一种应用于DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路制造技术

本发明专利技术涉及一种应用于电流模式buck型DC‑DC转换器芯片的快速瞬态响应电路，该电路包括：误差放大器、限幅电路、多路选择器以及瞬态检测电路，其中，所述误差放大器与外部反馈输入连接，所述误差放大器将外部反馈进行放大，并输出稳压信号；所述限幅电路与所述误差放大器连接，所述限幅电路上限电压为VH，下限电压为VL，限幅电路把所述误差放大器的输出稳压信号限定在VL和VH之间；所述多路选择器与所述限幅电路连接，所述多路选择器把所述误差放大器的输出稳压信号设定为VH或者VL；所述瞬态检测电路与所述误差放大器连接，所述瞬态检测电路检测所述误差放大器的内部节点，判断负载电流是否有瞬态突变。该电路具有功耗低、稳定性好、瞬态响应好等优点。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路
本专利技术涉及电源管理领域，尤其涉及一种应用于DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路。
技术介绍
直流-直流转换器芯片(DC-DCconverterchip)具有高集成、大驱动电流和高效率等优点。DC-DC转换器芯片是电源管理芯片中一个非常重要的模块。随着便携式电子产品设备的广泛应用，对DC-DC的性能也提出了新的要求：更高的集成度、更高的效率、更好的瞬态响应和更大的输出电流。DC-DC转换器芯片的瞬态响应包含负载瞬态响应和线性瞬态响应，其负载瞬态响应指当输出电流突变时引起输出电压的变化情况，线性瞬态响应是指当输入电压突变时引起输出电压的变化情况。对于应用DC-DC较多的便携式产中，一般输入电压突变的情况很小，而负载电流突变的情况很普通，所以对DC-DC转换器的负载瞬态响应的研究越来越受到重视。电流模式的DC-DC转换器有一个较大的片外滤波电容，在负载跳变的时候可以起到“蓄水池”的作用，降低输出电压的波动，但是，这并不意味着电流模式DC-DC转换器就天然具有良好的瞬态响应。事实上，以下两个原因导致了电流模式DC-DC转换器有限的瞬态响应性能：1)电压环路的单位增益带宽通常要小于1/5的开关频率，DC-DC转换器的开关频率并不高，普遍在2MHz以下，低带宽限制了瞬态的响应速度；2)运放输出端的PI零点补偿需要一个大的电容，在低功耗设计约束下，该电容限制了运放的摆率。此外，电流模式DC-DC转换器本质上是非线性系统，所以适用的快速瞬态技术与通用的线性系统是有差异的。基于上述现有技术的缺点，对电流模式buck型DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路进行改进和创新是目前的迫切需要。
技术实现思路
本专利技术针对现有技术中存在的问题，提供一种应用于DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路，该电路具有功耗低、稳定性好、瞬态响应好等优点。为实现上述目的，本专利技术提供的技术方案如下：一种应用于电流模式buck型DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路，所述电路包括：误差放大器、限幅电路、多路选择器以及瞬态检测电路，其中，所述误差放大器与外部反馈输入连接，所述误差放大器将外部反馈进行放大，并输出稳压信号；所述限幅电路与所述误差放大器连接，所述限幅电路上限电压为VH，下限电压为VL，限幅电路把所述误差放大器的输出稳压信号限定在VL和VH之间；所述多路选择器与所述限幅电路连接，所述多路选择器把所述误差放大器的输出稳压信号设定为VH或者VL；所述瞬态检测电路与所述误差放大器连接，所述瞬态检测电路检测所述误差放大器的内部节点，判断负载电流是否有瞬态突变。进一步地，所述误差放大器包括:差分放大部分、软启动部分以及电容倍增器，其中，所述差分放大部分包括MOS管M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18，反馈电压Vfb连接M11的栅极，基准电压Vref连接M12的栅极，M11的源极连接M12的漏极，M11的漏极连接M13的漏极和栅极以及连接M16的栅极，M13和M16的源极接地，M12的源极同时与所述软启动部分的MC12的源极，M12的漏极同时与所述软启动部分的MC12连接，M14的漏极与M12的漏极连接，M14的源极接地，M14的栅极引出VN节点，M15的源极与电压VDD连接，M15的栅极引出VP节点，M15的栅极与M17的栅极连接，M15的漏极与M16的漏极连接，M17的源极与电压VDD连接，M17的漏极与M18的漏极连接，M18的栅极与M14的栅极连接，M18的源极接地；所述软启动部分包括MOS管MC12、电容C10和MOS管MB13，MC12的源极与差分放大部分的M11以及M12的源极连接，MC12的漏极与差分放大部分的M12、M14的漏极连接，C10与MC12的栅极连接，MB13的源极与电压VDD连接，MB13的漏极与C10连接，C10接地；所述电容倍增器包括MOS管M19、M100,MOS管MB15、MB16以及电容Cm1，M19的漏极连接MB15的漏极，M19的栅极连接M100的栅极，M19的源极接地，M100的漏极连接MB16的漏极，M100的源极接地，MB15的源极与电压VDD连接，MB16的源极与电压VDD连接，电容Cm1连接MB14和M19的漏极，以及电容Cm1连接M19和M100的栅极。进一步地，所述限幅电路包括第一和第二运算放大器，其中第一运算放大器包括MOS管M21、M22、M23、M24、M25，第二运算放大器包括MOS管M26、M27、M28、M29、M210、M211，所述MOS管M21的栅极接上限电压VH，所述MOS管M27的栅极接下限电压VL，M21的源极连接M22的源极，M21的漏极连接M23的漏极，M22的漏极连接M24的漏极，M23的栅极连接M24的栅极，M23的源极接地，M24的源极接地，M25的栅极连接M22、M24的的漏极，M25的源极连接M22的栅极，M25的漏极接地，M26的栅极连接M22的栅极，M26的源极连接M27的源极，M26的漏极连接M28的漏极，M27的漏极连接M29的漏极，M28的栅极连接M29的栅极，M28的源极接地，M29的源极接地，M210的栅极连接M27、M29的漏极，M210的漏极连接M211的栅极，M210的源极接地，M211的源极接地。进一步地，所述瞬态检测电路与所述误差放大器中的VP节点以及VN节点连接，所述瞬态检测电路利用所述误差放大器内部节点VP和VN电压来判断负载电流是否有瞬态突变。与现有技术相比，本专利技术提供的电路具有功耗低、稳定性好、瞬态响应好等优点。附图说明图1为本专利技术的电流模式buck型DC-DC转换器的结构示意图；图2为现有技术的电流模式buck型DC-DC转换器的结构示意图；图3为本专利技术的误差放大器电路图；图4为本专利技术的误差放大器输出限幅电路图；图5为本专利技术的瞬态检测和多路选择器电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例，对本专利技术的具体实施方式作进一步详细描述。以下实施例用于说明本专利技术，但不用来限制本专利技术的范围。如图1所示，为本专利技术一种应用于电流模式buck型DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路的一种实施例，该快速瞬态响应电路包括：误差放大器、限幅电路、多路选择器以及瞬态检测电路，其中，所述误差放大器与外部反馈输入连接，所述误差放大器将外部反馈进行放大，并输出稳压信号；所述限幅电路与所述误差放大器连接，所述限幅电路上限电压为VH，下限电压为VL，限幅电路把所述误差放大器的输出稳压信号限定在VL和VH之间；所述多路选择器与所述限幅电路连接，所述多路选择器把所述误差放大器的输出稳压信号设定为VH或者VL；所述瞬态检测电路与所述误差放大器连接，所述瞬态检测电路检测所述误差放大器的内部节点，判断负载电流是否有瞬态突变。在本实施例中，所述误差放大器包括:差分放大部分、软启动部分以及电容倍增器，其中，所述差分放大部分包括MOS管M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18，反馈电压Vfb连接M11的栅极，基准电压Vref连接M12的栅极，M11的源极连接M12的漏极，M11的漏极连接M13的漏极和栅极以及连接M16的栅极，M13和M16的源极接地，M12的源极同时与本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于电流模式buck型DC‑DC转换器芯片的快速瞬态响应电路，其特征在于，所述电路包括：误差放大器、限幅电路、多路选择器以及瞬态检测电路，其中，所述误差放大器与外部反馈输入连接，所述误差放大器将外部反馈进行放大，并输出稳压信号；所述限幅电路与所述误差放大器连接，所述限幅电路上限电压为VH，下限电压为VL，限幅电路把所述误差放大器的输出稳压信号限定在VL和VH之间；所述多路选择器与所述限幅电路连接，所述多路选择器把所述误差放大器的输出稳压信号设定为VH或者VL；所述瞬态检测电路与所述误差放大器连接，所述瞬态检测电路检测所述误差放大器的内部节点，判断负载电流是否有瞬态突变。

【技术特征摘要】
1.一种应用于电流模式buck型DC-DC转换器芯片的快速瞬态响应电路，其特征在于，所述电路包括：误差放大器、限幅电路、多路选择器以及瞬态检测电路，其中，所述误差放大器与外部反馈输入连接，所述误差放大器将外部反馈进行放大，并输出稳压信号；所述限幅电路与所述误差放大器连接，所述限幅电路上限电压为VH，下限电压为VL，限幅电路把所述误差放大器的输出稳压信号限定在VL和VH之间；所述多路选择器与所述限幅电路连接，所述多路选择器把所述误差放大器的输出稳压信号设定为VH或者VL；所述瞬态检测电路与所述误差放大器连接，所述瞬态检测电路检测所述误差放大器的内部节点，判断负载电流是否有瞬态突变。2.根据权利要求1所述的快速瞬态响应电路，其特征在于，所述误差放大器包括:差分放大部分、软启动部分以及电容倍增器，其中，所述差分放大部分包括MOS管M11、M12、M13、M14、M15、M16、M17、M18，反馈电压Vfb连接M11的栅极，基准电压Vref连接M12的栅极，M11的源极连接M12的漏极，M11的漏极连接M13的漏极和栅极以及连接M16的栅极，M13和M16的源极接地，M12的源极同时与所述软启动部分的MC12的源极，M12的漏极同时与所述软启动部分的MC12连接，M14的漏极与M12的漏极连接，M14的源极接地，M14的栅极引出VN节点，M15的源极与电压VDD连接，M15的栅极引出VP节点，M15的栅极与M17的栅极连接，M15的漏极与M16的漏极连接，M17的源极与电压VDD连接，M17的漏极与M18的漏极连接，M18的栅极与M14的栅极连接，M18的源极接地；所述软启动部分包括MOS管MC12、电容C10和MOS管MB13，MC12的源极与差分放大部分的M11以及M12的源极连接，MC12的漏极与差分放大部分的M12、M...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾衍瀚，廖锦锐，倪佳文，何伟宝，杨敬慈，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：广东,44