[发明专利]一种ACOT控制型Buck变换器的谷值电流限产生电路

说明书

本发明属于集成电路技术领域和功率电子领域，具体涉及一种ACOT控制型Buck变换器的谷值电流限产生电路，包括误差放大器、正谷值电流产生电路、负谷值电流产生电路、电流差分谷值限比较电路。其中误差放大器的同相端接Buck内部基准电压Vsubgt;ref/subgt;，反相端接反馈电压Vsubgt;FB/subgt;，输出端接正谷值电流产生电路和负谷值电流产生电路，二者分别产生正谷值电流和负谷值电流。电流差分谷值限比较电路将正谷值电流和负谷值电流作差得到在零值平滑切换的谷值电流限，并输出电感电流Isubgt;L/subgt;和该谷值电流限的比较结果，控制功率下管关断。应用本发明的Buck变换器不仅可以在轻载时处于不连续导通状态来获得高效率，还可以允许电感反流，使轻载时处于连续导通状态，保持低输出纹波的特性。

技术领域

本发明属于集成电路技术领域和功率电子领域，具体涉及一种用于自适应恒定导通时间(Adaptive Constant on-time Mode,ACOT)控制型Buck变换器的谷值电流限产生电路。

背景技术

DC-DC Buck变换器芯片在全负载范围具有良好的效率，体积小，是当下各种电子系统中最为常见的芯片，如服务器、通讯基站、手机等都会集成各种不同用途的电源芯片。目前电源芯片正朝着低功耗、高效率、小体积、高功率密度、更快的瞬态响应的方向发展。快速的瞬态响应意味着电源电压在负载跳变时能快速恢复，COT控制型Buck变换器由于其快速的瞬态响应、控制结构简单等优点获得了学术界和工业界的广泛研究和应用。采用COT控制的电流模式Buck变换器通过对导通时间进行固定计时产生上管关断也即下管导通信号，后将电感电流与谷值电流限进行比较产生下管关断也即上管导通信号，以达到调整输出电压的目的。COT控制的电流模式Buck变换器即使占空比大于50％也能够保持稳定，可以避免峰值电流模控制的次谐波振荡，无需设计斜坡补偿电路；轻负载时，COT控制的电流模式Buck变换器根据是否允许电感反流可分为两种工作状态。不允许电感反流时，轻负载处于不连续导通模式(DCM)，频率降低，能够实现高的转换效率；允许电感反流时，轻负载处于连续导通模式(CCM)，频率不变，能够实现低的纹波，但效率很低。为了解决COT控制的电磁兼容问题，常采用ACOT，其导通时间随输入输出变化而变化以维持恒定频率。对于轻载支持电感反流选项的ACOT控制的电流模Buck变换器，在保持低输出纹波性能的同时，需产生正负平滑切换的谷值电流限。

发明内容

本发明的目的，在于提出一种适用于轻载支持电感反流选项的ACOT控制型Buck变换器的谷值电流限产生电路，重负载时可以为其提供正的谷值电流限，轻负载时可以为其提供负的谷值电流限。从而使Buck变换器在全负载范围都具有低纹波性能，以及快速负载瞬态响应。应用本发明的ACOT控制型Buck变换器相较传统的ACOT控制型Buck变换器不仅可以在轻载时处于不连续导通状态来获得高效率，还可以提供允许电感反流的选项，使轻载时处于连续导通状态，保持低输出纹波的特性。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种适用于轻载支持电感反流选项的ACOT控制型Buck变换器的谷值电流限产生电路，包括误差放大器EA、正谷值电流产生电路、负谷值电流产生电路、电流差分谷值限比较电路。正谷值电流产生电路和负谷值电流产生电路输出由误差放大器EA控制的电流。重负载时正谷值电流产生电路工作，负谷值电流产生电路输出电流为零；轻负载时负谷值电流产生电路工作，正谷值电流产生电路输出电流为零。电流差分谷值限比较电路将正谷值电流和负谷值电流作差得到在零值平滑切换的谷值电流限，并输出电感电流I_L和该谷值电流限的比较结果。