[發明專利]一種提高瞬態響應的BOOST電路及其應用方法

有效

• 申請號: 202011301127.9
• 申請日: 2020-11-19
• 公開（公告）號: CN112383224B
• 公開（公告）日: 2021-09-28
• 發明（設計）人: 張亮
• 申請（專利權）人: 深圳英集芯科技有限公司
• 主分類號: H02M3/158
• 分類號: H02M3/158
• 代理公司: 廣州三環專利商標代理有限公司 44202
• 代理人: 盧澤明

1.一種提高瞬態響應的BOOST電路，其特征在于，包括：

一BOOST變換器，用于產生一高于輸入電壓的輸出電壓；

一電流采樣模塊，連接在所述BOOST變換器上，用于產生電流檢測信號；

一開關器件，連接在所述BOOST變換器上，用PWM調制信號控制通斷；

一控制單元，連接在所述BOOST變換器上，用于在一基準電壓、一輸出電壓的電壓反饋信號、輸出電壓的上升斜率或下降斜率、一電流檢測信號及一斜坡補償電壓的作用下產生PWM調制信號，并于設定時間周期內產生預定占空比的調制信號；

與所述控制單元連接的一輸出電壓斜率采樣模塊，連接在所述BOOST變換器上，用于采樣所述開關器件關斷時間內輸出電壓的上升斜率或下降斜率；

所述輸出電壓斜率采樣模塊包括運算放大器OP、場效應管MN0、場效應管MN1、場效應管MN2、場效應管MP1、場效應管MP2、場效應管MP3、場效應管MP4、場效應管MP5，所述運算放大器OP的同相輸入端接輸出電壓V0，所述運算放大器OP的反相輸入端與所述場效應管MN0的源極連接，所述運算放大器OP的輸出端與所述場效應管MN0的柵極連接，所述場效應管MN0的漏極與所述場效應管MP1的漏極、所述場效應管MP1的柵極、所述場效應管MP2的柵極連接，所述場效應管MP2的柵極與所述場效應管MP3的柵極連接，所述場效應管MP4的柵極與所述場效應管MP5的柵極之間通過開關SW1連接，所述場效應管MP5的柵極和源極之間連接有電容C2，所述場效應管MN1的柵極與所述場效應管MN2的柵極之間通過開關SW2連接，所述場效應管MN2的柵極和源極之間連接有電容C3，所述場效應管MN0的源極連接有電流源I、電容C1，所述場效應管MP2的漏極、場效應管MP4的漏極連接有電流源I，所述場效應管MP3的漏極、場效應管MN1的漏極連接有電流源I、電流源Im，其中，電流源I為固定的電流源，主要用于為電路提供偏置電流，以建立直流工作點；電流源Im為輸出負載不動時，所述開關器件關斷時的輸出電壓上升斜率預設電流；

所述場效應管MP1、場效應管MP2與場效應管MP3依次連接構成電流鏡結構，所述場效應管MP4與場效應管MP5連接構成電流鏡結構，所述場效應管MN1與場效應管MN2連接構成電流鏡結構。

2.根據權利要求1所述的BOOST電路，其特征在于：

所述BOOST變換器包括電壓輸入端、電壓輸出端，所述電壓輸入端接入輸入電壓，所述輸入電壓經過所述BOOST變換器處理后經過所述電壓輸出端得到輸出電壓，所述電壓輸入端連接有輸入電容、第一電感以及所述開關器件，所述電壓輸出端連接有輸出電容、輸出負載。

3.根據權利要求2所述的BOOST電路，其特征在于：

所述控制單元包括邏輯控制模塊、驅動模塊、誤差放大器以及電壓比較器，所述誤差放大器的反相輸入端接入電壓反饋信號，所述誤差放大器的同相輸入端接入基準電壓，所述誤差放大器的輸出端與所述電壓比較器的同相輸入端連接，所述電壓比較器的反相輸入端接入電流檢測信號以及斜坡補償電壓，所述電壓比較器的輸出端與所述邏輯控制模塊連接，所述邏輯控制模塊與所述驅動模塊連接。

4.根據權利要求1至3任一項所述的BOOST電路，其特征在于：

所述開關器件為一受所述PWM調制信號控制通斷的功率開關管，連接于所述電流采樣模塊上。

5.根據權利要求2所述的BOOST電路，其特征在于：

所述電壓反饋信號通過一反饋網絡產生，所述反饋網絡主要由一電阻分壓電路形成，所述電阻分壓電路連接在所述電壓輸出端上。

6.一種提高瞬態響應的BOOST電路的應用方法，其特征在于，所述BOOST電路是采用上述權利要求1至5任一項所述的BOOST電路，所述方法包括以下步驟：

根據負載變化情況動態采樣開關器件關斷時間內輸出電壓的上升斜率或下降斜率，并將采樣到的上升斜率或下降斜率轉換成電流信號后為誤差放大器的輸出端的補償網絡進行放電或充電，使占空比迅速下降或提高，以減小輸出電壓的過沖或下沖，從而加快輸出的瞬態響應速度。