一种BUCK恒压驱动电路以及BUCK恒压驱动器制造技术

一种BUCK恒压驱动电路以及BUCK恒压驱动器，包括电压输出模块、输出控制信号以控制电压输出模块中的主开关管的导通和关闭的控制模块、根据控制信号获取主开关管的导通时间并对低输入电压的过流参考电压进行补偿的过流基准产生模块、根据过流参考电压输出反馈信号至控制模块以对电压输出模块带载时进行过流保护的过流保护模块、采样输出电压并根据输出电压与输出参考电压输出恒压调节信号的恒压控制模块、根据恒压调节信号输出反馈信号至控制模块以对电压输出模块中的峰值电流进行调整进而调整输出电压为恒定电压的PWM控制模块，本发明专利技术在维持现有技术低成本的基础上，使高低压驱动能力更接近，轻载时可把峰值电流降下，从而优化轻载响应和空载功耗特性。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电力电子领域，尤其涉及一种BUCK恒压驱动电路以及包括该驱动电路的BUCK恒压驱动器。
技术介绍
现有技术BUCK恒压驱动电路的典型应用如图1所示。其工作原理如下：当CLK产生器发出置位信号后，高压MOS管M1被驱动模块打开，高压MOS管M1导通，电感L的电流将以固定斜率增大，Vcs电压也随之增大，当电感L的电流增大到使得Vcs与控制器内部比较电压Vref相等时，驱动模块将关闭MOS管M1，使之截止，此时Vs将快速下降至-VD1，电感L上的电流经二极管D1以固定斜率下降，同时Vout通过二极管D2向VCC供电，于是：VL＝Vout+VD1＝VCC+VD2(1)假定VD1＝VD2,则Vcc＝Vout,因此可以通过VCC电压对Vout进行采样，再经过电阻分压后得到反馈电压Vfb，并与内部基准电压Vref2进行比较。当输出电压Vout比较高时，VCC和Vfb也相应被拉高，当Vfb高于Vref2时，复位信号R1＝1，MOS管M1将关闭，于是Vout将下降，VCC和Vfb也相应下降，当Vfb低于Vref2时，复位信号R1＝0，M1将重新导通。最终使Vfb的平均值与Vref2相等，假设电阻分压比例为α，则：Vout＝VCC＝α*Vref2(2)现有Buck恒压驱动器的优点是：结构简单，成本低。但存在如下明显问题：1)、理论上电感峰值电流Ipk为Vref/Rcs，但由于比较器的延时和MOS关断延时的存在，峰值电流Ipk为：IPK=VrefRCS+Vin-VoutL*Td---(3)]]>其中L为电感感量，Td为比较器延时与MOS关断延时之和，由于Vin》Vout，(3)可简化为：IPK=VrefRCS+VinL*Td---(4)]]>从上式可以看出，峰值电流随输入电压Vin增大而增大，从而导致低输入电压时的驱动能力明显比高输入电压时要弱；2)、对于BCM和DCM工作模式，输出功率与峰值电流Ipk和工作频率F的关系为：由于现有技术在轻载乃至空载条件的峰值电流不减小，因此轻载频率太低，不但响应较慢且空载功耗很大。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述缺陷，提供一种BUCK恒压驱动电路以及BUCK恒压驱动器。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种BUCK恒压驱动电路，包括：用于将输入电压进行调节以为负载提供恒定电压的电压输出模块、用于输出控制信号以控制所述电压输出模块中的主开关管的导通和关闭的控制模块、用于根据所述控制信号获取主开关管的导通时间进而获取输入电压的信息并对低输入电压的过流参考电压进行补偿的过流基准产生模块、用于根据所述过流参考电压输出反馈信号至控制模块以对电压输出模块带载时进行过流保护的过流保护模块、用于采样与所述驱动电路匹配的外围电路的输出电压并根据所述输出电压与输出参考电压输出恒压调节信号的恒压控制模块、用于根据所述恒压调节信号输出反馈信号至控制模块以对电压输出模块中的峰值电流进行调整进而调整所述输出电压为恒定电压的PWM控制模块；所述控制模块分别连接所述电压输出模块、过流基准产生模块、过流保护模块、PWM控制模块，所述过流保护模块还连接所述过流基准产生模块、电压输出模块，所述恒压控制模块连接所述PWM控制模块和所述外围电路，所述电压输出模块还连接至外围电路。在本专利技术所述的BUCK恒压驱动电路中，所述过流基准产生模块包括用于采样主开关每次导通时间内的最大积分电压以及固定延时时间内的最大积分电压并将两个最大积分电压同时保持到下一次主开关导通的采样保持电路和用于根据两个最大积分电压产生过流参考电压的过流基准产生器，所述过流保护模块包括第一比较器；所述采样保持电路的输入端连接控制模块且输出端连接过流基准产生器的输入端，所述过流基准产生器的输出端连接第一比较器的正输入端，第一比较器的负输入端连接电压输出模块，第一比较器的输出端连接控制模块，其中，所述过流基准产生器构建有如下关系：其中，A为正常数，Ton表示主开关的导通时间，Td表示所述固定延时时间，为第一比较器延时和主开关关断延时之和，Vref表示所述过流参考电压。在本专利技术所述的BUCK恒压驱动电路中，所述控制信号在每个时钟周期内形成高电平时间长度为Ton的第一PWM信号，所述采样保持电路包括：脉冲发生器、PWM信号发生器、两个N型MOS管、两个电容、两个恒流源、两个高电平时导通的充电开关，所述脉冲发生器由所述第一PWM信号上升沿触发产生脉冲信号，所述PWM信号发生器由第一PWM信号上升沿触发产生高电平时间长度为Td的第二PWM信号；脉冲发生器、PWM信号发生器分别连接至所述控制模块，每个N型MOS管的漏极均通过一个充电开关连接一个恒流源、源极和漏极之间均连接一个电容、源极均接地，两个N型MOS管的栅极均连接至脉冲发生器，一个充电开关的控制端连接至PWM信号发生器以接收所述第一PWM信号，另一个充电开关的控制端连接至所述控制模块以接收所述第二PWM信号。在本专利技术所述的BUCK恒压驱动电路中，所述过流基准产生器包括：除法器、乘法器、两个电压跟随器、MOS管镜像电流源、第一电阻、第二电阻；除法器的两个输入端分别连接至两个N型MOS管的漏极，乘法器的一个输入端接收常数A、另一个输入端连接除法器的输出端，第一个电压跟随器的输入端用于接收A伏的参考电压、输出端连接MOS管镜像电流源的参考支路的输出端和第一电阻的一端，第一电阻的另一端连接第二个电压跟随器的输出端，第二个电压跟随器的输入端连接乘法器的输出端，MOS管镜像电流源的输出支路的输出端连接第二电阻的第一端，第二电阻的第二端接地，第二电阻的第一端还连接至所述第一比较器的正输入端。在本专利技术所述的BUCK恒压驱动电路中，所述恒压控制模块包括分压电路和误差放大器，所述PWM控制模块包括第二比较器，所述分压电路连接外围电路和误差放大器的负输入端，误差放大器的正输入端用于接收输出参考电压，所述误差放大器的输出端连接第二比较器的负输入端，第二比较器的正输入端连接电压输出模块，第二比较器的输出端连接控制模块。在本专利技术所述的BUCK恒压驱动电路中，所述恒压控制模块还包括补偿电阻和补偿电容，误差放大器的输出端经由所述补偿电阻和补偿电容连接至电压输出模块。在本专利技术所述的BUCK恒压驱动电路中，所述电压输出模块包括所述主开关管和检流电阻，所述主开关管为N型MOS管，所述控制模块包括时钟产生器、RS触发器、驱动模块，时钟产生器连接RS触发器的置位端，RS触发器的两个复位端分别连接第一比较器的输出端和第二比较器的输出端，RS触发器的输出端连接驱动模块的输入端和采样保持电路的输入端，驱动模块的输出端连接N型MOS管的栅极，N型MOS管的漏极接收外部的输入电压，N型MOS管的源极分别连接第一比较器的负输入端、第二比较器的正输入端以及检流电阻的第一端，检流电阻的第二端经由所述补偿电阻和补偿电容连接至误差放大器的输出端。本专利技术还公开了一种BUCK恒压驱动器，所述驱动器内封装有所述的BUCK恒压驱动电路。实施本专利技术的BUCK恒压驱动电路，具有以下有益效果：一方面，本专利技术在现有典型驱动电路的基础上增加过流基准产生模块，因此与现有技术相比，过流保护模块的过流参考电压并不是一成不变的，而是经过过流基准本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种BUCK恒压驱动电路，其特征在于，包括：用于将输入电压进行调节以为负载提供恒定电压的电压输出模块(100)、用于输出控制信号以控制所述电压输出模块(100)中的主开关管的导通和关闭的控制模块(200)、用于根据所述控制信号获取主开关管的导通时间进而获取输入电压的信息并对低输入电压的过流参考电压进行补偿的过流基准产生模块(300)、用于根据所述过流参考电压输出反馈信号至控制模块(200)以对电压输出模块(100)带载时进行过流保护的过流保护模块(400)、用于采样与所述驱动电路匹配的外围电路的输出电压并根据所述输出电压与输出参考电压输出恒压调节信号的恒压控制模块(500)、用于根据所述恒压调节信号输出反馈信号至控制模块(200)以对电压输出模块(100)中的峰值电流进行调整进而调整所述输出电压为恒定电压的PWM控制模块(600)；所述控制模块(200)分别连接所述电压输出模块(100)、过流基准产生模块(300)、过流保护模块(400)、PWM控制模块(600)，所述过流保护模块(400)还连接所述过流基准产生模块(300)、电压输出模块(100)，所述恒压控制模块(500)连接所述PWM控制模块(600)和所述外围电路，所述电压输出模块(100)还连接至外围电路。...

【技术特征摘要】
1.一种BUCK恒压驱动电路，其特征在于，包括：用于将输入电压进行调节以为负载提供恒定电压的电压输出模块(100)、用于输出控制信号以控制所述电压输出模块(100)中的主开关管的导通和关闭的控制模块(200)、用于根据所述控制信号获取主开关管的导通时间进而获取输入电压的信息并对低输入电压的过流参考电压进行补偿的过流基准产生模块(300)、用于根据所述过流参考电压输出反馈信号至控制模块(200)以对电压输出模块(100)带载时进行过流保护的过流保护模块(400)、用于采样与所述驱动电路匹配的外围电路的输出电压并根据所述输出电压与输出参考电压输出恒压调节信号的恒压控制模块(500)、用于根据所述恒压调节信号输出反馈信号至控制模块(200)以对电压输出模块(100)中的峰值电流进行调整进而调整所述输出电压为恒定电压的PWM控制模块(600)；所述控制模块(200)分别连接所述电压输出模块(100)、过流基准产生模块(300)、过流保护模块(400)、PWM控制模块(600)，所述过流保护模块(400)还连接所述过流基准产生模块(300)、电压输出模块(100)，所述恒压控制模块(500)连接所述PWM控制模块(600)和所述外围电路，所述电压输出模块(100)还连接至外围电路。2.根据权利要求1所述的BUCK恒压驱动电路，其特征在于，所述过流基准产生模块(300)包括用于采样主开关每次导通时间内的最大积分电压以及固定延时时间内的最大积分电压并将两个最大积分电压同时保持到下一次主开关导通的采样保持电路(310)和用于根据两个最大积分电压产生过流参考电压的过流基准产生器(320)，所述过流保护模块(400)包括第一比较器；所述采样保持电路(310)的输入端连接控制模块(200)且输出端连接过流基准产生器(320)的输入端，所述过流基准产生器(320)的输出端连接第一比较器的正输入端，第一比较器的负输入端连接电压输出模块(100)，第一比较器的输出端连接控制模块(200)，其中，所述过流基准产生器(320)构建有如下关系：其中，A为正常数，Ton表示主开关的导通时间，Td表示所述固定延时时间，Vref表示所述过流参考电压。3.根据权利要求2所述的BUCK恒压驱动电路，其特征在于，所述控制信号在每个时钟周期内形成高电平时间长度为Ton的第一PWM信号，所述采样保持电路(310)包括：脉冲发生器、PWM信号发生器、两个N型MOS管、两个电容、两个恒流源、两个高电平时导通的充电开关，所述脉冲发生器由所述第一PWM信号上升沿触发产生脉冲信号，所述PWM信号发生器由所述第一PWM信号上升沿触发产生高电平时间长度为Td的第二PWM信号；脉冲发生器、PWM信号发生器分别连接至所述控制模块(200)，每个N型MOS管的漏...

【专利技术属性】
技术研发人员：黄裕泉，张涛，
申请(专利权)人：辉芒微电子深圳有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44