提高制造技术

一种提高

【技术实现步骤摘要】
提高DC/DC转换器响应速度的控制电路和方法


[0001]本专利技术涉及电子电路领域，具体涉及一种提高
DC/DC
转换器响应速度的控制电路和方法
。

技术介绍

[0002]DC/DC
转换器通常用于开关电源芯片，其利用电容
、
电感的储能的特性，通过可控开关
(MOSFET
等
)
进行高频开关的动作，将输入的电能储存在电容
(
感
)
里，当开关断开时，电能再释放给负载，提供能量
。
开关电源可以用于升压和降压
。
[0003]传统固定频率的降压
DC/DC
转换器
(buck
电路
)
的在轻载的时候，为了减小静态电流，可以使降压
DC/DC
转换器进入休眠状态
。
进入休眠状态包括需要关闭部分模块，比如时钟模块；以及将部分模块的静态电流减小，例如带隙基准模块
BG、
偏置电流模块
BIAS
，误差放大器模块
EA
等，以提高轻载效率
。
但是在该种休眠状态的模式下，如果负载突然切换到重载，由于退出休眠状态后到
CLK
模块重新建立需要一定时间，以及
BG
模块
、BIAS
模块
、EA
模块从小功耗切换到正常功耗，需要建立时间，在这些建立时间内，输出将下跌，导致严重的输出下冲
(undershoot)
，导致切换过程需要经历较长的时延
。

技术实现思路

[0004]为解决现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种提高
DC/DC
转换器响应速度的控制电路和方法，以有效地降低
DC/DC
变换器在低功耗的轻载模式下负载突然切换到重载时的输出下冲，并减少切换过程所需的时延
。
[0005]本专利技术采用如下的技术方案
。
[0006]根据本专利技术的第一方面，提供一种提高
DC/DC
转换器响应速度的控制电路
。
所述控制电路包括：下跌检测模块，用于检测
DC/DC
转换器的输出电压的下跌，在检测到输出电压下跌时产生下跌指示信号；切换指示模块，连接到下跌检测模块和时钟模块，用于在接收到所述下跌指示信号且未接收到时钟模块的时钟信号时，输出具有第一逻辑值的切换指示信号，否则输出具有第二逻辑值的切换指示信号；调制信号产生模块，连接到所述切换指示模块，用于响应于具有第一逻辑值的切换指示信号产生第一开关调制信号，且响应于具有第二逻辑值的切换指示信号产生第二开关调制信号；其中，
DC/DC
转换器的第一开关管和第二开关管的驱动信号是基于第一开关调制信号或第二开关调制信号产生的
。
[0007]进一步的，所述控制电路还包括：休眠控制模块，用于在接收到所述下跌指示信号时，产生指示退出休眠状态的休眠退出信号；其中，在休眠退出信号产生后的预定时间内，时钟模块不输出时钟信号
。
[0008]进一步的，所述休眠控制模块包括：或门，所述或门的一个输入端用于接收所述下跌指示信号，所述或门的另一个输入端用于接收所述
DC/DC
转换器的
PFM
信号，所述或门的输出端用于输出所述休眠退出信号；所述
PFM
信号是基于
DC/DC
转换器的输出反馈电压并经由误差放大器和第一比较器得到的；所述误差放大器的正相输入端和反相输入端分别连接
到第一参考电压
(Vref1)
和输出反馈电压；所述第一比较器的正相输入端和反相输入端分别连接到所述误差放大器的输出端和第二参考电压
(Vref2)
，所述第一比较器的输出端输出所述
PFM
信号
。
[0009]进一步的，所述切换指示模块包括：第一触发器，所述第一触发器的复位端用于接收所述时钟信号，所述第一触发器的
clk
端用于接收所述下跌指示信号，所述第一触发器的输入端用于接收
DC/DC
转换器的内部电源高电位信号
VDD
；第一与门，所述第一与门的一个输入端用于接收所述下跌指示信号，所述第一与门的另一输入端用于连接至所述第一触发器的输出端，所述第一与门的输出端用于输出所述切换指示信号
。
[0010]进一步的，所述调制信号产生模块包括：第一启停控制单元，用于根据所述具有第一逻辑值的切换指示信号，产生第一开关调制信号；第二启停控制单元，用于根据所述
DC/DC
转换器的
PWM
信号和时钟信号产生第二开关调制信号；所述
PWM
信号是基于
DC/DC
转换器的输出反馈电压和第一参考电压
(Vref1)
得到的；信号选择单元，用于响应于具有第一逻辑值的切换指示信号选择所述第一开关调制信号作为最终调制信号，且响应于具有第二逻辑值的切换指示信号选择所述第二开关调制信号作为最终调制信号
。
[0011]进一步的，所述第一启停控制单元包括：固定导通时间产生电路，用于根据接收的所述切换指示信号以及所述
DC/DC
转换器的输入电压信号和输出电压信号以产生第一启停控制信号；固定截止时间产生电路，用于根据接收的所述切换指示信号以及所述
DC/DC
转换器的输入电压信号和输出电压信号产生第二启停控制信号；第一占空比产生电路，用于根据第一控制信号产生所述第一开关调制信号；其中，所述第一启停控制信号和所述第二启停控制信号组成所述第一控制信号
。
[0012]进一步的，所述第一启停控制单元包括：固定导通时间产生电路，用于接收所述切换指示信号
、
所述
DC/DC
转换器的输入电压信号和输出电压信号以输出所述第一控制信号；第一占空比产生电路，用于根据所述第一控制信号和电感电流过零检测模块输出的电流过零指示信号产生所述第一开关调制信号
。
[0013]进一步的，所述第一启停控制单元包括：比较器，用于将电流感测模块的输出与参考值进行比较以产生比较信号；所述电流感测模块用于检测所述
DC/DC
转换器的第一开关管的电流；第二与门，所述第二与门的一个输入端用于接收所述比较信号，另一输入端用于接收所述切换指示信号，所述第二与门的输出端输出所述第一控制信号；第一占空比产生电路，用于根据所述第一控制信号和电感电流过零检测模块输出的电流过零指示信号产生所述第一开关调制信号
。
[0014]进一步的，所述第二启停控制单元包括：第二触发器，所述第二触发器的输入端接收
PWM
信号，所述第二触发器的复位端接收所述时钟信号，所述第二本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种提高
DC/DC
转换器响应速度的控制电路，其特征在于，所述控制电路包括：下跌检测模块，用于检测
DC/DC
转换器的输出电压的下跌，在检测到输出电压下跌时产生下跌指示信号；切换指示模块，连接到所述下跌检测模块和时钟模块，用于在接收到所述下跌指示信号且未接收到时钟模块的时钟信号时，输出具有第一逻辑值的切换指示信号，否则输出具有第二逻辑值的切换指示信号；调制信号产生模块，连接到所述切换指示模块，用于响应于具有第一逻辑值的切换指示信号产生第一开关调制信号，且响应于具有第二逻辑值的切换指示信号产生第二开关调制信号；其中，所述
DC/DC
转换器的第一开关管和第二开关管的驱动信号是基于所述第一开关调制信号或所述第二开关调制信号产生的
。2.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，还包括：休眠控制模块，连接到所述下跌检测模块，用于在接收到所述下跌指示信号时，产生指示退出休眠状态的休眠退出信号；其中，在所述休眠退出信号产生后的预定时间内，时钟模块不输出时钟信号
。3.
根据权利要求2所述的控制电路，其特征在于，所述休眠控制模块包括：或门，所述或门的一个输入端用于接收所述下跌指示信号，所述或门的另一个输入端用于接收
PFM
信号，所述或门的输出端用于输出所述休眠退出信号；所述
PFM
信号是基于
DC/DC
转换器的输出反馈电压并经由误差放大器和第一比较器得到的；所述误差放大器的正相输入端和反相输入端分别连接到第一参考电压
(Vref1)
和输出反馈电压；所述第一比较器的正相输入端和反相输入端分别连接到所述误差放大器的输出端和第二参考电压
(Vref2)
，所述第一比较器的输出端输出所述
PFM
信号
。4.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述切换指示模块包括：第一触发器，所述第一触发器的复位端用于接收所述时钟信号，所述第一触发器的
clk
端用于接收所述下跌指示信号，所述第一触发器的输入端用于接收
DC/DC
转换器的内部电源高电位信号
VDD
；第一与门，所述第一与门的一个输入端用于接收所述下跌指示信号，所述第一与门的另一输入端用于连接至所述第一触发器的输出端，所述第一与门的输出端用于输出所述切换指示信号
。5.
根据权利要求1所述的控制电路，其特征在于，所述调制信号产生模块包括：第一启停控制单元，用于根据所述具有第一逻辑值的切换指示信号，产生第一开关调制信号；第二启停控制单元，用于根据
PWM
信号和时钟信号产生第二开关调制信号；所述
PWM
信号是基于
DC/DC
转换器的输出反馈电压和第一参考电压
(Vref1)
得到的；信号选择单元，用于响应于具有第一逻辑值的切换指示信号选择所述第一开关调制信号作为最终调制信号，且响应于具有第二逻辑值的切换指示信号选择所述第二开关调制信号作为最终调制信号
。6.
根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述第一启停控制单元包括：固定导通时间产生电路，用于根据接收的所述切换指示信号以及所述
DC/DC
转换器的输入电压信号和输出电压信号以产生第一启停控制信号；
固定截止时间产生电路，用于根据接收的所述切换指示信号以及所述
DC/DC
转换器的输入电压信号和输出电压信号产生第二启停控制信号；第一占空比产生电路，用于根据第一控制信号产生所述第一开关调制信号；其中，所述第一启停控制信号和所述第二启停控制信号组成所述第一控制信号
。7.
根据权利要求5所述的控制电路，其特征在于，所述第一启停控制单元包括：固定导通时间产生电路，用于接收所述切换指示信号
、

【专利技术属性】
技术研发人员：阳云霄，
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：