专利名称：斜率补偿电路的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及电学领域，更具体地说，涉及一种斜率补偿电路。
背景技术：
PWM(Pulse Width Modulation，电流型脉宽调制)控制器是在普通电压反馈PWM 控制环内部增加了电流反馈的控制环节，因此除了具有电压型PWM控制器的功能之外，还 具有检测开关电流或电感电流，实现电压电流的双环控制的功能。电流型PWM控制器包括 两个控制闭合环路第一闭合回路和第二闭合回路。其中第一闭合回路是输出电压反馈误 差第一放大器A，用于与基准电压比较后产生误差电压，它连接PWM第一比较器Cl的输入端 子IN1，第一比较器的输出OUTl与功率第一开关管的栅极或功率三级管的基极连接，然后 经由第一变压器输出Vout ；第二闭合回路是第一变压器初级(电感)中电流Il在采样用第 一电阻Rs上产生的电压Vf与误差第一放大器输出误差电压Ve的输出。与第一比较器Cl 的输入进行比较，产生调制脉冲的脉宽，使得峰值电感电流对误差信号起着实际控制作用。经过研究发现，当占空比小于50%时，扰动电流引起的电流误差会变小，而当占空 比大于50%时，扰动电流引起的电流误差会变大。所以，尖峰电流模式控制在占空比大于 50%时，经过一个周期会将扰动信号扩大，从而造成工作不稳定，这时需给PWM的第一比较 器加斜率补偿以稳定电路。加了斜率补偿后，即使占空比小于50%，电路性能也能得到改 善。但是，斜率补偿要求产生稳定、精准、受电源电压噪声影响小的斜坡电流，而一般简单的 电路很难满足要求，能达到该要求的电路又较为复杂，可能引起新的不稳定因素。
实用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术的缺陷，提出一种斜率补偿电 路，用以输出稳定、精准、受电源电压噪声影响小的电流。为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种斜率补偿电路，应用于电流型脉 宽调制控制器的斜率补偿，包括产生与电源电压无关的电流的第一模块电路，所述第一模块电路具有第一支路和 第二支路；第一 MOS管，所述第一 MOS管的栅极连接输入电压，源极与所述第一模块电路连 接；以二极管形式连接的第二 MOS管，所述第二 MOS管的源极与所述第一模块电路连 接，栅极和漏极与所述第一 MOS管的漏极连接；第一电阻，所述第一电阻的第一端接地，第二端与所述第一 MOS管的漏极、所述第 二 MOS管的栅极和漏极连接；滤波电容，所述滤波电容的一端连接电源电压，另一端与所述第一模块电路的第 二支路连接；产生偏置电流的第二模块电路，所述第二模块电路连接所述电源电压和固定偏置电源；第三MOS管，所述第三MOS管的栅极与所述固定偏置电源连接，源极连接所述电源 电压，漏极与所述第一模块电路的第一支路连接；包括第四MOS管和第五MOS管的第三模块电路，所述第四MOS管的栅极与所述第 一模块电路的第二支路连接，源极连接电源电压，漏极与所述第五MOS管的源极连接；所述 第五MOS管的栅极与所述第二模块电路连接，漏极连接输出电压。进一步的，所述第一模块电路包括P沟道MOS管MP6和MP7、NPN型三极管Ql和 Q2、以及第二电阻；所述MP7和Ql均是以二极管形式连接，所述MP6和Ql形成所述第一支 路，所述MP7、Q2和第二电阻形成所述第二支路；所述MP6的源极连接电源电压，栅极与所述MP7的栅极连接，漏极与所述Ql的集 电极连接；所述MP7的源极连接电源电压，漏极与所述第二电阻的第一端连接；所述Ql的基极与所述Q2的基极连接，发射极与所述第一 MOS管的源极连接；所述Q2的集电极与所述第二电阻的第二端连接，发射极与所述第二MOS管的源极 连接。进一步的，所述第一模块电路包括P沟道MOS管MP6和MP7、N沟道MOS管Q3和 Q4、以及第二电阻；所述MP7和Q3均是以二极管形式连接，所述MP6和Q3形成所述第一支 路，所述MP7、Q4和第二电阻形成所述第二支路；所述MP6的源极连接电源电压，栅极与所述MP7的栅极连接，漏极与所述Q3的漏 极连接；所述MP7的源极连接电源电压，漏极与所述第二电阻的第一端连接；所述Q3的栅极与所述Q4的栅极连接，源极与所述第一 MOS管的源极连接；所述Q4的漏极与所述第二电阻的第二端连接，源极与所述第二 MOS管的源极连接。进一步的，所述滤波电容的另一端具体与所述第二电阻的第二端连接；所述第三 MOS管的漏极具体与所述MP6的漏极连接；所述第四MOS管的栅极具体与所述第二电阻的
第一端连接。进一步的，所述第二模块电路包括P沟道MOS管MP8、MP9、MPlO和N沟道MOS管 MNlU MNl2 ；所述MP9、MP10、MNll均是以二极管形式连接；所述MP8的栅极连接所述固定偏置电源，源极连接所述电源电压，漏极与所述 MNll的漏极和栅极连接；所述MP9的栅极和漏极与所述MPlO的源极连接，源极连接所述电源电压；所述MPlO的栅极和漏极与所述丽12的漏极连接；所述丽11的源极与所述丽12的源极连接并接地。本实用新型提供的斜率补偿电路能够产生不受电源电压影响的、且随输入电压正 比变化的输出电流。在实际使用中，输入端子的输入电压如果为斜坡电压，输出端子就能输 出随输入电压波形变化的稳定、精准、受电源电压噪声影响小的斜坡电流，而且电路设计简 单易实现。[0031]
图1为本实用新型提供斜率补偿电路一实施例的结构示意图；图2为本实用新型提供斜率补偿电路另一实施例的结构示意图。
具体实施方式
本实用新型提供的是应用于电流峰值模式直流-直流转换器的斜率补偿电路， 其核心思想包括产生与电源电压无关的电流的第一模块电路，第一模块电路具有第一支 路和第二支路；第一 MOS 管(Metal-Oxide-kmiconductor Field-Effect-Transistor，金 属-氧化物-半导体型场效应管)，第一 MOS管的栅极连接输入电压，源极与第一模块电路 连接；以二极管形式连接的第二 MOS管，第二 MOS管的源极与第一模块电路连接，栅极和漏 极与第一 MOS管的漏极连接；第一电阻，第一电阻的第一端接地，第二端与第一 MOS管的漏 极、第二 MOS管的栅极和漏极连接；滤波电容，滤波电容的一端连接电源电压，另一端与第 一模块电路的第二支路连接；产生偏置电流的第二模块电路，第二模块电路连接电源电压 和固定偏置电源；第三MOS管，第三MOS管的栅极与固定偏置电源连接，源极连接电源电压， 漏极与第一模块电路的第一支路连接；包括第四MOS管和第五MOS管的第三模块电路，第四 MOS管的栅极与第一模块电路的第二支路连接，源极连接电源电压，漏极与第五MOS管的源 极连接；第五MOS管的栅极与第二模块电路连接，漏极连接输出电压。本实用新型提供的斜率补偿电路能够产生不受电源电压影响的、且随输入电压正 比变化的输出电流。在实际使用中，输入端子的输入电压如果为斜坡电压，输出端子就能输 出随输入电压波形变化的稳定、精准、受电源电压噪声影响小的斜坡电流，而且电路设计简 单易实现。
以下结合附图及优选实施方式对本实用新型技术方案进行详细说明。图1为本实用新型提供斜率补偿电路一实施例的结构示意图。如图1所示，该斜 率补偿电路包括第一模块电路、第一 MOS管MPl、第二 MOS管MP2、第一电阻Rl、滤波电容 C、第二模块电路、第三MOS管MP3、以及包括第四MOS管MP4和第五MOS管MP5的第三模块 电路。其中，MP2是以二极管形式连接的。所谓以二极管形式连接是指漏极与栅极连接在 一起、或集电极与基极连接在一起，以二极管形式连接的器件的功能等同于二极管。第一模块电路包括P沟道MOS管MP6和MP7、NPN型三极管Ql和Q2以及第二电 阻R2。其中MP7和Ql均是以二极管形式连接，MP6和Ql形成第一支路，MP7、Q2和R2形成 第二支路。第二模块电路包括P沟道MOS管MP8、MP9、MP10和N沟道MOS管MN11、MN12。其 中MP9、MP10、丽11均是以二极管形式连接。如图1所示，MPl的栅极连接输入电压，即MPl的栅极连接输入端子IN。MPl的源 极与Ql的发射极连接，MPl的漏极与MP2的栅极和漏极连接，并且与Rl的第二端连接，Rl 的第一端接地。MP2的源极与Q2的发射极连接。MPl的作用是实现将输入电压的信号转换 到第一模块电路中与电源电压无关的支路电流信号；MP2的作用是实现MPl控制级电压变 化差值的补偿、温度补偿以及负反馈作用，保证MPl和MP2的源极到漏极的压降相等，保证 第一电路模块两个支路的电流相等。Rl的作用是将输入电压全部降落在Rl上，则Rl上的 电流就与输入电压成正比，从而实现线性变换。[0040]MP3的栅极与固定偏置电源VBl连接，MP3的源极连接电源电压，MP3的漏极与MP6 的漏极连接。MP3的作用是用于启动第一模块电路，为了防止第一模块电路在上电后进入 锁定状态，电路无法正常工作，MP3在上电时给第一模块电路的第一支路注入或拉出一股电 流，迫使第一模块电路进入正常工作状态。在第一模块电路中，MP6和MP7的源极都连接电源电压，MP6的栅极与MP7的栅极 连接，MP6的漏极与Ql的集电极连接，MP7的漏极与R2的第一端连接，R2的第二端与Q2的 集电极连接。Ql的基极与Q2的基极连接，Ql的发射极与MPl的源极连接，Q2的发射极与 MP2的源极连接。该第一模块电路是用于产生与电源电压无关的电流的偏置电路。滤波电容C的一端连接电源电压，另一端与R2的第二端连接。C的作用是滤波。在第二模块电路中，MP8和MP9的源极都连接电源电压，MP8的栅极连接固定偏置 电源VB1，MP8的漏极与丽11的漏极和栅极连接，MP9的栅极和漏极与MPlO的源极连接， MPlO的栅极和漏极与丽12的漏极连接。丽11的源极与丽12的源极连接并接地。第二模 块电路通过将流过丽11的电流所产生的压降施加到丽12的控制级-栅极上，将丽11的漏 极电流复制到丽12的漏极上，该电流流过两个串联的以二级管形式连接的MP9和MP10，产 生的压降施加到第三模块电路的输出管MP5的控制级-栅极。第二模块电路的作用是偏置 输出MP4的控制，使得输出镜像电流受负载和电源电压的影响降低。在第三模块电路中，MP4的栅极与R2的第一端连接，MP4的源极连接电源电压，MP4 的漏极与MP5的源极连接，MP5的栅极与第二模块电路的MPlO的栅极连接，MP5的漏极连接 输出电压，即MP5的漏极连接输出端子OUT。第三模块电路通过第一模块电路的第二支路上 二极管连接的晶体管的压降控制第三模块电路中晶体管控制级的方式，将第一模块电路的 第二支路的电流复制到一个或多个晶体管，作为补偿电流或其他用途的随输入电压变化的 电流输出。本实施例提供的斜率补偿电路的工作原理是电路上电后，作为启动管的MP3向 第一模块电路注入电流，节点netl电压上升，Ql导通，电路开始工作；电路正常工作时，输 入端子IN的输入电压上升时，节点net4的电压跟随输入电压的上升而上升，这使得节点 net3电压跟随节点net4的电压上升，所以第二支路的电流12增大，由于MP6和MP7的镜 像关系，促使第一支路和第二支路的电流相等，即Il = 12，12增大，使得11+12增大，所以 节点net4的电压上升，节点net5的电压也上升。由于MOS管的对称性，输入端子IN的电 压等于节点net5的电压，因此，当输入端子IN的电压变化时，节点net5的电压就跟随着变 化，保持VIN = Vnet5，所以Rl上的电流13 = VIN/R1 ；而又因为12 = II，所以12 = VIN/ (2*R1)；第二支路的电流12通过电流镜的镜像作用将第二支路的电流12镜像到电流输出 支流MP4和MP5上，该输出电流不受电源电压影响、随输入电压正比变化。图2为本实用新型提供斜率补偿电路另一实施例的结构示意图。图2所示的实施 例与图1所示的实施例的区别仅在于第一模块电路，在图2所示的实施例中，NPN型三极管 Ql和Q2被替换为N沟道MOS管Q3和Q4。具体地说，本实施例中第一模块电路包括P沟道MOS管MP6和MP7、N沟道MOS管 Q3和Q4、以及第二电阻R2。其中，MP7和Q3均是以二极管形式连接，MP6和Q3形成第一支 路，所述MP7、Q4和第二电阻形成第二支路。MP6和MP7的源极都连接电源电压，MP6的栅极与MP7的栅极连接，MP6的漏极与Q3的漏极连接，MP7的漏极与R2的第一端连接，R2的第二端与Q4的漏极连接。Q3的栅极 与Q4的栅极连接，Q3的源极与MPl的源极连接，Q4的源极与MP2的源极连接。该第一模块 电路是用于产生与电源电压无关的电流的偏置电路。除了第一模块电路之外，本实施例的其他器件的结构和功能与图1所示的实施例 相同。最后，需要注意的是以上列举的仅是本实用新型的具体实施例子，当然本领域的 技术人员可以对本实用新型进行改动和变型，倘若这些修改和变型属于本实用新型权利要 求及其等同技术的范围之内，均应认为是本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种斜率补偿电路，应用于电流型脉宽调制控制器的斜率补偿，其特征在于，包括 产生与电源电压无关的电流的第一模块电路，所述第一模块电路具有第一支路和第二支路；第一 MOS管，所述第一 MOS管的栅极连接输入电压，源极与所述第一模块电路连接； 以二极管形式连接的第二 MOS管，所述第二 MOS管的源极与所述第一模块电路连接，栅 极和漏极与所述第一 MOS管的漏极连接；第一电阻，所述第一电阻的第一端接地，第二端与所述第一 MOS管的漏极、所述第二 MOS管的栅极和漏极连接；滤波电容，所述滤波电容的一端连接电源电压，另一端与所述第一模块电路的第二支 路连接；产生偏置电流的第二模块电路，所述第二模块电路连接所述电源电压和固定偏置电源；第三MOS管，所述第三MOS管的栅极与所述固定偏置电源连接，源极连接所述电源电 压，漏极与所述第一模块电路的第一支路连接；包括第四MOS管和第五MOS管的第三模块电路，所述第四MOS管的栅极与所述第一模 块电路的第二支路连接，源极连接电源电压，漏极与所述第五MOS管的源极连接；所述第五 MOS管的栅极与所述第二模块电路连接，漏极连接输出电压。
2.根据权利要求1所述的斜率补偿电路，其特征在于，所述第一模块电路包括P沟道 MOS管MP6和MP7、NPN型三极管Ql和Q2、以及第二电阻；所述MP7和Ql均是以二极管形式 连接，所述MP6和Ql形成所述第一支路，所述MP7、Q2和第二电阻形成所述第二支路；所述MP6的源极连接电源电压，栅极与所述MP7的栅极连接，漏极与所述Ql的集电极 连接；所述MP7的源极连接电源电压，漏极与所述第二电阻的第一端连接；所述Ql的基极与所述Q2的基极连接，发射极与所述第一 MOS管的源极连接；所述Q2的集电极与所述第二电阻的第二端连接，发射极与所述第二 MOS管的源极连接。
3.根据权利要求1所述的斜率补偿电路，其特征在于，所述第一模块电路包括P沟道 MOS管MP6和MP7、N沟道MOS管Q3和Q4、以及第二电阻；所述MP7和Q3均是以二极管形式 连接，所述MP6和Q3形成所述第一支路，所述MP7、Q4和第二电阻形成所述第二支路；所述MP6的源极连接电源电压，栅极与所述MP7的栅极连接，漏极与所述Q3的漏极连接；所述MP7的源极连接电源电压，漏极与所述第二电阻的第一端连接； 所述Q3的栅极与所述Q4的栅极连接，源极与所述第一 MOS管的源极连接； 所述Q4的漏极与所述第二电阻的第二端连接，源极与所述第二 MOS管的源极连接。
4.根据权利要求2或3所述的斜率补偿电路，其特征在于 所述滤波电容的另一端具体与所述第二电阻的第二端连接； 所述第三MOS管的漏极具体与所述MP6的漏极连接；所述第四MOS管的栅极具体与所述第二电阻的第一端连接。
5.根据权利要求1或2或3所述的斜率补偿电路，其特征在于，所述第二模块电路包括P 沟道 MOS 管 MP8、MP9、MP10 和 N 沟道 MOS 管 MN11、MN12 ；所述 MP9、MP10、MNll 均是以 二极管形式连接；所述MP8的栅极连接所述固定偏置电源，源极连接所述电源电压，漏极与所述丽11的 漏极和栅极连接；所述MP9的栅极和漏极与所述MPlO的源极连接，源极连接所述电源电压； 所述MPlO的栅极和漏极与所述MN12的漏极连接； 所述丽11的源极与所述丽12的源极连接并接地。
专利摘要本实用新型公开了一种斜率补偿电路，应用于电流型脉宽调制控制器的斜率补偿，包括产生与电源电压无关的电流的第一模块电路，所述第一模块电路具有第一支路和第二支路；第一MOS管，所述第一MOS管的栅极连接输入电压，源极与所述第一模块电路连接；以二极管形式连接的第二MOS管；第一电阻；滤波电容，所述滤波电容的一端连接电源电压，另一端与所述第一模块电路的第二支路连接；产生偏置电流的第二模块电路；第三MOS管；包括第四MOS管和第五MOS管的第三模块电路。本实用新型提供的斜率补偿电路能够产生不受电源电压影响的、且随输入电压正比变化的输出电流。
文档编号H03K7/08GK201910775SQ20102067868
公开日2011年7月27日 申请日期2010年12月17日 优先权日2010年12月17日
发明者张祥祯, 徐东明, 赵新毅, 马彪 申请人:西安深亚电子有限公司