开关稳压器控制系统和开关稳压器技术方案

本发明专利技术公开了一种开关稳压器控制系统和开关稳压器。根据本发明专利技术实施例，该开关稳压器控制系统包括负载动态检测模块，用于检测系统的输出电压，并基于输出电压生成两路电流信号；以及脉冲宽度调制比较器，用于基于两路电流信号来生成开关控制信号，其中，开关控制信号用于调制输出电压。通过上述方案，可以通过利用负载动态检测模块对输出电压进行检测，生成两路电流信号，并基于两路电流信号来调制输出电压，可以满足对负载动态变化进行快速响应的开关稳压器需求，防止其过冲或跌落。

Switching regulator control system and switching regulator

【技术实现步骤摘要】
开关稳压器控制系统和开关稳压器
本专利技术属于集成电路领域，尤其涉及一种开关稳压器控制系统和开关稳压器。
技术介绍
恒定频率峰值电流模式开关稳压器在电力电子系统中有广泛的应用。传统的恒定频率峰值电流模式开关稳压器，在负载电流发生跳变时，输出电压可能会有很大的跌落或者过冲，输出电压的这种突变(例如，跌落或过程)可能会导致负载装置无法正常工作。
技术实现思路
本专利技术实施例提供一种开关稳压器控制系统和开关稳压器，能够通过利用负载动态检测模块对输出电压进行检测，生成两路电流信号，并基于两路电流信号来调制输出电压，满足对负载动态变化进行快速响应的开关稳压器需求，防止其过冲或跌落。第一方面，本专利技术实施例提供了一种开关稳压器控制系统，包括：负载动态检测模块，用于检测系统的输出电压，并基于输出电压生成两路电流信号；以及脉冲宽度调制比较器，用于基于两路电流信号来生成开关控制信号，其中，开关控制信号用于调制输出电压。根据本专利技术第一方面提供的系统，还包括：求和电阻，用于基于两路电流信号中的第一路电流信号，生成输入至脉冲宽度调制比较器的一个输入端的第一电压；以及隔离缓冲电阻，用于基于两路电流信号中的第二路电流信号，生成输入至脉冲宽度调制比较器的另一输入端的第二电压，其中，脉冲宽度调制比较器具体用于基于第一电压和第二电压来生成开关控制信号。根据本专利技术第一方面提供的系统，还包括：开关控制器，用于基于开关控制信号对系统的输入电压进行斩波处理；以及电感，用于基于斩波后的电压对电感电流进行调制，进而调制输出电压。根据本专利技术第一方面提供的系统，还包括：误差放大器，用于接收基准电压和反馈电压，并生成补偿电压；其中，第二电压还取决于补偿电压，反馈电压用于表征输出电压。根据本专利技术第一方面提供的系统，在检测到输出电压发生跌落时，第一路电流信号为从求和电阻抽取的第一电流，第二路电流信号为向隔离缓冲电阻注入的第二电流；在检测到输出电压发生过冲时，第一路电流信号为向求和电阻注入的第三电流，第二路电流信号为从隔离缓冲电阻抽取的第四电流。根据本专利技术第一方面提供的系统，负载动态检测模块是线性检测模块。根据本专利技术第一方面提供的系统，线性检测模块包括跨导放大器，跨导放大器用于基于输出电压和基准电压，生成两路电流信号。根据本专利技术第一方面提供的系统，负载动态检测模块包括：电源模块、第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜以及第四电流镜；其中，电源模块用于接收基准电压和反馈电压，电源模块的第一输出端连接至第一电流镜的输入端，第一电流镜的一个输出端用于输出第四电流，第一电流镜的另一输出端连接至第二电流镜的输入端，并且第二电流镜的输出端用于输出第三电流，电源模块的第二输出端连接至第三电流镜的输入端，第三电流镜的一个输出端用于输出第一电流，第三电流镜的另一输出端连接至第四电流镜的输入端，并且第四电流镜的输出端用于输出第二电流，其中，反馈电压用于表征输出电压。根据本专利技术第一方面提供的系统，电源模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一电流源、第二电流源、第三电流源、第四电流源和电阻；其中，第一晶体管的栅极用于接收基准电压，第二晶体管的栅极用于接收反馈电压，第一晶体管的源极经由电阻连接至第二晶体管的源极，并且第一晶体管和第二晶体管的源极与漏极分别连接至第一电流源、第二电流源、第三电流源和第四电流源。根据本专利技术第一方面提供的系统，第一电流镜包括第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管；其中，第五晶体管的栅极与漏极分别连接至第一晶体管的漏极与源极，第五晶体管的栅极还连接至第三晶体管和第四晶体管的栅极，第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管的源极接地，第四晶体管的漏极连接至第二电流镜的输入端，并且第三晶体管的漏极用于输出第四电流。根据本专利技术第一方面提供的系统，第一电流镜为NMOS电流镜，并且第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管为NMOS晶体管。根据本专利技术第一方面提供的系统，第二电流镜包括第六晶体管和第七晶体管；其中，第六晶体管的栅极连接至第七晶体管的栅极和漏极，第六晶体管和第七晶体管的源极用于接收负载动态检测模块的供电电压，第七晶体管的漏极还连接至第一电流镜的另一输出端，并且第六晶体管的漏极用于输出第三电流。根据本专利技术第一方面提供的系统，第二电流镜为PMOS电流镜，并且第六晶体管和第七晶体管为PMOS晶体管。根据本专利技术第一方面提供的系统，第三电流镜包括第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管；其中，第八晶体管的栅极与漏极分别连接至第二晶体管的漏极与源极，第八晶体管的栅极还连接至第九晶体管和第十晶体管的栅极，第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管的源极接地，第九晶体管的漏极连接至第四电流镜的输入端，并且第十晶体管的漏极用于输出第一电流。根据本专利技术第一方面提供的系统，第三电流镜为NMOS电流镜，并且第八晶体管、第九晶体管和第十晶体管为NMOS晶体管。根据本专利技术第一方面提供的系统，第四电流镜包括第十一晶体管和第十二晶体管；其中，第十二晶体管的栅极连接至第十一晶体管的栅极和漏极，第十一晶体管和第十二晶体管的源极用于接收负载动态检测模块的供电电压，第十一晶体管的漏极还连接至第三电流镜的另一输出端，并且第十二晶体管的漏极用于输出第二电流。根据本专利技术第一方面提供的系统，第四电流镜为PMOS电流镜，并且第十一晶体管和第十二晶体管为PMOS晶体管。根据本专利技术第一方面提供的系统，负载动态检测模块是非线性检测模块，非线性检测模块包括模数转换器或数模转换器。第二方面，本专利技术实施例提供了一种开关稳压器，包括：如第一方面的开关稳压器控制系统，开关稳压器为降压型开关稳压器、升压型开关稳压器或升降压型开关稳压器。本专利技术实施例的开关稳压器控制系统和开关稳压器，能够利用负载动态检测模块对输出电压进行检测，生成两路电流信号，并基于两路电流信号来调制输出电压，可以满足对负载动态变化进行快速响应的开关稳压器需求，防止其过冲或跌落。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对本专利技术实施例中所需要使用的附图作简单的介绍，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1示出了本专利技术实施例提供的开关稳压器控制系统的结构示意图；图2是图1所示开关稳压器控制系统的具体实现方式的结构示意图；图3是图2所示开关稳压器控制系统的具体实现方式的结构示意图；图4是图3所示开关稳压器控制系统的具体实现方式的结构示意图；图5示出了本专利技术实施例提供的开关稳压器控制系统在输出电压跌落时各个信号的波形示意图；图6示出了本专利技术实施例提供的开关稳压器控制系统在输出电压过冲时各个信号的波形示意图；图7是图4所示开关稳压器控制系统的具体实现方式的结构示意图；以及图8示出了本专利技术实施例提供的负载动态检测模块的具体实现方式的结构示意图。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本专利技术的目的、技术方案及优点更加清本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种开关稳压器控制系统，包括：/n负载动态检测模块，用于检测所述系统的输出电压，并基于所述输出电压生成两路电流信号；以及/n脉冲宽度调制比较器，用于基于所述两路电流信号来生成开关控制信号，其中，所述开关控制信号用于调制所述输出电压。/n

【技术特征摘要】
1.一种开关稳压器控制系统，包括：
负载动态检测模块，用于检测所述系统的输出电压，并基于所述输出电压生成两路电流信号；以及
脉冲宽度调制比较器，用于基于所述两路电流信号来生成开关控制信号，其中，所述开关控制信号用于调制所述输出电压。


2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，还包括：
求和电阻，用于基于所述两路电流信号中的第一路电流信号，生成输入至所述脉冲宽度调制比较器的一个输入端的第一电压；以及
隔离缓冲电阻，用于基于所述两路电流信号中的第二路电流信号，生成输入至所述脉冲宽度调制比较器的另一输入端的第二电压，其中，
所述脉冲宽度调制比较器具体用于基于所述第一电压和所述第二电压来生成所述开关控制信号。


3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括；
开关控制器，用于基于所述开关控制信号对所述系统的输入电压进行斩波处理；以及
电感，用于基于斩波后的电压对电感电流进行调制，进而调制所述输出电压。


4.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，还包括：
误差放大器，用于接收基准电压和反馈电压，并生成补偿电压；其中，所述第二电压还取决于所述补偿电压，所述反馈电压用于表征所述输出电压。


5.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，
在检测到所述输出电压发生跌落时，所述第一路电流信号为从所述求和电阻抽取的第一电流，所述第二路电流信号为向所述隔离缓冲电阻注入的第二电流；
在检测到所述输出电压发生过冲时，所述第一路电流信号为向所述求和电阻注入的第三电流，所述第二路电流信号为从所述隔离缓冲电阻抽取的第四电流。


6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述负载动态检测模块是线性检测模块。


7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，
所述线性检测模块包括跨导放大器，所述跨导放大器用于基于所述输出电压和基准电压，生成所述两路电流信号。


8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，
所述负载动态检测模块包括：电源模块、第一电流镜、第二电流镜、第三电流镜以及第四电流镜；其中，
所述电源模块用于接收基准电压和反馈电压，所述电源模块的第一输出端连接至所述第一电流镜的输入端，所述第一电流镜的一个输出端用于输出所述第四电流，所述第一电流镜的另一输出端连接至所述第二电流镜的输入端，并且所述第二电流镜的输出端用于输出所述第三电流，所述电源模块的第二输出端连接至所述第三电流镜的输入端，所述第三电流镜的一个输出端用于输出所述第一电流，所述第三电流镜的另一输出端连接至所述第四电流镜的输入端，并且所述第四电流镜的输出端用于输出所述第二电流，其中，所述反馈电压用于表征所述输出电压。


9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，
所述电源模块包括第一晶体管、第二晶体管、第一电流源、第二电流源、第三电流源、第四电流源和电阻；其中，
所述第一晶体管的栅极用于接收所述基准电压，所述第二晶体管的栅极用于接收所述反馈电压，所述第一晶体管的源极经由所述电阻连接至所述第二晶体管的源极，并...

【专利技术属性】
技术研发人员：王发刚，罗强，徐京伟，方烈义，
申请(专利权)人：昂宝电子上海有限公司，
类型：发明
国别省市：上海;31