【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路，特别涉及功率变换器及斜坡信号产生电路。
技术介绍
1、功率变换器是用于将直流输入电压转换成直流输出电压的电源转换器。功率变换器包括开关管和储能元件，开关管周期性地对储能元件充电和放电，经输出电容平滑处理在输出端产生直流输出电压。
2、功率变换器的控制电路包括电压环。在电压环中，根据直流输出电压的电压反馈信号产生补偿信号。进一步地，通过补偿信号调整开关管在开关周期中的导通时间，维持稳定的输出电压和/或输出电流。当负载发生变化或存在其他干扰因素时，电感电流可能出现次谐波振荡，导致系统稳定性变差。斜坡补偿是抑制次谐波振荡的有效方法。斜坡补偿包括在检测信号上叠加固定斜率的斜坡信号获得叠加信号，使得检测信号与控制电压的相交的夹角增加以抑制次谐波振荡，提高系统稳定性。
3、现有的斜坡信号产生电路主要包括两种：其一是采用电容充放电的方法生成斜坡信号，其二是对开关节点信号的低通滤波产生斜坡信号。前者的电路结构复杂，后者的电路结构简单，但可能由于开关节点电压的波动导致滤波元件过压损坏。
4、因此，仍然期望设计电路结构简单且可靠性高的斜坡信号产生电路。
技术实现思路
1、鉴于上述问题，本专利技术的目的是提供功率变换器及斜坡信号产生电路，其中，将直流输入电压的比例信号转换成与开关节点的电压信号正相关的具有驱动能力的方波信号，以及对方波信号进行滤波产生斜坡信号，以有效避免次谐波振荡现象，同时防止内部的滤波元件过压以及减小电路尺寸。
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3、可选地，所述方波信号产生电路包括：第一开关管和第二开关管，所述第一开关管和所述第二开关管连接成传输门；以及第三开关管，连接在所述传输门与地之间，其中，所述方波信号产生电路接收第一至第三使能信号，分别用于控制所述第一开关管、所述第二开关管、所述第三开关管的导通状态，使得所述斜坡信号的周期与所述功率变换器的开关周期相同。
4、上述的斜坡信号产生电路，其中，所述滤波器包括：第一滤波电阻和第一滤波电容，串联连接在所述方波信号产生电路的输出端与地之间，在二者之间形成第一节点；以及第二滤波电阻和第二滤波电容，串联连接在所述第一节点和偏置端之间，在二者之间形成第二节点，其中，所述第二节点提供所述斜坡信号。
5、可选地，所述偏置端接收所述功率变换器的直流输出电压的电压反馈信号，所述第二节点提供所述斜坡信号和所述电压反馈信号的叠加信号。
6、可选地，还包括：电阻网络，用于获得所述直流输入电压的分压信号；第一电阻、第一晶体管和第二电阻，依次连接在供电端与地之间；以及运算放大器，所述运算放大器的同相输入端接收所述分压信号，反相输入端连接至所述第一晶体管的低电位端，输出端连接至所述第一晶体管的控制端，其中，所述第一晶体管的低电位端提供所述直流输入电压的比例信号。
7、根据本专利技术的另一方面，提供一种功率变换器，包括：电感；彼此连接的上功率管和下功率管，所述上功率管和所述下功率管的中间节点连接至所述电感的一端；以及控制电路，根据所述功率变换器的电压反馈信号产生第一开关控制信号和第二开关控制信号，分别控制所述上功率管和所述下功率管的导通状态，其中，所述控制电路包括上述的斜坡信号产生电路。
8、可选地，所述斜坡信号产生电路根据所述第一控制信号产生第一使能信号和第二使能信号，根据所述第二控制信号产生第三使能信号，以及根据所述第一使能信号、所述第二使能信号和所述第三使能信号，周期性地传输和阻止所述直流输入电压的比例信号，从而产生所述方波信号。
9、可选地，所述第一使能信号和所述第二使能信号分别是所述第一开关控制信号的同相信号和反相信号，所述第三使能信号是所述第二开关控制信号的同相信号。
10、可选地，还包括：输出电容，连接在所述功率变换器的输出端与地之间。
11、可选地，所述功率变换器是选自boost拓扑、buck拓扑、buck-boost拓扑中的任意一种。
12、根据本专利技术实施例的斜坡信号产生电路，其中，方波信号产生电路根据直流输入电压的比例信号产生方波信号，方波信号模拟所述功率变换器的开关节点的电压信号。与开关节点的电压信号相比，斜坡信号产生电路内部产生的方波信号不受直流输出电压波动的影响，有利于提高系统稳定性。滤波器对方波信号进行滤波以产生斜坡信号。由于方波信号的幅值等于直流输入电压的比例信号，通过选择合适的比例系数可以限制滤波器的最大输入电压，因此，滤波器中的滤波电容不会过压损坏，有利于提高系统稳定性和可靠性。
13、进一步地，对于满足次谐波振荡条件条件而言，滤波器中的滤波电容的电容值可以按比例系数减小。该斜坡信号产生电路不仅可以降低滤波电容的耐压参数，而且可以降低滤波电容的电容值，因此，滤波电容的尺寸也相应减小，有利于功率变换器的小型化。
14、进一步地，斜坡信号产生电路产生的斜坡信号的周期与功率变换器的开关周期相同，斜坡信号的幅值与功率变换器的电感电流纹波成正比，因而可以根据功率变换器的输入输出电压动态调节斜坡信号的波形。
15、进一步地，斜坡信号产生电路产生的斜坡信号包括上升斜坡和下降斜坡，与单斜坡的斜坡信号相比，与电压反馈信号的叠加信号波形平滑，有利于减小直流输出电压的纹波。
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1.一种用于功率变换器的斜坡信号产生电路，包括：
2.根据权利要求1所述的斜坡信号产生电路，其中，所述方波信号产生电路包括：
3.根据权利要求2所述的斜坡信号产生电路，其中，所述滤波器包括：
4.根据权利要求3所述的斜坡信号产生电路，其中，所述偏置端接收所述功率变换器的直流输出电压的电压反馈信号，所述第二节点提供所述斜坡信号和所述电压反馈信号的叠加信号。
5.根据权利要求1所述的斜坡信号产生电路，还包括：
6.一种功率变换器，包括：
7.根据权利要求6所述的功率变换器，其中，所述斜坡信号产生电路根据所述第一控制信号产生第一使能信号和第二使能信号，根据所述第二控制信号产生第三使能信号，以及根据所述第一使能信号、所述第二使能信号和所述第三使能信号，周期性地传输和阻止所述直流输入电压的比例信号，从而产生所述方波信号。
8.根据权利要求7所述的功率变换器，其中，所述第一使能信号和所述第二使能信号分别是所述第一开关控制信号的同相信号和反相信号，所述第三使能信号是所述第二开关控制信号的同相信号。
10.根据权利要求6所述的功率变换器，其中，所述功率变换器是选自BOOST拓扑、BUCK拓扑、BUCK-BOOST拓扑中的任意一种。
...【技术特征摘要】
1.一种用于功率变换器的斜坡信号产生电路，包括：
2.根据权利要求1所述的斜坡信号产生电路，其中，所述方波信号产生电路包括：
3.根据权利要求2所述的斜坡信号产生电路，其中，所述滤波器包括：
4.根据权利要求3所述的斜坡信号产生电路，其中，所述偏置端接收所述功率变换器的直流输出电压的电压反馈信号，所述第二节点提供所述斜坡信号和所述电压反馈信号的叠加信号。
5.根据权利要求1所述的斜坡信号产生电路，还包括：
6.一种功率变换器，包括：
7.根据权利要求6所述的功率变换器，其中，所述斜坡信号产生电路根据所述第一控制信号产生第一使能信号和第二使...
【专利技术属性】
技术研发人员：詹丹，刘胜，顾阳，
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：
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