升降压变换器的斜坡电压生成电路制造技术

本发明专利技术公开了一种升降压变换器的斜坡电压生成电路。斜坡电压生成电路采用第一比较器将与输出电压相关的第一电压信号和输入电压的分压信号进行比较，获得包含时间信息的计时信号，然后根据计时信号控制充放电模块中基准电流对电容的充电过程，然后通过采样保持模块将电容上的包含输入电压和输出电压的比值信息提取出来，最终根据输出模块进行增益输出得到包含输入电压和输出电压的比值关系的斜坡电压信号。电压信号。电压信号。

【技术实现步骤摘要】
升降压变换器的斜坡电压生成电路


[0001]本专利技术涉及电子电路
，更具体地涉及一种升降压变换器的斜坡电压生成电路。

技术介绍

[0002]现有的具有宽输入电压的DC/DC变换器包括级联升降压变换器、H桥升降压变换器、库克变换器以及SEPIC(Single Enable Primary Inductance Converter，单端初级电感变换器)等结构。其中H桥升降压变换器(单电感器或者非反相升降压变换器)由于具有输入输出同相、开关损耗低、输出电压可升可降等优点而广泛应用于电力、通信及电子仪器等领域，对其电路开关的优化策略也成为当前研究的热点。
[0003]基于输入电压和输出电压之间的关系，升降压变换器工作在三种不同的操作模式下。这些模式包括buck(降压)模式、boost(升压)模式以及buck
‑
boost(降压
‑
升压)模式。当输入电压高于输出电压时，升降压变换器工作在buck模式，将输入电压降低至其输出所需的电压水平；当输入电压低于输出电压时，升降压变换器工作在boost模式，将输入电压增大至输出所需要的电压水平；当输入电压接近输出电压时，升降压变换器工作在buck
‑
boost模式。
[0004]现有的升降压变换器的工作原理主要是实时采集输出电压，根据实时输出电压和期望输出电压之间的误差以及与输入电压和输出电压成一定比值关系的斜坡电压来产生相应的控制信号，以调节功率级电路中的开关管的开关状态和导通占空比，进而改变输入电流来改变输出电压，因此，如何获得精确的斜坡电压是提高升降压变换器控制精度的关键。

技术实现思路

[0005]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种升降压变换器的斜坡电压生成电路，可以生成精确的包含输入电压和输出电压比值关系的斜坡电压信号。
[0006]根据本专利技术实施例，提供了一种升降压变换器的斜坡电压生成电路，包括：第一比较器，用于将与输出电压相关的第一电压信号与输入电压的分压信号相比较，以生成比较信号；逻辑模块，用于根据所述比较信号、外部控制信号以及所述外部控制信号的延时信号生成第一计时信号和第三计时信号；充放电模块，用于基于所述第一计时信号和第二计时信号执行充放电操作，以生成第二电压信号；采样保持模块，用于基于所述第二电压信号与所述外部控制信号的延时信号生成第三电压信号；以及输出模块，用于基于所述第三电压信号与所述外部控制信号生成包含所述输入电压与所述输出电压的比值关系的斜坡电压信号。
[0007]可选的，所述斜坡电压生成电路还包括：第一电压生成模块，用于根据所述第三计时信号以及所述输出电压生成所述第一电压信号。
[0008]可选的，所述斜坡电压生成电路还包括：第二计时信号生成模块，用于根据所述外
部控制信号以及所述外部控制信号的延时信号生成所述第二计时信号。
[0009]可选的，所述逻辑模块包括：RS触发器，置位端接收所述比较信号，复位端接收所述外部控制信号，输出端用于提供第一输出信号；第一或门，用于根据所述第一输出信号和所述外部控制信号的延时信号生成所述第一计时信号；以及第二或门，用于根据所述第一输出信号和所述外部控制信号生成所述第三计时信号。
[0010]可选的，所述第一电压生成模块包括：第一跨导放大器，正相输入端接收所述输出电压，反相输入端接地；第一电容，第一端连接至所述第一跨导放大器的输出端，第二端接地；以及第一晶体管，第一端连接至所述第一电容的第一端，控制端用于接收所述第三计时信号，第二端接地，其中，所述第三计时信号用于控制所述第一电容的充电时间，以在所述第一电容的第一端生成所述第一电压信号。
[0011]可选的，所述充放电模块包括：电流源，第一端连接至电源电压；第二晶体管，第一端连接至所述电流源的第二端，控制端接收所述第一计时信号；第二电容，第一端连接至所述第二晶体管的第二端，第二端接地；以及第三晶体管，第一端连接至所述第二电容的第一端，控制端接收所述第二计时信号，第二端接地，其中，所述第一计时信号和所述第二计时信号分别用于控制所述第二晶体管和所述第三晶体管的导通和关断，以在所述第二晶体管导通且所述第三晶体管关断时，根据所述电流源对所述第二电容充电，在所述第二晶体管关断且所述第三晶体管导通时，所述第二电容对地放电，从而在所述第二电容的第一端生成所述第二电压信号。
[0012]可选的，所述第二晶体管选自PMOS管，所述第三晶体管选自NMOS管。
[0013]可选的，所述采样保持模块包括：缓冲器，输入端接收所述第二电压信号；第一开关，第一端连接至所述缓冲器的输出端，控制端接收所述外部控制信号的延时信号；以及第三电容，第一端连接至所述第一开关的第二端，第二端接地，其中，所述外部控制信号的延时信号用于控制所述第一开关的导通和关断，以在所述第一开关导通时对所述第二电压信号进行采样，在所述第一开关关断时进行保持，以在所述第三电容的第一端生成所述第三电压信号。
[0014]可选的，所述输出模块包括：第二跨导放大器，正相输入端接收所述第三电压信号，反相输入端接地；第四电容，第一端连接至所述第二跨导放大器的输出端，第二端接地；以及第四晶体管，第一端连接至所述第四电容的第一端，控制端接收所述外部控制信号，第二端接地，其中，所述外部控制信号用于控制所述第四晶体管的导通和关断，以在所述第四晶体管关断时，所述第二跨导放大器根据所述第三电压信号向所述第四电容充电，在所述第四晶体管导通时，所述第四电容的第一端对地放电，以在所述第四电容的第一端生成所述斜坡电压信号。
[0015]可选的，所述第二计时信号生成模块包括：反相器，输入端接收所述外部控制信号；或非门，第一输入端连接至所述反相器的输出端，第二输入端接收所述外部控制信号的延时信号，输出端用于输出所述第二计时信号。
[0016]本专利技术的斜坡电压生成电路采用第一比较器将与输出电压相关的第一电压信号和输入电压的分压信号进行比较，获得包含时间信息的计时信号，然后根据计时信号控制充放电模块中基准电流对电容的充电过程，然后通过采样保持模块将电容上的包含输入电压和输出电压的比值信息提取出来，最终根据输出模块进行增益输出得到包含输入电压和
输出电压的比值关系的斜坡电压信号。本专利技术实施例的斜坡电压生成电路可以得到精确的包含输入电压和输出电压的比值关系的斜坡电压信号，继而提高了采用该斜坡电压生成电路的升降压变换器的控制精度。
附图说明
[0017]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0018]图1示出根据本专利技术第一实施例的一种升降压变换器的示意性电路图；
[0019]图2示出根据本专利技术第二实施例的一种斜坡电压生成电路的示意性电路图；
[0020]图3示出根据本专利技术第二实施例的斜坡电压生成电路中的第一电压生成模块的示意性电路图；
[0021]图4示出根据本专利技术第二实施例的斜坡电压生成电路中的逻辑模块的示意性电路图；<本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种升降压变换器的斜坡电压生成电路，包括：第一比较器，用于将与输出电压相关的第一电压信号与输入电压的分压信号相比较，以生成比较信号；逻辑模块，用于根据所述比较信号、外部控制信号以及所述外部控制信号的延时信号生成第一计时信号和第三计时信号；充放电模块，用于基于所述第一计时信号和第二计时信号执行充放电操作，以生成第二电压信号；采样保持模块，用于基于所述第二电压信号与所述外部控制信号的延时信号生成第三电压信号；以及输出模块，用于基于所述第三电压信号与所述外部控制信号生成包含所述输入电压与所述输出电压的比值关系的斜坡电压信号。2.根据权利要求1所述的斜坡电压生成电路，还包括：第一电压生成模块，用于根据所述第三计时信号以及所述输出电压生成所述第一电压信号。3.根据权利要求1所述的斜坡电压生成电路，还包括：第二计时信号生成模块，用于根据所述外部控制信号以及所述外部控制信号的延时信号生成所述第二计时信号。4.根据权利要求1所述的斜坡电压生成电路，其中，所述逻辑模块包括：RS触发器，置位端接收所述比较信号，复位端接收所述外部控制信号，输出端用于提供第一输出信号；第一或门，用于根据所述第一输出信号和所述外部控制信号的延时信号生成所述第一计时信号；以及第二或门，用于根据所述第一输出信号和所述外部控制信号生成所述第三计时信号。5.根据权利要求2所述的斜坡电压生成电路，其中，所述第一电压生成模块包括：第一跨导放大器，正相输入端接收所述输出电压，反相输入端接地；第一电容，第一端连接至所述第一跨导放大器的输出端，第二端接地；以及第一晶体管，第一端连接至所述第一电容的第一端，控制端用于接收所述第三计时信号，第二端接地，其中，所述第三计时信号用于控制所述第一电容的充电时间，以在所述第一电容的第一端生成所述第一电压信号。6.根据权利要求1所述的斜坡电压生成电路，其中，所述充放电模块包括：电流源，第一端连接至电源电压；第二晶体管，第一端连接至所述电流源的第二端，控制端接收所述第一计时信号；第二电容，第一端连接至所述第二晶体管的第二...

【专利技术属性】
技术研发人员：易新敏，李雅淑，徐海峰，马玲莉，刘晓琳，贾丽伟，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：