控制PWM环路稳定的方法、电路及DC-DC转换器技术

本发明专利技术涉及直流转换器技术领域，公开了一种控制PWM环路稳定的方法、电路及DC‑DC转换器，该方法包括：根据DC‑DC转换器的输入电压和输出电压，获得PWM环路稳定工作电压；将误差放大器的输出电压钳位到所述PWM环路稳定工作电压，所述误差放大器属于PWM环路；通过对误差放大器输出电压进行自适应钳位的电路，实现了PFM/PWM模式快速切换并有效减小输出电压跌幅，同时提高了系统对输入输出电压扰动的抑制性能。

【技术实现步骤摘要】
控制PWM环路稳定的方法、电路及DC-DC转换器
本专利技术涉及直流转换器
，尤其涉及一种控制PWM环路稳定的方法、电路及DC-DC转换器。
技术介绍
随着物联网平台的发展，基于IOT(InternetofThings，物联网)技术的各类电子产品对为其供电的电源芯片的性能提出了更高的要求，其中关键性能包括极低静态功耗、低纹波、宽电压范围以及高转换效率等，由于PFM调制模式可以实现极低功耗高效率，并且PWM调制模式具有重载高效率的性能，因而实现以上性能提高的DC-DC转换器一般具有PFM/PWM双模式调制架构。现有技术中，有采用对误差放大器输出电压进行固定电压偏置的方法，但其并不能有效改善PFM切PWM模式时的瞬态性能，同时也不能改善PWM模式时输入电压对PWM环路的影响；也有采用在PWM环路采用输入电压前馈的方法，但也不能有效改善PFM/PWM模式切换的响应速度以及输出电压的跌幅。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提出一种控制PWM环路稳定的方法、电路及DC-DC转换器，通过对误差放大器输出电压进行自适应钳位的电路，实现了PFM/PWM模式快速切换并有效减小输出电压跌幅，同时提高了系统对输入输出电压扰动的抑制性能。为实现上述目的，本专利技术提供的一种控制PWM环路稳定的方法，包括：根据DC-DC转换器的输入电压和输出电压，获得PWM环路稳定工作电压；将误差放大器的输出电压钳位到所述PWM环路稳定工作电压，所述误差放大器属于PWM环路。可选地，还包括：根据所述DC-DC转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间，监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，根据监测结果判断是否进行钳位。可选地，所述将误差放大器的输出电压钳位至所述PWM环路稳定工作电压包括：对所述PWM环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。可选地，若所述误差放大器属于PWM/PFM双模式控制环路中的PWM环路，则当所述DC-DC转换器由轻载跳变到重载时，接收预触发信号；当所述误差放大器的输出电压被钳位至所述PWM稳定工作电压后，发送模式反馈信号，工作模式控制模块根据所述模式反馈信号生成第一模式切换信号，以从PFM工作模式切换至PWM工作模式。可选地，所述DC-DC转换器从PFM工作模式切换至PWM工作模式之后还包括：当所述DC-DC转换器从重载跳变到轻载时，所述工作模式控制模块生成第二模式切换控制信号，以从PWM工作模式切换至PFM工作模式。作为本专利技术的再一方面，提供的一种控制PWM环路稳定的电路，包括：误差放大器和钳位电路，所述钳位电路用于将所述误差放大器的输出电压钳位到PWM环路稳定工作电压，所述误差放大器属于PWM环路，所述钳位电路包括：电压生成电路，用于根据DC-DC转换器的输入电压和输出电压，生成所述PWM环路稳定工作电压。可选地，所述钳位电路还包括：采样保持和输出模块，用于对所述PWM环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。可选地，所述电压生成电路，还用于根据所述DC-DC转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间。可选地，所述钳位电路还包括：钳位精度控制电路，包括钳位精度监测模块和钳位控制模块，所述钳位精度监测模块用于监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，所述钳位控制模块用于根据监测结果生成钳位控制信号以确定是否进行钳位操作。可选地，若所述误差放大器属于PWM/PFM双模式控制环路中的PWM环路，则所述控制PWM环路稳定的电路还包括：工作模式控制模块，用于生成预触发信号和接收模式反馈信号；所述钳位控制模块，用于根据所述监测结果和所述预触发信号生成所述模式反馈信号和钳位控制信号。可选地，所述采样保持和输出模块包括：采样保持开关、采样电容、钳位开关、电压缓存单元，其中，所述采样保持开关的一端用于输入所述PWM稳定工作电压，所述采样保持开关受所述第一时钟信号控制，所述采样保持开关的另一端与所述采样电容的一端及所述电压缓存单元的正输入端连接，所述采样电容的另一端接地，所述电压缓存单元的输出端与其负输入端及所述钳位开关的一端连接，所述钳位开关的另一端与所述误差放大器的输出端连接。可选地，所述电压生成电路包括：电压电流转换电路、第一电流源、第二电流源、比较器、第一开关、第二开关、第一电容、第二电容、第三开关，所述电压电流转换电路的输入端用于输入DC-DC转换器的输入电压，所述电压电流转换电路的输出端连接所述第一电流源，所述第一电流源的输出端与第一电容的一端、第一开关的一端及比较器的正输入端连接在一起，所述第一电容的另一端与所述第一开关的另一端一起接地，所述比较器的负输入端用于输入β倍所述DC-DC转换器的输出电压，所述比较器的控制端用于输入反向时钟信号，所述第一开关和所述第二开关受时钟信号控制，所述比较器的输出信号用于控制所述第三开关；所述第三开关的一端与第二电容的一端及第二开关的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第二开关的另一端一起接地，所述第三开关的另一端与第二电流源的输出端连接，所述第二电流源的输入端用于输入所述DC-DC转换器的输入电压。可选地，所述电压生成电路还包括：电压转换电路，所述电压转换电路包括：运算放大器、PMOS管、第一可变电阻串、第二可变电阻串，所述运算放大器的正输入端与所述第二电流源的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述PMOS管的栅极连接，所述PMOS管的源极用于输入所述DC-DC转换器的输入电压，所述PMOS管的漏极与所述第一可变电阻串及第二可变电阻串串联后接地，所述第一可变电阻串及第二可变电阻串连接点的电压为所述PWM稳定工作电压，所述运算放大器的负输入端与所述连接点连接，所述第一可变电阻串的输出端用于输出所述电压阈值区间的高电压阈值，所述第二可变电阻串的输出端用于输出所述电压阈值区间的低电压阈值。可选地，所述钳位精度监测模块包括：第一比较器、第二比较器和异或门，所述第一比较器的正输入端用于输入所述电压阈值区间的高电压阈值，所述第二比较器的正输入端用于输入所述电压阈值区间的低电压阈值，所述第一比较器和所述第二比较器的负输入端均用于输入所述误差放大器的输出电压，所述第一比较器和所述第二比较器的输出端分别连接所述异或门的两个输入端，所述异或门的输出端与所述钳位控制模块相连；或者，所述钳位精度监测模块包括：第三电流源、第四电流源、第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第一电阻和第二电阻，所述第三电流源和所述第四电流源的输入端用于输入所述DC-DC转换器的输入电压，所述第三电流源的输出端与所述第一PMOS管和第二PMOS管的源极连接，所述第一PMOS管的栅极用于输入所述电压阈值区间的低电本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制PWM环路稳定的方法，其特征在于，包括：/n根据DC-DC转换器的输入电压和输出电压，获得PWM环路稳定工作电压；/n将误差放大器的输出电压钳位到所述PWM环路稳定工作电压，所述误差放大器属于PWM环路。/n

【技术特征摘要】
1.一种控制PWM环路稳定的方法，其特征在于，包括：
根据DC-DC转换器的输入电压和输出电压，获得PWM环路稳定工作电压；
将误差放大器的输出电压钳位到所述PWM环路稳定工作电压，所述误差放大器属于PWM环路。


2.根据权利要求1所述的控制PWM环路稳定的方法，其特征在于，还包括：
根据所述DC-DC转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间，
监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，根据监测结果判断是否进行钳位。


3.根据权利要求1或2所述的控制PWM环路稳定的方法，其特征在于，所述将误差放大器的输出电压钳位至所述PWM环路稳定工作电压包括：
对所述PWM环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；
在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。


4.根据权利要求1或2所述的控制PWM环路稳定的方法，其特征在于，
若所述误差放大器属于PWM/PFM双模式控制环路中的PWM环路，则当所述DC-DC转换器由轻载跳变到重载时，接收预触发信号；
当所述误差放大器的输出电压被钳位至所述PWM稳定工作电压后，发送模式反馈信号，工作模式控制模块根据所述模式反馈信号生成第一模式切换信号，以从PFM工作模式切换至PWM工作模式。


5.根据权利要求4所述的控制PWM环路稳定的方法，其特征在于，所述DC-DC转换器从PFM工作模式切换至PWM工作模式之后还包括：
当所述DC-DC转换器从重载跳变到轻载时，所述工作模式控制模块生成第二模式切换控制信号，以从PWM工作模式切换至PFM工作模式。


6.一种控制PWM环路稳定的电路，其特征在于，包括：
误差放大器和钳位电路，所述钳位电路用于将所述误差放大器的输出电压钳位到PWM环路稳定工作电压，所述误差放大器属于PWM环路，所述钳位电路包括：电压生成电路，用于根据DC-DC转换器的输入电压和输出电压，生成所述PWM环路稳定工作电压。


7.根据权利要求6所述的控制PWM环路稳定的电路，其特征在于，
所述钳位电路还包括：采样保持和输出模块，用于对所述PWM环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；
在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。


8.根据权利要求6或7所述的控制PWM环路稳定的电路，其特征在于，
所述电压生成电路，还用于根据所述DC-DC转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间。


9.根据权利要求8所述的控制PWM环路稳定的电路，其特征在于，
所述钳位电路还包括：钳位精度控制电路，包括钳位精度监测模块和钳位控制模块，所述钳位精度监测模块用于监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，所述钳位控制模块用于根据监测结果生成钳位控制信号以确定是否进行钳位操作。


10.根据权利要求9所述的控制PWM环路稳定的电路，其特征在于，
若所述误差放大器属于PWM/PFM双模式控制环路中的PWM环路，则所述控制PWM环路稳定的电路还包括：工作模式控制模块，用于生成预触发信号和接收模式反馈信号；所述钳位控制模块，用于根据所述监测结果和所述预触发信号生成所述模式反馈信号和钳位控制信号。


11.根据权利要求7所述的控制PWM环路稳定的电路，其特征在于，
所述采样保持和输出模块包括：采样保持开关、采样电容、钳位开关、电压缓存单元，其中，所述采样保持开关的一端用于输入所述PWM稳定工作电压，所述采样保持开关受所述第一时钟信号控制，所述采样保持开关的另一端与所述采样电容的一端及所述电压缓存单元的正输入端连接，所述采样电容的另一端接地，所述电压缓存单元的输出端与其负输入端及所述钳位开关的一端连接，所述钳位开关的另一端与所述误差放大器的输出端连接。


12.根据权利要求8所述的控制PWM环路稳定的电路，其特征在于，
所述电压生成电路包括：电压电流转换电路、第一电流源、第二电流源、比较器、第一开关、第二开关、第一电容、第二电容、第三开关，所述电压电流转换电路的输入端用于输入DC-DC转换器的输入电压，所述电压电流转换电路的输出端连接所述第一电流源，所述第一电流源的输出端与第一电容的一端、第一开关的一端及比较器的正输入端连接在一起，所述第一电容的另一端与所述第一开关的另一端一...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴金，
申请(专利权)人：炬芯珠海科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44