脉冲序列控制的PCCM Buck变换器制造技术

本申请公开了一种脉冲序列控制的PCCM Buck变换器，包括：主电路、电流检测电路、第一电压比较器、第二电压比较器、电荷控制电路和脉冲选择电路；主电路的输出端耦合至第一电压比较器的反向输入端，第一电压比较器的正向输入端接入基准电压；第一电压比较器的输出端耦合至脉冲选择电路的输入端，脉冲选择电路的输出端耦合至主电路，以及逻辑控制电路的第一输入端；电流检测电路的输入端耦合至主电路，其输出端耦合至第二电压比较器的反向输入端，第二电压比较器的正向输入端耦合至电荷控制电路的输出端，第二电压比较器的输出端耦合至逻辑控制电路的第二输入端；逻辑控制电路的输出端耦合至电流检测电路；电荷控制电路用于提供续流值。

【技术实现步骤摘要】
脉冲序列控制的PCCMBuck变换器
本申请涉及集成电路
，尤其涉及一种脉冲序列控制的PCCMBuck变换器。
技术介绍
随着便携式电力电子设备的发展，开关电源转换器，如具有高效率以提供大电流的DC-DC转换器，已得到广泛应用。常规的线性控制技术，如脉冲宽度调制(PWM)，包括电压模式和电流模式，在瞬态响应和鲁棒性方面都很难达到预期。作为一种非线性技术，最近几年提出了PT控制，它具有实现简单，无复杂补偿和快速瞬态响应的优点。PT控制已广泛应用于以不连续导通模式(DCM)运行的开关变换器和连续传导模式(CCM)。CCM适用于中大功率应用，但瞬态性能较差。与CCM相比，DCM只需使用简单的控制方案并避免了输出二极管反向恢复问题，但会导致更大的电流纹波和更严重的电磁干扰(EMI)。结合CCM和DCM的优势，伪连续导通模式(PCCM)具有更好的瞬态响应的同时，有更好的带载能力。
技术实现思路
本申请实施例所要解决的技术问题在于，提供一种具有快速瞬态、电路结构简单且电流纹波小的脉冲序列控制的PCCMBuck变换器。为解决上述问题，本申请实施例提供一种脉冲序列控制的PCCMBuck变换器，包括：主电路、电流检测电路、第一电压比较器、第二电压比较器、提供续流值的电荷控制电路、脉冲选择电路和逻辑控制电路；所述主电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、电感和第一电容；其中，所述第一开关管为PMOS管，所述第二开关管和所述第三开关管为NMOS管；所述第一开关管的源级接入所述主电路的第一电压输入端，所述第一开关管的漏级与所述第二开关管的漏级和所述电感的一端连接，所述第二开关管的源级接入所述主电路的第二电压输入端，所述第三开关管的源级与所述第一开关管的漏级连接，所述第三开关管的漏级与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第二开关管的源级连接；所述主电路的输出端耦合至所述第一电压比较器的反向输入端，所述第一电压比较器的正向输入端接入基准电压；所述第一电压比较器的输出端耦合至所述脉冲选择电路的输入端，所述脉冲选择电路的输出端耦合至所述第一开关管，以及所述逻辑控制电路的第一输入端；所述电流检测电路的输入端耦合至所述第二开关管的源极和栅极，所述电流检测电路的电压输出端耦合至所述第二电压比较器的反向输入端，所述第二电压比较器的正向输入端耦合至所述电荷控制电路的输出端，所述第二电压比较器的输出端耦合至所述逻辑控制电路的第二输入端；所述逻辑控制电路的输出端耦合至所述第二开关管和所述第三开关管。进一步的，所述电流检测电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管和第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管以及第四NMOS管；所述第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管以电流镜结构连接，所述第四PMOS管的栅极与所述第三PMOS管的漏级，以及所述第二NMOS管的漏级连接，所述第四PMOS管的漏级与所述第二NMOS管的源级，以及连接所述第四NMOS管的漏级；所述第五PMOS管和所述第六PMOS管以电流镜结构连接，所述第五PMOS管和所述第六PMOS管的栅极，以及所述第六PMOS管的漏级与所述第四PMOS管的源级连接；所述第一NMOS管与所述第二NMOS管以电流镜结构连接，所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的栅极，以及所述第二NMOS管的漏级与所述第二PMOS管的漏级连接；所述第三NMOS管的漏级与所述第一NMOS管的源级连接，所述第三NMOS管的栅极与所述第二开关管的栅极连接，所述第三NMOS管的源级与所述第二开关管的漏级连接；所述第四NMOS管的栅极与所述第二开关管的栅极连接，所述第四NMOS管的源级接地。进一步的，所述电荷控制电路包括：第五NMOS管、第六NMOS管、第七NMOS管、第八NMOS管、第七PMOS管、第八PMOS管、第九PMOS管以及第二电容；所述第五NMOS管、所述第六NMOS管和所述第七NMOS管以电流镜结构连接，所述第五NMOS管、所述第六NMOS管和所述第七NMOS管的栅极以及所述第五NMOS管的漏级接入电流源，所述第五NMOS管、所述第六NMOS管和所述第七NMOS管的源级接地；所述第七PMOS管的栅极和漏级相连，所述第七PMOS管的与所述第八PMOS管以电流镜结构连接，所述第七PMOS管的与所述第八PMOS管的栅极连接所述第六NMOS管的漏级，所述第七PMOS管的与所述第八PMOS管的源级接入电源；所述第八NMOS管的栅极耦合至所述第二开关管，以接入所述第二开关管的驱动信号，所述第八NMOS管的源级与第七NMOS管的漏级连接；所述第九PMOS管的栅极耦合至所述第三开关管，以接入所述第三开关管的驱动信号，所述第九PMOS管的源级与所述第八PMOS管的漏级连接；所述第八NMOS管和所述第九PMOS管的漏级，以及第二电容的一端相连并连接到所述电荷控制电路的输出端，所述第二电容的另一端接地。进一步的，所述脉冲选择电路包括触发器、第一与门电路、第二与门电路和或门电路；所述触发器的输入端接入所述第一电压比较器的输出端，所述触发器的高电平输出端接入所述第一与门电路的输入端，所述触发器的低电平输出端接入第二与门电路的输入端，所述第一与门电路和所述第二与门电路的输出端接入所述或门电路，所述或门电路的输出端耦合至所述第一开关管以及所述逻辑控制电路的第一输入端。进一步的，所述触发器包括D类触发器。与现有技术相比，本实施例通过上述连接方式，实现对MOS管电流的检测，使得续流值随负载电流变化而变化，从而使电路在负载变化时保持PCCM状态，实现快速瞬态。且在瞬态时能随负载的改变输出不同的续流值，以减小电流纹波，避免负载改变时，电路退出PCCM状态。附图说明图1是本申请的实施例一提供的脉冲序列控制的PCCMBuck变换器的结构示意图；图2是电流检测电路的简化电路图；图3是电路负载变化时的时序；图4是电荷控制电路的简化电路图；图5电路负载变化下电荷控制电路输出电压的变化过程。具体实施方式下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。随着便携式电力电子设备的发展，开关电源转换器，如具有高效率以提供大电流的DC-DC转换器，已得到广泛应用。常规的线性控制技术，如脉冲宽度调制(PWM)，包括电压模式和电流模式，在瞬态响应和鲁棒性方面都很难达到预期。作为一种非线性技术，最近几年提出了PT控制，它具有实现简单，无复杂补偿和快速瞬态响应的优点。PT控制已广泛应用于以不连续导通模式(DCM)运行的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种脉冲序列控制的PCCM Buck变换器，其特征在于，包括：主电路、电流检测电路、第一电压比较器、第二电压比较器、提供续流值的电荷控制电路、脉冲选择电路和逻辑控制电路；/n所述主电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、电感和第一电容；其中，所述第一开关管为PMOS管，所述第二开关管和所述第三开关管为NMOS管；/n所述第一开关管的源级接入所述主电路的第一电压输入端，所述第一开关管的漏级与所述第二开关管的漏级和所述电感的一端连接，所述第二开关管的源级接入所述主电路的第二电压输入端，所述第三开关管的源级与所述第一开关管的漏级连接，所述第三开关管的漏级与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第二开关管的源级连接；/n所述主电路的输出端耦合至所述第一电压比较器的反向输入端，所述第一电压比较器的正向输入端接入基准电压；/n所述第一电压比较器的输出端耦合至所述脉冲选择电路的输入端，所述脉冲选择电路的输出端耦合至所述第一开关管，以及所述逻辑控制电路的第一输入端；/n所述电流检测电路的输入端耦合至所述第二开关管的源极和栅极，所述电流检测电路的电压输出端耦合至所述第二电压比较器的反向输入端，所述第二电压比较器的正向输入端耦合至所述电荷控制电路的输出端，所述第二电压比较器的输出端耦合至所述逻辑控制电路的第二输入端；/n所述逻辑控制电路的输出端耦合至所述第二开关管和所述第三开关管。/n...

【技术特征摘要】
1.一种脉冲序列控制的PCCMBuck变换器，其特征在于，包括：主电路、电流检测电路、第一电压比较器、第二电压比较器、提供续流值的电荷控制电路、脉冲选择电路和逻辑控制电路；
所述主电路包括第一开关管、第二开关管、第三开关管、电感和第一电容；其中，所述第一开关管为PMOS管，所述第二开关管和所述第三开关管为NMOS管；
所述第一开关管的源级接入所述主电路的第一电压输入端，所述第一开关管的漏级与所述第二开关管的漏级和所述电感的一端连接，所述第二开关管的源级接入所述主电路的第二电压输入端，所述第三开关管的源级与所述第一开关管的漏级连接，所述第三开关管的漏级与所述第一电容的一端连接，所述第一电容的另一端与所述第二开关管的源级连接；
所述主电路的输出端耦合至所述第一电压比较器的反向输入端，所述第一电压比较器的正向输入端接入基准电压；
所述第一电压比较器的输出端耦合至所述脉冲选择电路的输入端，所述脉冲选择电路的输出端耦合至所述第一开关管，以及所述逻辑控制电路的第一输入端；
所述电流检测电路的输入端耦合至所述第二开关管的源极和栅极，所述电流检测电路的电压输出端耦合至所述第二电压比较器的反向输入端，所述第二电压比较器的正向输入端耦合至所述电荷控制电路的输出端，所述第二电压比较器的输出端耦合至所述逻辑控制电路的第二输入端；
所述逻辑控制电路的输出端耦合至所述第二开关管和所述第三开关管。


2.根据权利要求1所述的脉冲序列控制的PCCMBuck变换器，其特征在于，所述电流检测电路包括第一PMOS管、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第五PMOS管、第六PMOS管和第一NMOS管、第二NMOS管、第三NMOS管以及第四NMOS管；
所述第一PMOS管、第二PMOS管和第三PMOS管以电流镜结构连接，所述第四PMOS管的栅极与所述第三PMOS管的漏级，以及所述第二NMOS管的漏级连接，所述第四PMOS管的漏级与所述第二NMOS管的源级，以及连接所述第四NMOS管的漏级；
所述第五PMOS管和所述第六PMOS管以电流镜结构连接，所述第五PMOS管和所述第六PMOS管的栅极，以及所述第六PMOS管的漏级与所述第四PMOS管的源级连接；
所述第一NMOS管与所述第二NMOS管以电流镜结构连接，所述第一NMOS管和所述第二NMOS管的栅极，以及所述第二N...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾衍瀚，陈涌楠，陈俊凯，林奕涵，杨敬慈，詹逸，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：新型
国别省市：广东;44