～MN4、PMOS管MP1～MP4、三極管NPN1～NPN4、電阻R1～R4、二極管D1、電流源I1～I4、運算放大器AMP1和比較器COMP1；其中，

NMOS管MN1漏端接三極管NPN1基極，柵端接NMOS管MN4柵端，源端接輸出端V_OUT-；NMOS管MN2漏端接電阻R3第一端，柵端接比較器COMP1輸出端，源端接第二電阻R2第一端；NMOS管MN3漏端接PMOS管MP3漏端，柵端接運算放大器AMP1輸出端，源端接電阻R4第一端；NMOS管MN4漏端接PMOS管MP4漏端，柵端接PMOS管MP4漏端，源端接輸出端V_OUT-；