一种可调整斜波补偿斜率的开关电源制造技术

一种可调整斜波补偿斜率的开关电源，基于峰值电流模Buck电路的结构，包括输入电压源、同步整流电路、峰值电流检测电路、输出滤波电路、误差放大器、脉宽调制控制电路、斜波补偿电路、基准电压源及加法器电路；其特征在于：将斜波补偿电路予以改进并在改进的斜波补偿电路的输入端增设与输出滤波电路的输出Vo值相关的第二基准电压源，当输入电压源固定不变，通过采样误差放大器输入端基准电压Vref的变化使输出滤波电路的输出Vo相应变化导致峰值电流模电路中占空比D发生变化时，实现可变斜率的斜波补偿。

【技术实现步骤摘要】
—种可调整斜波补偿斜率的开关电源
本专利技术涉及开关电源，尤其涉及一种可调整斜波补偿斜率的开关电源，属于微电子
。
技术介绍
在开关电源设计中，瞬态响应这个指标变得越来越重要。瞬态响应是指系统在某一典型信号输入作用下，其系统输出量从初始状态到稳定状态的变化过程，它是衡量一个电路设计优劣的重要指标之一。峰值电流模电路在开关电源电路中的应用越来越广泛，峰值电流模包含外部电压环和内部电流环。当占空比D较大时，输出电压将会出现次谐波振荡。此时就要对内部峰值电流采样环路进行斜波补偿，来消除次谐波振荡，维持输出的稳定性。一般情况下开关电源的输入和输出电压是一个范围，内部电流环的斜波补偿是根据电路的工作周期通过电流源给电容周期性充电来构建一个斜率固定的锯齿波。但是当输入电压不变，占空比D减小时，对于固定的斜波补偿的斜率，整个开关电源系统环路的带宽会减小，相位裕度也会减小，这将造成输出电压瞬态响应的速度变慢。为了保证D发生变化时，环路的带宽和相位裕度变化较小，内部电流环的补偿(即斜波补偿的斜率)将要做相应的调整。
技术实现思路
本专利技术的目的是为了解决峰值电流模电路中占空比D发生变化时的斜波补偿的问题而提供的一种可调整斜波补偿斜率的开关电源，其技术方案如下:一种可调整斜波补偿斜率的开关电源，基于峰值电流模Buck电路的结构，包括输入电压源、同步整流电路、峰值电流检测电路、输出滤波电路、误差放大器、脉宽调制控制电路、斜波补偿电路、基准电压源及加法器电路；输入电压源的输出连接同步整流电路，同步整流电路的输出连接峰值电流检测电路，峰值电流检测电路的输出分别连接输出滤波电路及加法器电路，输出滤波电路的输出V。及基准电压源的输出VMf分别连接误差放大器，基准电压源的输出还连接斜波补偿电路，斜波补偿电路的输出连接加法器电路，加法器电路及误差放大器的输出分别连接脉宽调制控制电路，脉宽调制控制电路的输出连接同步整流电路；其特征在于:将斜波补偿电路予以改进并在改进的斜波补偿电路的输入端增设与输出滤波电路的输出V。值相关的第二基准电压源，当输入电压源固定不变，通过采样误差放大器输入端基准电压的变化使输出滤波电路的输出V。相应变化导致峰值电流模电路中占空比D发生变化时，实现可变斜率的斜波补偿；改进的斜波补偿电路包括三个电流源I1、12、13，四个开关S1、S2、S3、S6，三个与门 Andl、And2、And3,六个比较器 Comp2、Comp3> Comp4> Comp5> Comp6> Comp7, 一个电容 C 和一个脉冲发生器Vpulse2 ;电流源I1、12、13的负端均接地，电流源I1、12、13的正端分别连接开关S1、S2、S3的一端，开关S1、S2、S3的另一端连接在一起作为改进的斜波补偿电路的输出端与加法器电路的输入端、开关S6及电容C的一端连接，开关S6的控制端连接脉冲发生器Vpulse2的输出，脉冲发生器Vpulse2的输入端、开关S6及电容C的另一端均接地,开关S1、S2、S3的控制端分别连接与门Andl、And2、And3的输出端，与门Andl的两个输入端分别连接比较器Comp2、Comp3的输出端，与门And2的两个输入端分别连接比较器Comp4、Comp5的输出端，与门And3的两个输入端分别连接比较器Comp6、Comp7的输出端，比较器Comp2的负输入端与比较器Comp3的正输入端以及比较器Comp4的负输入端、比较器Comp5的正输入端、比较器Comp6的负输入端、比较器Comp7的正输入端连接在一起与基准电压源的输出Vref连接；第二基准电压源包括四个与输出滤波电路的输出V。值相关、不同基准电压值的基准电压源 V_x、(2V0fflax+V0fflin) /3、(V0fflax+2V0fflin) /3 及 VMin，基准电压源 Vomax 连接比较器 Comp2的正输入端，基准电压源(2ν_χ+ν—)/3连接比较器Comp3的负输入端和比较器Comp4的正输入端，基准电压源(ν_χ+2ν_η)/3连接比较器Comp5的负输入端和比较器Comp6的正输入端，基准电压源Vrailin连接比较器Comp7的负输入端。与现有技术比较，本专利技术具有如下优点:(I)当输入电压固定不变，通过采样误差放大器一端基准电压Vref的变化，来选择斜波补偿的斜率，当基准电压变化时，可以迅速的选择相应的电流源给斜波补偿电路中的电容充电，生成相应的斜波补偿电路达到调整斜波补偿斜率的效果。(2)能够消除开关电源中峰值电流模电路的次谐波振荡，同时提高输出电压瞬态变化的响应速度。当占空比D减小时，能够减小斜波补偿的斜率，提高基准电压瞬间变化时输出电压瞬态响应速度。(3)电路简单，无需专用集成电路的复杂控制，成本低，可靠性好。【附图说明】图1是现有技术基于峰值电流模Buck电路的开关电源电路的方框图；图2是本专利技术电路的方框图；图3是图1的电路原理图；图4是图2的电路原理图；图5是本专利技术电路的仿真波形图。【具体实施方式】下面结合附图对专利技术的技术方案进行详细说明:如图1所示，现有技术基于峰值电流模Buck电路的开关电源电路包括输入电压源1、同步整流电路2、峰值电流检测电路3、输出滤波电路4、误差放大器8、脉宽调制控制电路10、斜波补偿电路5、基准电压源7及加法器电路9 ;输入电压源I的输出连接同步整流电路2，同步整流电路2的输出连接峰值电流检测电路3，峰值电流检测电路3的输出分别连接输出滤波电路4及加法器电路9，输出滤波电路4的输出V。及基准电压源7的输出VMf分别连接误差放大器8，基准电压源7的输出Vref还连接斜波补偿电路5，斜波补偿电路5的输出连接加法器电路9，加法器电路9及误差放大器8的输出分别连接脉宽调制控制电路10，脉宽调制控制电路10的输出连接同步整流电路2。图3是图1的具体电路，为现有已知电路。与图1比较，本专利技术的方框图2对斜波补偿电路5进行了改进并增加了斜波补偿电路5输入端的第二基准电压源6。图2的具体实施电路如图4，与图3比较，除斜波补偿电路5和第二基准电压源6外，其余电路与现有技术图3相同。改进后的可变斜率斜波补偿电路5设有三个电流源I1、12、13，四个开关S1、S2、S3、S6，三个与门Andl、And2、And3，六个比较器 Comp2、Comp3、Comp4、Comp5、Comp6、Comp7, —个电容 C 和一个脉冲发生器 Vpulse2 ；电流源I1、12、13的负端均接地，电流源I1、12、13的正端分别连接开关S1、S2、S3的一端，开关S1、S2、S3的另一端连接在一起作为改进的斜波补偿电路的输出，与加法器电路的输入端、开关S6及电容C的一端连接,开关S6的控制端连接脉冲发生器Vpulse2的输出，脉冲发生器Vpulse2的输入端、开关S6及电容C的另一端均接地(开关S6、电容C以及脉冲发生器Vpulse2之间的连接关系同图3现有技术)。开关S1、S2、S3的控制端分别连接与门Andl、And2、And3的输出端，与门Andl的两个输入端分别连接比较器Comp2、Comp3的输出端，与门And2的两个输入端分别连接比较器Comp4、Comp5的输出本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种可调整斜波补偿斜率的开关电源，基于峰值电流模Buck电路的结构，包括输入电压源、同步整流电路、峰值电流检测电路、输出滤波电路、误差放大器、脉宽调制控制电路、斜波补偿电路、基准电压源及加法器电路；输入电压源的输出连接同步整流电路，同步整流电路的输出连接峰值电流检测电路，峰值电流检测电路的输出分别连接输出滤波电路及加法器电路，输出滤波电路的输出Vo及基准电压源的输出Vref分别连接误差放大器，基准电压源的输出Vref还连接斜波补偿电路，斜波补偿电路的输出连接加法器电路，加法器电路及误差放大器的输出分别连接脉宽调制控制电路，脉宽调制控制电路的输出连接同步整流电路；其特征在于：将斜波补偿电路予以改进并在改进的斜波补偿电路的输入端增设与输出滤波电路的输出Vo值相关的第二基准电压源，当输入电压源固定不变，通过采样误差放大器输入端基准电压Vref的变化使输出滤波电路的输出Vo相应变化导致峰值电流模电路中占空比D发生变化时，实现可变斜率的斜波补偿；改进的斜波补偿电路包括三个电流源I1、I2、I3，四个开关S1、S2、S3、S6，三个与门And1、And2、And3，六个比较器Comp2、Comp3、Comp4、Comp5、Comp6、Comp7，一个电容C和一个脉冲发生器Vpulse2；电流源I1、I2、I3的负端均接地，电流源I1、I2、I3的正端分别连接开关S1、S2、S3的一端，开关S1、S2、S3的另一端连接在一起作为改进的斜波补偿电路的输出端与加法器电路的输入端、开关S6及电容C的一端连接，开关S6的控制端连接脉冲发生器Vpulse2的输出，脉冲发生器Vpulse2的输入端、开关S6及电容C的另一端均接地，开关S1、S2、S3的控制端分别连接与门And1、And2、And3的输出端，与门And1的两个输入端分别连接比较器Comp2、Comp3的输出端，与门And2的两个输入端分别连接比较器Comp4、Comp5的输出端，与门And3的两个输入端分别连接比较器Comp6、Comp7的输出端，比较器Comp2的负输入端与比较器Comp3的正输入端以及比较器Comp4的负输入端、比较器Comp5的正输入端、比较器Comp6的负输入端、比较器Comp7的正输入端连接在一起与基准电压源的输出Vref连接；第二基准电压源包括四个与输出滤波电路的输出Vo值相关、不同基准电压值的基准电压源Vomax、?(2Vomax+Vomin)/3、?(Vomax+2Vomin)/3及Vomin，基准电压源Vomax连接比较器Comp2的正输入端，基准电压源(2Vomax+Vomin)/3连接比较器Comp3的负输入端和比较器Comp4的正输入端，基准电压源(Vomax+2Vomin)/3连接比较器Comp5的负输入端和比较器Comp6的正输入端，基准电压源Vomin连接比较器Comp7的负输入端。...

【技术特征摘要】
1.一种可调整斜波补偿斜率的开关电源，基于峰值电流模Buck电路的结构，包括输入电压源、同步整流电路、峰值电流检测电路、输出滤波电路、误差放大器、脉宽调制控制电路、斜波补偿电路、基准电压源及加法器电路；输入电压源的输出连接同步整流电路，同步整流电路的输出连接峰值电流检测电路，峰值电流检测电路的输出分别连接输出滤波电路及加法器电路，输出滤波电路的输出K。及基准电压源的输出Lf分别连接误差放大器，基准电压源的输出U还连接斜波补偿电路，斜波补偿电路的输出连接加法器电路，加法器电路及误差放大器的输出分别连接脉宽调制控制电路，脉宽调制控制电路的输出连接同步整流电路；其特征在于:将斜波补偿电路予以改进并在改进的斜波补偿电路的输入端增设与输出滤波电路的输出K。值相关的第二基准电压源，当输入电压源固定不变，通过采样误差放大器输入端基准电压Vref的变化使输出滤波电路的输出K相应变化导致峰值电流模电路中占空比D发生变化时，实现可变斜率的斜波补偿； 改进的斜波补偿电路包括三个电流源/1、/2、/3，四个开关幻、幻、幻、5B，三个与门JndUnd2、Jnd3,六个比较器 Cbmp2、Cbmp3、Cbmp4、Cbmp5、Cbmp6、Cbmp7, —个电容 C和一个脉冲发生器Kpulse2 ；电流源/1、/2、/3的负端均接地，电流源/1、/2、/3的正端分别连接开关幻、幻、幻的一端，开...

【专利技术属性】
技术研发人员：徐申，李菲，俞居正，王永平，孙伟锋，陆生礼，时龙兴，
申请(专利权)人：东南大学，
类型：发明
国别省市：