[發明專利]一種開關電源紋波補償電路、開關電源及終端

在審

• 申請號: 202210004889.5
• 申請日: 2022-01-04
• 公開（公告）號: CN114362494A
• 公開（公告）日: 2022-04-15
• 發明（設計）人: 范建功
• 申請（專利權）人: 努比亞技術有限公司
• 主分類號: H02M1/14
• 分類號: H02M1/14;H02M3/156;H02M3/158
• 代理公司: 深圳協成知識產權代理事務所(普通合伙) 44458
• 代理人: 伍永森

本發明公開了一種開關電源紋波補償電路、開關電源及終端，屬于開關電源技術領域。其中，該開關電源紋波補償電路包括：第一電壓電流轉換模塊、第一鏡像電流源模塊、第二電壓電流轉換模塊、第二鏡像電流源模塊和電容充放電模塊。通過本發明實施例的開關電源紋波補償電路，能夠生成跟隨開關電源的電源輸出端的電壓變化的紋波信號，將該紋波信號與開關電源的帶隙基準電壓進行比較，并根據比較結果調整開關電源的脈沖寬度調制信號的占空比，從而通過簡單電路解決了電流模式開關電源存在的恒定峰值電流而非恒定平均電流引起的系統開環不穩定和占空比大于50％時系統的開環不穩定的技術問題，提高了電流模式開關電源的穩定性。

技術領域

本發明涉及開關電源技術領域，尤其涉及一種開關電源紋波補償電路、開關電源及終端。

背景技術

在電子終端的設計中，電源系統是必不可少的電路設計，開關電源在電源系統設計中起著至關重要的作用，作為任何芯片的輸入，其工作狀態的穩定性會影響整個系統的工作穩定性。以圖2所示的BUCK(降壓)型開關電源的基本拓撲結構為例，開關電源一般包括PWM(脈沖寬度控制)IC、功率開關管、整流二極管和LC濾波電路。

開關電源按反饋方式分為電壓模式和電流模式。電流模式開關電源因其突出的優點而得到了快速的發展和廣泛的應用。但是電流模式開關電源的結構決定了它存在恒定峰值電流而非恒定平均電流引起的系統開環不穩定和占空比大于50％時系統的開環不穩定的問題。

發明內容

有鑒于此，本發明實施例的目的在于提供一種開關電源紋波補償電路、開關電源及終端，以解決電流模式開關電源存在的恒定峰值電流而非恒定平均電流引起的系統開環不穩定和占空比大于50％時系統的開環不穩定的技術問題。

本發明解決上述技術問題所采用的技術方案如下：

根據本發明實施例的一個方面，提供一種開關電源紋波補償電路，該開關電源紋波補償電路包括：第一電壓電流轉換模塊、第一鏡像電流源模塊、第二電壓電流轉換模塊、第二鏡像電流源模塊和電容充放電模塊；

所述第一電壓電流轉換模塊的輸入端與開關電源的電源輸入端連接、輸出端與所述第一鏡像電流源模塊的輸入端連接，用于將所述電源輸入端的電壓轉換為第一電流，并將所述第一電流輸出到所述第一鏡像電流源模塊的輸入端；

所述第一鏡像電流源模塊的輸出端分別與所述第二電壓電流轉換模塊的輸出端、所述第二鏡像電流源模塊的輸入端連接，用于生成與所述第一電流成預定的第一比例的第二電流，并將所述第二電流輸出到所述第二電壓電流轉換模塊的輸出端；

所述第二電壓電流轉換模塊的輸入端與開關電源的電源輸出端連接，用于將所述電源輸出端的電壓轉化為第三電流，并將所述第三電流減去所述第二電流之后的第四電流輸出到所述第二鏡像電流源模塊的輸入端；

所述第二鏡像電流源模塊的輸出端與所述電容充放電模塊的第一輸入端連接，用于生成與所述第四電流成預定的第二比例的第五電流，并通過所述第五電流為所述電容充放電模塊充電；

所述電容充放電模塊的第二輸入端與開關電源振蕩器的時鐘信號輸出端連接、輸出電壓端與開關電源誤差放大器的第一輸入端連接，用于當所述時鐘信號輸出端為高電平時，通過所述第五電流為所述電容充放電模塊充電，從而生成跟隨所述電源輸出端的電壓變化的紋波信號，以將所述紋波信號通過所述開關電源誤差放大器與開關電源的帶隙基準電壓進行比較，并根據比較結果調整開關電源的脈沖寬度調制信號的占空比。

可選地，所述第一電壓電流轉換模塊包括第一電壓跟隨單元和第一電阻，所述電源輸入端的電壓經所述第一電壓跟隨單元跟隨之后，通過所述第一電阻轉換為第一電流，將所述第一電流輸出到所述第一鏡像電流源模塊的輸入端。

可選地，所述第一電壓跟隨單元包括第一運算放大器和第一開關，所述第一開關包括第一MOS管；