[发明专利]应用于降压型DC-DC转换器的频率补偿电路

说明书

本发明公开了一种应用于降压型DC‑DC转换器的频率补偿电路,主要解决现有固定导通时间模式降压型DC‑DC转换器中，工作频率会随着负载电流的增大而增大的问题。该频率补偿电路包括导通时间调制模块和导通时间产生模块。导通时间调制模块根据电感电流采样模块对电感电流的采样电流，将产生导通时间的比较电压信号V_TON调制为包含电感电流信息的电压信号V_TONMOD，并将其出至导通时间产生模块；导通时间产生模块会用该包含电感电流信息的电压信号V_TONMOD代替比较电压信号V_TON来产生随负载电流变化的导通时间T_ONMOD。这样，在负载电流增大时，导通时间也会根据负载电流增大，从而减小工作频率的变化。

技术领域

本发明涉及应用于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种应用于固定导通时间模式降压型DC-DC转换器的频率补偿电路。

背景技术

随着半导体集成电路的迅速发展，降压型DC-DC转换器凭借其效率高、性能稳定、体积小等优点在越来越多的领域中得到了广泛的应用。降压型DC-DC转换器具有多种控制技术，例如：电压模式、电流模式、迟滞模式、固定导通时间模式等。在这些控制模式中，固定导通时间模式凭借其快速的瞬态响应、轻载高效等特点在消费级电子中备受青睐。

图1展示了传统固定导通时间模式降压型DC-DC转换器的主要模块以及外围器件。其中，C_IN是输入电源的稳压电容，主要用于减小输入电源的纹波；电感L和输出电容C_OUT构成LC滤波网络来产生稳定的输出电压；R_FBH和R_FBL是反馈电阻，通过设置它们的比值可以获得需要的输出电压；负载电阻R_L则决定着负载电流的大小。另外，各模块的作用如下：比较器模块比较反馈电压V_FB和基准电压V_REF，当V_FB减小至V_REF时，逻辑模块控制驱动模块将高侧功率管M_H打开，低侧功率管M_L关断；导通时间产生模块产生固定的导通时间，当导通时间结束时，逻辑模块控制驱动模块将高侧功率管M_H关断，低侧功率管M_L打开；电感电流采样模块(对电感电流进行采样，并将采样后的电流传输到过流比较器和过零比较器；过流比较器会在电感电流过大时直接关断高侧功率管M_H以防止过大的电流将芯片损坏；过零比较器会在电感电流快降到零时直接关断低侧功率管M_L以防止电感电流倒灌而降低轻载效率。然而，由于高侧功率管M_H的导通电阻、低侧功率管M_L的导通电阻以及电感的直流电阻的影响，固定导通时间模式降压型DC-DC转换器的工作频率会随着负载电流变化，负载电流越大，工作频率也会越大。这个增大的工作频率会带来额外的开关损耗，同时也会带来更严重的电磁干扰(EMI)问题。

发明内容

本发明的目的在于针对已有固定导通时间模式降压型DC-DC转换器的不足，提出一种频率补偿电路，以缓解其工作频率随负载电流的增大而增大的问题，减小固定导通时间模式降压型DC-DC转换器的电磁干扰问题，使DC-DC转换器可以用于更多的应用环境中。

为实现上述目的，本发明的频率补偿电路包括导通时间调制模块和导通时间产生模块组成；其特征在于：导通时间调制模块根据电感电流采样模块对电感电流的采样电流，将产生导通时间的比较电压信号V_TON调制为包含电感电流信息的电压信号V_TONMOD，并将其出至导通时间产生模块；导通时间产生模块会用该包含电感电流信息的电压信号V_TONMOD代替比较电压信号V_TON来产生随负载电流变化的导通时间。这样，在负载电流变化时，导通时间也会根据负载电流产生一定的变化，从而减小工作频率的变化。