CN104460798B - 一种控制降压变换器的基准电压校正电路及应用 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电源和校正电路技术领域，具体地说是一种控制降压变换器的基准电压校正电路的方法及应用,该电路由比较器EA的输出端连接电容C一端和场效应管栅极G，场效应管源极S连接恒流源2I输入信号线，恒流源2I输出信号线一端与电容C另一端连接并抽头一线接地，场效应管漏极D为比较器VREF输出电压C点，并与电阻R一端和恒流源I输出信号线一端连接，恒流源I输入信号线另一端连接电源VDD，电阻R另一端连接比较器EA反向输入端，在比较器EA反向输入端上设有电压VREF，在比较器EA同相输入端上设有电压FB组成，该电路输出电压C点受电压VREF和FB控制。本发明同现有技术相比，输入失调电压小，可消除COT结构带来的输出电压误差，改善输出电压精度。

Description

一种控制降压变换器的基准电压校正电路及应用

[技术领域]

本发明涉及电源和校正电路技术领域，具体地说是一种控制降压变换器的基准电压校正电路及应用。

[背景技术]

众所周知，现代的电路系统都有一个精确的输出电压作为电路工作的基准，由于输出电压受电路和元件的损耗，造成输出电压偏移。传统的COT控制的DC-DC由于直接用高速比较器(COMP)来控制输出电压，环路响应很快，输出电压对于输入电压和负载电流的瞬态变化具有极快的响应。但由于COT控制的是输出电压的纹波波谷，并且当输入电压变化时，占空比会变化，纹波的幅值也会随之变化，所以当输入条件不一样时，输出电压会随之变化，表现出比较差的线性调整率(line regulation)指标，为此，必须对现有的COT控制的DC-DC进行改造和创新。

[发明内容]

本发明的目的是设计一种结构新颖的基准电路校正电路，该电路模块通过检测电路中的电压Vout，提供一个校正过的新的基准校正电压VREF_C给高速比较器或COT控制电路或其他电路，补偿电路中的电压FB波纹和比较器的速度等差异引起的电压误差，该电路应用于固定导通时间控制的降压直流-直流(DC-DC)变换器结构，可以大幅提高变换器的输出精度。

为实现上述目的，设计一种控制降压变换器的基准电压校正电路，该电路由比较器EA的输出端连接电容C一端和场效应管栅极G，场效应管源极S连接恒流源2I输入信号线，恒流源2I输出信号线一端与电容C另一端连接并抽头一线接地，场效应管漏极D为VREF_C，VREF_C为基准校正电压，并与电阻R一端和恒流源I输出信号线一端连接，恒流源I输入信号线另一端连接电源VDD，电阻R另一端连接比较器EA反向输入端，在比较器EA反向输入端上设有电压VREF，在比较器EA同相输入端上设有电压FB，该电路输出电压C点受电压VREF和FB控制，基准校正电压VREF_C点输出受电压VREF和FB控制，电压FB/电压VREF_C＝VREF-I×R，当FB电压比VREF低一定的电压值时，恒流源2I的电流镜完全打开，VREF_C＝VREF+I×R，基准校正电压校正范围从电压VREF-I×R到VREF+I×R，在电路稳态工作时，基准校正模块会得到稳定的VREF_C的值，来保证FB始终跟随VREF。

基准电压校正电路VREF输出电压C点抽头一线连接COT控制DC-DC变换器结构的比较器COMP同相输入端，补偿COT结构带来的输出电压误差。

将基准电压校正电路的基准校正电压VREF_C提供给高速比较器或COT控制电路的同相输入端，由于高速比较器或COT控制电路的输出电压是纹波谷，当输入电压变化，波纹幅值变化，当输入条件不一样时，输出电压变化，采用基准电压校正电路，选择基准校正电压VREF_C的输出受VREF和FB控制，消除高速比较器或COT带来的输出电压误差，补偿电压FB上的波纹和高速比较器速度引起的电压误差。

该电路应用于报警电路、V/F变换电路、A/D变换电路、采样电路、监测电路、振荡电路、过零检测电路。

本发明同现有技术相比，环路直流增益高，输入失调电压小，共模输入电压范围大，灵敏度好，用于传统的COT控制的变换器电路，可以消除COT结构带来的输出电压误差，极大地改善输出电压精度，在输入电压和负载电流瞬态突变的时候，基准校正模块由于响应比较慢，并不参与这个瞬态的快速环路控制，控制结构同时具有输出高精度和快速的输入电压和负载响应。

[附图说明]

图1是本发明创造基准电压校正电路的电原理结构图；

图2是本发明创造实施例1结构电原理图；

图3是本发明创造之前公知技术的电原理图；

指定图1作为本发明的摘要附图。

[具体实施方式]

下面结合附图对本发明作进一步说明，这种装置的结构和原理对本专业的人来说是非常清楚的。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

参见图1，在比较器EA的负端设有反向输入电压VREF，在比较器EA的正端设有同相输入电压FB，比较器EA输出端连接电容C一端和场效应管栅极G，场效应管源极S上接有恒流源2I和电容C另一端并接地，场效应管漏极D与电阻R1和恒流源I一端相连，电阻R另一端与输入电压VREF线连接，恒流源I另一端设有电源VDD，场效应管漏极D为VREF_C，VREF_C为基准校正电压，这个模块通过检测Vout，提供一个校正过的新的基准校正电压VRFE_C给高速比较器，来补偿由于FB上的波纹和比较器的速度等差异引起的Vout误差。

参见图2，图2给出了图1的实施例，在比较器COMP同相输入端连接本发明创造基准校正电压VREF_C，这个模块通过检测Vout，提供一个校正过的新的基准校正电压VRFE_C给高速比较器，来补偿由于FB上的波纹和比较器的速度等差异引起的Vout误差。

参见图3，图3给出了本发明创造之前的公知技术，图中Driver为公知的驱动电路，one shot为公知的振荡电路，传统的COT控制的DC-DC控制电路由比较器、振荡电路、触发器、驱动电路、P型和N型场效应管、电感、等效串联电阻ESR、电阻Rf1、Rf2、ESR、电容C连接组成，该电路COT控制的是输出电压的纹波波谷，并且当输入电压变化时，占空比会变化，纹波的幅值也会随之变化。所以当输入条件不一样时，输出电压会随之变化，表现出比较差的线性调整率(line regulation)指标。

Claims (4)

1.一种控制降压变换器的基准电压校正电路，其特征在于该电路由比较器EA的输出端连接电容C一端和场效应管栅极G，场效应管源极S连接恒流源2I输入信号线，恒流源2I输出信号线一端与电容C另一端连接并抽头一线接地，场效应管漏极D作为基准校正电压输出端VREF_C，场效应管漏极D与电阻R一端和恒流源I输出信号线一端连接，恒流源I输入信号线另一端连接电源VDD，电阻R另一端连接比较器EA反向输入端，在比较器EA反向输入端上设有电压VREF，在比较器EA同相输入端上设有电压FB，该电路输出电压C点受电压VREF和FB控制，基准校正电压VREF_C输出受电压VREF和FB控制，电压FB/电压VREF_C＝VREF-I×R，当FB电压比VREF低一定的电压值时，恒流源2I的电流镜完全打开，VREF_C＝VREF+I×R，基准校正电压校正范围从电压VREF-I×R到VREF+I×R，在电路稳态工作时，基准校正模块会得到稳定的VREF_C的值，来保证FB始终跟随VREF。

2.如权利要求1所述的一种控制降压变换器的基准电压校正电路，其特征在于基准电压校正电路的基准校正电压端VREF_C抽头一线连接COT控制DC-DC变换器结构的比较器COMP同相输入端，补偿COT结构带来的输出电压误差。

3.如权利要求1所述的一种控制降压变换器的基准电压校正电路，其特征在于将基准电压校正电路的基准校正电压VREF_C提供给高速比较器或COT控制电路的同相输入端，由于高速比较器或COT控制电路的输出电压是纹波谷，当输入电压变化，波纹幅值变化，当输入条件不一样时，输出电压变化，采用基准电压校正电路，选择基准校正电压VREF_C的输出受VREF和FB控制，消除高速比较器或COT带来的输出电压误差，补偿电压FB上的波纹和高速比较器速度引起的电压误差。

4.如权利要求1所述的一种控制降压变换器的基准电压校正电路，其特征在于该电路应用于报警电路、V/F变换电路、A/D变换电路、采样电路、监测电路、振荡电路、过零检测电路。