[发明专利]一种大负载电流范围的DC-DC控制电路

说明书

技术领域

本发明属于模拟集成电源芯片技术领域，是一种环路控制电路，可应用于各类降压型DC-DC、升压型DC-DC等控制系统中。 

背景技术

目前电源类模拟IC的应用越来越广泛，对其要求也越来越高，要求它具有效率高、电压纹波低、瞬态响应快和负载范围大等特点。 

传统的DC-DC控制电路如图1所示，为了使输出电压纹波尽可能的小，芯片应该工作在PWM模式下，但是，当电流负载范围扩大，比如100mA～3.6A，那么电感的平均电流的范围是100mA～3.6A，最大值是最小的36倍。同理电感电流按比例采样后，其最大值也是最小值的36倍，但是采样电流经电阻转化为电压后，与斜坡电压V_ramp之和却必须控制在一定的范围内(在便携式产品应用中，通常控制大约在200mV～2V范围以内)，否则无法保持电路的稳定。显然采样电流范围过大与电流转化为电压的范围受限存在矛盾。因此目前的DC-DC芯片的负载电流范围一般是控制在100mA～700mA。当低于100mA时采用PFM模式，高于700mA时则无法保证电路工作在PWM模式，这样输出电压纹波增加。 

发明内容

本发明目的是针对现有的降压型DC-DC技术存在的缺陷提供一种大负载电流范围的DC-DC控制电路，使得芯片能在大负载电流范围内稳定的工作，保持低的电压纹波。 

本发明为实现上述目的，采用如下技术方案： 

本发明一种大负载电流范围的DC-DC控制电路，包括P型功率管MP、P型功率管的采样电流管MP_s、电流检测电阻Rsense、N型功率管MN、电感L、负载R_L、负载电容C_L、分压电阻R₁、R₂、误差放大器ea、误差放大器的检测电路ea sensor、第一比较器 comp、将电流转化为电压的电阻R₃、RS触发器、缓冲电路buffer1、buffer2、电流转化电路current convertor、电压电流转化电路V-I convertor、求和运算器和电流检测放大器amp；其中求和运算器的输入端分别接电压电流转化电路V-I convertor的输出端和给定锯齿波电流I_ramp，求和运算器的输出端串接电流转化电路current convertor后分别接第一比较器comp的正输入端和电阻R₃的一端，电阻R₃的中间端接误差放大器的检测电路easensor的输出端，电阻R₃的另一端接地，误差放大器的检测电路ea sensor的输入端分别接误差放大器ea的输出端和第一比较器comp的负输入端，第一比较器comp的输出端接RS触发器的R端，RS触发器的S端接外部时钟信号，RS触发器的输出端分别接缓冲电路buffer1和buffer2的输入端，缓冲电路buffer1的输出端分别接P型功率管MP和采样电流管MP_s的栅极，缓冲电路buffer2的输出端接N型功率管MN的栅极，P型功率管MP的源极分别接外部直流电压源V_dd、电流检测放大器amp的正输入端和电流检测电阻Rsense的一端，电流检测放大器amp的输出端接电压电流转化电路V-I convertor的输入端，电流检测电阻Rsense的另一端分别接电流检测放大器amp的负输入端和采样电流管MP_s的源极，采样电流管MP_s的漏极分别接电感L的一端、P型功率管MP的漏极和N型功率管MN的源极，电感L的另一端分别接负载R_L的一端、负载电容C_L的一端和分压电阻R₁的一端，N型功率管MN的漏极分别与负载R_L的另一端、负载电容C_L的另一端和分压电阻R₂的一端连接接地，分压电阻R2的另一端分别接分压电阻R1的另一端和误差放大器ea的负输入端，使系统成为一个负反馈系统，从而保持系统稳定。误差放大器ea的正输入端接基准电压Vref。利用放大器两输入端虚短原理，确定输出电压的大小。