定频制造技术

本公开提供了一种定频

【技术实现步骤摘要】
定频DC
‑
DC变换器


[0001]本公开涉及集成电路
，具体涉及一种定频
DC
‑
DC
变换器
。

技术介绍

[0002]随着集成电路市场的日趋扩大，直流转直流
(DC
‑
DC)
转换器也得到了快速发展，作为一种开关电源技术，
DC
‑
DC
转换器具有动态响应快
、
控制简单等优点，具有广泛的应用
。
许多服务器都需要现场可编程门阵列
(FPGA)、
专用集成电路
(ASIC)
和其它大功率中央处理器
(CPU)
等负载的电流快速变化，而且为了保证数据安全
、
服务器系统的安全可靠，对服务器电源往往有更严格的瞬态响应要求
。
[0003]脉冲宽度调制
(Pulse Width Modulation
，简称为
PWM)
这种调制方式的开关周期恒定，可以带来较窄的噪声频谱带宽
、
更简单的滤波电路设计方案和更小的输出电压纹波，对系统的电磁干扰
(Electromagnetic Interference
，简称为
EMI)
设计也更为友好；并且，定频系统更易与外部频率同步，有利于多相并联和相位的稳定控制
。
然而，相关技术中的定频
DC
‑
DC
变换器在优化瞬态响应时，在负载变化的过程中需要等待环路中误差放大器输出信号变化，存在延时
。
[0004]针对定频
DC
‑
DC
变换器在优化瞬态响应时，在负载变化的过程中需要等待环路中误差放大器输出信号变化，存在延时的问题，目前尚未提出有效的技术解决方案
。

技术实现思路

[0005]本公开的主要目的在于提供一种定频
DC
‑
DC
变换器，以解决相关技术中定频
DC
‑
DC
变换器在优化瞬态响应时，在负载变化的过程中需要等待环路中误差放大器输出信号变化，存在延时的问题
。
[0006]为了实现上述目的，本公开的第一方面提供了一种定频
DC
‑
DC
变换器，包括：
PWM
驱动电路
、
上功率管
、
下功率管
、
输出电路
、
误差放大电路
、
瞬态增强电路和脉宽调制比较器；
[0007]PWM
驱动电路被配置为根据脉宽调制比较器的输出信号生成
PWM
信号，并根据
PWM
信号生成上功率管的第一驱动信号和下功率管的第二驱动信号；
[0008]输出电路的第一端耦接上功率管与下功率管之间的第一节点，输出电路的第二端经由第二节点耦接误差放大电路，误差放大电路被配置为基于第二节点的反馈电压，向脉宽调制比较器输出误差放大电路的输出信号；
[0009]瞬态增强电路被配置为生成第一纹波电压，对第二节点上的反馈电压和所述第一纹波电压进行叠加处理从而生成第二纹波电压，并向脉宽调制比较器输出第二纹波电压和第二纹波电压的基准电压，其中，第一纹波电压的占空比与
PWM
信号的占空比相关；以及
[0010]脉宽调制比较器包括第一比较器和第二比较器，第一比较器的输出端耦接第二比较器的使能失效端，第一比较器被配置为比较第二纹波电压和第二纹波电压的基准电压，向第二比较器的使能失效端输出第一比较信号，第二比较器被配置为基于使能失效端的第一比较信号，比较误差放大电路的输出信号和输出信号的基准电压，向
PWM
驱动电路输出第
二比较信号
。
[0011]可选地，
PWM
驱动电路包括振荡器
、PWM
逻辑电路和驱动器；
[0012]振荡器被配置为根据定频时钟向
PWM
逻辑电路输出振荡信号；
[0013]PWM
逻辑电路的第一端耦接振荡器，
PWM
逻辑电路的第二端耦接脉宽调制比较器的输出端，
PWM
逻辑电路被配置为根据振荡信号以及第二比较信号进行脉冲宽度调制，向驱动器输出
PWM
信号；
[0014]驱动器被配置为根据
PWM
信号输出上功率管的第一驱动信号和下功率管的第二驱动信号
。
[0015]可选地，输出电路包括电感器
、
输出电容器
、
第一反馈电阻器和第二反馈电阻器；
[0016]电感器的第一端耦接第一节点，电感器的第二端分别耦接输出电容器的第一端和第一反馈电阻器的第一端，电感器被配置为在上功率管导通时储能；
[0017]第一反馈电阻器的第二端经由第二节点耦接第二反馈电阻器的第一端；
[0018]输出电容器的第二端和第二反馈电阻器的第二端分别接地
。
[0019]可选地，误差放大电路包括误差放大器；
[0020]误差放大器的输入端耦接第二节点，误差放大器的输出端耦接脉宽调制比较器的输入端，误差放大器被配置为比较第二节点的反馈电压和反馈电压的基准电压，对反馈电压和反馈电压的基准电压的差值进行积分，得到误差放大器的输出信号，向脉宽调制比较器输出误差放大器的输出信号；
[0021]其中，反馈电压的基准电压由定频
DC
‑
DC
变换器提供，
PWM
驱动电路
、
上功率管
、
下功率管
、
输出电路
、
误差放大电路以及脉宽调制比较器构成环路，输出信号的基准电压通过实时采集环路信息产生
。
[0022]可选地，瞬态增强电路包括纹波生成电路；
[0023]纹波生成电路的第一端耦接第二节点，通过第一端输入产生自第二节点的反馈电压，纹波生成电路被配置为生成第一纹波电压，基于第一纹波电压和反馈电压生成第二纹波电压，并向脉宽调制比较器输出第二纹波电压；
[0024]脉宽调制比较器被配置为向
PWM
驱动电路输出第二比较信号，其中，当第二纹波电压小于等于第二纹波电压的基准电压时，第一比较信号为有效电平，第二比较器被使能失效，第二比较信号为无效电平，上功率管当第二纹波电压大于第二纹波电压的基准电压时，第一比较信号为无效电平，第二比较器被使能有效
。
[0025]进一步地，纹波生成电路包括第一电阻器
、
第一电容器
、
直流值提取器
、
第一加法器
、
放大器
、
第二加法器和第一缓本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种定频
DC
‑
DC
变换器，其特征在于，包括：
PWM
驱动电路
、
上功率管
、
下功率管
、
输出电路
、
误差放大电路
、
瞬态增强电路和脉宽调制比较器；所述
PWM
驱动电路被配置为根据所述脉宽调制比较器的输出信号生成
PWM
信号，并根据所述
PWM
信号生成所述上功率管的第一驱动信号和所述下功率管的第二驱动信号；所述输出电路的第一端耦接所述上功率管与所述下功率管之间的第一节点，所述输出电路的第二端经由第二节点耦接所述误差放大电路，所述误差放大电路被配置为基于所述第二节点的反馈电压，向所述脉宽调制比较器输出所述误差放大电路的输出信号；所述瞬态增强电路被配置为生成第一纹波电压，对第二节点上的反馈电压和所述第一纹波电压进行叠加处理从而生成第二纹波电压，并向所述脉宽调制比较器输出第二纹波电压和所述第二纹波电压的基准电压，其中，第一纹波电压的占空比与所述
PWM
信号的占空比相关；以及所述脉宽调制比较器包括第一比较器和第二比较器，第一比较器的输出端耦接第二比较器的使能失效端，所述第一比较器被配置为比较所述第二纹波电压和所述第二纹波电压的基准电压，向所述第二比较器的使能失效端输出第一比较信号，所述第二比较器被配置为基于使能失效端的第一比较信号，比较所述误差放大电路的输出信号和所述输出信号的基准电压，向所述
PWM
驱动电路输出第二比较信号
。2.
根据权利要求1所述的定频
DC
‑
DC
变换器，其特征在于，所述
PWM
驱动电路包括振荡器
、PWM
逻辑电路和驱动器；所述振荡器被配置为根据定频时钟向所述
PWM
逻辑电路输出振荡信号；所述
PWM
逻辑电路的第一端耦接所述振荡器，所述
PWM
逻辑电路的第二端耦接所述脉宽调制比较器的输出端，所述
PWM
逻辑电路被配置为根据振荡信号以及所述第二比较信号进行脉冲宽度调制，向所述驱动器输出
PWM
信号；所述驱动器被配置为根据所述
PWM
信号输出所述上功率管的第一驱动信号和所述下功率管的第二驱动信号
。3.
根据权利要求1所述的定频
DC
‑
DC
变换器，其特征在于，所述输出电路包括电感器
、
输出电容器
、
第一反馈电阻器和第二反馈电阻器；所述电感器的第一端耦接所述第一节点，所述电感器的第二端分别耦接所述输出电容器的第一端和所述第一反馈电阻器的第一端，所述电感器被配置为在所述上功率管导通时储能；所述第一反馈电阻器的第二端经由所述第二节点耦接所述第二反馈电阻器的第一端；所述输出电容器的第二端和所述第二反馈电阻器的第二端分别接地
。4.
根据权利要求1所述的定频
DC
‑
DC
变换器，其特征在于，所述误差放大电路包括误差放大器；所述误差放大器的输入端耦接所述第二节点，所述误差放大器的输出端耦接所述脉宽调制比较器的输入端，所述误差放大器被配置为比较所述第二节点的反馈电压和所述反馈电压的基准电压，对所述反馈电压和所述反馈电压的基准电压的差值进行积分，得到所述误差放大器的输出信号，向所述脉宽调制比较器输出所述误差放大器的输出信号；其中，所述反馈电压的基准电压由所述定频
DC
‑
DC
变换器提供，所述
PWM
驱动电路
、
上功率管
、
下功率管
、
输出电路
、
误差放大电路以及脉宽调制比较器构成环路，所述输出信号的
基准电压通过实时采集环路信息产生
。5.
根据权利要求1所述的定频
DC
‑
DC
变换器，其特征在于，所述瞬态增强电路包括纹波生成电路；所述纹波生成电路的第一端耦接所述第二节点，通过所述第一端输入产生自所述第二节点的反馈电压，所述纹波生成电路被配置为生成第一纹波电压，基于所述第一纹波电压和反馈电压生成第二纹波电压，并向所述脉宽调制比较器输出第二纹波电压；所述脉宽调制比较器被配置为向所述
PWM
驱动电路输出所述第二比较信号，其中，当所述第二纹波电压小于等于所述第二纹波电压的基准电压时，所述第一比较信号为有效电平，第二比较器被使能失效，第二比较信号为无效电平，当所述第二纹波电压大于所述第二纹波电压的基准电压时，所述第一比较信号为无效电平，第二比较器被使能有效
。6.
根据权利要求5所述的定频
D...

【专利技术属性】
技术研发人员：颜隽，
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：