直流-直流转换器制造技术

本发明专利技术提供一种直流‑直流转换器，其还包括：输出电路，其包括电感、第一功率晶体管和第二功率晶体管；控制电路，其被配置的：在负载低于预定值且所述输出电压大于等于设定标准值的第一比例时，由单脉冲模式进入休眠状态，在负载高于预定值或所述输出电压小于等于设定标准值的第二比例时，由休眠状态退回单脉冲模式；在单脉冲模式的每个周期内，先控制第一功率晶体管导通，第二功率晶体管断开，再控制第一功率晶体管断开，第二功率晶体管导通，在电感电流到达零时，如果所述单脉冲模式的这个周期还未结束，则进入空闲状态。这样，可以有效的降低输出电压的纹波，也能在极轻载时进入休眠状态，从而极大的降低电路的静态电流。

【技术实现步骤摘要】
直流-直流转换器
本专利技术涉及电源转换
，尤其涉及一种直流-直流转换器。
技术介绍
传统结构的DC-DC(直流-直流)转换器，在轻载时很难同时满足低纹波和低静态功耗的要求。传统架构中，在轻载时为了得到高效率和降低待机功耗，往往采用burstmode(突发模式)，其波形如下图1所示。在此模式时，当输出电压VOUT高于设定标准值1％后，进入休眠(sleep)状态。当输出电压低于设定标准值的100.5％时，即退出休眠状态。那么输出纹波至少为VOUT*0.5％。而由于比较器等电路的误差和延时，在最坏的情况下采用此方法轻载纹波会远大于VOUT*0.5％。设定退出休眠状态的比较器延时为t1，相关模块从休眠状态恢复到正常状态的时间为t2,则额外增加的纹波电压ΔVOUT为：其中CO为负载电容，IO为负载电流。在较轻载时IO越大，额外增加的输出的纹波越大。而在低功耗的设计中，由于电流极低，比较器的延时t1和相关电路的恢复时间都会比较长，因此总的输出电压纹波会远超出设定的VOUT*0.5％。为了降低轻载纹波，有的会采用单脉冲本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种直流-直流转换器，其特征在于，其还包括：/n输出电路，被配置的将输入电压转换成输出电压，其包括电感、第一功率晶体管和第二功率晶体管；/n控制电路，其被配置的：/n在负载低于预定值且所述输出电压大于等于设定标准值的第一比例时，由单脉冲模式进入休眠状态，在负载高于预定值或所述输出电压小于等于设定标准值的第二比例时，由休眠状态退回单脉冲模式，第二比例低于第一比例；/n在单脉冲模式的每个周期内，先控制第一功率晶体管导通，第二功率晶体管断开，此时电感电流逐渐增大，再控制第一功率晶体管断开，第二功率晶体管导通，此时电感电流逐渐减小，在电感电流到达零时，如果所述单脉冲模式的这个周期还未结束，则进入空...

【技术特征摘要】
1.一种直流-直流转换器，其特征在于，其还包括：
输出电路，被配置的将输入电压转换成输出电压，其包括电感、第一功率晶体管和第二功率晶体管；
控制电路，其被配置的：
在负载低于预定值且所述输出电压大于等于设定标准值的第一比例时，由单脉冲模式进入休眠状态，在负载高于预定值或所述输出电压小于等于设定标准值的第二比例时，由休眠状态退回单脉冲模式，第二比例低于第一比例；
在单脉冲模式的每个周期内，先控制第一功率晶体管导通，第二功率晶体管断开，此时电感电流逐渐增大，再控制第一功率晶体管断开，第二功率晶体管导通，此时电感电流逐渐减小，在电感电流到达零时，如果所述单脉冲模式的这个周期还未结束，则进入空闲状态，此时控制第一功率晶体管和第二功率晶体管均断开，直到下一个周期开始。


2.如权利要求1所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述控制电路包括：
电压采样电路，其采样所述输出电压得到反馈电压；
误差放大电路，其基于所述反馈电压和输出参考电压得到误差放大电压，基于所述输出参考电压确定所述输出电压的设定标准值；
周期信号产生电路，其产生时钟周期信号，所述时钟周期信号的周期是一充电电流的函数，其中所述充电电流是基于误差放大电压生成的并且其最小值被钳位为第二基准电流，基于所示时钟周期信号确定所述单脉冲模式的周期，
如果所述单脉冲模式的这个周期结束，所述电感电流仍未回复到零时，则进入连续工作模式，此时第一功率晶体管和第二功率晶体管被连续的交替导通和断开。


3.如权利要求2所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述周期信号产生电路包括：
储能电容C1；
放电电流源，其提供第一基准电流对所述储能电容进行放电；
充电电流产生电路，其基于误差放大电压产生给所述储能电容C1充电的充电电流，所述充电电流的最小值被钳位为第二基准电流；
重置电路，其根据单脉冲信号将所述储能电容C1快速放电至初始电平；
周期信号输出单元，其输出的时钟周期信号在储能电容C1的电压由初始电平上升至翻转阈值时发生翻转，基于第一功率晶体管的驱动信号LSD_GT产生所述单脉冲信号。


4.如权利要求3所述的直流-直流转换器，其特征在于，
所述储能电容C1耦接于节点A和接地端之间；
所述周期信号输出单元包括两个级联的反相器，前端的反相器的输入端耦接至节点A，末端的反相器的输出端输出所述时钟周期信号；
所述重置电路包括晶体管M8，所述晶体管M8耦接于节点A和接地端之间，所述晶体管M8的栅极接收所述单脉冲信号；
所述充电电流产生电路包括PMOS晶体管M5、M6、M7，NMOS晶体管M3和M4、第二基准电流源IB2、电阻R4和R3，
其中PMOS晶体管M5、M6、M7的源级均连接电源端VDD，PMOS晶体管M6、M7的栅极互连，PMOS晶体管M6的漏级耦接至节点A，PMOS晶体管M7的漏级耦接至NMOS晶体管的漏级，PMOS晶体管M5的栅极耦接于第二基准电流源IB2的输出端，第二基准电流源IB2的输入端耦接于电源端VDD，PMOS晶体管M5的漏级耦接于NMOS晶体管M4的栅极，NMOS晶体管M3和M4的栅极均耦接至所述误差放大电路的输出端，NMOS晶体管M3的源级通过电阻R3耦接至接地端，NMOS晶体管M4的源级通过电阻R4耦接至接地端，NMOS晶体管M4的漏级耦接至第二基准电流源IB2的输出端。


5.如权利要求2所述的直流-直流转换器，其特征在于，所述控制电路包括：负载检测电路，被配置来检...

【专利技术属性】
技术研发人员：谢凌寒，袁敏民，孙元良，刘钰，汪东，
申请(专利权)人：无锡力芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏;32