一种自适应反流比较器制造技术

一种自适应反流比较器，属于电子电路技术领域。包括偏置电路、自适应失调电压产生电路和比较器，偏置电路为自适应失调电压产生电路和比较器提供偏置电压，自适应失调电压产生电路的输入端连接开关变换器，根据其输入信号自适应的产生失调电压，再通过比较器后进一步输出合适的反流控制信号，使得开关变换器在各种输出情况下，电感电流都不会出现反流的现象。本发明专利技术与传统反流比较器相比，不会出现在某些输出电压下电感电流发生反流的问题，能有效提高开关变换器的效率。

An adaptive countercurrent comparator

An adaptive countercurrent comparator belongs to the field of electronic circuit technology. Including bias circuit, adaptive offset voltage generating circuit and comparator, bias circuit for adaptive offset voltage generation circuit and comparator provides a bias voltage adaptive offset voltage generating circuit is connected to the input end of the switching converter, according to the input signal to produce adaptive offset voltage through the comparator output after further reflux the appropriate control signals, the switching converter output in a variety of circumstances, the inductor current will not appear reflux phenomenon. Compared with the traditional countercurrent comparator, the invention does not appear to have the problem of reflux of inductance current under some output voltages, and it can effectively improve the efficiency of the switching converter.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应反流比较器
本专利技术属于电子电路
，涉及一种自适应反流比较器。
技术介绍
在许多DC-DC变换器的应用中，为了防止电感电流反流，会加入判断是否发生反流的反流比较器。同时，由于反流比较器的输出与功率管之间存在传输延迟，通常的做法是在反流比较器中引入固定的失调OFFSET电压，使得经过反流信号经过传输延迟后，能够准确的在电感电流等于零时关闭功率管，以防止反流。然而，当输出电压需要在多种电压下都稳定工作时，固定的失调OFFSET电压无法满足应用的需求，这是由于不同的输出电压对应着不同的电感电流变化率，每种输出电压下对应着不同的失调OFFSET电压来达到理想的过零关断。若采用固定的失调OFFSET电压，会导致在某些输出电压下电感电流出现反流的情况，进一步会导致效率降低等问题。
技术实现思路
本专利技术所要解决的，就是针对上述问题，提出一种自适应反流比较器。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种自适应反流比较器，包括偏置电路、自适应失调电压产生电路和比较器，所述偏置电路的输入端连接电源电压，其输出端输出第一偏置电压VB和第二偏置电压；所述自适应失调电压产生电路包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2和第一NMOS管MN1，第一电阻R1和第八电阻R8串联，其串联点作为所述自适应失调电压产生电路的第一输入端，第一电阻R1的另一端连接第一PMOS管MP1的源极，第八电阻R8的另一端连接第一NMOS管MN1的栅极并通过第九电阻R9后接地；第二电阻R2的一端作为所述自适应失调电压产生电路的第二输入端，其另一端连接第二PMOS管MP2的源极；第五电阻R5和第六电阻R6串联，其串联点连接所述第一偏置电压VB，第五电阻R5的另一端连接第一PMOS管MP1的栅极和第一NMOS管MN1的漏极，第六电阻R6的另一端连接第二PMOS管MP2的栅极；第一NMOS管MN1的源极通过第七电阻R7后接地，第一PMOS管MP1的漏极作为所述自适应失调电压产生电路的第一输出端并通过第三电阻R3后接地，第二PMOS管MP2的漏极作为所述自适应失调电压产生电路的第二输出端并通过第四电阻R4后接地；所述比较器的第一输入端连接所述自适应失调电压产生电路的第一输出端，其第二输入端连接所述自适应失调电压产生电路的第二输出端，其偏置电压端连接所述第二偏置电压，其输出端作为所述自适应反流比较器的输出端。具体的，通过改变第八电阻R8和第九电阻R9的比值来调整第一NMOS管MN1的栅极电压VOUT_drop。具体的，所述第一偏置电压VB满足下式：VB＞2×(VOUT_drop_max-Vt)+Io×R5其中，VOUT_drop_max为第一NMOS管MN1的栅极电压VOUT_drop的最大值，Vt为第一NMOS管MN1的阈值电压，Io为流经第七电阻R7的电流。本专利技术的有益效果为：能有效的根据DC-DC变换器的输出电压变化情况自适应地产生反流比较器需要的失调OFFSET电压，使得DC-DC变换器拥有理想的限制反流性能；本专利技术提供的自适应反流比较器与传统反流比较器相比，不会出现在某些输出电压下电感电流发生反流的问题，能有效提高DC-DC变换器的效率。附图说明图1为本专利技术提供的一种自适应反流比较器的结构框图。图2为自适应失调电压产生电路的失调电压OFFSET与第一输入端电压VOUT的关系示意图。图3为本专利技术中自适应失调电压产生电路的结构图。图4为本专利技术中自适应失调电压产生电路的波形图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例详细描述本专利技术。本专利技术提出的一种自适应反流比较器适用于DC-DC开关变换器，对于不同的开关变换器，自适应反流比较器的输入端连接在开关变换器中电感电流下降时导通的功率管的两端，以BOOST变换器为例，如图1所示为本专利技术提出的一种自适应反流比较器应用于BOOST变换器的结构框图，BOOST变换器的输出电压VOUT连接自适应反流比较器的第一输入端，BOOST变换器中上功率管MP和下功率管MN的共漏端(即BOOST变换器的开关节点SW)连接自适应反流比较器的第二输入端。自适应失调电压产生电路将根据输入信号自适应的产生失调OFFSET电压，本实施例中失调OFFSET电压定义为当其第一输出端电压VOUT_COMP等于其第二输出电压SW_COMP时，第一输入电压VOUT与第二输入电压SW的差值。偏置电路为自适应失调电压产生电路和比较器提供偏置电压，其输入端连接电源电压，其输出端输出第一偏置电压VB至自适应失调电压产生电路和第二偏置电压至比较器。比较器的第一输入端连接自适应失调电压产生电路的第一输出端，其第二输入端连接自适应失调电压产生电路的第二输出端，其输出端作为自适应反流比较器的输出端输出自适应反流控制信号。经过上述步骤，在BOOST变换器电路中，将SW点和VOUT点的电压输入到自适应反流比较器后，自适应反流比较器能够根据输入的信息自适应的调控失调OFFSET电压，进一步输出合适的反流判断信号，使得BOOST变换器在各种输出情况下，电感电流都不会出现反流的现象。如图2所示为本实施例中失调OFFSET电压与第一输入电压VOUT的关系说明图，在BOOST变换器电路中，当下功率管关闭，电路进入死区时间，SW点先上升至VOUT+0.7V，其中0.7V是一般体二极管的导通压降，具体值可根据实际体二极管导通压降决定；图2中的小段平台为死区时间内上功率管体二极管导通所致。随后上功率管开启，电感电流逐渐下降，SW点电压也随之下降，当SW点电压等于VOUT电压时，电感电流下降至零。由于反流信号需要经过一定的延迟D_delay后才能传递到功率管，故反流比较器需要设置一定的失调OFFSET电压使反流控制信号提前D_delay时间关断功率管，从而使得BOOST变换器不出现电感电流反流的现象。如图2所示，当VOUT电压不同时，对应的SW点的电压下降的斜率K也不同，其中K正比于(VOUT-VIN)×Ron/L，VIN为BOOST电路的输入电压，Ron为功率管的导通电阻，L为BOOST拓扑中的电感。所以由于K值的不同，OFFSET电压在VOUT电压变化时也应该自适应的变化。且该变化应该正比于VOUT-VIN。如图3所示为本专利技术的自适应失调电压产生电路的结构示意图，包括第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第一PMOS管MP1、第二PMOS管MP2和第一NMOS管MN1，第一电阻R1和第八电阻R8串联，其串联点作为所述自适应失调电压产生电路的第一输入端连接BOOST变换器的输出电压VOUT，第一电阻R1的另一端连接第一PMOS管MP1的源极，第八电阻R8的另一端连接第一NMOS管MN1的栅极并通过第九电阻R9后接地；第二电阻R2的一端作为所述自适应失调电压产生电路的第二输入端连接BOOST变换器的开关节点SW，其另一端连接第二PMOS管MP2的源极；第五电阻R5和第六电阻R6串联，其串联点连接所述第一偏置电压VB，第五电阻R5的另一端连接第一PMOS管MP1本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自适应反流比较器，其特征在于，包括偏置电路、自适应失调电压产生电路和比较器，所述偏置电路的输入端连接电源电压，其输出端输出第一偏置电压(VB)和第二偏置电压；所述自适应失调电压产生电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)和第一NMOS管(MN1)，第一电阻(R1)和第八电阻(R8)串联，其串联点作为所述自适应失调电压产生电路的第一输入端，第一电阻(R1)的另一端连接第一PMOS管(MP1)的源极，第八电阻(R8)的另一端连接第一NMOS管(MN1)的栅极并通过第九电阻(R9)后接地；第二电阻(R2)的一端作为所述自适应失调电压产生电路的第二输入端，其另一端连接第二PMOS管(MP2)的源极；第五电阻(R5)和第六电阻(R6)串联，其串联点连接所述第一偏置电压(VB)，第五电阻(R5)的另一端连接第一PMOS管(MP1)的栅极和第一NMOS管(MN1)的漏极，第六电阻(R6)的另一端连接第二PMOS管(MP2)的栅极；第一NMOS管(MN1)的源极通过第七电阻(R7)后接地，第一PMOS管(MP1)的漏极作为所述自适应失调电压产生电路的第一输出端并通过第三电阻(R3)后接地，第二PMOS管(MP2)的漏极作为所述自适应失调电压产生电路的第二输出端并通过第四电阻(R4)后接地；所述比较器的第一输入端连接所述自适应失调电压产生电路的第一输出端，其第二输入端连接所述自适应失调电压产生电路的第二输出端，其偏置电压端连接所述第二偏置电压，其输出端作为所述自适应反流比较器的输出端。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应反流比较器，其特征在于，包括偏置电路、自适应失调电压产生电路和比较器，所述偏置电路的输入端连接电源电压，其输出端输出第一偏置电压(VB)和第二偏置电压；所述自适应失调电压产生电路包括第一电阻(R1)、第二电阻(R2)、第三电阻(R3)、第四电阻(R4)、第五电阻(R5)、第六电阻(R6)、第七电阻(R7)、第八电阻(R8)、第九电阻(R9)、第一PMOS管(MP1)、第二PMOS管(MP2)和第一NMOS管(MN1)，第一电阻(R1)和第八电阻(R8)串联，其串联点作为所述自适应失调电压产生电路的第一输入端，第一电阻(R1)的另一端连接第一PMOS管(MP1)的源极，第八电阻(R8)的另一端连接第一NMOS管(MN1)的栅极并通过第九电阻(R9)后接地；第二电阻(R2)的一端作为所述自适应失调电压产生电路的第二输入端，其另一端连接第二PMOS管(MP2)的源极；第五电阻(R5)和第六电阻(R6)串联，其串联点连接所述第一偏置电压(VB)，第五电阻(R5)的另一端连接第一PMOS管(MP1)的栅极和第一NMOS管(MN1)的漏极，第六电阻(R6)的另一端连...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗萍，黄龙，刘泽浪，陈佳伟，曾鹏灏，杨鹏博，周先立，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51