开关变换器及其斜坡补偿电路制造技术

公开了开关变换器及其斜坡补偿电路。该斜坡补偿电路包括提供第一电压信号的第一电压单元；第一运算单元，基于第一电压信号和第二电压信号的运算结果提供电流控制信号；第一开关，第一端耦接于第一电压单元的第一端；第一电容，第一端耦接于第一开关的第二端，第二端耦接于第一电压单元的第二端；第二开关，第一端耦接于第一电容的第一端；以及第一电流单元，第一端耦接于第二开关的第二端，第二端耦接于第一电容的第二端，控制端耦接于第一运算单元的输出端，基于电流控制信号提供第一电流信号。这样，根据输入电压或负载状态对斜坡补偿信号的斜率进行调节，改善了开关变换器的瞬态响应、线性调整率或负载调整率。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术的实施例涉及电子电路，尤其涉及一种开关变换器和用于开关变换器的斜坡补偿电路。
技术介绍
由于高转换效率和简单的内部结构等优点，开关变换器在电源领域得到了广泛的应用。开关变换器具有多种控制模式，例如恒定导通时间控制、峰值电流控制、平均电流控制等。恒定导通时间控制具有优越的负载瞬态响应、简单的内部结构和平滑的工作模式切换，在开关变换器中得到了很好的应用。图1示出现有的采用恒定导通时间控制的开关变换器100的示意电路图。开关变换器100包括导通时间控制单元101、比较单元102、逻辑单元103和开关电路104。开关电路104包括至少一个开关管，通过该至少一个开关管的导通与关断将输入电压VIN转换为输出电压V0UT。导通时间控制单元101产生导通时间信号C0T，以控制开关电路104中一个或多个开关管的导通时长。比较单元102耦接至开关电路104的输出端，将输出电压VOUT与电压参考信号VREF进行比较，以产生比较信号SET。逻辑单元103耦接至导通时间控制单元101和比较单元102的输出端，根据导通时间信号COT和比较信号SET产生控制信号CTRL，以控制开关电路104中至少一个开关管的导通与关断。当开关电路104中输出电容器的等效串联阻抗值较小时，输出电压VOUT可能会产生次谐波振荡，造成开关变换器100工作不稳定。为了防止该次谐波振荡的产生，开关变换器100通常还包括斜坡补偿单元105。斜坡补偿单元105产生斜坡补偿信号VSLOPE并将其提供至比较单元102。比较单元102根据电压参考信号VREF、输出电压VOUT以及斜坡补偿信号VSLOPE，产生控制信号CTRL。为了保证开关变换器在各种状态下均能保持稳定，斜坡补偿信号VSLOPE的斜率必须足够大，例如大于一个由开关频率、占空比和输出电容器决定的临界值。然而高斜率的斜坡补偿信号VSLOPE会对开关变换器的瞬态响应造成不利影响。同时，当负载电流IOUT或者输入电压VIN发生变化后，如果斜坡补偿信号VSLOPE的斜率保持不变，输出电压VOUT也将随负载电流IOUT或者输入电压VIN变化，进而影响了负载调整率(输出电压VOUT随负载电流IOUT的变化)和线性调整率(输出电压VOUT随输入电压VIN的变化)。为此，如何实现能够根据开关频率、或占空比(导通时间或者关断时间)、或输出电容器、或输入电压VIN、或输出电压V0UT、或负载电流IOUT等调整斜坡补偿信号VSLOPE的斜率的斜坡补偿电路或者控制电路，是本领域技术人员面临的难题。
技术实现思路
为解决上述问题，本专利技术提供一种开关变换器和用于开关变换器的斜坡补偿电路和控制电路。根据本专利技术实施例的一种用于开关变换器的斜坡补偿电路，包括:第一电压单元，具有第一端和第二端，提供第一电压信号；第一运算单元，基于所述第一电压信号和第二电压信号的运算结果在其输出端提供电流控制信号；第一开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电压单元的第一端；第一电容，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电压单元的第二端；第二开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电容的第一端；以及第一电流单元，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接于所述第二开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电容的第二端，其控制端耦接于所述第一运算单元的输出端，基于所述电流控制信号提供第一电流信号。根据本专利技术实施例的一种开关变换器路，包括:开关电路，具有接收输入电压的输入端、提供输出电压的输出端和至少一个功率开关器件；导通时间控制单元，产生导通时间信号；斜坡补偿电路，产生斜坡补偿信号，包括:第一电压单元，具有第一端和第二端，提供第一电压信号；第一运算单元，基于所述第一电压信号和第二电压信号的运算结果在其输出端提供电流控制信号；第一开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电压单元的第一端；第一电容，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电压单元的第二端；第二开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电容的第一端；以及第一电流单元，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接于所述第二开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电容的第二端，其控制端耦接于所述第一运算单元的输出端，基于所述电流控制信号提供第一电流信号；比较单元，耦接至斜坡补偿单元和开关电路，基于斜坡补偿信号、参考信号和开关电路的输出电压产生比较信号；以及逻辑单元，耦接至导通时间控制单元和比较单元，根据导通时间信号和比较信号产生控制信号，以控制所述功率开关器件功率开关器件的导通与关断。根据本专利技术实施例的一种开关变换器路，包括:开关电路，具有接收输入电压的输入端、提供输出电压的输出端和至少一个功率开关器件；导通时间控制单元，产生导通时间信号；斜坡补偿电路，产生斜坡补偿信号；比较单元，耦接至斜坡补偿单元和开关电路，基于斜坡补偿信号、参考信号和开关电路的输出电压产生比较信号；以及逻辑单元，耦接至导通时间控制单元和比较单元，根据导通时间信号和比较信号产生控制信号，以控制开关电路中至少一个功率开关器件的导通与关断；其中，当输入电压减小时或者负载电流增大时，所述斜坡补偿信号的斜率增大以改善所述开关变换器的线性调整率或负载调整率。根据本专利技术的实施例，斜坡补偿电路根据输入电压或负载状态对斜坡补偿信号的斜率进行调节，改善了开关变换器的瞬态响应、负载调整率和线性调整率。附图说明图1为现有的采用恒定导通时间控制的开关变换器100的示意电路图；图2为根据本专利技术一实施例的斜坡补偿电路200的示意电路图；图3为根据本专利技术一实施例的图2所示斜坡补偿电路200工作波形图；图4为根据本专利技术一实施例的斜坡补偿电路400的示意电路图；图5为根据本专利技术一实施例的斜坡补偿电路500的示意电路图；图6为根据本专利技术一实施例的斜坡补偿电路600的示意电路图；图7为根据本专利技术一实施例的斜坡补偿电路700的示意电路图8为根据本专利技术一实施例的斜坡补偿电路800的示意电路图；图9为根据本专利技术一实施例的图8所示第二检测电路801的工作波形图；图10为根据本专利技术一实施例的斜坡补偿电路1000的示意电路图；图11为根据本专利技术一实施例的开关变换器1100的示意电路图；图12为根据本专利技术一实施例的开关变换器1200的示意电路图；图13为根据本专利技术一实施例的开关变换器1200的工作波形图；图14为根据本专利技术一实施例的开关变换器1200的工作波形图；图15为输入电压VIN减小或者负载电流IOUT增大时现有开关变换器的工作波形图；和图16为输入电压VIN减小或者负载电流IOUT增大时开关变换器1200的工作波形图。具体实施例方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是:不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其他实例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在整个说明书中，对“ 一个实施例”、“实施例”、“ 一个示例”或“示例”的提及意味着:结合该实施例或示例描述的特定特征、结构或特性被包含在本本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于开关变换器的斜坡补偿电路，包括：第一电压单元，具有第一端和第二端，提供第一电压信号；第一运算单元，基于所述第一电压信号和第二电压信号的运算结果在其输出端提供电流控制信号；第一开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电压单元的第一端；第一电容，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电压单元的第二端；第二开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电容的第一端；以及第一电流单元，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接于所述第二开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电容的第二端，其控制端耦接于所述第一运算单元的输出端，基于所述电流控制信号提供第一电流信号。

【技术特征摘要】
1.一种用于开关变换器的斜坡补偿电路，包括: 第一电压单兀，具有第一端和第二端，提供第一电压信号； 第一运算单元，基于所述第一电压信号和第二电压信号的运算结果在其输出端提供电流控制信号； 第一开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电压单元的第一端； 第一电容，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电压单元的第二端； 第二开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第一电容的第一端；以及 第一电流单元，具有第一端、第二端和控制端，其第一端耦接于所述第二开关的第二端，其第二端耦接于所述第一电容的第二端，其控制端耦接于所述第一运算单元的输出端，基于所述电流控制信号提供第一电流信号。2.按权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中，所述开关变换器包括接收输入电压的输入端、提供输出电压的输出端和至少一个功率开关器件，通过一控制信号控制所述功率开关器件的导通和关断，所述开关变换器将所述输入电压变换为所述输出电压，所述第二电压信号反映所述开关变换器的输入电压或者所述开关变换器的输出电压或者所述开关变换器的负载电流或者所述功率开关器件的导通时间或者所述功率开关器件的关断时间的变化。3.按权利要求2所述的斜坡补偿电路，其中，当所述开关变换器的输入电压减小或者所述开关变换器的负载电流增 大或者所述功率开关器件的关断时间减小时，所述第一电流信号增大。4.按权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中，所述的运算是加法或者减法或者乘法或者除法。5.按权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中，所述第一电压单元包括: 第一电阻，具有第一端和第二端，其第一端配置为所述第一电压单兀的第一端，其第二端配置为所述第一电压单元的第二端；以及 第一电流源，具有第一端和第二端，其第一端或第二端耦接至所述第一电阻的第一端或者第二端。6.按权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中，所述第一运算单元具有第一输入端，所述斜坡补偿电路还包括第一检测电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端和第二输入端耦接至第一电压单元的两端，其输出端耦接至所述第一运算单元的第一输入端以提供与第一电压信号呈比例的第一检测信号。7.按权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中，所述第一运算单元具有第二输入端，所述斜坡补偿电路还包括第二检测单元，具有输入端和输出端，其输入端接收一反映开关管导通或者关断时间的第一状态信号，其输出端耦接至所述第一运算单元的第二输入端以提供所述第二电压信号，所述第二检测单元包括， 第二电流单元，具有第一端和第二端，提供第二电流信号； 第三开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第二电流单元的第一端，在所述第一状态信号的控制下导通或关断； 第二电容，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第三开关的第二端，其第二端耦接于所述第二电流单元的第二端； 第四开关，具有第一端和第二端，其第一端耦接于所述第二电容的第一端，其第二端耦接于所述第二电容的第二端；以及 米样保持电路，具有输入端和输出端，其输入端I禹接于所述第二电容的第一端，其输出端提供采样保持信号作为所述第二电压信号。8.按权利要求7所述的斜坡补偿电路，其中，所述采样保持电路输出前一个周期的电压峰值。9.按权利要求7所述的斜坡补偿电路，其中，第二检测单元还包括， 所述第二电流单元，具有第一端、第二端和控制端，基于第三电压信号提供第二电流；所述采样保持电路，具有输入端和输出端，其输入端耦接于所述第二电容的第一端，其输出端提供采保信号；以及 除法电路，具有第一输入端、第二输入端和输出端，其第一输入端接收所述第三电压信号，其第二输入端接收所述采保信号，其输出端提供除法信号作为所述第二电压信号。10.按权利要求9所述的斜坡补偿电路，其中，所述除法电路基于所述第三电压信号与所述采保信号之商提供所述 除法信号；所述第一运算单元基于所述第一电压信号与所述第二电压信号之积在其输出端提供所述电流控制信号。11.按权利要求9所述的斜坡补偿电路...

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