一种开关式电源及其斜率补偿信号发生电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种开关式电源及其斜率补偿信号发生电路。开关式电源包括：输出端子，耦接负载；控制信号发生电路，具有输入端和第一输出端；主开关，含控制端，所述控制端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；其特征在于所述开关式电源进一步包括：斜率补偿信号发生电路，具有输入端和输出端，其中所述斜率补偿信号发生电路的输入端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；以及电阻模块，耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端和所述控制信号发生电路的输入端。该开关式电源具有效率高、适应性强、体积小等优点。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及开关式电源，具体地但不限于涉及纹波模式控制的降压变换器。
技术介绍
开关式电源被广泛用于将一幅值的电压源转换成另一幅值的输出电压并给负载供电。开关式电源具有一主开关，通过控制主开关的占空比来调节输出电压的幅值。降压变换器作为一种开关式电源，用于将一直流电压源转换成幅值减小的直流输出电压。图1示出了一个现有技术的降压变换器100示意图。降压变换器100包括了一个控制器11、主开关M、电感L和输出电容C。降压变换器100的主开关M通过由控制器11输出的脉宽调制(PWM)信号控制，从而调节降压变换器100的输出电压Vout。当负载12变化时，输出电压Vout将会偏移，通过检测输出电压Vout并给控制器11输送输出电压反馈信号FB，PWM信号的占空比变化，从而使Vout回归到预设值。纹波模式控制为用于开关式电源的一种控制方式，其控制基于输出电压的纹波信号来实现。对降压变换器100而言，由于主开关M被一由高逻辑电平和低逻辑电平组成的PWM信号控制，降压变换器产生通过电感L的纹波电流IL。由于输出电容的等效串联电阻(ESR)的存在，纹波电流导致输出电压Vout也含有纹波电压成分。其中Vout的纹波电压为IL*RESR，其中RESR表示等效串联电阻的阻值。当含纹波电压的输出电压低于一参考电压时，主开关M被导通。为了实现稳定的控制，需要较大的纹波电压成分。然而，输出电压的纹波会影响负载12的正常工作。而且，输出电压的较大的纹波需要较大的ESR，而较大的ESR会降低电源的效率。因此需要采用含较小ESR的输出电容和额外的电路来产生和电感电流IL相似的斜率补偿电压信号。图2所示的降压变换器中的补偿电路21用于纹波模式控制。该降压变换器包括主开关M1和同步整流管M2。补偿电路21包括电阻R’和耦接至电感L两端的电容C’。补偿电路21产生和输出电感电流IL形状相似的斜率补偿补偿电压信号Vramp。然而，该补偿电路21为外置的电路，采用分立的元件，这些元件具有大尺寸和高成本。在一些应用中，补偿电路21和控制信号发生电路22集成在一个半导体芯片上。电阻R’和电容C’为固定值，斜率补偿电压信号的幅值不能被调节，从而不能适用不同的应用场合。因此，需要一种新的采用斜率补偿的纹波模式控制方法和结构来克服上述问题。
技术实现思路
为了解决前面描述的一个问题或者多个问题，本技术提出一种开关式电源及其斜率补偿信号发生电路。根据本技术的一个方面，一种开关式电源，包括输出端子，耦接负载；控制信号发生电路，具有输入端和第一输出端；主开关，含控制端，所述控制端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；其特征在于，所述开关式电源进一步包括斜率补偿信号发生电路，具有输入端和输出端，其中所述斜率补偿信号发生电路的输入端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；以及电阻模块，耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端和所述控制信号发生电路的输入端。根据本技术的实施例，所述开关式电源包括降压变换器。根据本技术的实施例，所述开关式电源进一步包括反馈电路，其中所述反馈电路具有输入端和输出端，其中所述反馈电路的输入端耦接所述输出端子；所述反馈电路的输出端耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端；以及所述控制信号发生电路进一步包括比较电路，所述比较电路具有第一输入端和第二输入端，其中所述比较电路的第一输入端耦接参考电压，所述比较电路的第二输入端耦接所述反馈电路的输出端。根据本技术的实施例，所述控制信号发生电路进一步包括第二输出端，所述斜率补偿信号发生电路包括电流源；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一开关的控制端耦接所述控制信号发生电路的第二输出端；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第二开关的控制端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端，所述第一开关的第一端耦接所述电流源，所述第一开关的第二端耦接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端耦接参考地；电容，具有第一端和第二端，其中所述电容的第一端耦接所述第二开关的第一端，所述电容的第二端耦接所述第二开关的第二端；以及电流转换电路，具有输入端和输出端，其中所述电流转换电路的输入端耦接所述电容的第一端，所述电流转换电路的输出端耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端。根据本技术的实施例，所述第一开关和所述第二开关为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件，其中所述第一开关具有漏极和源极，所述漏极耦接所述第一开关的第一端，所述源极耦接所述第一开关的第二端；以及所述第二开关具有漏极和源极，所述第二开关的漏极耦接所述第二开关的第一端，所述第二开关的源极耦接所述第二开关的第二端。根据本技术的实施例，所述斜率补偿信号发生电路进一步包括与门，所述与门具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述与门的第一输入端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端，所述与门的第二输入端耦接所述控制信号发生电路的第二输出端，所述与门的输出端耦接所述第一开关的控制端。根据本技术的实施例，所述开关式电源进一步包括电流镜，所述电流镜含输入端和输出端，所述电流镜的输入端耦接系统频率电流源，所述电流镜的输出端耦接所述斜率补偿信号发生电路。根据本技术的另一方面，一种斜率补偿信号发生电路，其特征在于，所述斜率补偿信号发生电路包括电流源；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中所述控制端耦接第二控制信号；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第二开关的控制端耦接第一控制信号控制，其中所述第一开关的第一端耦接所述电流源，所述第一开关的第二端耦接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端耦接参考地；电容，具有第一端和第二端，其中所述电容的第一端耦接所述第二开关的第一端，所述电容的第二端耦接所述第二开关的第二端；以及电流转换电路，具有输入端和输出端，其特征在于所述电流转换电路的输入端耦接所述电容的第一端，所述电流转换电路的输出端耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端。根据本技术的实施例，所述电流转换电路包括电阻，具有第一端和第二端，其中所述电阻的第一端耦接所述参考地；放大电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其中所述放大电路的第一输入端耦接所述电容的第一端，所述放大电路的第二输入端耦接所述电阻的第二端；以及晶体管，具有第一端、第二端和控制端，其中所述晶体管的控制端耦接所述放大电路的输出端，所述晶体管的第一端耦接所述电阻的第二端，所述晶体管的第二端耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端。根据本技术的实施例，所述电流转换电路进一步包括电流镜，所述电流镜包括输入端和输出端，所述电流镜的输入端耦接所述晶体管的第二端，所述电流镜的输出端耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端。根据本技术的实施例所提供的开关式电源和斜率补偿信号发生电路，具有效率高、适应性强、体积小等优点。附图说明为了更好的理解本技术，将根据以下附图对本技术进行详细描述图1示出了一个现有技术的降压变换器的示意图；图2示出了一个现有技术的含补偿电路的降压变换器；图3A示出了根本本技术一实施例的开关式电源的示意框图；图3B示出了根据本技术一实施例的含独立电阻模块的开关式电源示意框图；图4示出了根据本技术一实施例的降压本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关式电源，包括：输出端子，耦接负载；控制信号发生电路，具有输入端和第一输出端；主开关，含控制端，所述控制端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；其特征在于，所述开关式电源进一步包括：斜率补偿信号发生电路，具有输入端和输出端，其中所述斜率补偿信号发生电路的输入端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；以及电阻模块，耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端和所述控制信号发生电路的输入端。

【技术特征摘要】
2011.10.20 US 13/277,9911.一种开关式电源，包括输出端子，耦接负载；控制信号发生电路，具有输入端和第一输出端；主开关，含控制端，所述控制端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；其特征在于，所述开关式电源进一步包括斜率补偿信号发生电路，具有输入端和输出端，其中所述斜率补偿信号发生电路的输入端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端；以及电阻模块，耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端和所述控制信号发生电路的输入端。2.如权利要求1所述的开关式电源，其特征在于，所述开关式电源包括降压变换器。3.如权利要求1所述的开关式电源，其特征在于，所述开关式电源进一步包括反馈电路，其中所述反馈电路具有输入端和输出端，其中所述反馈电路的输入端耦接所述输出端子；所述反馈电路的输出端耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端；以及所述控制信号发生电路进一步包括比较电路，所述比较电路具有第一输入端和第二输入端，其中所述比较电路的第一输入端耦接参考电压，所述比较电路的第二输入端耦接所述反馈电路的输出端。4.如权利要求1所述的开关式电源，其特征在于，其中所述控制信号发生电路进一步包括第二输出端，所述斜率补偿信号发生电路包括电流源；第一开关，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第一开关的控制端耦接所述控制信号发生电路的第二输出端；第二开关，具有第一端、第二端和控制端，其中所述第二开关的控制端耦接所述控制信号发生电路的第一输出端，所述第一开关的第一端耦接所述电流源，所述第一开关的第二端耦接所述第二开关的第一端，所述第二开关的第二端耦接参考地；电容，具有第一端和第二端，其中所述电容的第一端耦接所述第二开关的第一端，所述电容的第二端耦接所述第二开关的第二端；以及电流转换电路，具有输入端和输出端，其中所述电流转换电路的输入端耦接所述电容的第一端，所述电流转换电路的输出端耦接所述斜率补偿信号发生电路的输出端。5.如权利要求4所述的开关式电源，其特征在于，所述第一开关和所述第二开关为金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)器件，其中所述第一开关具有漏极和源极，所述漏极耦接所述第一开关的第一端，所述源极耦接所述第一开关的第二端；以及所述第二开关具...

【专利技术属性】
技术研发人员：董岩，徐鹏，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：实用新型
国别省市：