本发明专利技术涉及一种频率补偿装置，尤其是涉及一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置。一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于，包括依次连接的误差放大器和频率补偿电路。因此，本发明专利技术具有如下优点：1.加快了频率补偿系统瞬态响应，且补偿电容可直接集成到片内，节省了整个电路的面积；2.能够产生一个随着负载电流的变化而变化的动态零点，抵消极点ω1；3.误差放大器采用折叠式共源共栅的结构，能提供一个高的直流增益和大的输出电阻，且只在运放的输出端产生一个低频主极点。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种频率补偿装置，尤其是涉及一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置。
技术介绍
随着电力电子技术的高速发展，电力电子设备与人们的工作、生活的关系日益密切，而电子设备都离不开可靠的电源，进入90年代计算机电源全面实现了开关电源化，率先完成计算机的电源换代，进入21世纪初年代开关电源(switch-mode power converter, SMPC)进入各种电子、电器设备领域，程控交换机、通讯、电子检测设备电源、控制设备电源等都已广泛地使用了开关电源，更促进了开关电源技术的迅速发展。目前，开关电源的控制方式根据电路采样变量的不同，有单环控制和双环路控制。 在DC/DC变换器中有两个独立的变量，即电感电流和电容电压。仅采样电容电压即输出电压的为电压模式控制；同时采样输出电压和电感电流的为电流模式控制。在电压型控制方式中，占空比D的变化只由输出电压的变化引起。当负载电流或者输入电压变化时，变换器必须先等输出电压相应的变化，然后延迟一个或者几个开关周期后，调制占空比D，最后使输出电压稳定，这种延时使得其在瞬态响应时速度很慢。且在电压模式中，LC输出滤波单元引入了双极点，其补偿环路中需要加入一个零点，或者引入一个频率更低的主极点。电流控制方式除了保留电压控制方式的电压反馈环外，还增加了一个电流反馈环，使占空比D 由误差电压和输出的峰值电流共同决定。电流模式简化了过流保护电路，保证了变换器工作的可靠性，同时降低了成本；且瞬态响应较快，线性调整率和负载调整率都很好。因此，一般电流控制模式在DC-DC变换器中应用更广一些。如附图说明图1所示的是电流控制模式的DC-DC变换器的结构图，该DC-DC变换器包括功率开关管、滤波电路单元、电阻反馈网络、电流检测单元、频率补偿网络、PWM调制器和逻辑控制与驱动电路。其工作原理打下系统没有上电时，输出电压V。ut和电感电流L均为0。 当系统开始工作，输出端的反馈电压I^Vait与基准电压输入频率补偿网络的两端，因为系统刚上电，此时频率补偿网络可以看成一个比较器，且基准电压远大于反馈电压，因此频率补偿网络的输出电压Va上升至电源电压；然后Va和电流检测网络检测的电压Vs输入到 PWM调制器的两端，输出控制信号d(t)，控制逻辑驱动单元使开关管开启，变换器开始电流给输出电容充电，V-和L同是逐步增加。经过这样几个周期后，输出电压达到稳定。同时， 又由于DC-DC变换器采用负反馈控制，故由输入电压或者负载电流的变化所引起的输出电压变化都可以通过负反馈来调节，使输出稳定。在电流控制模式的DC-DC变换器中，由于电流控制环和电压控制环的使LC滤波器产生的一对复合极点分离成两个极点ω 1和ω 2，从而影响了变换器的稳定性。根据负反馈系统的稳定性理论，当系统的增益下降到0时，其相移应小于180°，否则系统将会变成正反馈，使系统振荡。为了使系统更稳定的工作，一般要求其相位裕度大于45°，所以为了使系统能稳定的工作，则必须使系统在单位增益带宽内只有一个极点，故频率补偿是必不可少的。 为了解决双极点所带来的不稳定性，一般常用的方法是采用主极点补偿法。这种方法是在误差放大器的输出端接一个大的电容，从而在系统的传输函数中引入一个低频主极点权利要求1.一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于，包括依次连接的误差放大器和频率补偿电路。2.根据权利要求1所述的一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于， 所述的误差放大器包括一差分输入电路包括第一差分输入PMOS管Ml、第二差分输入PMOS管M2以及电流镜 PMOS 管 Mll ；一共栅放大电路包括第一共栅NMOS放大管M3、第二共栅NMOS放大管M4、第三共栅 NMOS放大管M5以及第四共栅NMOS放大管M6 ；一共源共栅电流镜负载包括第一电流镜PMOS负载管M7、第二电流镜PMOS负载管M8、 第三电流镜PMOS负载管M9以及第四电流镜PMOS负载管MlO。3.根据权利要求2所述的一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于， 所述第一差分输入PMOS管Ml的漏极连接到第三共栅NMOS放大管M5的漏极，栅极连接到反馈电压，源极连接到电流镜PMOS管Mll的漏极；第二差分输入PMOS管M2的漏极连接到第四共栅NMOS放大管M6的漏极，栅极连接到基准电压，源极连接到电流镜PMOS管Mll的漏极；第一共栅NMOS放大管M3的漏极连接到第三电流镜PMOS负载管M9的漏极，栅极连接到偏置电压Vb2，源极连接到第三共栅NMOS放大管M5的漏极；第二共栅NMOS放大管M4的漏极连接到第四电流镜PMOS负载管MlO的漏极，栅极连接到偏置电压Vb2，源极连接到第四共栅NMOS放大管M6的漏极；第三共栅NMOS放大管M5的漏极连接到第一差分输入PMOS 管Ml的漏极，栅极连接到偏置电压Vbl，源极连接到地；第四共栅NMOS放大管M6的漏极连接到第二差分输入PMOS管M2的漏极，栅极连接到偏置电压Vb2，源极连接到地；第一电流镜PMOS负载管M7的漏极连接到第三电流镜PMOS负载管M9的源极，栅极连接到第三电流镜PMOS负载管M9的漏极，源极连接到电源电压；第二电流镜PMOS负载管M8的漏极连接到第四电流镜PMOS负载管MlO的源极，栅极连接到第三电流镜PMOS负载管M9的漏极，源极连接到电源电压；第三电流镜PMOS负载管M9的漏极连接到第一共栅NMOS放大管M3的漏极，栅极连接到偏置电压Vb4，源极连接到第一电流镜PMOS负载管M7的漏极；第四电流镜 PMOS负载管MlO的漏极连接到第二共栅NMOS放大管M4的漏极，栅极连接到偏置电压Vb4， 源极连接到第二电流镜PMOS负载管M8的漏极；电流镜PMOS管Mll的漏极连接到第一差分输入PMOS管Ml的源极，栅极连接到偏置电压Vb 1，源极连接到电源电压。4.根据权利要求1所述的一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于， 所述的补偿电路包括一密勒电容控制单元包括补偿电容C。以及N个频率补偿NMOS管即第一频率补偿 NMOS管Mcl…第N频率补偿NMOS管McN ；一动态零点控制单元包括线性区的NMOS管Mm以及零点控制电压电路。5.根据权利要求4所述的一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于， 所述第一频率补偿NMOS管Mcl···第N频率补偿NMOS管McN的漏极均连接到上述误差放大器的输出端，栅极连接到偏置电压Vb，源极连接到上述补偿电容Cc。6.根据权利要求4所述的一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于， 所述NMOS管Mm的漏极连接到所述补偿电容Ce，栅极连接到零点控制电压电路的输出，源极连接地。7.根据权利要求1所述的一种电流模式的DC-DC变换器的频率补偿装置，其特征在于， 所述零点控制电压电路包括一第一电压-电流的转换器包括运放Al、电阻Rl、第一 NMOS管Mml以及第四NMOS管Mm4 ；一第二电压-电流的转换器包括运放A2、电阻R3、第五NMOS管Mm5以及第八NMOS管Mm8 ；一第一电流镜包括第二 NMOS管Mm2、第三NMOS管Mm3以及运放A3 ； 一第二电流镜包括第六NMO本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种电流模式的ＤＣ－ＤＣ变换器的频率补偿装置，其特征在于，包括依次连接的误差放大器和频率补偿电路。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：江金光，汪家轲，
申请(专利权)人：武汉大学，
类型：发明
国别省市：83
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