控制逻辑电路、DC-DC变换器、芯片及电子设备制造技术

本公开的实施例提供一种用于DC

【技术实现步骤摘要】
控制逻辑电路、DC
‑
DC变换器、芯片及电子设备


[0001]本公开的实施例涉及集成电路
，具体地，涉及用于DC
‑
DC变换器的控制逻辑电路、DC
‑
DC变换器、芯片及电子设备。

技术介绍

[0002]大数据，云计算和物联网等应用的激增刺激了数据中心数量的指数级增长。出现越来越多的新型用电设备与新型供电结构。对电源管理技术的新功能需求也随之被不断地提出。功能需求从稳定电压和稳定电流逐渐向更高的效率、更高的输出功率、更快的动态响应等方面发展，以适应用电设备的不断更新。
[0003]DC
‑
DC(直流
‑
直流)变换器常被用于在电源系统中进行直流电压供电。DC
‑
DC变换器包括降压变换器(BUCK)和升压变换器(BOOST)。降压变换器可将更高的直流电压转换成更低的直流电压。升压变换器可将更低的直流电压转换成更高的直流电压。在DC
‑
DC变换器的负载跳变时，期望DC
‑
DC变换器能够快速地动态响应，以保持输出的稳定性。

技术实现思路

[0004]本文中描述的实施例提供了一种用于DC
‑
DC变换器的控制逻辑电路、DC
‑
DC变换器、芯片及电子设备。
[0005]根据本公开的第一方面，提供了一种用于DC
‑
DC变换器的控制逻辑电路。该控制逻辑电路包括：低通滤波器、纹波产生电路、误差放大器、减法器、补偿电容器、以及开关信号产生电路。其中，低通滤波器被配置为：对DC
‑
DC变换器的开关节点处的电压进行低通滤波以获得开关节点直流电压。其中，开关节点是直接耦接DC
‑
DC变换器的功率管与电感器的节点。纹波产生电路被配置为：根据开关节点直流电压、DC
‑
DC变换器的输入电压以及从开关信号产生电路输出的开关信号来生成纹波信号。其中，纹波信号的相位与流过电感器的电感电流的纹波的相位相同。误差放大器的第一输入端被提供DC
‑
DC变换器的反馈电压。误差放大器的第二输入端耦接参考电压端。误差放大器的输出端耦接减法器的第一输入端和补偿电容器的第一端。补偿电容器的第二端耦接第二电压端。减法器被配置为：将误差放大器的输出信号与纹波信号相减以产生参考纹波信号。开关信号产生电路被配置为：根据参考纹波信号、反馈电压、开关节点直流信号、输入电压来生成开关信号。其中，在反馈电压低于参考纹波信号的情况下，开关信号处于有效电平。开关信号的有效电平用于控制功率管导通。
[0006]在本公开的一些实施例中，纹波产生电路包括：第一跨阻放大器、第二跨阻放大器、第一压控开关、第一电容器、以及纹波控制电路。其中，第一跨阻放大器被配置为：根据输入电压生成第一电流，并向第一压控开关的第一端提供第一电流。第二跨阻放大器被配置为：根据开关节点直流电压生成第二电流，并从第一电容器的第一端抽取第二电流。纹波控制电路被配置为：根据开关信号来生成第一控制信号。其中，在开关信号处于有效电平时第一控制信号处于有效电平。第一压控开关的受控端被提供第一控制信号。第一压控开关
的第二端耦接第一电容器的第一端。第一电容器的第二端耦接第二电压端。
[0007]在本公开的一些实施例中，纹波控制电路还被配置为：根据开关信号来生成第二控制信号。其中，在开关信号从无效电平翻转为有效电平之后的预定时间段内第二控制信号处于有效电平。其中，纹波产生电路还包括：第二压控开关。第二压控开关的受控端被提供第二控制信号。第二压控开关的第一端耦接第一电容器的第一端。第二压控开关的第二端耦接第二电压端。
[0008]在本公开的一些实施例中，纹波控制电路还被配置为：还根据DC
‑
DC变换器的过零检测信号来生成第二控制信号。其中，在过零检测信号处于有效电平时第二控制信号处于有效电平。
[0009]在本公开的一些实施例中，开关信号产生电路包括：迟滞电压比较器、恒定导通时间控制电路、以及导通时间确定电路。其中，迟滞电压比较器的第一输入端被提供参考纹波信号。迟滞电压比较器的第二输入端被提供反馈电压。从迟滞电压比较器的输出端输出辅助导通时间指示信号。恒定导通时间控制电路被配置为：根据开关节点直流信号、输入电压和开关信号来生成恒定导通时间指示信号。导通时间确定电路被配置为：根据辅助导通时间指示信号和恒定导通时间指示信号来生成开关信号。其中，开关信号处于有效电平的时间等于辅助导通时间指示信号处于有效电平的时间和恒定导通时间指示信号处于有效电平的时间中更长的一者。
[0010]在本公开的一些实施例中，导通时间确定电路包括：或非门、以及RS触发器。其中，或非门的第一输入端被提供辅助导通时间指示信号。或非门的第二输入端被提供恒定导通时间指示信号。或非门的输出端耦接RS触发器的复位端。RS触发器的置位端被提供辅助导通时间指示信号。从RS触发器的输出端输出开关信号。
[0011]在本公开的一些实施例中，该DC
‑
DC变换器是降压变换器。
[0012]根据本公开的第二方面，提供了一种用于DC
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DC变换器的控制逻辑电路。该控制逻辑电路包括：低通滤波器、误差放大器、减法器、补偿电容器、第一跨阻放大器、第二跨阻放大器、第一压控开关、第二压控开关、第一电容器、纹波控制电路、迟滞电压比较器、恒定导通时间控制电路、或非门、以及RS触发器，其中，低通滤波器被配置为：对DC
‑
DC变换器的开关节点处的电压进行低通滤波以获得开关节点直流电压。其中，开关节点是直接耦接DC
‑
DC变换器的功率管与电感器的节点。误差放大器的第一输入端被提供DC
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DC变换器的反馈电压。误差放大器的第二输入端耦接参考电压端。误差放大器的输出端耦接减法器的第一输入端和补偿电容器的第一端。补偿电容器的第二端耦接第二电压端。减法器的第二输入端耦接第一电容器的第一端。减法器的输出端耦接迟滞电压比较器的第一输入端。第一跨阻放大器被配置为：根据DC
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DC变换器的输入电压生成第一电流，并向第一压控开关的第一端提供第一电流。第二跨阻放大器被配置为：根据开关节点直流电压生成第二电流，并从第一电容器的第一端抽取第二电流。纹波控制电路被配置为：根据从RS触发器输出的开关信号和DC
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DC变换器的过零检测信号来生成第一控制信号和第二控制信号。其中，在开关信号处于有效电平时第一控制信号处于有效电平。在开关信号从无效电平翻转为有效电平之后的预定时间段内第二控制信号处于有效电平。在过零检测信号处于有效电平时第二控制信号处于有效电平。第一压控开关的受控端被提供第一控制信号。第一压控开关的第二端耦接第一电容器的第一端。第一电容器的第二端耦接第二电压端。第二压控开关的受控端被提
供第二控制信号。第二压控开关的第一端耦接第一电容器的第一端。第二压控开关本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于DC
‑
DC变换器的控制逻辑电路，包括：低通滤波器、纹波产生电路、误差放大器、减法器、补偿电容器、以及开关信号产生电路，其中，所述低通滤波器被配置为：对所述DC
‑
DC变换器的开关节点处的电压进行低通滤波以获得开关节点直流电压，其中，所述开关节点是直接耦接所述DC
‑
DC变换器的功率管与电感器的节点；所述纹波产生电路被配置为：根据所述开关节点直流电压、所述DC
‑
DC变换器的输入电压以及从所述开关信号产生电路输出的开关信号来生成纹波信号，其中，所述纹波信号的相位与流过所述电感器的电感电流的纹波的相位相同；所述误差放大器的第一输入端被提供所述DC
‑
DC变换器的反馈电压，所述误差放大器的第二输入端耦接参考电压端，所述误差放大器的输出端耦接所述减法器的第一输入端和所述补偿电容器的第一端；所述补偿电容器的第二端耦接第二电压端；所述减法器被配置为：将所述误差放大器的输出信号与所述纹波信号相减以产生参考纹波信号；所述开关信号产生电路被配置为：根据所述参考纹波信号、所述反馈电压、所述开关节点直流信号、所述输入电压来生成所述开关信号，其中，在所述反馈电压低于所述参考纹波信号的情况下，所述开关信号处于有效电平；其中，所述开关信号的所述有效电平用于控制所述功率管导通。2.根据权利要求1所述的控制逻辑电路，其中，所述纹波产生电路包括：第一跨阻放大器、第二跨阻放大器、第一压控开关、第一电容器、以及纹波控制电路，其中，所述第一跨阻放大器被配置为：根据所述输入电压生成第一电流，并向所述第一压控开关的第一端提供所述第一电流；所述第二跨阻放大器被配置为：根据所述开关节点直流电压生成第二电流，并从所述第一电容器的第一端抽取所述第二电流；所述纹波控制电路被配置为：根据所述开关信号来生成第一控制信号，其中，在所述开关信号处于所述有效电平时所述第一控制信号处于有效电平；所述第一压控开关的受控端被提供所述第一控制信号，所述第一压控开关的第二端耦接所述第一电容器的所述第一端；所述第一电容器的第二端耦接所述第二电压端。3.根据权利要求2所述的控制逻辑电路，其中，所述纹波控制电路还被配置为：根据所述开关信号来生成第二控制信号，其中，在所述开关信号从无效电平翻转为所述有效电平之后的预定时间段内所述第二控制信号处于有效电平；其中，所述纹波产生电路还包括：第二压控开关，所述第二压控开关的受控端被提供所述第二控制信号，所述第二压控开关的第一端耦接所述第一电容器的所述第一端，所述第二压控开关的第二端耦接所述第二电压端。4.根据权利要求3所述的控制逻辑电路，其中，所述纹波控制电路还被配置为：还根据所述DC
‑
DC变换器的过零检测信号来生成所述第二控制信号，其中，在所述过零检测信号处于有效电平时所述第二控制信号处于有效电平。5.根据权利要求1至4中任一项所述的控制逻辑电路，其中，所述开关信号产生电路包
括：迟滞电压比较器、恒定导通时间控制电路、以及导通时间确定电路，其中，所述迟滞电压比较器的第一输入端被提供所述参考纹波信号，所述迟滞电压比较器的第二输入端被提供所述反馈电压，从所述迟滞电压比较器的输出端输出辅助导通时间指示信号；所述恒定导通时间控制电路被配置为：根据所述开关节点直流信号、所述输入电压和所述开关信号来生成恒定导通时间指示信号；所述导通时间确定电路被配置为：根据所述辅助导通时间指示信号和所述恒定导...

【专利技术属性】
技术研发人员：董明翰，
申请(专利权)人：骏盈半导体上海有限公司，
类型：发明
国别省市：