一种改进控制模式的DC‑DC开关电源制造技术

本发明专利技术涉及开关电源技术领域，具体涉及一种改进控制模式的DC‑DC开关电源，包括：输入电压端；输出电压端；第一开关支路，于一第一驱动信号作用下可控制地导通输入电压端和一第一参考节点；第二开关支路，于一第二驱动信号作用下可控制地导通第一参考节点和接地端；PWM信号产生单元，于一比较器的输出脉冲信号作用下产生导通时间和关断时间自适应调节的PWM信号；信号驱动单元，用于对PWM信号产生单元输出的信号进行处理后产生第一驱动信号和第二驱动信号。本发明专利技术让开关导通时间和关断时间都做自适应变化，能够提高开关电路工作的效率及稳定性，可灵活设置最大占空比，解决现有技术的恒定导通时间模式及固定关断时间模式的局限性。

【技术实现步骤摘要】
一种改进控制模式的DC-DC开关电源
本专利技术涉及开关电源
，具体涉及一种DC-DC开关电源。
技术介绍
DC-DC开关电源有多种控制模式，根据采样信号，一般可以分为电压模、电流模。电压模通过采样输出电压进行负反馈，电流模通过采样输入电流和输出电压进行负反馈；常用电流模架构包括：峰值电流模(Peak-CurrentMode)，平均电流模(Average-CurrentMode)和滞环电流模(Hysteretic-CurrentMode)；按照占空比调制方式来分包括脉宽调制(PulseWidthModulation，PWM)，脉冲频率调制(PulseFrequencyModulation，PFM)，恒定导通时间模式(ConstantOnTime，COT)，固定关断时间模式(FixedOffTime，FOT)，迟滞控制(Bang-Bang)等模式。COT模式响应速度很快，但因为固定导通时间，导致最大占空比受限，若设定主开关导通时间(TON)过大，则轻载模式下易造成很大的纹波；FOT模式的导通时间则会随着负载的加大而加长来增加占空比，缺点是固定关断时间不能设置过低，过低的话，在较轻载或者输入输出电压接近的时候，频率比较高，效率降低。
技术实现思路
为了解决以上技术问题，本专利技术旨在提供一种改进控制模式的DC-DC开关电源，具体包括：一输入电压端(VIN)；一输出电压端(VOUT)；第一开关支路，于一第一驱动信号(HS)作用下可控制地导通所述输入电压端(VIN)和一第一参考节点(X1)；第二开关支路，于一第二驱动信号(LS)作用下可控制地导通所述第一参考节点(X1)和所述接地端(GND)；PWM信号产生单元，于一比较器(PWMCOMP)的输出脉冲信号作用下产生导通时间和关断时间自适应调节的PWM信号；信号驱动单元(PWMDRV)，与所述PWM信号产生单元连接，用于对所述PWM信号产生单元输出的信号进行处理后产生所述第一驱动信号(HS)和所述第二驱动信号(LS)。本专利技术的DC-DC开关电源，所述比较器(PWMCOMP)的同相输入端连接一参考电压(Vref)，反相输入端连接一自所述输出电压端的反馈电压，所述比较器(PWMCOMP)用于对一参考电压和一自所述输出电压端的反馈电压进行比较，产生比较脉冲信号。本专利技术的DC-DC开关电源，所述PWM信号产生单元包括第一信号产生单元(IO1)，所述第一信号产生单元(IO1)包括：第三开关支路，于所述PWM信号的作用下可控制地导通一电源电压端(Vdd)和一第二参考节点(X2)；第四开关支路，于所述PWM信号的作用下可控制地导通所述第二参考节点(X2)和接地端(GND)；第一施密特触发器(I3)，用于对所述第二参考节点(X2)的信号进行施密特触发运算后作为第一施密特输出信号输出；第五开关支路，于所述第二参考节点(X2)的作用下可控制的导通所述接地端(GND)和所述第一施密特触发器的接地端(VSS)；第一逻辑运算部，于所述第一施密特输出信号和所述PWM信号下进行逻辑运算，产生一第一逻辑运算输出信号；第二逻辑运算部，于所述第一逻辑运算输出信号和所述比较器的比较脉冲信号(Pulsein1)作用下进行逻辑运算以产生所述第一信号产生单元的输出信号(Pulseout1)。本专利技术的DC-DC开关电源，所述PWM信号产生单元包括第二信号产生单元(IO2)，所述第二信号产生单元(IO2)包括：第二施密特触发器(I9)，用于将一第三参考节点(X3)的信号进行施密特触发运算后输出第二一施密特输出信号及第二二施密特输出信号；第六开关支路，于所述第一信号产生单元的输出信号的反相信号作用下可切换的导通所述第三参考节点(X3)和接地端(Vss)；第七开关支路，于所述第二二施密特输出信号的作用下可控制的导通一电源电压端(Vdd)至一第四参考节点(X4)或第四参考节点(X4)至接地端(Vss)；第三施密特触发器(I10)，用于将所述第四参考节点(X4)的信号进行施密特触发运算后输出一第三一施密特输出信号；第八开关支路，于所述第三一施密特输出信号的作用下可控制的导通所述第三参考节点(X3)和接地端(Vss)或所述第三参考节点(X3)和电源电压端(Vdd)；第三逻辑运算部，用于对所述第二一施密特输出信号和所述第一信号产生单元的输出信号(Pulsein2)进行逻辑运算产生所述第二信号产生单元的输出信号(Pulseout2)。本专利技术的DC-DC开关电源，所述PWM信号产生单元包括第三信号产生单元(IO3)，所述第三信号产生单元(IO3)包括：第四施密特触发器(I33)，用于对一第五参考节点(X5)的信号进行施密特触发运算后输出一四二施密特输出信号；第四逻辑运算部，用于对所述第二信号产生单元的输出信号(Pulseout2)和所述第四二施密特输出信号进行逻辑运算后输出第四一输出信号和第四二输出信号；第五逻辑运算部，用于对所述第二信号产生单元的输出信号(Pulseout2)和所述第四二输出信号进行逻辑运算后输出，作为所述第三信号产生单元的输出信号(Pulseout3)；第九开关支路，于所述第四一输出信号的控制下可切换的导通所述电源电压端(Vdd)至所述第五参考节点(X5)或导通所述第五参考节点(X5)至接地端(Vss)。本专利技术的DC-DC开关电源，所述第一参考节点(X1)和所述输出电压端(VOUT)之间连接一储能电感(L1)。本专利技术的DC-DC开关电源，所述输出电压端(VOUT)与接地端(GND)之间连接一第一支路，所述第一支路上连接一第一输出电容(COUT)和与所述第一输出电容(COUT)串联的ESR电阻。本专利技术的DC-DC开关电源，所述输出电压端(VOUT)与接地端之间连接一第二支路，所述第二支路为电阻分压支路，所述电阻分压支路包括预定数量且相互串联地连接于所述输出电压端(VOUT)与接地端(GND)之间的分压电阻，所述分压电阻间相连接的点形成分压节点，所述反馈电压(FB)自预定的分压节点处引出。本专利技术的DC-DC开关电源，一输出电容(C0)连接于所述输出电压端(VOUT)和所述分压节点之间。本专利技术的DC-DC开关电源，所述输出电压端(VOUT)与接地端(GND)之间连接负载电阻(Rload)。有益效果：本专利技术使用新的开关调制信号产生方式，让开关导通时间和关断时间都做自适应变化，能够提高开关电路工作的效率(频率自适应)，提高开关电路工作的稳定性(纹波小，临界态)，提高开关电路设计的灵活性(可灵活设置最大占空比)，解决了现有技术的恒定导通时间模式及固定关断时间模式的局限性。附图说明图1为本专利技术的一种具体实施例的电路结构图；图2为本专利技术的图1中主要器件的工作波形图；图3为本专利技术的第一信号产生单元的结构示意图；图4为本专利技术的第二信号产生单元的结构示意图；图5为本专利技术的第三信号产生单元的结构示意图；图6为本专利技术的第一信号产生单元的主要波形示意图；图7为本专利技术的第二信号产生单元的主要波形示意图；图8为本专利技术的第三信号产生单元的主要波形示意图。具体实施方式下方将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种改进控制模式的DC‑DC开关电源，其特征在于，包括，一输入电压端(VIN)；一输出电压端(VOUT)；第一开关支路，于一第一驱动信号(HS)作用下可控制地导通所述输入电压端(VIN)和一第一参考节点(X1)；第二开关支路，于一第二驱动信号(LS)作用下可控制地导通所述第一参考节点(X1)和所述接地端(GND)；PWM信号产生单元，于一比较器(PWMCOMP)的输出脉冲信号作用下产生导通时间和关断时间自适应调节的PWM信号；信号驱动单元(PWM DRV)，与所述PWM信号产生单元连接，用于对所述PWM信号产生单元输出的信号进行处理后产生所述第一驱动信号(HS)和所述第二驱动信号(LS)。

【技术特征摘要】
1.一种改进控制模式的DC-DC开关电源，其特征在于，包括，一输入电压端(VIN)；一输出电压端(VOUT)；第一开关支路，于一第一驱动信号(HS)作用下可控制地导通所述输入电压端(VIN)和一第一参考节点(X1)；第二开关支路，于一第二驱动信号(LS)作用下可控制地导通所述第一参考节点(X1)和所述接地端(GND)；PWM信号产生单元，于一比较器(PWMCOMP)的输出脉冲信号作用下产生导通时间和关断时间自适应调节的PWM信号；信号驱动单元(PWMDRV)，与所述PWM信号产生单元连接，用于对所述PWM信号产生单元输出的信号进行处理后产生所述第一驱动信号(HS)和所述第二驱动信号(LS)。2.根据权利要求1所述的DC-DC开关电源，其特征在于，所述比较器(PWMCOMP)的同相输入端连接一参考电压(Vref)，反相输入端连接一自所述输出电压端的反馈电压，所述比较器(PWMCOMP)用于对一参考电压和一自所述输出电压端的反馈电压进行比较，产生比较脉冲信号。3.根据权利要求2所述的DC-DC开关电源，其特征在于，所述PWM信号产生单元包括第一信号产生单元(IO1)，所述第一信号产生单元(IO1)包括：第三开关支路，于所述PWM信号的作用下可控制地导通一电源电压端(Vdd)和一第二参考节点(X2)；第四开关支路，于所述PWM信号的作用下可控制地导通所述第二参考节点(X2)和接地端(GND)；第一施密特触发器(I3)，用于对所述第二参考节点(X2)的信号进行施密特触发运算后作为第一施密特输出信号输出；第五开关支路，于所述第二参考节点(X2)的作用下可控制的导通所述接地端(GND)和所述第一施密特触发器的接地端(VSS)；第一逻辑运算部，于所述第一施密特输出信号和所述PWM信号下进行逻辑运算，产生一第一逻辑运算输出信号；第二逻辑运算部，于所述第一逻辑运算输出信号和所述比较器的比较脉冲信号(Pulsein1)作用下进行逻辑运算以产生所述第一信号产生单元的输出信号(Pulseout1)。4.根据权利要求2所述的DC-DC开关电源，其特征在于，所述PWM信号产生单元包括第二信号产生单元(IO2)，所述第二信号产生单元(IO2)包括：第二施密特触发器(I9)，用于将一第三参考节点(X3)的信号进行施密特触发运算后输出第二一施密特输出信号及第二二施密特输出信号；第六开关支路，于所述第一信号产生单元的输出信号的反相信号作用下可切换的导通所述第三参考节点(X3)和接地端(Vss)；第七开关支路，于所述第二二施密特输出信号的作用下可控制的导通一电源电压端...

【专利技术属性】
技术研发人员：符志岗，肖晗，朱同祥，尹辉，欧新华，袁琼，陈敏，刘宗金，郑朝晖，
申请(专利权)人：上海芯导电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：上海,31