一種自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)

余濘江+徐蘭

摘要：本文設(shè)計(jì)了一種適用于降壓型DC-DC變換器的自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路，基于NEC 0.35μm_30V_BCD工藝對(duì)電路進(jìn)行了仿真驗(yàn)證。仿真結(jié)果顯示，在輸出電壓為3.3V，輸入電壓從6V到18V線性增大時(shí)，斜坡補(bǔ)償斜率逐漸減?。粚⒈疚脑O(shè)計(jì)的斜坡補(bǔ)償電路引入峰值電流控制模式開(kāi)關(guān)電源變換器系統(tǒng)中，開(kāi)關(guān)電源變換器系統(tǒng)可以穩(wěn)定工作。

關(guān)鍵詞：斜坡補(bǔ)償 自適應(yīng) 降壓變換器

中圖分類號(hào)：TN432 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1007-9416（2016）10-0160-01

1 引言

當(dāng)峰值電流控制模式開(kāi)關(guān)電源變換器工作在連續(xù)電流模式且占空比大于50%時(shí)，系統(tǒng)會(huì)發(fā)生次諧波振蕩。此時(shí)需要加入一小斜坡進(jìn)行補(bǔ)償來(lái)防止次諧波振蕩[1-2]。為了解決次諧波振蕩的問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)了一種自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路。

2 自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路的設(shè)計(jì)

本文所設(shè)計(jì)的適用于Buck DC-DC變換器的自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路如圖1所示，主要由運(yùn)算放大器OPA，電阻R1-R4，晶體管M1-M9和電容C1組成。

如圖1所示，R1和R2對(duì)Vin進(jìn)行分壓得到V1，其分壓比為0.35。運(yùn)算放大器OPA、晶體管M1以及R3產(chǎn)生一個(gè)與Vin和Vout相關(guān)的高精度電流，NMOS晶體管M2和M2構(gòu)成電流鏡，鏡像比例為1：A，晶體管M4用來(lái)抑制M3的溝道調(diào)制效應(yīng)，并可以防止晶體管M3在Vin很大時(shí)被擊穿。M5-M8以及R4構(gòu)成自偏置共源共柵電流鏡，對(duì)I2進(jìn)行復(fù)制從而得到電流源I3，鏡像復(fù)制比例為1：B，電流源I3對(duì)C1進(jìn)行充電，因而斜坡電壓的斜率可表示為：

C1的負(fù)極接電流采樣電路對(duì)開(kāi)關(guān)管采樣的信號(hào)Vsense，實(shí)現(xiàn)斜坡信號(hào)和Vsense的疊加。通過(guò)適當(dāng)?shù)脑O(shè)置（1）式中的R3、C1、A和B，即可得到符合要求的斜坡補(bǔ)償斜率。

3 仿真結(jié)果

本文采用NEC 0.35 μm _30V_BCD工藝以及Cadence對(duì)電路進(jìn)行了仿真。圖2為Vout=3.3V時(shí)，輸入電壓與斜坡補(bǔ)償斜率mc的仿真曲線圖。仿真結(jié)果顯示，當(dāng)輸入電壓Vin從6V到18V線性增大時(shí)，斜坡補(bǔ)償斜率mc逐漸減小。將本文設(shè)計(jì)的斜坡補(bǔ)償電路引入峰值電流控制模式開(kāi)關(guān)電源變換器系統(tǒng)中，圖3為在Vin=6V情況下，輸出電壓和電感電流仿真曲線圖，仿真結(jié)果顯示，電路工作在連續(xù)電流模式且占空比大于50%時(shí)，電路可以穩(wěn)定工作。

4 結(jié)語(yǔ)

本文設(shè)計(jì)了一種適用于Buck型峰值電流模式DC-DC變換器的自適應(yīng)斜坡補(bǔ)償電路。仿真結(jié)果顯示，該斜坡補(bǔ)償電路的補(bǔ)償斜率能跟隨輸入電壓的變化而變化，且該斜坡補(bǔ)償電路能使峰值電流控制模式的Buck型峰值電流模式DC-DC變換器穩(wěn)定工作。

參考文獻(xiàn)

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收稿日期：2016-08-24

作者簡(jiǎn)介：余濘江（1991—），男，四川宜賓人，研究生在讀，主要研究方向是CMOS模擬集成電路設(shè)計(jì)。