专利名称：斜坡产生电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及开关电源，具体地说涉及电流模式开关电源中的斜率 补偿电路。
背景技术：
众所周知，在电流模式DCDC电路中，当占空比大于50%的时候， 需要加入斜率补偿(也叫作斜坡补偿)来抑制系统的不稳定现象。电 流模式DC-DC的基本波形如图6 (A)所示。在稳态下Vc-mc-iL，随着 占空比变大，需要的斜坡补偿也要加大。通常为了系统稳定，往往都 会选取最大的斜率，这样的话，mc就需要很大的电压余度。
目前比较通用的补偿电路如图l所示，通过恒定电流IO给电容CO 充电，ISLP也会是一个固定斜率的电流。但是在实际中系统需要的是 一个随着占空比越大斜率越大的补偿电流。所以传统方法中，为了满 足最大斜率的要求，往往会在所有占空比下都选择最大斜率，这样ISLP 会是一个很大的斜率的电流。当补偿过大的时候，电路会从电流模式 变成电压模式，从而产生不稳定现象。
2001年1月23日授权的美国专利6177787披露了一种控制时序和 斜率补偿的电路。然而，该专利使用数字的方法来产生一个斜率逐渐 增大的电流，电路非常复杂，而且要求一个系统有一个远高于系统时 钟的时钟来产生不同的相位，来切换电流，从而增大电流的斜率，这 给系统带来不小的负担。
发明内容
本发明的目的是提供能够克服以上问题的斜率补偿电路或斜坡产 生电路。
为此，本发明的目的通过提供一种斜坡产生电路实现。该斜坡产生 电路包括斜坡电压产生电路，产生斜率不变的电压信号；和，斜坡加 速电路，加速斜坡电压产生电路，产生斜率越来越大的电流或电压信号。
本发明可以产生一个斜率逐渐增大的电流。本发明简单可靠；与普 通的斜坡电路相比，消耗更小的电压余度。
下面将参照附图对本发明的具体实施方案进行详细的说明，图中 图l是现有技术的斜率补偿电路； 图2是根据本发明的原理示意图； 图3是斜率逐渐增大的电流波形示意图； 图4是根据本发明一种实施例的斜坡产生电路； 图5是根据本发明另一种实施例的斜坡产生电路； 图6 ( A )和(B )分别是现有技术和本发明的电流模式DC-DC的基 本波形。
具体实施例方式
图2是根据本发明的原理示意图。本发明的原理是利用斜坡加速电 路加速恒定斜率斜坡电压产生电路，从而得到一个斜率越来越大的电 流或者电压信号。
在一个实施方案中，斜坡电压产生电路采用对电容进行充电的方式 实现。斜坡加速电路将转换后的电流加入到给该电容的充电电流中， 这样给电容的充电电流就会越来越大，形成正反^t贵。从而给电容充电 的电流越来越大，电容两端的电压斜率就会越来越大，最终产生的一 个斜率越来越大的电流ISLP。产生的电流波形如图3所示。
在另一个实施例中，恒定斜率斜坡电压产生电路可采用将电压加在 电感上的方式实现。
图4是根据本发明一种实施例的斜坡产生电路。如图4所示，恒定 斜率斜坡电压产生电路具有一个电流源10，电流源IO和电容CO串联 连接在电压输入端和地端之间，为电容CO提供充电电流。 一个周期性 开断的开关Rset和电容CO并联连接。
斜坡加速电路包括晶体管M3、 M4和M5组成的电流镜，放大器AO 和晶体管MO。其中，放大器AO的正输入端连接在电流源和电容之间的 接点A上，放大器的负输入端连接在晶体管MO的源极(B点)上，放大器AO的输出端连接在晶体管M0的栅极上。电流镜的输入支路M4连 接在电压输入端VIN和晶体管M0的漏极之间，第一输出支路M3连接 在电压输入端VIN和A点之间，第二输出支路M5提供输出电流ISLP。 在工作时Rset是重置信号，每个周期都重置电路。当Rset导通时 A点电压为零。当Rset关断时，IO开始给CO充电。此时MO、 M4、 M3 和M5上没有电流。随着CO上的压降越来越大，AO和MO保持A点和B 点的电压相同，同时慢慢上升。那么流过R0的电流慢慢增加，流过M4 的电流也会慢慢增加。此电路的关键在于M3是M4管子电流的镜像， 当M4电流慢慢上升的时候，M3的电流也会慢慢上升。这就意味着，给 CO充电的电流也会越来越大，造成的结果就是A， B两点的电流会越来 越大，流过M4， M3和M5的电流也会越来越大。因此ISLP会是一个越 来越大的电 流。
需要指出，除图4所示的M3-M5构成的电流镜电路，还可以采用其 它形式的电流镜。放大器AO也可以采用各种各样的》文大器。
图5是根据本发明另一种实施例的斜坡产生电路。不同于图4的是， 在图5中，用Ml和M2代替运放A0和M0。当Rset关断时，IO通过Ml 开始给CO充电。此时M2、 M4、 M3和M5上没有电流。随着CO上的压 降越来越大，Ml和M2保持A点和B点的电压相同，同时慢慢上升。那 么流过R0的电流慢慢增加，流过M4的电流也会慢慢增加，M3也由此 通过M1加到对电容的充电电流中。这就意味着，给CO充电的电流也 会越来越大，造成的结果就是A， B两点的电流会越来越大，流过M4， M3和M5的电流也会越来越大。因此ISLP会是一个越来越大的电流。
本发明可以产生一个斜率之间增大的电流。本发明简单可靠；与普 通的斜坡电路相比，消耗更小的电压余度(参见图6(B))，可以应 用在不同的电路场合。
本发明的斜坡产生电路不仅可以用作为电流模式开关电源中的斜 率补偿电路，还可以应用在其它电路中。
显而易见，在此描述的本发明可以有许多变化。比如，可以给M1 和M2加上cascode (射地-基地放大器)；或者把R0改成MOS电阻， 电路也可以正常工作。这种变化不能认为偏离本发明的精神和范围。 因此，所有对本领域技术人员显而易见的改变，都包括在本权利要求 书的涵盖范围之内。
权利要求
1.一种斜坡产生电路，包括恒定斜率斜坡电压产生电路，产生斜率不变的电压信号；和，斜坡加速电路，加速恒定斜率斜坡电压产生电路，产生斜率越来越大的电流或电压信号。
2. 如权利要求1所述的斜坡产生电路，其中所述恒定斜率斜坡电压 产生电路包括电容(CO)和对电容充电的电流源(10),以及并联在电 容两端的周期性开断的开关(Rset)。
3. 如权利要求2所述的斜坡产生电路，其中所述斜坡加速电路将与 电容有关的电压转^:为电流，并且以正反々赍方式加入到给电容的充电 电流中。
4. 如权利要求1或2所述的斜坡产生电路，其中所述斜坡加速电路 包括电压输入端和地端；还包括电流镜(M3， M4， M5),具有输入支路(M4)、第一输出支路(M3) 和第二输出支路(M5 ); 放大器(A0)，晶体管(M0)，其源极经电阻(R0)接地；其中，放大器的正输入端连接在恒定斜率斜坡电压产生电路的输 出端上，放大器的负输入端连接在晶体管的源极上，放大器的输出端 连接在晶体管的栅极上；电流镜的输入支路连接在电压输入端和晶体 管的漏极之间，第一输出支路连接在电压输入端和》文大器的正输入端 之间，第二输出支路提供输出电流。
5. 如权利要求2所述的斜坡产生电路，其中斜坡加速电路包括电压 專lT入端和地端；还包4舌电流镜(M3， M4和M5),具有输入支路(M4),第一输出支路(M3) 和第二输出支路(M5 );第一晶体管(Ml),具有彼此相连的栅极和漏极；第二晶体管(M2),第二晶体管的源极经电阻(R0)接地，第二晶 体管的栅极与第 一 晶体管的栅极相连；其中，电流源连接在电压输入端和第一晶体管的漏极之间，为第一 晶体管提供偏置电流；开关和电容并联连接在第一晶体管的源极和地 之间；电流镜的输入支路连接在电压输入端和第二晶体管的漏极之间，第 一输出支路连接在电压输入端和第 一 晶体管的漏极之间，第二输出 支路提供输出电流。
6. 如权利要求1或2所述的斜坡产生电路，其特征在于电流镜的 输入支路、第 一输出支路和第二输出支路分别由单个晶体管构成。
7. 如权利要求1或2所述的斜坡产生电路，其特征在于所述电阻 由晶体管构成。 全文摘要
本发明提供一种斜率产生电路。该斜坡产生电路包括等斜率产生电路，产生斜率不变的电压信号；和，斜坡加速电路，加速等斜率产生电路，产生斜率越来越大的电流或电压信号。本发明简单可靠；与普通的斜坡电路相比，消耗更小的电压余度。
文档编号H03K4/00GK101674069SQ20091009360
公开日2010年3月17日 申请日期2009年10月14日 优先权日2009年10月14日
发明者刘柳胜, 景卫兵, 郑儒富 申请人:美芯晟科技(北京)有限公司