[發明專利]增強瞬態特性的自適應遲滯控制變換器、控制方法及設備

在審

• 申請號: 202010784900.5
• 申請日: 2020-08-06
• 公開（公告）號: CN111900878A
• 公開（公告）日: 2020-11-06
• 發明（設計）人: 孫凱;周小虎
• 申請（專利權）人: 深圳市凱冠智能科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 深圳市智勝聯合知識產權代理有限公司 44368
• 代理人: 齊文劍

本申請提供了一種增強瞬態特性的自適應遲滯控制變換器、控制方法及設備，所述變換器用于將輸入電能變換成負載所需的電壓或電流可控的電能，包括補償單元，輸入單元，處理單元和比較單元，其特征在于，所述補償單元和所述處理單元分別與所述輸入單元和比較單元連接。相比于現有電感電流采樣的斜坡補償的技術方案，本發明利用MOS管工作在線性電阻區的特性，替代傳統的RC電阻，使其在穩態和瞬態條件下產生不同的斜坡補償特性，即實現了變換器在穩態下的穩定性，又在瞬態時利用反饋控制改變MOS的線性阻值，提高斜坡補償能力，改善了遲滯控制變換器的瞬態特性，而且本發明電路結構簡單，技術操作容易，成本更低。

技術領域

本申請涉及集成電路領域，特別是一種增強瞬態特性的自適應遲滯控制變換器、控制方法及設備。

背景技術

Buck變換器(降壓型開關變換器)應用較為廣泛的有電壓控制模式、峰值電流控制模式和遲滯控制模式。由于遲滯控制模式相比于電壓控制模式和峰值電流控制模式，具有不需要補償網絡和誤差放大器，環路結構簡單并自震蕩，同時瞬態響應速度較快、功耗較低，因而廣泛得到應用。

遲滯控制模式的變換器需要采樣輸出紋波做反饋控制，在超低反饋基準電壓的發展趨勢下，遲滯控制模式越來越難以實現更好的瞬態特性，因此通常遲滯控制模式會加入斜坡補償電路來增強變換器的瞬態特性，現有的帶有斜坡補償電路的遲滯控制模式變換器結構如圖1、2所示，現有的斜坡補償方案雖然能夠保證系統的穩定，但是其補償采用靜態補償，系統瞬態響應不能達到最佳。

為此，相比于靜態斜坡補償，為了進一步提高變換器的瞬態特性，帶有自適應的斜坡補償方案的遲滯控制模式變換器也被廣泛的應用。現自適應遲滯控制變換器主要有兩種：

一種通過采用動態可變補償電容來改變帶寬，從而增強瞬態特性，但該技術需要保證電容的精確設計以及提供電容倍增效應所需要的外部動態偏置電路，對技術實現要求較高；

另一種主要采用自適應斜坡產生電路來產生代表電感電流的斜坡信號，采用動態調整方式的上下閾值電壓的遲滯模式，從而使變換器獲得良好的瞬態響應特性，但電路實現較為復雜，實現成本較高。

發明內容

鑒于所述問題，提出了本申請以便提供克服所述問題或者至少部分地解決所述問題的一種增強瞬態特性的自適應遲滯控制變換器、控制方法及設備，包括：

一種增強瞬態特性的自適應遲滯控制變換器，所述變換器用于將輸入電能變換成負載所需的電壓或電流可控的電能，包括補償單元，輸入單元，處理單元和比較單元，所述補償單元和所述處理單元分別與所述輸入單元和比較單元連接；

其中，所述補償單元包括，MOS管M3、MOS管M4、MOS管M5、運算放大器OP3、電容C2、電容C3、電感L和電阻R1；

所述MOS管M3漏端及柵端分別與輸入單元連接，

所述MOS管M3的柵端分別與所述MOS管M4的柵端、所述運算放大器OP3的輸出端和所述運算放大器OP3的正向輸入端連接，

所述MOS管M3的源端分別與所述MOS管M5的柵端及漏端、所述MOS管M4的漏端、所述電感L的一端和所述輸入單元連接，

所述MOS管M4的源端分別與所述電容C2的一端和所述電容C3的一端連接，

所述MOS管M5的源端與所述電容C2另一端、所述電感L的另一端、所述電阻R1的一端連接，

所述運算放大器OP3的反向輸入端分別與所述電容C3的另一端、所述電阻R1的另一端和所述比較單元連接。

進一步地，所述輸入單元包括二極管D1、MOS管M1、MOS管M2、電容C1和緩沖器Buffer；