[发明专利]一种适用于降压变换器的自适应分段斜坡补偿电路

说明书

一种适用于降压变换器的自适应分段斜坡补偿电路，属于电子电路技术领域。通过第一开关信号clk₁和第二开关信号clk₂将占空比大小分为三个区间，并在三个区间内分别按照不同的斜坡斜率对降压变换器进行斜坡补偿，使斜坡补偿电路的力度既可以防止环路欠补偿后的次谐波震荡，也可以避免过补偿后使环路带载能力和响应速度变差，同时引入了降压变换器输入电压Vin的信息，从而使斜坡补偿可以自适应地随着输入电压的变化范围而调整，适用于宽输入范围的应用。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，具体涉及到一种适用于降压buck变换器的在宽输入变化范围的自适应分段斜坡补偿电路。

背景技术

峰值电流模的降压Buck变换器由于其简单的环路补偿，以及更高的线性调整率与负载调整率受到人们的青睐。图1是峰值电流模的架构图，输出电压和参考电压的误差信号经过误差放大器(EA)成为PWM比较器的负端输入，其与采样得到的电感电流进行比较，产生一定占空比的PWM波形以驱动开关管，实现对电感的充放电来稳定输出电压。但峰值电流模在占空比大于0.5时存在次谐波振荡的问题。如图2所示，假设在一个开关周期的开端，电感电流出现很小的扰动ΔI₀，当占空比小于0.5时，电感电流的扰动量逐渐变小；当占空比大于0.5时，电感电流的扰动会越来越大，从而产生次谐波震荡。

加入斜坡补偿电路可以解决次谐波震荡。如图3所示，具体是在采样电流和电压反馈比较前叠加斜坡信号，当采样的信息和斜坡电压叠加以后，触碰到EA输出的Vc限，PWM比较器发生翻转。斜坡补偿的斜率非常关键，斜率过小仍无法避免次谐波震荡，过大则更接近于电压模，失去了快速响应的特点。在宽输入范围的情况下，占空比变化范围较大。如果采用传统的固定斜坡补偿，那必须满足占空比最大的情况，才可以实现系统稳定，然而这通常导致在小占空比下过补偿，影响电流环路的响应速度和系统的带载能力。

发明内容

本发明提供一种适用于降压变换器的用于宽输入范围的自适应分段斜坡补偿电路，将系统应用的占空比整个区间分为三段，在小占空比时无需斜坡补偿，在中占空比补一个适当的斜率，使这一区间的补偿量刚好合适，在大占空比下再加大斜坡斜率，使环路的最差工作情况也不会出现震荡的稳定性问题，同时引入了输入电压的信息，使在输入变化很大的情况下，依然能保持环路稳定性和高带载能力。

本发明的技术方案为：

一种适用于降压变换器的自适应分段斜坡补偿电路，其特征在于，包括运算放大器A₀、第一电阻R₁、第二电阻R₂、第三电阻R₀、第四电阻R_sense、第一电容C₁、第二电容C₂、第一NMOS管M₁、第二NMOS管M₂、第三NMOS管M₅、第四NMOS管M₆、第五NMOS管M₇、第一PMOS管M₃、第二PMOS管M₄、第三PMOS管M₈、第四PMOS管M₉、第五PMOS管M₁₀、第一三极管Q₁、第二三极管Q₂、第三三极管Q₃、第四三极管Q₄、第五三极管Q₅和第六三极管Q₆，

运算放大器A₀的正向输入端作为所述斜坡补偿电路的输入端连接所述降压变换器的分压信号，其负向输入端连接第三NMOS管M₅的源极并通过第三电阻R₀后接地，其输出端连接第三NMOS管M₅的栅极；