[发明专利]改善开关电源输出电压瞬态响应的控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术，特别涉及DC-DC（直流-直流）开关转换器输出电压瞬态响应控制电路。

背景技术

DC-DC开关转换器是现代电力电子技术领域利用PWM（脉冲宽度调制）或者PFM（脉冲频率调制）等调制方式控制开关管开启和关断的时间比率，维持稳定输出电压的变换器。目前，常用的控制方式有电压模式控制，电流模式控制和恒定导通时间（COT）控制等，而COT控制模式在近年来以其控制环路结构简单，系统响应速度快等优点而被广泛应用，但是基于COT控制模式的开关电源当其负载由重载跳变到轻载时，输出电压的瞬态响应很差。

在COT控制模式中，当负载由重载跳变到轻载时，输出电压会做出相应的调整。假如电路是理想的，那么输出电压调整得很快，瞬态响应可以在很短的时间内完成，但是导致输出瞬态响应不能很快做出调整的原因是此时输出电压过冲很大，再加上这时的输出电流比较小，所以输出电压调整的时间就变得很长，这就是开关电源瞬态响应差的表现。

发明内容

本发明所要解决的技术问题，就是针对开关电源当负载由重载跳变到轻载时，输出电压不能及时完成调整，瞬态响应差的缺点，提供一种改善开关电源输出电压瞬态响应的控制电路，改善开关电源的瞬态响应。

本发明解决所述技术问题，采用的技术方案是，改善开关电源输出电压瞬态响应的控制电路，其特征在于，包括分频器单元、存储器单元、比较器单元；

所述分频器单元与开关电源高端开关管的驱动信号连接，用于根据该驱动信号产生控制信号对所述存储器单元进行控制；

所述存储器单元与反馈电压连接，在所述控制信号控制下对上一个周期反馈电压的最大值进行采集和存储；

所述比较器单元与存储器单元连接，将反馈电压的瞬时值与所述最大值进行比较，当反馈电压的瞬时值大于最大值时，所述比较器单元输出信号翻转，关断开关电源高端功率管。

具体的，所述控制信号为一对反相信号。

进一步的，所述分频器单元具有竞争抑制机制，用于避免出现竞争冒险。

具体的，所述分频器单元包括电平移位单元、D型触发器、与非门和3只反相器。

具体的，所述存储器单元包括两个共源共栅结构的电流镜、一个运放单元、一个存储电容和一个传输门单元。

具体的，所述比较器单元包括一个比较器和一个与非门。

本发明的有益效果是，克服了传统COT控制模式开关电源负载由重载跳变为轻载时瞬态响应很差的缺点，实现了良好的输出恢复，缩短了恢复时间并减小了过冲电压。本发明还具有电路结构简单，负载响应快等优点，能够改善开关电源在重载跳变为轻载时的瞬态响应过程。

附图说明

图1是现有技术开关电源结构示意图；

图2是本发明结构示意图；

图3是实施例的分频器单元结构示意图；

图4是实施例的存储器单元结构示意图；

图5是实施例的比较器单元结构示意图；

图6是现有技术开关电源输出电压波形示意图；

图7是采用本发明控制电路的开关电源输出电压波形示意图。

图中信号标注符号：SW、HSD、LSD分别表示图中对应位置信号电压；HSD为高端开关管HS-FET的驱动信号，LSD为低端开关管LS-FET的驱动信号；BST为自举电压；Vdd为数字电源；VSS为数字地；Vin为输入电压；Vout为输出电压；VFB为反馈电压；VFBmax是一个周期反馈电压的最大值；Ctro1和Ctro2为分频器单元输出的控制信号，是两个反相的信号；Vsoft为开关电源软启动信号；LOG为比较器单元输出信号；IB为开关电源系统提供的偏置电流。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，详细描述本发明的技术方案。