一种自比较、自振荡DC-DC电路制造技术

本发明专利技术公开了一种自比较、自振荡DC-DC电路，MOS管M1的源极与直流电源Vin连接，其漏极、MOS管M1的漏极和三角波生成电路的第一输入端均与储能电感L1的一端连接，其栅极和MOS管M1的栅极分别与开关驱动器的两个输出端连接；MOS管PM1的源极与地对接；储能电感L1的另一端分别与储能电容C1的正极、三角波生成电路的第二输入端、误差放大电路的第一输入端和负载连接，储能电容C1的负极与地对接；三角波生成电路的输出端与迟滞比较电路的第一输入端连接；迟滞比较电路的第二输入端与误差放大电路的输出端连接，其输出端与开关驱动器的输入端连接。本发明专利技术具有结构简单、自振荡、自比较、增益低、响应速度快、功耗小、电磁干扰低等特点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及电子电路领域，特别是涉及一种自比较、自振荡DC-DC电路。
技术介绍
DC/DC电路是一种开关电源电路，其利用电容和电感的储能特性，通过可控开关(如MOSFET等)进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容(感)里，当开关断开时，电能再释放给负载，为负载提供能量。DC/DC电路所输出的功率或电压的能力与占空比有关，占空比为开关导通时间与整个开关的周期的比值。如图1所示，图1为传统的降压型DC-DC电路，该种DC-DC电路一般具有如下几个问题：(1)在传统的DC-DC电路中，通常采用二极管整流，而二极管的正向导通压降较大，整流过程中发生大量的损耗。为提高DC-DC的转换效率，降低DC-DC电路的损耗，可根据同步整流技术，采用通态电阻极低的功率MOSFET来取代整流二极管。由于这两个开关MOS管通常采用同一控制信号，易出现同时导通的现象，造成大量的功率损耗。(2)在传统的DC-DC电路中，通常需要采用振荡器来输出时钟脉冲信号及其它同频信号，这无疑增加了芯片占用的封装面积，增加了芯片成本，同时也会造成一定的功率损耗。(3)传统的DC-DC电路结构复杂，在电路集成时，会占用较大的封装面积，增加芯片制作成本。(4)在电源设计中，瞬态响应速度和变换效率都是关键的技术指标。如图1所示这种变换器的优点是效率很高，但响应速度较慢，一方面，电感电流上升/下降斜率受制于输入输出电压，在瞬态阶跃下不能快速改变输出电流，另一方面，开关变换器的环路带宽一般低于开关频率的五分之一，受开关频率限制，环路响应时间长。(5)传统的DC-DC电路功耗高、效率低，电磁干扰EMI高，有的还配置有EMI处理模块。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术的不足，提供一种自比较、自振荡DC-DC电路，自振荡、无需额外配置振荡器，自比较、功耗小、效率高、响应速度快，电磁干扰EMI低、无需EMI处理模块，电路结构简单，封装面积小，芯片成本低。本专利技术的目的是通过以下技术方案来实现的：一种自比较、自振荡DC-DC电路，它包括开关驱动器、开关MOS管M1、开关MOS管M2、储能电感L1、储能电容C1、三角波生成
电路、误差放大电路和迟滞比较电路。所述的开关MOS管M1的源极与直流电源Vin连接，开关MOS管M1的漏极、开关MOS管M2的漏极和三角波生成电路的第一输入端均与储能电感L1的一端连接，开关MOS管M1的栅极和开关MOS管M2的栅极分别与开关驱动器的第一输出端和第二输出端连接，开关MOS管M2的源极与地对接，储能电感L1的另一端分别与储能电容C1的正极、三角波生成电路的第二输入端、误差放大电路的第一输入端和负载连接，储能电容C1的负极与地对接。所述的三角波生成电路的输出端与迟滞比较电路的第一输入端连接，三角波生成电路用于根据储能电感L1两端的电压生成三角波信号VFB_RC。所述的误差放大电路的第二输入端与基准电压VREF输入端口连接，误差放大电路的输出端与迟滞比较电路的第二输入端连接；误差放大电路用于放大基准电压VREF与DC-DC电路的输出电压Vout的误差，且其输出的信号随着DC-DC电路的输出电压Vout的波动而波动。迟滞比较电路的输出端与开关驱动器的输入端连接；迟滞比较电路将误差放大电路的输出信号和三角波信号VFB_RC做比较，向开关驱动器输出开关信号。开关驱动器根据该开关信号通过非交叠时钟生成模块输出两路非交叠时钟控制信号，来分别控制开关MOS管M1和开关MOS管M2进行开关动作。所述的三角波生成电路包括电阻R1和滤波电容C2，所述电阻R1的一端与储能电感L1的输入端连接，电阻R1的另一端分别与滤波电容C2的负端和迟滞比较电路的第一输入端连接，滤波电容C2的正极与储能电感L1的输出端连接。所述的迟滞比较电路包括第一迟滞比较器COMP1，所述第一迟滞比较器COMP1的同相输入端与迟滞比较电路的第一输入端连接，第一迟滞比较器COMP1的反相输入端与迟滞比较电路的第二输入端连接，第一迟滞比较器COMP1的输出端与迟滞比较电路的输出端连接。所述的误差放大电路包括误差放大器EA1，所述的误差放大器EA1的反相输入端与误差放大电路的第一输入端连接，误差放大器EA1的同相输入端与误差放大电路的第二输入端连接，误差放大器EA1的输出端与误差放大电路的输出端连接。本专利技术的有益效果是：1)本专利技术通过三角波生成电路和迟滞比较电路进行自振荡处理、无需额外配置振荡器，功耗小、效率高、响应速度快。2)本专利技术有效降低开关MOS管和储能电感所产生的电磁干扰，无需额外配置EMI处理模块。3)本专利技术中的迟滞比较电路将三角波信号VFB_RC与DC-DC输出电压的误差放大信号做
比较，实现了自比较，误差放大器输出的信号是随着DC-DC输出电压Vout的变化而变化的，所以RS触发器所连续输出的开关信号也会是由高低电平按照一定的占空比组合而成的脉冲信号，所需增益低，响应速度更快，效率更高，使得DC-DC输出电压Vout更加精准。4)本专利技术中迟滞比较器根据其门限宽带，使得DC-DC输出电压Vout在迟滞比较器的上门限电压和下门限电压之间，一般略小于其窗口电压的中间值，使得DC-DC输出电压Vout更加精准。5)本专利技术中的开关驱动器输出两路非交叠时钟控制信号，来分别控制开关MOS管M1和开关MOS管M2进行开关动作，可有效避免开关MOS管出现同时导通的现象，避免造成大量的功率损耗。6)本专利技术电路结构简单，封装面积小，芯片成本低，稳定性好，并具有一定的可移植性。附图说明图1为传统的降压型DC-DC电路结构原理图；图2为本专利技术自振荡DC-DC电路原理框图；图3为本专利技术自振荡DC-DC电路原理图。具体实施方式下面结合附图进一步详细描述本专利技术的技术方案，但本专利技术的保护范围不局限于以下所述。如图2所示，一种自比较、自振荡DC-DC电路，它包括开关驱动器、开关MOS管M1、开关MOS管M2、储能电感L1、储能电容C1、三角波生成电路、误差放大电路和迟滞比较电路。本专利技术中，开关MOS管M1可选用PMOS管，开关MOS管M2可选用NMOS管。所述的开关MOS管M1的源极与直流电源Vin连接，开关MOS管M1的漏极、开关MOS管M2的漏极和三角波生成电路的第一输入端均与储能电感L1的一端连接，开关MOS管M1的栅极和开关MOS管M2的栅极分别与开关驱动器的第一输出端和第二输出端连接，开关MOS管M2的源极与地对接，储能电感L1的另一端分别与储能电容C1的正极、三角波生成电路的第二输入端、误差放大电路的第一输入端和负载连接，储能电容C1的负极与地对接。所述的三角波生成电路的输出端与迟滞比较电路的第一输入端连接，三角波生成电路用于根据储能电感L1两端的电压生成三角波信号VFB_RC。所述的误差放大电路的第二输入端与基准电压VREF输入端口连接，误差放大电路的输出端与迟滞比较电路的第二输入端连接；误差放大电路用于放大基准电压VREF与DC-DC电路
的输出电压Vout的误差，且其输出的信号随着DC-DC电路的输出电压Vout的波动而波动。迟滞比较电路的输出端与开关驱动器的输入端连接；迟滞比较电路将误差放大电路的输出信号和三角波信号VFB_RC做比较，本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种自比较、自振荡DC‑DC电路，其特征在于：它包括开关驱动器、开关MOS管M1、开关MOS管M2、储能电感L1、储能电容C1、三角波生成电路、误差放大电路和迟滞比较电路；所述的开关MOS管M1的源极与直流电源Vin连接，开关MOS管M1的漏极、开关MOS管M2的漏极和三角波生成电路的第一输入端均与储能电感L1的一端连接，开关MOS管M1的栅极和开关MOS管M2的栅极分别与开关驱动器的第一输出端和第二输出端连接，开关MOS管M2的源极与地对接，储能电感L1的另一端分别与储能电容C1的正极、三角波生成电路的第二输入端、误差放大电路的第一输入端和负载连接，储能电容C1的负极与地对接；所述的三角波生成电路的输出端与迟滞比较电路的第一输入端连接，三角波生成电路用于根据储能电感L1两端的电压生成三角波信号VFB_RC；所述的误差放大电路的第二输入端与基准电压VREF输入端口连接，误差放大电路的输出端与迟滞比较电路的第二输入端连接；误差放大电路用于放大基准电压VREF与DC‑DC电路的输出电压Vout的误差，且其输出的信号随着DC‑DC电路的输出电压Vout的波动而波动；迟滞比较电路的输出端与开关驱动器的输入端连接；迟滞比较电路将误差放大电路的输出信号和三角波信号VFB_RC做比较，向开关驱动器输出开关信号；开关驱动器根据该开关信号通过非交叠时钟生成模块输出两路非交叠时钟控制信号，来分别控制开关MOS管M1和开关MOS管M2进行开关动作。...

【技术特征摘要】
1.一种自比较、自振荡DC-DC电路，其特征在于：它包括开关驱动器、开关MOS管M1、开关MOS管M2、储能电感L1、储能电容C1、三角波生成电路、误差放大电路和迟滞比较电路；所述的开关MOS管M1的源极与直流电源Vin连接，开关MOS管M1的漏极、开关MOS管M2的漏极和三角波生成电路的第一输入端均与储能电感L1的一端连接，开关MOS管M1的栅极和开关MOS管M2的栅极分别与开关驱动器的第一输出端和第二输出端连接，开关MOS管M2的源极与地对接，储能电感L1的另一端分别与储能电容C1的正极、三角波生成电路的第二输入端、误差放大电路的第一输入端和负载连接，储能电容C1的负极与地对接；所述的三角波生成电路的输出端与迟滞比较电路的第一输入端连接，三角波生成电路用于根据储能电感L1两端的电压生成三角波信号VFB_RC；所述的误差放大电路的第二输入端与基准电压VREF输入端口连接，误差放大电路的输出端与迟滞比较电路的第二输入端连接；误差放大电路用于放大基准电压VREF与DC-DC电路的输出电压Vout的误差，且其输出的信号随着DC-DC电路的输出电压Vout的波动而波动；迟滞比较电路的输出端与开关驱动器的输入端连接；迟滞比较电路将误差放大电路的输出信号和三角波...

【专利技术属性】
技术研发人员：葛亮宏，叶飞，何天长，况波，
申请(专利权)人：成都锐成芯微科技有限责任公司，
类型：发明
国别省市：四川;51