[發(fā)明專利]DC-DC轉(zhuǎn)換器的大帶載能力斜坡補(bǔ)償電路及補(bǔ)償方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110850601.1
• 申請(qǐng)日: 2021-07-27
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN113922636A
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-01-11
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 郭仲杰;劉申;李青;曹喜濤;韓曉;王楊樂(lè);李逸江
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安理工大學(xué)
• 主分類號(hào): H02M1/08
• 分類號(hào): H02M1/08
• 代理公司: 西安弘理專利事務(wù)所 61214
• 代理人: 劉娜

本發(fā)明公開(kāi)了一種用于DC?DC轉(zhuǎn)換器的大帶載能力斜坡補(bǔ)償電路，包括運(yùn)算放大器，運(yùn)算放大器輸出端通過(guò)源跟隨器M2連接電阻R1、MOS管M4漏極，電阻R1連接采樣單元一端，采樣單元另一端接地，運(yùn)算放大器正極輸入端口接入斜坡補(bǔ)償電壓V_SLOPE，運(yùn)算放大器負(fù)極輸入端口連接MOS管M4漏極，MOS管M4柵極接入電流偏置電壓V_BIAS2，MOS管M4源極接地；動(dòng)態(tài)調(diào)整了采樣單元中MOS管M3的導(dǎo)通電阻的大小，保證使用斜坡補(bǔ)償技術(shù)后的采樣電流與未使用斜坡補(bǔ)償時(shí)的采樣電流一致，保證電感峰值電流不會(huì)因?yàn)樾逼卵a(bǔ)償而下降，消除斜坡補(bǔ)償對(duì)電感電流的影響，消除斜坡補(bǔ)償對(duì)帶載能力的影響，提升DC?DC轉(zhuǎn)換器帶載能力。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電壓轉(zhuǎn)換電路技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種用于DC-DC轉(zhuǎn)換器 的大帶載能力斜坡補(bǔ)償電路，還涉及一種用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的大帶載能力 斜坡補(bǔ)償方法。

背景技術(shù)

電源是一切電子設(shè)備的心臟，其性能的優(yōu)劣關(guān)系到整個(gè)系統(tǒng)的安全性和 可靠性。在一個(gè)系統(tǒng)中可能需要不同的電源電壓給系統(tǒng)不同部分進(jìn)行供電， 通常系統(tǒng)中僅有一個(gè)電源，需要轉(zhuǎn)換電路對(duì)電源電壓進(jìn)行轉(zhuǎn)換。隨著電子設(shè) 備的功能越來(lái)越強(qiáng)大，對(duì)輸出電流的要求也越來(lái)越高。在峰值電流模式PWM 控制中，當(dāng)電路中控制主開(kāi)關(guān)管的柵極電壓信號(hào)占空比大于50％時(shí)，會(huì)產(chǎn)生 次諧波震蕩，引起電流內(nèi)環(huán)的不穩(wěn)定。針對(duì)這個(gè)問(wèn)題，采用斜坡補(bǔ)償技術(shù)， 來(lái)解決電流環(huán)的不穩(wěn)定問(wèn)題，但與此同時(shí)會(huì)帶來(lái)系統(tǒng)帶載能力降低的問(wèn)題。

傳統(tǒng)電路中斜坡補(bǔ)償對(duì)帶載能力的影響在于：系統(tǒng)工作的一個(gè)周期內(nèi)， 輸出電壓經(jīng)反饋網(wǎng)絡(luò)后與基準(zhǔn)電壓比較后，經(jīng)過(guò)誤差放大器對(duì)其交流小信號(hào) 進(jìn)行放大，輸出電壓為V_c。采樣電路采樣出來(lái)電感電流信息經(jīng)過(guò)采樣電阻后 轉(zhuǎn)化為電壓信號(hào)V_sense與斜坡補(bǔ)償電壓V_slope、保證電路直流點(diǎn)的電壓V_dc相 疊加，V_c與三者相疊加的信號(hào)在PWM比較，當(dāng)V_SLOPE+V_sense+V_dc＝V_c時(shí)，PWM 比較器輸出信號(hào)翻轉(zhuǎn)，通過(guò)SR觸發(fā)器及驅(qū)動(dòng)電路控制主開(kāi)關(guān)管的關(guān)斷，通 過(guò)時(shí)鐘信號(hào)控制SR觸發(fā)器及驅(qū)動(dòng)電路控制開(kāi)關(guān)管的打開(kāi)，以此來(lái)調(diào)整輸出 電壓。

在V_c保持不變的情況下，隨著V_slope的升高，將會(huì)帶來(lái)V_sense的下降，當(dāng) 將采樣出來(lái)的電流信息轉(zhuǎn)換為電壓的采樣電阻保持不變時(shí)，采樣電流I_sense將 相應(yīng)的成比例下降，并且由于采樣模塊對(duì)電感電流的采樣系數(shù)是固定不變 的，將帶來(lái)電感峰值電流的下降，輸出電流大小受電感峰值電流決定，因此 傳統(tǒng)電路中由于斜坡補(bǔ)償?shù)拇嬖跁?huì)降低系統(tǒng)的輸出電流能力，降低系統(tǒng)的帶 載能力。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的帶載能力斜坡補(bǔ)償?shù)碾?路，用于消除斜坡補(bǔ)償對(duì)帶載能力的影響從而提升DC-DC轉(zhuǎn)換器帶載能力。

本發(fā)明的另一目的是提供一種用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的大帶載能力斜坡補(bǔ) 償方法。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種用于DC-DC轉(zhuǎn)換器的大帶載能力斜 坡補(bǔ)償電路，包括運(yùn)算放大器OP，運(yùn)算放大器OP輸出端通過(guò)源跟隨器M2 連接電阻R1、MOS管M4漏極，電阻R1連接采樣單元一端，采樣單元另 一端接地，運(yùn)算放大器OP正極輸入端口接入斜坡補(bǔ)償電壓V_SLOPE，運(yùn)算放 大器OP負(fù)極輸入端口連接MOS管M4漏極，MOS管M4柵極接入電流偏 置電壓V_BIAS2，MOS管M4源極接地。

本發(fā)明的特點(diǎn)還在于：

采樣單元包括依次連接的偏置電流管M1、電感L、電流采樣模塊、MOS 管M3的漏極，偏置電流管M1、MOS管M3柵極均連接電阻R1，MOS管 M3源極接地。