CN102594140A - 斜坡补偿产生电路及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种斜坡补偿产生电路，包括：运算放大器电路，运算放大器同相端通过电阻1连接输入电压，通过电阻2接地，运算放大器反相端通过电阻3接地，运算放大器输出端通过电流镜结构连接至开关2，输出偏置电流；三个开关和一个电容，所述三个开关共同的一端连接电容上极板，电容下极板接地，其中开关3另一端接地，开关1另一端接电感电流。本发明与斜率固定的斜坡补偿信号相比，斜率与输入电压成比例的斜坡补偿信号能够在输入电压变化的情况下都能做到很好的补偿。

Description

斜坡补偿产生电路及方法

技术领域

本发明涉及一种电流模式控制开关电源芯片上的斜坡补偿产生电路及方法。

背景技术

开关电源芯片具有很高的转换效率，从而在有低功耗需求的场合得到广泛应用，如便携式电子产品等。开关电源芯片按控制模式分为电压模式控制和电流模式控制。其中电流模式控制是现在应用最广泛的控制模式，其具有以下优点(1)电流环路的存在使得系统能对电感电流直接进行控制，使得整个系统环路变为一个一阶系统，从而使得补偿电路变得简单，系统稳定性大大提高。(2)由于系统对电感电流实时检测，从而使得芯片能在电流过大时及时进行限流保护。(3)输出电压纹波较小。

但是，电流内环的存在同时带来一个问题：当芯片工作在连续电流工作模式并且占空比大于50％时，会在开关频率一半附近产生严重的次谐波震荡问题。为了解决这一技术问题，通常的做法是在采样电流信号上叠加一个正斜率的斜坡信号。通常所加的斜坡信号为一固定值，不能随输入电压Vin变化，而电感电流信号上升斜率是随输入电压Vin变化的值，所以在输入电压Vin变化的情况下，容易发生过补偿和欠补偿的情况，导致芯片工作不正常。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种斜率与输入电压成比例的斜坡补偿产生电路，使得输入电压变化时，依然能获得较好的补偿效果。

为解决上述技术问题，本发明提供了一种运算放大器电路，运算放大器同相端通过电阻1连接输入电压，通过电阻2接地，运算放大器反相端通过电阻3接地，运算放大器输出端通过电流镜结构连接至开关2，输出偏置电流；三个开关和一个电容，所述三个开关共同的一端连接电容上极板，电容下极板接地，其中开关3另一端接地，开关1另一端接电感电流。

本发明的有益效果在于：与斜率固定的斜坡补偿信号相比，斜率与输入电压成比例的斜坡补偿信号能够在输入电压变化的情况下都能做到很好的补偿。

本发明还提供了上述坡补偿产生电路的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

在时间段1，开关1闭合，开关2、开关3打开，由电感电流给电容充电到V_C值；

在时间段2，开关2闭合，开关1、开关3打开，由上述的偏置电流给电容充电，产生一个斜率与输入电压成比例的斜坡补偿电压；

在时间段3，开关3闭合，开关1、开关2打开，电容上极板接地，电容上极板清零。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明：

图1是本发明所述的斜率与输入电压成比例的斜坡补偿产生电路的具体实例电路示意图；

图2是本发明所述方法形成的斜率与输入电压成比例的斜坡补偿信号的示意图。

具体实施方式

根据本发明实现的斜率与输入电压成比例的斜坡补偿产生电路，结构清晰，有利于在输入电压变化的情况下给电流模式开关电源做出较好的补偿。下面结合附图介绍具体实施方式。

如图1所示，为一个根据本发明实施的斜率与输入电压成比例的斜坡补偿产生电路。其中三个开关和一个电容的产生斜坡电压核心电路，在时间段1，开关1闭合，开关2，3打开，由电感电流给电容充电到V_C值。在时间段2，开关二2闭合，开关1，3打开，由上述的偏置电流给电容充电，产生一个斜率等于Vin/L的斜坡信号。在时间段3，开关3闭合，开关1，2打开，电容上极板接地，电容上极板清零。开关导通时间和产生的波形图如图2所示。

电阻1和电阻2构成分压网络，使得V_a点的电压为Vin/M，其中M＝(R1+R2)/R2。

电路中的运算放大器结构使得V_a＝V_b，这样流过R3的电流为

V_b/R＝Vin/MR                                        (1)

由M1，M2和M3组成的电流镜结构，将流过R3的电流引入到M3管的支路，在开关2导通期间给电容上极板充电。

由电容V-I特性可知，电容上电压信号的斜率为I/C，所以只要

I/C＝Vin/L                                (2)

即Vin/MRC＝Vin/L                          (3)

即(R1+R2)/R2R3C＝L                        (4)

就可得到斜率为Vin/L的斜坡补偿电压。

与斜率固定的斜坡补偿信号相比，斜率与输入电压成比例的斜坡补偿信号能够在输入电压变化的情况下都能做到很好的补偿。

本发明并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描述和说明本发明涉及的技术方案。基于本发明启示的显而易见的变换或替代也应当被认为落入本发明的保护范围。以上的具体实施方式用来揭示本发明的最佳实施方法，以使得本领域的普通技术人员能够应用本发明的多种实施方式以及多种替代方式来达到本发明的目的。

Claims (2)

1.一种斜坡补偿产生电路，其特征在于，包括：

运算放大器电路，运算放大器同相端通过电阻1连接输入电压，通过电阻2接地，运算放大器反相端通过电阻3接地，运算放大器输出端通过电流镜结构连接至开关2，输出偏置电流；

三个开关和一个电容，所述三个开关共同的一端连接电容上极板，电容下极板接地，其中开关3另一端接地，开关1另一端接电感电流。

2.如权利要求1所述的斜坡补偿产生电路的使用方法，其特征在于：包括以下步骤：

在时间段1，开关1闭合，开关2、开关3打开，由电感电流给电容充电到V_C值；

在时间段2，开关2闭合，开关1、开关3打开，由上述的偏置电流给电容充电，产生一个斜率与输入电压成比例的斜坡补偿电压；

在时间段3，开关3闭合，开关1、开关2打开，电容上极板接地，电容上极板清零。

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