一种开关变换器制造技术

本发明专利技术提供一种开关变换器，涉及电子电路技术领域，包括：误差信息放大模块

【技术实现步骤摘要】
一种开关变换器


[0001]本专利技术属于电子电路
，具体涉及一种开关变换器
。

技术介绍

[0002]随着信息技术的高速发展，电子设备的性能需求不断提升，开关电源如
DC
‑
DC
变换器因具有较高的转换效率而被广泛应用
。
开关电源的控制方式有电压模
、
电流模和纹波控制等，其中，由于电流模控制具有高瞬态响应能力
、
结构补偿简单
、
自带过流检测等特性，在许多应用场景中成为主流控制方式
。
[0003]峰值电感电流是开关电源设计中的一个重要参数
。
峰值电感电流会影响前端开关管的端限能力，并且影响电感的磁场强度，当磁场强度高于某个值时，电感会达到饱和并失去对电流的限制作用，为了防止电感电流过大对芯片造成损害，需要对最大电感电流进行限制
。
[0004]传统的峰值电感电流限制方式都需要采样电感电流，如
SENSE
电阻采样
、RDS
采样
。
如图1为利用
SENSEFETS
采样的峰值电感电流限制方式，利用镜像功率管和负反馈环路，采样得到电感电流信息，将电感电流信息转换为电压信息与基准电压比较，当电感电流超过设定值时，输出控制信号关断高侧驱动管
。
这样的实现方式虽然没有损耗和精度的问题，但仍存在缺陷，一方面在宽电压应用场景中运放寄生电容变化会导致带宽漂移，负反馈环路存在失效的风险，另一方面比较器输出的控制信号为低压信号，需要通过电平位移电路才能控制上管关断，限制了电路反应速度
。
[0005]利用峰值电流模控制方式自带过流检测的特性，对误差放大器的输出反馈电压进行钳位，即可以达到峰值电感电流限制的目的，但该方法仍然受电流采样精度和电路反应速度的制约
。

技术实现思路

[0006]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种开关变换器
。
本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0007]本专利技术提供一种开关变换器，包括：误差信息放大模块
、
误差信息转换模块和电感电流控制模块，所述电感电流控制模块包括功率管
M
H
、
与功率管
M
H
的源端连接的电感以及
PWM
比较器，所述误差信息转换模块包括功率管
M
H
的镜像管
M
HM
，所述
PWM
比较器的反相输入端
、
同相输入端分别与功率管
M
H
的源端
、
镜像管
M
HM
的源端连接；其中，
[0008]所述误差放大模块，用于对系统的输出反馈电压
V
FB
与参考电压
V
REF
之间的误差进行放大，得到误差信息；
[0009]所述误差信息转换模块，用于将所述误差信息转换为镜像管
M
HM
源端的电压
V
SWM
；
[0010]所述电感电流控制模块，用于在电感的电流上升至使功率管
M
H
的源端电压
V
SW
与镜像管
M
HM
源端的电压
V
SWM
相等时，翻转所述
PWM
比较器以使功率管
M
H
关断
。
[0011]在本专利技术的一个实施例中，所述误差信息放大模块包括：误差放大器
EA
和
V
‑
I
电
路；
[0012]所述误差放大器
EA
，用于对系统的输出反馈电压
V
FB
与参考电压
V
REF
之间的误差进行放大，得到电压
V
COMP
；
[0013]所述
V
‑
I
电路，用于将所述电压
V
COMP
转换为电流
I
COMP
，得到误差信息
。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述误差信息转换模块，具体用于将所述电流
I
COMP
与斜坡补偿电流
I
COMP
相减后得到的电流
I
SUM
传输至所述镜像管
M
HM
，并计算所述镜像管
M
HM
源端的电压
V
SWM
。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，还包括电压源
V
IN
，所述电感电流控制模块还包括驱动电路
、
逻辑电路
、
二极管
D
；其中，
[0016]所述
PWM
比较器的输出端与逻辑电路的输入端连接，所述逻辑电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，功率管
M
H
的栅端连接至所述驱动电路的输出端
、
漏端与电压源
V
IN
的正端连接，所述二极管
D
的阴极接入所述功率管
M
H
的源端
、
阳极接入所述电压源
V
IN
的负端
。
[0017]在本专利技术的一个实施例中，还包括电源信号端
VCC
，所述误差信息转换模块还包括第一电流源
、
第二电流源
、
可变电流源
I
A
、
可变电流源
I
B
、NOMS
管：
MN1、MN2、MN3、MN4、MN5、MN6、MN7
和
PMOS
管：
MP1
；其中，
[0018]可变电流源
I
A
的正端
、
电流源
I1的正端和
MN2
的漏端与所述电源信号端
VCC
连接，
MN1
的栅端以及
MN2
的源端与可变电流源
I
A
的负端连接，
MN1
的源端接地，
MN1
的漏端与
MN2
的栅端均连接至第一电流源的负端；第二电流源的正端及
MP1
的源端接入电源信号端
VCC
，
MP1
的栅端和
MN3
的漏端均接入第二电流源的负端，
MP1
的漏端与...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种开关变换器，其特征在于，包括：误差信息放大模块
、
误差信息转换模块和电感电流控制模块，所述电感电流控制模块包括功率管
M
H
、
与功率管
M
H
的源端连接的电感以及
PWM
比较器，所述误差信息转换模块包括功率管
M
H
的镜像管
M
HM
，所述
PWM
比较器的反相输入端
、
同相输入端分别与功率管
M
H
的源端
、
镜像管
M
HM
的源端连接；其中，所述误差放大模块，用于对系统的输出反馈电压
V
FB
与参考电压
V
REF
之间的误差进行放大，得到误差信息；所述误差信息转换模块，用于将所述误差信息转换为镜像管
M
HM
源端的电压
V
SWM
；所述电感电流控制模块，用于在电感的电流上升至使功率管
M
H
的源端电压
V
SW
与镜像管
M
HM
源端的电压
V
SWM
相等时，翻转所述
PWM
比较器以使功率管
M
H
关断
。2.
根据权利要求1所述的开关变换器，其特征在于，所述误差信息放大模块包括：误差放大器
EA
和
V
‑
I
电路；所述误差放大器
EA
，用于对系统的输出反馈电压
V
FB
与参考电压
V
REF
之间的误差进行放大，得到电压
V
COMP
；所述
V
‑
I
电路，用于将所述电压
V
COMP
转换为电流
I
COMP
，得到误差信息
。3.
根据权利要求2所述的开关变换器，其特征在于，所述误差信息转换模块，具体用于将所述电流
I
COMP
与斜坡补偿电流
I
COMP
相减后得到的电流
I
SUM
传输至所述镜像管
M
HM
，并计算所述镜像管
M
HM
源端的电压
V
SWM
。4.
根据权利要求3所述的开关变换器，其特征在于，还包括电压源
V
IN
，所述电感电流控制模块还包括驱动电路
、
逻辑电路
、
二极管
D
；其中，所述
PWM
比较器的输出端与逻辑电路的输入端连接，所述逻辑电路的输出端与所述驱动电路的输入端连接，功率管
M
H
的栅端连接至所述驱动电路的输出端
、
漏端与电压源
V
IN
的正端连接，所述二极管
D
的阴极接入所述功率管
M
H
的源端
、
阳极接入所述电压源
V
IN
的负端
。5.
根据权利要求4所述的开关变换器，其特征在于，还包括电源信号端
VCC
，所述误差信息转换模块还包括第一电流源
、
第二电流源
、
可变电流源
I
A
、
可变电流源
I...

【专利技术属性】
技术研发人员：励勇远，袁岽杰，过伟，韦昌霖，朱光前，钱利波，朱樟明，
申请(专利权)人：西安电子科技大学，
类型：发明
国别省市：