一种斜坡补偿电路及电压转换器的制作方法

本发明涉及电子器件领域，具体涉及一种斜坡补偿电路及电压转换器。

背景技术：

电流模电压转换器具有补偿容易、响应速度快和带载能力强等优点。但是，当占空比大于50％时，电流模电压转换器会出现次谐波振荡以及抗噪声性能变差的情况。因此，需要有合适的斜坡补偿电路，以满足电源系统对稳定性、瞬态响应和带载能力的要求。传统的斜坡补偿方案有固定斜率斜坡补偿和分段线性斜坡补偿等。它们都能保证系统的稳定，但是，系统瞬态响应和带载能力不能达到最佳。比较理想的补偿方式是斜坡补偿的斜率随着占空比的增大而增大。因此近年来又出现了指数型斜坡补偿技术，可以对不同频率的dc-dc起到较好的补偿效果。但是，这些技术都增加了不小规模的电路，占用了一定芯片面积和消耗了额外的功耗。

技术实现要素：

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种斜坡补偿电路及电压转换器解决了现有斜坡补偿电路芯片面积大的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：

提供一种斜坡补偿电路，其包括n型mos管m1，n型mos管m1的源极连接电容c1的一端并接地；n型mos管m1的漏极分别连接电感电流采样电路的输出端和电阻rsense的一端并作为斜坡补偿电路的输出端；电阻rsense的另一端与电容c1的另一端相连接；n型mos管m1的栅极与sw信号源相连接，当电感充电时，n型mos管m1关断，当电感放电时，n型mos管m1开启。

提供一种电压转换器，其包括权利要求1的斜坡补偿电路，斜坡补偿电路的输出端与比较器的正输入端相连接；比较器的负输入端与误差放大器的输出端相连接；比较器的输出端连接至逻辑与驱动模块u1；误差放大器的正输入端与基准电压vref相连接；

逻辑与驱动模块u1还分别与振荡器u2和n型mos管mp的栅极相连接；n型mos管mp的漏极与外部电源相连接；n型mos管mp的源极分别连接二极管d1的正极和电感l1的一端；电感l1的另一端分别连接电阻esr的一端、电阻rl的一端和电阻rfb1的一端并作为电压转换器的输出端；二极管d1的负极分别连接电容cout的一端、电阻rl的另一端和电阻rfb2的一端并接地；电容cout的另一端与电阻esr的另一端相连接；电阻rfb2的另一端分别连接电阻rfb1的另一端和误差放大器的负输入端。

本发明的有益效果为：本发明通过利用电感电流和电容本身的特性，以极小的电路代价实现了二次斜坡补偿，为芯片节省了大量的面积和功耗。采用本斜坡补偿电路的电压转换器可以增强系统瞬态响应和带载能力。

附图说明

图1为斜坡补偿电路的电路图；

图2为电压转换器的电路图；

图3为分段线性斜坡补偿示意图；

图4为分段线性斜坡补偿示意图；

图5为指数型斜坡补偿示意图；

图6为本发明的斜坡补偿示意图。

具体实施方式

下面对本发明的具体实施方式进行描述，以便于本技术领域的技术人员理解本发明，但应该清楚，本发明不限于具体实施方式的范围，对本技术领域的普通技术人员来讲，只要各种变化在所附的权利要求限定和确定的本发明的精神和范围内，这些变化是显而易见的，一切利用本发明构思的发明创造均在保护之列。

如图1所示，该斜坡补偿电路包括n型mos管m1，n型mos管m1的源极连接电容c1的一端并接地；n型mos管m1的漏极分别连接电感电流采样电路的输出端和电阻rsense的一端并作为斜坡补偿电路的输出端；电阻rsense的另一端与电容c1的另一端相连接；n型mos管m1的栅极与sw信号源相连接，当电感充电时，n型mos管m1关断，当电感放电时，n型mos管m1开启。电感电流采样电路由外部电源供电，电感电流采样电路的输出电流值isense与电感电流il成正比。

如图2所示，该电压转换器包括斜坡补偿电路，斜坡补偿电路的输出端与比较器的正输入端相连接；比较器的负输入端与误差放大器的输出端相连接；比较器的输出端连接至逻辑与驱动模块u1；误差放大器的正输入端与基准电压vref相连接；

逻辑与驱动模块u1还分别与振荡器u2和n型mos管mp的栅极相连接；n型mos管mp的漏极与外部电源相连接；n型mos管mp的源极分别连接二极管d1的正极和电感l1的一端；电感l1的另一端分别连接电阻esr的一端、电阻rl的一端和电阻rfb1的一端并作为电压转换器的输出端；二极管d1的负极分别连接电容cout的一端、电阻rl的另一端和电阻rfb2的一端并接地；电容cout的另一端与电阻esr的另一端相连接；电阻rfb2的另一端分别连接电阻rfb1的另一端和误差放大器的负输入端。其中电容cout为电压转换器的输出电容，电阻esr为电容cout的等效寄生电阻，电阻rl为电压转换器的负载电阻。此时电感电流采样电路的输出电流值isense与电感l1上的电流il成正比。

在本发明的一个实施例中，isense是采样的电感电流，m1管为nmos管，当电感l1充电时，m1管断开，采样电感电流isense流经电容c1及其寄生电阻，产生二次斜坡电压，当电感l1放电时，m1管开启，电容c1及电阻rsense上的电荷被放掉，vadd变为0。电阻rsense上的电压为vsense，电容c1上的电压vslope为二次斜坡，vadd＝vsense+vslope。可以看出，本发明通过利用电感电流和电容本身的特性，以极小的代价实现了二次斜坡补偿，为芯片节省了面积和功耗。

如图3、图4、图5和图6所示，本发明所提供的斜坡补偿电路与现有的各个补偿电路的补偿电压并不相同，本斜坡补偿电路为二次斜坡补偿，采用本斜坡补偿电路的电压转换器可以增强系统瞬态响应和带载能力。

技术特征：

1.一种斜坡补偿电路，其特征在于，包括n型mos管m1，所述n型mos管m1的源极连接电容c1的一端并接地；所述n型mos管m1的漏极分别连接电感电流采样电路的输出端和电阻rsense的一端并作为斜坡补偿电路的输出端；所述电阻rsense的另一端与电容c1的另一端相连接；所述n型mos管m1的栅极与sw信号源相连接，当电感充电时，n型mos管m1关断，当电感放电时，n型mos管m1开启。

2.一种电压转换器，其特征在于，包括权利要求1所述的斜坡补偿电路，所述斜坡补偿电路的输出端与比较器的正输入端相连接；所述比较器的负输入端与误差放大器的输出端相连接；所述比较器的输出端连接至逻辑与驱动模块u1；所述误差放大器的正输入端与基准电压vref相连接；

所述逻辑与驱动模块u1还分别与振荡器u2和n型mos管mp的栅极相连接；所述n型mos管mp的漏极与外部电源相连接；所述n型mos管mp的源极分别连接二极管d1的正极和电感l1的一端；所述电感l1的另一端分别连接电阻esr的一端、电阻rl的一端和电阻rfb1的一端并作为电压转换器的输出端；所述二极管d1的负极分别连接电容cout的一端、电阻rl的另一端和电阻rfb2的一端并接地；所述电容cout的另一端与电阻esr的另一端相连接；所述电阻rfb2的另一端分别连接电阻rfb1的另一端和误差放大器的负输入端。

技术总结
本发明公开了一种斜坡补偿电路及电压转换器，斜坡补偿电路包括N型MOS管M1，N型MOS管M1的源极连接电容C1的一端并接地；N型MOS管M1的漏极分别连接电感电流采样电路的输出端和电阻RSENSE的一端并作为斜坡补偿电路的输出端；电阻RSENSE的另一端与电容C1的另一端相连接；N型MOS管M1的栅极与SW信号源相连接，当电感充电时，N型MOS管M1关断，当电感放电时，N型MOS管M1开启。本发明通过利用电感电流和电容本身的特性，以极小的代价实现了二次斜坡补偿，为芯片节省了大量的面积和功耗。

技术研发人员：罗敏;郑薇;谭荣;李林华
受保护的技术使用者：成都嘉纳海威科技有限责任公司
技术研发日：2019.09.26
技术公布日：2019.12.27