[发明专利]COT控制Buck转换器瞬态响应增强电路

说明书

本发明提供一种COT控制Buck转换器瞬态响应增强电路，包括：一驱动控制模块、一第一PMOS管、一第一NMOS管、一电感、一电压输出端、一第一电阻、一第一电容、一第二电阻、一第一比较器、一第二比较器、一逻辑控制模块、一RS触发器模块和一定时器模块。本发明的一种COT控制Buck转换器瞬态响应增强电路，采用比较器产生控制信号并用简单的逻辑控制实现瞬态增强的功能，功耗小，所占面积小，并且结构简单易于实现。

技术领域

本发明涉及瞬态响应增强电路领域，尤其涉及一种COT控制Buck转换器瞬态响应增强电路。

背景技术

相比于线性稳压器，直流-直流(DC-DC)开关电源以其高转换效率的优点被深入研究，并且被广泛应用到很多电子产品中。而降压(Buck)转换器是目前市场上最广泛使用的一种类型。一般有电压控制、电流控制、迟滞控制进行控制，恒定导通时间(COT)控制是在迟滞控制的基础上发展起来的。它的结构简单，不需要误差放大器，系统响应速度快。随着电子技术的发展，许多电子产品都有低功耗的要求，因此会额外设计休眠模式以减小功耗。从休眠模式切换为工作模式时，输出电压会瞬间降低，通过一段时间后才能恢复稳定值，这个恢复时间反映了Buck转换器的瞬态响应性能。

请参阅图1，现有的一种COT控制Buck转换器的基本结构，包括比较器模块Comp1、定时器模块1、RS触发器模块2、驱动控制模块DC、上功率PMOS管P1、下功率NMOS管N1等。输出电压V_out与参考电压V_in1通过比较器模块Comp1进行比较，当V_out低于V_in1时，比较器模块Comp1向RS触发器模块2的S端输出高电平，这时RS触发器模块2的反向输出端QB输出低电平信号PG，PG经过驱动控制模块DC产生驱动上功率PMOS管P1和下功率NMOS管N1的信号DRIVE_P和DRIVE_N，使上功率PMOS管P1导通、下功率NMOS管N1关断，开始充电。充电时间的长短由定时器模块1决定，当充电时间到达后，定时器模块1向RS触发器模块2的R端发送一个高电平的短脉冲，RS触发器模块2的反向输出端QB输出高电平信号PG，然后经过驱动控制模块DC产生驱动上功率PMOS管P1和下功率NMOS管N1的信号DRIVE_P和DRIVE_N，使上功率PMOS管P1关断、下功率NMOS管N1导通，开始放电。使V_out值降低，直至低于V_in1后进入下一个开关周期。

请参阅图1和图2，RS触发器模块2的S端、R端、驱动信号DRIVE_P、输出电压V_out和输出电流I的负载瞬态响应波形图如图2所示，当Buck转换器从轻载切换到重载时，输出电压V_out会产生一个下冲，导致V_out＜V_in1，因此比较器模块Comp1向RS触发器模块2的S端送出高电平信号，此时RS触发器模块2的QB端输出低电平信号PG，通过驱动控制模块DC产生驱动信号DRIVE_P使上功率PMOS管P1导通，进入充电阶段，输出电压V_out逐渐上升。但是当充电时间达到后，定时器模块1触发RS触发器模块2，即QB端输出信号PG跳变为高电平，通过驱动控制模块DC产生驱动信号DRIVE_P使上功率PMOS管P1关断，进入放电阶段，输出电压V_out下降，会减缓输出电压恢复到稳定值的速度。从图2中可以看出，下冲电压为ΔV1，恢复时间为ΔT1。