适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路制造技术

适用于峰值电流模DC‑DC变换器的自适应瞬态响应优化电路，属于电子电路技术领域。本发明专利技术根据峰值电流模DC‑DC变换器的反馈电压与基准电压的实际情况自适应调控输出的瞬态增强电流信号的大小及方向，并将产生的电流信号与电感电流采样信号和斜坡补偿信号相叠加，通过电阻转化为电压信号之后输入至PWM比较器正输入端，从大信号的角度加快了原有系统环路在负载阶跃时的调整速度，优化了系统的瞬态响应。本发明专利技术相对于传统的瞬态响应优化电路，可以自适应地提供与输出电压变化相关的瞬态增强电流信号，有着噪声小和系统更加稳定的特点，并且可以有效提高系统瞬态响应速度。

Adaptive Transient Response Optimized Circuit for Peak Current Mode DC-DC Converter

【技术实现步骤摘要】
适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路
本专利技术属于电子电路
，涉及一种适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路。
技术介绍
目前，在许多方面的DC-DC变换器应用中对负载电流和输出快速瞬态响应有了越来越高的要求。为了针对不同应用情况下负载出现快速切换的情况，需要使供电电源的输出具有快速负载响应能力用来应对这种需求。瞬态响应优化的传统做法一般是在小信号层面对系统环路进行优化，用来优化在不同负载情况下环路特性。但是传统的做法往往只是在特定的负载点处进行优化，而在实际使用中DC-DC变换器通常会存在多种不同的负载情况，包括不同的输入输出电压等情况。上述情况会导致在一些负载或输入输出环境下DC-DC变换器系统出现瞬态响应较慢的现象。为了满足在不同应用条件下负载突变的瞬态响应要求，有必要优化系统瞬态响应。
技术实现思路
针对传统特定负载点优化的方式存在的不同负载或输入输出导致的DC-DC变换器系统瞬态响应较慢的问题，本专利技术提出一种适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路，根据DC-DC变换器的反馈电压VFB和基准电压VREF的变化自适应改变产生电流的大小及方向，并与电感电流采样信号ISENSE和斜坡补偿输出信号ISLOPE相叠加，通过电阻转化为电压信号VS之后输入至PWM比较器正输入端，从大信号的角度加快了原有DC-DC变换器系统环路在负载阶跃时的调整速度，优化了系统的瞬态响应。为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路，所述峰值电流模DC-DC变换器包括PWM比较器，所述PWM比较器的正输入端连接所述峰值电流模DC-DC变换器的电感电流采样信号和斜坡补偿信号，其负输入端连接反馈电压和基准电压经过误差放大后的信号，其输出端产生所述峰值电流模DC-DC变换器中功率管的栅极驱动电压，所述反馈电压为所述峰值电流模DC-DC变换器输出电压的分压信号；所述自适应瞬态响应优化电路包括两个输入端和一个输出端，所述自适应瞬态响应优化电路的第一输入端连接所述反馈电压，其第二输入端连接所述基准电压，其输出端产生与所述反馈电压和基准电压的差值成比例的电流信号叠加到所述PWM比较器的正输入端。具体的，所述自适应瞬态响应优化电路包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管以及偏置电流源，第三PMOS管的栅极作为所述自适应瞬态响应优化电路的第一输入端，其源极连接第四PMOS管的源极和所述偏置电流源，其漏极连接第四NMOS管和第八NMOS管的栅极、以及第五NMOS管的栅极和漏极；第四PMOS管的栅极作为所述自适应瞬态响应优化电路的第二输入端，其漏极连接第三NMOS管和第七NMOS管的栅极、以及第六NMOS管的栅极和漏极；第二PMOS管的栅漏短接并连接第一PMOS管的栅极和第四NMOS管的漏极，其源极连接第一PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管和第八PMOS管的源极并连接电源电压；第五PMOS管的栅漏短接并连接第六PMOS管的栅极和第七NMOS管的漏极；第七PMOS管的栅漏短接并连接第八PMOS管的栅极和第十NMOS管的漏极；第九NMOS管的栅漏短接并连接第十NMOS管的栅极、第六PMOS管和第八NMOS管的漏极，其源极连接第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管和第十NMOS管的源极并接地；第二NMOS管的栅漏短接并连接第一NMOS管的栅极、第一PMOS管和第三NMOS管的漏极；第一NMOS管的漏极连接第八PMOS管的漏极并作为所述自适应瞬态响应优化电路的输出端。本专利技术的有益效果为：本专利技术能够根据DC-DC变换器在发生负载阶跃的情况下根据不同的输出电压，自适应的产生一股与反馈电压VFB和基准电压VREF之差成比例的瞬态增强电流信号IOUT，IOUT根据VFB和VREF实际情况自适应改变大小及方向，并与电感电流采样信号ISENSE和斜坡补偿输出信号ISLOPE相叠加，通过电阻转化为电压信号VS之后输入至PWM比较器正输入端，从大信号的角度加快了原有系统环路在负载阶跃时的调整速度，优化了系统的瞬态响应。本专利技术相对于传统的瞬态响应优化电路，可以自适应地提供与输出电压变化相关的瞬态增强电流信号，有着噪声小和系统更加稳定的特点，并且可以有效提高系统瞬态响应速度。附图说明图1为本专利技术提出的适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路的应用原理图。图2为本专利技术提出的适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路的一种实现电路图。图3为峰值电流模DC-DC变换器的负载由重载阶跃至轻载情况下的自适应瞬态响应优化电路功能示意图。图4为峰值电流模DC-DC变换器的负载由轻载阶跃至重载情况下的自适应瞬态响应优化电路功能示意图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例详细描述本专利技术的技术方案。如图1所示是本专利技术提出的适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路的应用原理图，自适应瞬态响应优化电路有两个输入端和一个输出端，自适应瞬态响应优化电路的第一输入端接反馈电压VFB，第二输入端接基准电压VREF，自适应瞬态响应优化电路输出电流信号IOUT，电流信号IOUT即为本专利技术产生的瞬态增强电流信号，产生的瞬态增强电流信号IOUT是与反馈电压VFB和基准电压VREF的差值相关的电流信号，将电流信号IOUT与峰值电流模DC-DC变换器本身的电感电流采样信号ISENSE和斜坡补偿信号ISLOPE相叠加，在经过一个电阻RS之后转化为电压信号VS并接至PWM比较器的正输入端，由PWM比较器产生对应的栅极驱动信号控制峰值电流模DC-DC变换器的功率管。本专利技术提出的自适应瞬态响应优化电路通过检测反馈电压VFB与基准电压VREF来判断峰值电流模DC-DC变换器的输出是否发生瞬态变化，并输出一个随输出电压变化的直流电流信号IOUT与电感电流采样信号ISENSE和斜坡补偿电流信号ISLOPE叠加，再经过一个电阻RS转化成电压信号VS之后输入至PWM比较器实现自适应的快速瞬态响应并提高负载调整率。该结构中因为直接将反馈电压VFB和基准电压VREF进行比较所以也可以实现在瞬态变化下的快速响应。其中的峰值电流模DC-DC变换器、电感电流采样电路、斜坡补偿电路和PWM比较器均采用常规电路。自适应瞬态响应优化电路用于产生一个与反馈电压和基准电压的差值(VFB-VREF)成比例的电流信号IOUT，如图2所示给出了自适应瞬态响应优化电路的一种实现形式，包括第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、第八NMOS管MN8、第九NMOS管MN9、第十NMOS管MN10、第一PMOS管MP1、第二PMOS管M本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.适用于峰值电流模DC‑DC变换器的自适应瞬态响应优化电路，所述峰值电流模DC‑DC变换器包括PWM比较器，所述PWM比较器的正输入端连接所述峰值电流模DC‑DC变换器的电感电流采样信号和斜坡补偿信号，其负输入端连接反馈电压和基准电压经过误差放大后的信号，其输出端产生所述峰值电流模DC‑DC变换器中功率管的栅极驱动电压，所述反馈电压为所述峰值电流模DC‑DC变换器输出电压的分压信号；其特征在于，所述自适应瞬态响应优化电路包括两个输入端和一个输出端，所述自适应瞬态响应优化电路的第一输入端连接所述反馈电压，其第二输入端连接所述基准电压，其输出端产生与所述反馈电压和基准电压的差值成比例的电流信号叠加到所述PWM比较器的正输入端。

【技术特征摘要】
1.适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路，所述峰值电流模DC-DC变换器包括PWM比较器，所述PWM比较器的正输入端连接所述峰值电流模DC-DC变换器的电感电流采样信号和斜坡补偿信号，其负输入端连接反馈电压和基准电压经过误差放大后的信号，其输出端产生所述峰值电流模DC-DC变换器中功率管的栅极驱动电压，所述反馈电压为所述峰值电流模DC-DC变换器输出电压的分压信号；其特征在于，所述自适应瞬态响应优化电路包括两个输入端和一个输出端，所述自适应瞬态响应优化电路的第一输入端连接所述反馈电压，其第二输入端连接所述基准电压，其输出端产生与所述反馈电压和基准电压的差值成比例的电流信号叠加到所述PWM比较器的正输入端。2.根据权利要求1所述的适用于峰值电流模DC-DC变换器的自适应瞬态响应优化电路，其特征在于，所述自适应瞬态响应优化电路包括第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管、第四NMOS管、第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第九NMOS管、第十NMOS管、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管以及偏置电流源，第三PMOS管的栅极...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗萍，王晨阳，周先立，彭定明，李博，王浩，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川,51