一种电流模式控制的BOOST转换器制造技术

本发明专利技术涉及一种电流模式控制的BOOST转换器，所述转换器包括控制IC以及外围电路，所述IC外围电路包括：VIN为系统的输入电压；VOUT为系统的输出电压；L1为电感；D1为续流二极管；C0为输出滤波电容；N1功率开关管；C1为IC的VCC脚外挂电容；R1为一电阻，连接IC的RT管脚，用于控制系统工作频率；R2、C2、C3为IC的FB脚和COMP脚补偿网络，对系统的稳定性起到决定作用；R3为电流采样电阻；R4、R5构成输出电压的采样网络，其比例决定了输出电压的高低。该方案提出的电流模式BOOST转换器，具有宽的输入电压，易于降低输出纹波，消除了次谐波振荡，环路稳定性便于调节。

【技术实现步骤摘要】
一种电流模式控制的BOOST转换器
本专利技术涉及一种转换器具体涉及一种电流模式控制的BOOST转换器，属于电源管理

技术介绍
BOOST升压电路是一种开关直流升压电路，可以使输出电压比输入电压高。广泛应用于直流电机传动、单相功率因数校正(PFC)电路及其他交直流电源中。然而BOOST升压系统在设计上往往存在输出纹波大、输入范围窄、大占空比工作易产生次谐波振荡、环路控制难的问题。因此，迫切的需要一种新的方案解决上述技术问题。
技术实现思路
本专利技术正是针对现有技术中存在的问题，提供一种电流模式控制的BOOST转换器，该技术方案为电流模式控制的BOOST转换器，针对现有技术中存在的缺陷，能够较好的解决或改善。为了实现上述目的，本专利技术的技术方案如下，一种电流模式控制的BOOST转换器，所述转换器包括控制IC以及外围电路。作为本专利技术的一种改进，所述外围电路包括：VIN为系统的输入电压；VOUT为系统的输出电压；L1为电感；D1为续流二极管；C0为输出滤波电容；N1功率开关管；C1为IC的VCC脚外挂电容；R1为一电阻，连接IC的RT管脚，用于控制系统工作频率；R2、C2、C3为IC的FB脚和COMP脚补偿网络，对系统的稳定性起到决定作用；R3为电流采样电阻；R4、R5构成输出电压的采样网络，其比例决定了输出电压的高低，R4、R5网络是直接采样输出电压，采样精准。采样到的信号FB送至运放的负输入端，运放处在整个控制环路中，两个输入端电压相等，即VFB＝1.25V，因此R4、R5的电压比例决定了输出电压VOUT的高低。作为本专利技术的一种改进，所述IC电路包括：Regulator模块，OSC为振荡器模块，Slope为斜坡补偿模块，MaxDuty为最大占空比模块，AMP为一运放，比较器CMP1，比较器CMP2以及Logic模块，其中VIN脚通过Regulator产生VCC电压；VCC通过Reference模块产生各基准电压；OSC的输入端为RT，输出端分两路，一路输出至RS触发器的S端，另一路输出分别送至Slope和MaxDuty，AMP的正输入端为1.25V基准，负输入端为FB脚，输出端为COMP脚，COMP通过电阻R6连接5V内部电源，COMP端经过1.25V降压后，连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和比较器CMP1的负输入端，电阻R8另一端接地，比较器CMP1的正输入端连接Slope的输出，比较器CMP1输出至Logic模块，比较器CMP2的正输入端为0.5V基准电压，CMP2的负输入端连接Slope的输出，同时Slope的输出连接电阻R9，电阻R9的另一端接CS脚，比较器CMP2输出至Logic模块，MaxDuty输出至Logic模块，Logic的输出送至RS触发器的R端，RS触发器的输出送至Driver模块，Driver的输出为OUT脚。Regulator为电源供电模块，通过高压电源VIN产生了IC内部的中压电源VCC，中压电源VCC主要用于产生IC内部的电压5V电源，以及为驱动模块提供电源；Reference模块产生内部低压5V电源及1.25V、0.5V的基准电压；OSC为振荡器模块，由RT脚的外挂电阻方便调节振荡器频率，振荡器模块产生时钟信号以及锯齿波信号，时钟信号送至RS触发器，用于控制每个周期的导通，锯齿波信号分别送至斜坡补偿模块Slope及最大占空比模块MaxDuty；Slope为斜坡补偿模块，将锯齿波的电压信号转换为锯齿波的电流，该锯齿波电流流过电阻R9产生一斜坡电压，并叠加在CS管脚上；MaxDuty为最大占空比模块，由于IC内集成了斜坡补偿功能，最大占空比通常可以设置在80％以上，如若CMP1和CMP2都不翻转的情况下，由MaxDuty模块控制开关周期的强制关断；AMP为一运放，正输入端接1.25V基准电压，负输入端接FB脚，输出端接COMP脚，该运放配合外部的C2、R2、C3补偿网络，用于检测输出电压，并调节系统稳定性；运放的输出经过1.25V降压，再由R7、R8分压后，送至比较器CMP1的负输入端，比较器CMP1的正输入端接CS脚叠加斜坡补偿后的电压；CMP2比较器功能为过流保护，当CS脚检测电流过大，且叠加斜坡补偿后的电压超过0.5V，则CMP2翻转，并控制输出关断；Logic模块主要处理三路分别来自MaxDuty、CMP1、CMP2的信号，决定由那一路信号控制输出关断；RS触发器为逻辑上控制输出导通或关断；Driver为驱动模块。利用这些巧妙设计的模块，巧妙组合，能够实现BOOST转换器的电流模式控制，且能够避免次谐波振荡。作为本专利技术的一种改进，所述Regulator为电源供电模块包括可以达到很宽的输入电压范围，VIN、VCC为IC的两个管脚，R1为限流电阻，典型值1M以上，D1为钳位二极管，N1为高压增强型NMOS，C1为VCC外挂电容，中压电源VCC可表示为：VCC＝VD1-VGS，VCC如需要增大，D1的钳位二极管可以串联增加。该结构较为灵活，VCC不会受VIN电压的影响，VIN可以接入较宽的电压范围，但需保证工艺中N1器件能够承受该电压。作为本专利技术的一种改进，专门设计斜坡补偿功能，在CS脚上叠加一斜坡电压，随着导通时间的增加，叠加的电压也将增加。斜坡补偿模块(Slope)的输入信号为来自振荡器OSC产生锯齿波信号，输出信号为斜坡电流Islope，P3、P4和N1、N2强制了两路的对称性，则N1、N2的Vgs相等，由于N1、N2的共Gate，所有N1、N2的Source电压相等，对于P1、P2，同样由于对称性，Vsg相等，P1、P2的Source电压相等，则P1、P2的Gate电压相等，由于P2的Gate电压等于电阻R1电压，则P1的Gate电压等于电阻R1电压；所以电流镜两条支路的电流均等于P5的输出电流可以根据电流镜比例设计，产生正比于Vslope的电流Islope，该模块产生的斜坡电压Islope*R9，该电压叠加于CS脚上。电流模式控制，当占空比超过50％，容易产生次谐波振荡，且占空比越大，越容易产生次谐波振荡。因此，希望导通时间越大时，补偿量越大，故采用斜坡的方式最佳。通常的斜坡补偿方法有两种，一种是在比较器的正输入端(CS)叠加一定的补偿量，一种是在比较器的负输入端(COMP间接反映)减少一定的补偿量，本文采用第一种方法。相对于现有技术，本专利技术具有如下优点，该技术方案提出的电流模式BOOST转换器，具有宽的输入电压，易于降低输出纹波，环路稳定性便于调节。利用这些巧妙设计的模块，巧妙组合，能够实现BOOST转换器的电流模式控制，且能够避免次谐波振荡。附图说明图1为电流模式控制的BOOST转换器示意图；图2为Regulator模块的结构示意；图3为OSC模块的结构示意图；图4为斜坡补偿模块(Slope)的结构示意图。具体实施方式：为了加深对本专利技术的理解，下面结合附图对本实施例做详细的说明。实施例1：参见图1，本专利技术提供的一种电流模式控制的BOOST转换本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电流模式控制的BOOST转换器，其特征在于，所述转换器包括控制IC以及外围电路。/n

【技术特征摘要】
1.一种电流模式控制的BOOST转换器，其特征在于，所述转换器包括控制IC以及外围电路。


2.根据权利要求1所述的电流模式控制的BOOST转换器，其特征在于，所述外围电路包括：VIN为系统的输入电压；VOUT为系统的输出电压；L1为电感；D1为续流二极管；C0为输出滤波电容；N1功率开关管；C1为IC的VCC脚外挂电容；R1为一电阻，连接IC的RT管脚，用于控制系统工作频率；R2、C2、C3为IC的FB脚和COMP脚补偿网络，对系统的稳定性起到决定作用；R3为电流采样电阻；R4、R5构成输出电压的采样网络，其比例决定了输出电压的高低。


3.根据权利要求2所述的电流模式控制的BOOST转换器，其特征在于，控制IC包括：Regulator模块，OSC为振荡器模块，Reference模块，Slope为斜坡补偿模块，MaxDuty为最大占空比模块，AMP为一运放，比较器CMP1，比较器CMP2以及Logic模块，其中VIN脚通过Regulator产生VCC电压；VCC通过Reference模块产生各基准电压；OSC的输入端为RT，输出端分两路，一路输出至RS触发器的S端，另一路输出分别送至Slope和MaxDuty，AMP的正输入端为1.25V基准，负输入端为FB脚，输出端为COMP脚，COMP通过电阻R6连接5V内部电源，COMP端经过1.25V降压后，连接电阻R7，电阻R7的另一端连接电阻R8和比较器CMP1的负输入端，电阻R8另一端接地，比较器CMP1的正输入端连接Slope的输出，比较器CMP1输出至Logic模块，比较器CMP2的正输入端为0.5V基准电压，CMP2的负输入端连接Slope的输出，同时Slope的输出连接电阻R9，电阻R9的另一端接CS脚，比较器CMP2输出至Logic模块，MaxDuty输出至Logic模块，Logic的输出送至RS触发器的R端，RS触发器的输出送至Driver模块，Driver的输出为OUT脚。


4.根据权利要求3所述的电流模式控制的BOOST转换器，其特征在于，所述Regulator为电源供电模块，通过高压电源VIN产生了IC内部的中压电源VCC，中压电源VCC主要用于产生IC内部的电压5V电源，以及为驱动模块提供电源；Reference模块产生内部低压5V电源及1.25V、0.5V的基准电压；OSC为振荡器模块，由RT脚的外挂电阻方便调节振荡器频率...

【专利技术属性】
技术研发人员：涂才根，张胜，谭在超，罗寅，丁国华，
申请(专利权)人：苏州锴威特半导体股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32