一种自适应斜坡补偿电路制造技术

本发明专利技术公开了一种自适应斜坡补偿电路，属于DC‑DC变换器领域。该补偿电路包括：第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、第四电流镜、控制电路、第一电阻、第二电阻，第一电压采样模块，第二电压采样模块；与传统自适应斜坡补偿电路相比较，本发明专利技术提出的自适应斜坡补偿电路精度更高功耗更小。

An adaptive slope compensation circuit

The invention discloses an adaptive slope compensation circuit, which belongs to the field of DC DC converter. The compensation circuit includes: the first current mirror, the second current mirror, the third current mirror, the fourth current mirror, the control circuit, the first resistance, the second resistance, the first voltage sampling module, the second voltage sampling module; compared with the traditional adaptive slope compensation circuit, the adaptive slope compensation circuit proposed by the present invention has higher precision. High power consumption is smaller.

【技术实现步骤摘要】
一种自适应斜坡补偿电路
本专利技术属于DC-DC变换器领域(DC-DCconverter)。
技术介绍
DC-DC变换器是电源类芯片的主要产品之一。电压型变换器主要包含低压差线性稳压器(LDO)、DC-DC、AC-DC等。LDO的输出电压对噪声的抑制作用比较好，因此可以用于低噪声电路；然而，LDO的功耗相对较大，而且其输出的电压要低于输入。相比于LDO，开关电源的优点一方面是其输出电压不受输入电压的制约，同时，开关电源的功耗相对于其他来说要低很多，故其能量转化效率高。尽管DC-DC变换器在噪声、输出电压纹波等方面有不足，但是由于其高的转换效率，其被大量的应用于对效率要求较高的电子产品中。目前流行的DC-DC开关电源主要包含BUCK、BOOST以及BUCK-BOOST型等，在这些开关电源中，系统的控制方式主要包含电流模式和电压模式。电压控制模式只有一个控制环路，通过监测输出电压的变化来对环路进行调整，但是其响应速度慢，补偿结构复杂；电流控模式包含两个控制环路，其同时监测电压与电流的变化反馈到环路中实现调整，因此其响应速度相对要快，而且由于电流反馈环路的存在，使得电路系统的补偿结构大大简化。由于电流控制模式存在响应速度快、补偿简单等优点，现如今的DC-DC变换器中大部分采用电流控制模式。如果DC-DC转换器采用的是峰值电流方式，这种控制方式的系统瞬态响应快，但是当占空比D>50％时会出现次谐波振荡，这会影响芯片的稳定性，因此必须加入斜坡补偿电路来保证系统的稳定(见文献薛彦红.降压型DC-DC中自适应斜坡补偿电路的设[D].东南大学,2009)。斜坡补偿是指在DC-DC变换器的电流控制环路中加入斜坡补偿电流，用来尽量的减低由于电感电流波动带来的次谐波振荡。斜坡补偿电路作为DC-DC变换器控制模块，需要高精度低功耗的特点。斜坡补偿技术主要分为三种：一次斜坡补偿、分段线性斜坡补偿以及适应斜坡补偿。一次斜坡补偿与分段线性斜坡补偿容易造成过补偿，这会减弱系统的瞬态响应速度与带载能力。为了提高系统的瞬态响应速度与带载能力，设计了一种自适应斜坡补偿电路，该电路结构生成的斜坡补偿信号的补偿斜率随占空比变化。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术精度不足的问题提出一种高精度的自适应斜坡补偿电路。本专利技术技术方案包为一种自适应斜坡补偿电路，该补偿电路包括：第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、第四电流镜、控制电容充放电电路、第一电阻、第二电阻，第一电压采样模块，第二电压采样模块；所述第一电流镜包括：第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管；所述第一PMOS管与第三PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第一PMOS管与第三PMOS管的栅极共接后连接第一PMOS管漏极，第一PMOS管漏极接第二PMOS管源极，第二PMOS管与第四PMOS管的栅极共接后连接第二PMOS管的漏极，第三PMOS管的管漏极接第四PMOS管源极；所述第二电流镜包括：第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管；所述第五PMOS管与第七PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第五PMOS管与第七PMOS管的栅极共接后连接第五PMOS管漏极，第五PMOS管漏极接第六PMOS管源极，第六PMOS管与第八PMOS管的栅极共接后连接第六PMOS管的漏极，第七PMOS管的管漏极接第八PMOS管源极；所述第三电流镜包括：第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管；所述第九PMOS管与第十一PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第就PMOS管与第十一PMOS管的栅极共接后连接第十一PMOS管漏极，第九PMOS管漏极接第十PMOS管源极，第十PMOS管与第十二PMOS管的栅极共接后连接第十二PMOS管的漏极，第十一PMOS管的管漏极接第十二PMOS管源极；所述第四电流镜包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管；第一NMOS管与第三NMOS管的栅极共接后连接第一NMOS管漏极，第一NMOS管源极接第二NMOS管漏极，第二NMOS管与第四NMOS管的栅极共接后连接第二NMOS管的漏极，第三NMOS管的管源极接第四NMOS管漏极；第二NMOS管与第四NMOS管的源极共同接地；所述控制电容充放电电路包括：第五NMOS管、第六NMOS管、电容C，所述第五NMOS管的漏极、第六NMOS管的漏极、电容C的一端共接斜坡补偿电压Vslope，第五NMOS管的栅极连接控制时钟信号，所述第五NMOS管的源极、第六NMOS管的源极、电容C的另一端共同接地；所述第一电流镜中第二PMOS管的漏极连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地；所述第一电流镜中第四PMOS管的漏极连接第四电流镜中第一NMOS管的漏极；所述第二电流镜中第六PMOS管的漏极分别连接第四电流镜中第三NMOS管的漏极和第三电流镜中第十PMOS管的漏极；所述第二电流镜中第八PMOS管的漏极分别连接第五NMOS管和第六NMOS管的漏极和电容C的一端；所述第三电流镜中第十二PMOS管的漏极连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述第一电压采样模块采样第一电阻两侧电压，第二电压采样模块采样第二电阻量测电压。进一步的，所述第一电压采样电路和第二电压采样电路完全相同，都包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻、比较器、电容、NMOS管M1、NMOS管M2，所述第一电阻的输出端与第二电阻的输入端相连，第一电阻和第二电阻的共节点连接比较器的正极输入端，电容的输入端、NMOS管M1的漏极、第三电阻的输入端共接后连接比较器的负极输入端，第二电阻的输出端、电容的输出端、NMOS管M1的源极、第三电阻的输出端共接地，所述比较器的输出端接NMOS管M2的栅极，NMOS管M2的源极连接NMOS管M1的的漏极；其中，所述第一电压采样电路中第一电阻的输入端连接输入信号Vout，第一电压采样电路中NMOS管M2的漏极连接第一电流镜中的第二PMOS管的漏极；所述第二电压采样电路中的第一电阻的输入端连接输入信号Vin，所述第二电压采样电路中NMOS管M2的漏极连接第三电流镜中第十二PMOS管的漏极。本专利技术的有益效果是，与传统自适应斜坡补偿电路相比较，本专利技术提出的自适应斜坡补偿电路精度更高。附图说明图1是李帅专利技术的自适应斜坡补偿电路。图2是周泽坤专利技术的自适应斜坡补偿电路。图3是本专利技术所述的自适应斜坡补偿电路。图4是本专利技术采用的电压采样电路。图5是本专利技术中的采用的脉冲波形。图6是本专利技术中的CTRL信号产生电路。图7是本专利技术中在不同温度下的仿真结果。图8是本专利技术中工艺角分析结果。图9是本专利技术中Vin改变，Vout不变斜坡补偿斜率变化。图10是本专利技术中Vout改变，Vin不变斜坡补偿斜率变化。具体实施方式以下结合附图，详细说明本专利技术的内容：图1是李帅专利技术的自适应斜坡补偿电路(见文献一种用于BuckDC-DC转换器的自适应斜坡补偿电路[J].李帅,张志勇,赵武,程卫东.电子技术应用.2010(02))，图1中M0和R0构成源极跟随器，将M1的栅源电压VGS1偏置在恒定状态，使得流过M1、M2的电流保持恒定；R1、R2组成分压网络，将VOUT分压后得到V0；图1中采用M1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种自适应斜坡补偿电路，该补偿电路包括：第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、第四电流镜、控制电容充放电电路、第一电阻、第二电阻，第一电压采样模块，第二电压采样模块；所述第一电流镜包括：第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管；所述第一PMOS管与第三PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第一PMOS管与第三PMOS管的栅极共接后连接第一PMOS管漏极，第一PMOS管漏极接第二PMOS管源极，第二PMOS管与第四PMOS管的栅极共接后连接第二PMOS管的漏极，第三PMOS管的管漏极接第四PMOS管源极；所述第二电流镜包括：第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管；所述第五PMOS管与第七PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第五PMOS管与第七PMOS管的栅极共接后连接第五PMOS管漏极，第五PMOS管漏极接第六PMOS管源极，第六PMOS管与第八PMOS管的栅极共接后连接第六PMOS管的漏极，第七PMOS管的管漏极接第八PMOS管源极；所述第三电流镜包括：第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管；所述第九PMOS管与第十一PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第就PMOS管与第十一PMOS管的栅极共接后连接第十一PMOS管漏极，第九PMOS管漏极接第十PMOS管源极，第十PMOS管与第十二PMOS管的栅极共接后连接第十二PMOS管的漏极，第十一PMOS管的管漏极接第十二PMOS管源极；所述第四电流镜包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管；第一NMOS管与第三NMOS管的栅极共接后连接第一NMOS管漏极，第一NMOS管源极接第二NMOS管漏极，第二NMOS管与第四NMOS管的栅极共接后连接第二NMOS管的漏极，第三NMOS管的管源极接第四NMOS管漏极；第二NMOS管与第四NMOS管的源极共同接地；所述控制电容充放电电路包括：第五NMOS管、第六NMOS管、电容C，所述第五NMOS管的漏极、第六NMOS管的漏极、电容C的一端共接斜坡补偿电压Vslope，第五NMOS管的栅极连接控制时钟信号，所述第五NMOS管的源极、第六NMOS管的源极、电容C的另一端共同接地；所述第一电流镜中第二PMOS管的漏极连接第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端接地；所述第一电流镜中第四PMOS管的漏极连接第四电流镜中第一NMOS管的漏极；所述第二电流镜中第六PMOS管的漏极分别连接第四电流镜中第三NMOS管的漏极和第三电流镜中第十PMOS管的漏极；所述第二电流镜中第八PMOS管的漏极分别连接第五NMOS管和第六NMOS管的漏极和电容C的一端；所述第三电流镜中第十二PMOS管的漏极连接第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地；所述第一电压采样模块采样第一电阻两侧电压，第二电压采样模块采样第二电阻量测电压。...

【技术特征摘要】
1.一种自适应斜坡补偿电路，该补偿电路包括：第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜、第四电流镜、控制电容充放电电路、第一电阻、第二电阻，第一电压采样模块，第二电压采样模块；所述第一电流镜包括：第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管；所述第一PMOS管与第三PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第一PMOS管与第三PMOS管的栅极共接后连接第一PMOS管漏极，第一PMOS管漏极接第二PMOS管源极，第二PMOS管与第四PMOS管的栅极共接后连接第二PMOS管的漏极，第三PMOS管的管漏极接第四PMOS管源极；所述第二电流镜包括：第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管；所述第五PMOS管与第七PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第五PMOS管与第七PMOS管的栅极共接后连接第五PMOS管漏极，第五PMOS管漏极接第六PMOS管源极，第六PMOS管与第八PMOS管的栅极共接后连接第六PMOS管的漏极，第七PMOS管的管漏极接第八PMOS管源极；所述第三电流镜包括：第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管；所述第九PMOS管与第十一PMOS管的源极共同连接输入信号Vin，第就PMOS管与第十一PMOS管的栅极共接后连接第十一PMOS管漏极，第九PMOS管漏极接第十PMOS管源极，第十PMOS管与第十二PMOS管的栅极共接后连接第十二PMOS管的漏极，第十一PMOS管的管漏极接第十二PMOS管源极；所述第四电流镜包括：第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管；第一NMOS管与第三NMOS管的栅极共接后连接第一NMOS管漏极，第一NMOS管源极接第二NMOS管漏极，第二NMOS管与第四NMOS管的栅极共接后连接第二NMOS管的漏极，第三NMOS管的管源极接第四NMOS管漏极；第二NMOS管与第四NMOS管的源极...

【专利技术属性】
技术研发人员：樊华，程卫平，冯全源，李大刚，胡达千，岑远军，苏华英，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51