一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路及方法技术

本发明专利技术涉及电源芯片技术领域，公开了一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT‑BUCK电路。包括RBCOT内部环路和RBCOT外部输出电路，还包括纹波抵消电路，所述纹波抵消电路设置在RBCOT内部环路，所述纹波抵消电路用于产生一个与RBCOT的输出反馈电压纹波信号幅度相同或相近、相位相反的补偿纹波信号，所述纹波抵消电路的输出信号和RBCOT的输出反馈电压纹波信号叠加后接入RBCOT内部环路。本发明专利技术的技术方案在RBCOT内部环路产生补偿纹波信号，通过抵消反馈电压纹波，极大的改善了RBCOT环路的稳定性；同时增强RBCOT结构的负载瞬态响应性能，有效消除RBCOT瞬态响应性能与环路稳定性的相互制约。使得电路的负载瞬变性能可以被推到极限，大大的降低了设计难度，提高了RBCOT结构的性能。

A RBCOT-BUCK Circuit and Method for Improving Transient Response and High Stability

【技术实现步骤摘要】
一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路及方法
本专利技术涉及电源芯片
，特别是一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路及方法。
技术介绍
现在的DC-DC电源芯片对负载瞬变特性的要求越来越高，需要在负载快速变化下维持输出电压的稳定。这使得基于纹波的恒定导通时间(RBCOT)控制模式广泛运用于现在的buck电路设计当中。RBCOT结构通过将外部的电压反馈信号和内部基准电压直接输入比较器做比较来控制功率管的开关。在负载跳变时能够迅速改变开关占空比，从而实现快速的负载瞬变响应。但是由于外部电压反馈信号具有一定的延迟性，在负反馈系统中对环路稳定造成很大的影响。为了保证环路的稳定，RBCOT结构还需要在内部加入一个虚拟的电流纹波来对外部电压反馈信号进行补偿，并且为了保证系统稳定必须满足Co代表输出电容，Rco代表输出电容等效串联电阻，Rv代表外部电感与内部纹波补偿信号之比)的设计要求。但是补偿电流纹波的加入又会在一定程度上影响负载瞬变响应性能，这就要求在进行环路设计时需要考虑到负载响应和环路稳定之间的平衡，极大的增加了设计的复杂度。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供了一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路及方法。本专利技术采用的技术方案如下：一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路，包括RBCOT内部环路和RBCOT外部输出电路，还包括纹波抵消电路，所述纹波抵消电路设置在RBCOT内部环路，所述纹波抵消电路用于产生一个与RBCOT的输出反馈电压纹波信号幅度相同或相近、相位相反的补偿纹波信号，所述纹波抵消电路的输出信号和RBCOT的输出反馈电压纹波信号叠加后接入RBCOT内部环路。进一步的，所述纹波抵消电路包括第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路、内部纹波放大器，RBCOT外部输出电路设置分压电阻电路，外部输出电压分压后得到反馈电压纹波信号，所述RBCOT内部环路的SW端的输出信号依次通过第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路，并依次产生信号sig1、信号sig2、信号sig3，所述第一滤波电路用于产生信号sig1作为RBCOT系统的内部反馈信号，所述第二滤波电路用于产生信号sig2是与RBCOT的输出反馈纹波信号幅度相同或相近的虚拟电压信号，信号sig3是虚拟输出电压信号，输入内部纹波放大器控制内部纹波的放大系数，反馈电压波纹信号通过放大器后与信号sig2叠加，或者信号sig2通过放大器后与反馈电压波纹信号叠加，叠加后的信号和内部反馈信号sig1一起接入RBCOT内部环路。进一步的，所述纹波抵消电路包括第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路，所述RBCOT内部环路的SW端的输出信号依次通过第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路，并依次产生信号sig1、信号sig2、信号sig3，所述第一滤波电路用于产生信号sig1，信号sig1减去信号sig3获得三角波信号sig5作为内部反馈信号，所述信号sig2减去信号sig3获得正弦信号sig4，采样RBCOT外部输出电路的输出电压作为RBCOT的输出反馈电压纹波信号，RBCOT的输出反馈电压纹波信号减去正弦信号sig4进行抵消，抵消后的信号和内部反馈信号一起接入RBCOT内部环路。进一步的，所述第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路采用RC滤波电路，所述第一滤波电路包括第一电阻和第一电容，所述第二滤波电路包括第二电阻和第二电容，第三滤波电路包括第三电阻和第三电容。进一步的，所述RBCOT外部输出电路包括LC滤波电路、分压电阻电路，所述LC滤波电路将RBCOT内部环路的SW端输出的方波信号转化为二阶正弦信号，所述二阶正弦信号通过分压电阻电路进行分压。进一步的，所述第一滤波电路设置在RBCOT内部环路或者RBCOT外部输出电路；当第一滤波电路设置在RBCOT外部输出电路时，所述第一滤波电路的电阻和电容分别和LC滤波电路的电感两端相连。进一步的，当第一滤波电路设置在RBCOT内部环路时，Rvic1*Cvic1*Rvic2*Cvic2的取值与L*Co相同或者相近，其中Rvic1为第一电阻的电阻，Cvic1为第一电容的电容，Rvic2为第二电阻的电阻，Cvic2为第二电容的电容，L为LC滤波电路的输出电感，Co为LC滤波电容的输出电容。本专利技术还公开了一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK方法，采用上述提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路，方法包括：在RBCOT内部环路产生一个与RBCOT的输出反馈电压纹波信号幅度相同或相近、相位相反的补偿纹波信号，采用内部的补偿纹波信号来抵消RBCOT的输出反馈电压纹波信号。与现有技术相比，采用上述技术方案的有益效果为：本专利技术的技术方案在RBCOT内部环路产生补偿纹波信号，通过反馈电压纹波抵消技术的加入，在极大的改善了RBCOT环路的稳定性的同时增强了RBCOT结构的负载瞬态响应性能，有效消除了RBCOT瞬态响应性能与环路稳定性的相互制约。使得电路的负载瞬变性能可以被推到极限，并且大大的降低了设计难度，从根本上提高了RBCOT结构的性能。附图说明图1为本专利技术提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路中一种纹波消除的实现方式。图2为本专利技术提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路中另一种纹波消除的实现方式。图3为本专利技术提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路中另一种纹波消除的实现方式。图4为本专利技术提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路中另一种纹波消除的实现方式。具体实施方式下面结合附图对本专利技术做进一步描述。现有技术中的RBCOT架构包括内部环路和外部输出电路。RBCOT控制模式中外部的输出反馈电压纹波信号的延迟会导致反馈系统的不稳定，通常需要叠加虚拟电流纹波信号进行补偿。然而外部反馈电压纹波信号受工艺变化和外围器件的影响很容易发生偏差。为了避免环路不稳的现象发生，需要成倍的加大补偿的电流纹波信号来补偿各种偏差。这在一定程度上会削弱RBCOT模式带来的负载瞬变优势。实施例1：要消除输出的反馈电压纹波信号，减小其延迟性对系统环路的影响，需要产生一个与反馈电压纹波相位相反、幅度相近/相同的补偿纹波信号进行叠加，或者产生一个与反馈电压纹波相位相同、幅度相近/相同(相同时将完全抵消反馈电压纹波信号的相位延迟，相近时将根据相近程度部分抵消反馈电压纹波信号的相位延迟)的补偿纹波信号进行抵消。本实施例中，补偿纹波信号产生单元(纹波抵消电路)设置在RBCOT内部环路，所述纹波抵消电路的输出信号和RBCOT的输出反馈电压纹波信号叠加后接入RBCOT内部环路。这样整个系统环路完全受虚拟的补偿纹波信号控制，能够非常容易实现系统的稳定。同时把电流纹波做到极限后，可以极大的增强RBCOT模式的负载瞬态性能优势。实施例2：在实施例1的基础上，所述纹波抵消电路包括第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路、内部纹波放大器，RBCOT外部输出电路设置分压电阻电路，外部输出电压分压后得到反馈电压纹波信号，所述RBCOT内部环路的SW端的输出信号依次通过第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路，并依次产生信号sig1、信号sig2、本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT‑BUCK电路，包括RBCOT内部环路和RBCOT外部输出电路，其特征在于，还包括纹波抵消电路，所述纹波抵消电路设置在RBCOT内部环路，所述纹波抵消电路用于产生一个与RBCOT的输出反馈电压纹波信号幅度相同或相近、相位相反的补偿纹波信号，所述纹波抵消电路的输出信号和RBCOT的输出反馈电压纹波信号叠加后接入RBCOT内部环路。

【技术特征摘要】
1.一种提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路，包括RBCOT内部环路和RBCOT外部输出电路，其特征在于，还包括纹波抵消电路，所述纹波抵消电路设置在RBCOT内部环路，所述纹波抵消电路用于产生一个与RBCOT的输出反馈电压纹波信号幅度相同或相近、相位相反的补偿纹波信号，所述纹波抵消电路的输出信号和RBCOT的输出反馈电压纹波信号叠加后接入RBCOT内部环路。2.如权利要求1所述的提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路，其特征在于，所述纹波抵消电路包括第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路、内部纹波放大器，RBCOT外部输出电路设置分压电阻电路，外部输出电压分压后得到反馈电压纹波信号，所述RBCOT内部环路的SW端的输出信号依次通过第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路，并依次产生信号sig1、信号sig2、信号sig3，所述第一滤波电路用于产生信号sig1作为RBCOT系统的内部反馈信号，所述第二滤波电路用于产生信号sig2是与RBCOT的输出反馈纹波信号幅度相同或相近的虚拟电压信号，信号sig3是虚拟输出电压信号，输入内部纹波放大器控制内部纹波的放大系数，反馈电压波纹信号通过放大器后与信号sig2叠加，或者信号sig2通过放大器后与反馈电压波纹信号叠加，叠加后的信号和内部反馈信号sig1一起接入RBCOT内部环路。3.如权利要求1所述的提高瞬态响应、高稳定性的RBCOT-BUCK电路，其特征在于，所述纹波抵消电路包括第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路，所述RBCOT内部环路的SW端的输出信号依次通过第一滤波电路、第二滤波电路、第三滤波电路，并依次产生信号sig1、信号sig2、信号sig3，所述第一滤波电路用于产生信号sig1，信号sig1减去信号sig3获得三角波信号sig5作为内部反馈信号，所述信号sig2减去信号sig3获得正弦信号sig4，采样RBCOT外部输出电路的输出电压...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺江平，金学成，
申请(专利权)人：成都市易冲半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51