CN104980023B - 一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 - Google Patents
一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 Download PDFInfo
- Publication number
- CN104980023B CN104980023B CN201510329473.0A CN201510329473A CN104980023B CN 104980023 B CN104980023 B CN 104980023B CN 201510329473 A CN201510329473 A CN 201510329473A CN 104980023 B CN104980023 B CN 104980023B
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- circuit
- comparator
- voltage signal
- output
- input
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Active
Links
Landscapes
- Amplifiers (AREA)
Abstract
本发明公开了一种输出电压控制电路及具有该电路的电源，其中，所述输出电压控制电路包括：误差消除电路，比较器，控制逻辑电路，导通计时器，驱动电路；误差消除电路两个输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，其两个输出端分别接比较器两个正向输入端；比较器两个负向输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，比较器输出端接控制逻辑电路第一输入端；控制逻辑电路输出端接驱动电路的输入端，驱动电路输出开关管控制信号；导通计时器一端接控制逻辑电路第二输入端，另一端接开关管控制信号。本发明通过误差消除电路检测反馈电压平均值与参考电压误差，动态调节参考电压，从而达到降低误差，提高恒定导通时间控制方式输出电压精度。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种输出电压控制电路及具有该电路的电源。
背景技术
随着电子产品不断发展，对电源芯片的要求也越来越高，不仅要求电源芯片能够提供稳定的供电电压，提供高的全负载范围内的转换效率，同时对电源芯片的响应速度以及应用的多样性也有着越来越高的要求。为延长电池寿命和提升电子产品性能，需要设计出转换效率高，工作模式多样的电源管理芯片。其中，采用恒定导通时间控制方式(constant on-time,简称COT)结合了脉冲频率调制模式(Pulse Frequency Modulation，简称PFM)和跳周期调制模式(Pulse Skip Modulation，简称PSM)的控制方式的电源芯片，不仅控制方式较为简单，而且能够实现开关频率的可控。同时恒定导通时间控制方式也是一种PFM控制，在轻载时会自动降低开关频率来提升效率，可以实现全负载范围下的高效率转换，且不需要进行模式切换，极大地简化了电路设计的复杂度。
如图1所示，为COT控制方式的输出电压控制电路图，该电路依赖输出电压的纹波进行触发控制，当反馈电压VFB低于参考VVREF时开启上功率管，电感L两端的电压变为VIN-VOUT，电感电流IL变大，输出电阻RESR上的电压上升，进而使反馈电压VFB上升。这种控制方式的缺点是由于每次当输出电压降到VREF以下即触发单稳态电路，则对应输出电压纹波的下边沿和VREF值相等，而输出电压的直流值必定高于VREF电压。
因此，在发明人设计直流转直流电源的输出电压控制电路的过程中，发现现有技术中至少存在如下问题：
现有直流转直流电源输出电压控制电路采用COT控制方式输出电压精度不高。
发明内容
鉴于上述问题，提出了本发明以便克服上述问题或者至少部分地解决上述问题，本发明的技术方案是这样实现的：
一方面，本发明提供了一种输出电压控制电路，包括：误差消除电路，比较器，控制逻辑电路，导通计时器，驱动电路；
所述误差消除电路的两个输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，其两个输出端分别接所述比较器的两个正向输入端；
所述比较器的两个负向输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，所述比较器的输出端接所述控制逻辑电路的第一输入端；
所述控制逻辑电路的输出端接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路输出开关管控制信号；
所述导通计时器一端接所述控制逻辑电路的第二输入端，另一端接所述开关管控制信号。
优选地，所述误差消除电路包括：积分器；
所述积分器两个输入端分别接所述反馈电压信号、所述参考电压信号；
所述积分器两个输出端分别接入所述比较器的正向输入端管脚1和管脚2。
优选地，所述积分器包括：第一级跨导放大器，第二级跨导放大器，第一电容和采样电阻；
所述第一级跨导放大器正向输入端接所述参考电压信号；所述第一级跨导放大器负向输入端接所述反馈电压信号；所述第一级跨导放大器输出端接所述第一电容一端以及所述第二级跨导放大器正向输入端；
所述第一电容另一端接地；
所述第二级跨导放大器负向输入端接所述参考电压信号，所述第二级跨导放大器输出端接所述采样电阻一端以及所述比较器正向输入端的管脚1；
所述采样电阻另一端接所述比较器正向输入端的管脚2与所述比较器负向输入端的管脚4连接端。
优选地，所述积分器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现；
所述比较器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现。
优选地，所述导通计时器通过采集所述开关管控制信号，确定开关管导通时间，进而控制所述开关管的频率。
另一方面，本发明提供了一种电源，包括：输出电压控制电路；所述输出电压控制电路包括：误差消除电路，比较器，控制逻辑电路，导通计时器，驱动电路；
所述误差消除电路的两个输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，其两个输出端分别接所述比较器的两个正向输入端；
所述比较器的两个负向输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，所述比较器的输出端接所述控制逻辑电路的第一输入端；
所述控制逻辑电路的输出端接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路输出开关管控制信号；
所述导通计时器一端接所述控制逻辑电路的第二输入端，另一端接所述开关管控制信号。
优选地，所述误差消除电路包括：积分器；
所述积分器两个输入端分别接所述反馈电压信号、所述参考电压信号；
所述积分器两个输出端分别接入所述比较器的正向输入端管脚1和管脚2。
优选地，所述积分器包括：第一级跨导放大器，第二级跨导放大器，第一电容和采样电阻；
所述第一级跨导放大器正向输入端接所述参考电压信号；所述第一级跨导放大器负向输入端接所述反馈电压信号；所述第一级跨导放大器输出端接所述第一电容一端以及所述第二级跨导放大器正向输入端；
所述第一电容另一端接地；
所述第二级跨导放大器负向输入端接所述参考电压信号，所述第二级跨导放大器输出端接所述采样电阻一端以及所述比较器正向输入端的管脚1；
所述采样电阻另一端接所述比较器正向输入端的管脚2与所述比较器负向输入端的管脚4连接端。
优选地，所述积分器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现；
所述比较器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现。
优选地，所述导通计时器通过采集所述开关管控制信号，确定开关管导通时间，进而控制所述开关管的频率。
本发明的技术方案通过误差消除电路检测反馈电压平均值与参考电压的误差，并将该误差叠加到参考电压端，动态调节参考电压，从而达到降低误差，提高恒定导通时间控制方式输出电压精度。
附图说明
图1为现有技术中一种输出电压控制电路图；
图2为本发明实施例提供的一种输出电压控制电路图；
图3为本发明实施例提供的一种输出电压控制电路中误差消除电路图；
图4为本发明实施例提供的一种电源结构示意图。
具体实施方式
为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本发明实施方式作进一步地详细描述。
如图2为所示为本发明实施例提供的一种输出电压控制电路图；该输出电压控制电路包括：误差消除电路，比较器，控制逻辑电路，导通计时器，驱动电路；
所述误差消除电路的两个输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，其两个输出端分别接所述比较器的两个正向输入端；
所述比较器的两个负向输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，所述比较器的输出端接所述控制逻辑电路的第一输入端；
所述控制逻辑电路的输出端接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路输出开关管控制信号；
所述导通计时器一端接所述控制逻辑电路的第二输入端，另一端接所述开关管控制信号。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种输出电压控制电路中误差消除电路；所述误差消除电路包括：积分器；
所述积分器两个输入端分别接所述反馈电压信号VFB、所述参考电压信号VREF；
所述积分器两个输出端分别接入所述比较器的正向输入端管脚1和管脚2。
所述积分器包括：第一级跨导放大器OTA1，第二级跨导放大器OTA2，第一电容C1和采样电阻RS；
所述第一级跨导放大器OTA1正向输入端接所述参考电压信号VREF；所述第一级跨导放大器OTA1负向输入端接所述反馈电压信号VFB；所述第一级跨导放大器OTA1输出端分别接所述第一电容C1以及所述第二级跨导放大器OTA2正向输入端；
所述第一电容C1另一端接地；
所述第二级跨导放大器OTA2负向输入端接所述参考电压信号VREF，所述第二级跨导放大器OTA2输出端分别接所述采样电阻RS以及所述比较器正向输入端的管脚1；
所述采样电阻RS另一端接所述比较器正向输入端的管脚2与所述比较器负向输入端的管脚4连接端。
需要说明的是，所述积分器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现；
所述比较器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现。
还需要说明的是，所述导通计时器通过采集所述开关管控制信号，确定开关管导通时间，进而控制所述开关管的频率。
基于以上电路，对本发明工作原理进行详细说明；
设所述误差消除电路可以用积分电路实现，实现了将VFB和VREF电压误差进行积分运算。比较器比较从误差消除电路输出的电压与VFB电压，输出PWM波形。然后通过控制逻辑电路输出高低电平，经过驱动电路的调节，输出开关管控制信号DH和DL信号，控制功率管的开断。同时，开关管控制信号DH信号被导通计时器采集，最终决定导通时间，进而控制开关管的频率。
误差消除电路的原理图如图3所示，其中，反馈电压VFB和参考电压VREF作为第一级跨导放大器OTA1的输入电压，所述第一级跨导放大器OTA1根据VFB比VREF高,或着，VFB比VREF低的不同状态选择对第一电容C1充电，或着，放电，通过第一级跨导放大器OTA1与第一电容C1即实现了将VFB和VREF的电压误差进行积分运算，在一定时间内所述第一电容C1上的电压随时间的变化规律为：
所述第一电容C1起到低通滤波器的作用，则V1的值等于VFB的直流量与VREF间误差的放大值。V1再经过第二级跨导放大器OTA2后，输出电流I S同采样电阻RS相乘，并与VREF相加，得到积分器的输出电压VREF’，作为比较器的一个正相输入电压。然后，输入到比较器；只要所述积分器增益足够大，即可达到消除误差电压的目的。
本发明中的第一跨导放大器OTA1，第二跨导放大器OTA2和比较器既可以使用双极结型晶体管搭建电路实现，也可以使用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现。
需要说明的是，所述导通计时器的输入信号可以来自开关管控制信号DH，也可以来自开关管控制信号DL。
如图3所示，为本发明实施例提供的一种电源结构示意图；该电源包括：输出电压控制电路；所述输出电压控制电路包括：误差消除电路，比较器，控制逻辑电路，导通计时器，驱动电路；
所述误差消除电路的两个输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，其两个输出端分别接所述比较器的两个正向输入端；
所述比较器的两个负向输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，所述比较器的输出端接所述控制逻辑电路的第一输入端；
所述控制逻辑电路的输出端接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路输出开关管控制信号；
所述导通计时器一端接所述控制逻辑电路的第二输入端，另一端接所述开关管控制信号。
其中，所述误差消除电路包括：积分器；
所述积分器两个输入端分别接所述反馈电压信号、所述参考电压信号；
所述积分器两个输出端分别接入所述比较器的正向输入端管脚1和管脚2。
需要说明的是，所述积分器包括：第一级跨导放大器，第二级跨导放大器，第一电容和采样电阻；
所述第一级跨导放大器正向输入端接所述参考电压信号；所述第一级跨导放大器负向输入端接所述反馈电压信号；所述第一级跨导放大器输出端接所述第一电容一端以及所述第二级跨导放大器正向输入端；
所述第一电容另一端接地；
所述第二级跨导放大器负向输入端接所述参考电压信号，所述第二级跨导放大器输出端接所述采样电阻一端以及所述比较器正向输入端的管脚1；
所述采样电阻另一端接所述比较器正向输入端的管脚2与所述比较器负向输入端的管脚4连接端。
还需要说明的是，所述积分器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现；
所述比较器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现。
还需要说明的是，所述导通计时器通过采集所述开关管控制信号，确定开关管导通时间，进而控制所述开关管的频率。
本发明的技术方案通过误差消除电路检测反馈电压平均值与参考电压的误差，并将该误差叠加到参考电压端，动态调节参考电压，从而达到降低误差，提高恒定导通时间控制方式输出电压精度，同时该电路对输出电压的纹波没有影响。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并非用于限定本发明的保护范围。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换、改进等，均包含在本发明的保护范围内。
Claims (6)
1.一种输出电压控制电路，其特征在于，包括：误差消除电路，比较器，控制逻辑电路，导通计时器，驱动电路；
所述误差消除电路的两个输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，其两个输出端分别接所述比较器的两个正向输入端；
所述比较器的两个负向输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，所述比较器的输出端接所述控制逻辑电路的第一输入端；
所述控制逻辑电路的输出端接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路输出开关管控制信号；
所述导通计时器一端接所述控制逻辑电路的第二输入端，另一端接所述开关管控制信号；
所述误差消除电路包括：积分器；所述积分器两个输入端分别接所述反馈电压信号、所述参考电压信号；所述积分器两个输出端分别接入所述比较器的正向输入端管脚1和管脚2；
所述积分器包括：第一级跨导放大器，第二级跨导放大器，第一电容和采样电阻；
所述第一级跨导放大器正向输入端接所述参考电压信号；所述第一级跨导放大器负向输入端接所述反馈电压信号；所述第一级跨导放大器输出端接所述第一电容一端以及所述第二级跨导放大器正向输入端；
所述第一电容另一端接地；
所述第二级跨导放大器负向输入端接所述参考电压信号，所述第二级跨导放大器输出端接所述采样电阻一端以及所述比较器正向输入端的管脚1；
所述采样电阻另一端接所述比较器正向输入端的管脚2与所述比较器负向输入端的管脚4；
所述参考电压信号连接所述比较器负向输入端的管脚4和所述比较器正向输入端的管脚2，所述反馈电压信号连接所述比较器负向输入端的管脚3。
2.根据权利要求1所述的输出电压控制电路，其特征在于，所述积分器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现；
所述比较器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现。
3.根据权利要求2所述的输出电压控制电路，其特征在于，所述导通计时器通过采集所述开关管控制信号，确定开关管导通时间，进而控制所述开关管的频率。
4.一种电源，其特征在于包括：输出电压控制电路；所述输出电压控制电路包括：误差消除电路，比较器，控制逻辑电路，导通计时器，驱动电路；
所述误差消除电路的两个输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，其两个输出端分别接所述比较器的两个正向输入端；
所述比较器的两个负向输入端分别接反馈电压信号及参考电压信号，所述比较器的输出端接所述控制逻辑电路的第一输入端；
所述控制逻辑电路的输出端接所述驱动电路的输入端，所述驱动电路输出开关管控制信号；
所述导通计时器一端接所述控制逻辑电路的第二输入端，另一端接所述开关管控制信号；
所述误差消除电路包括：积分器；所述积分器两个输入端分别接所述反馈电压信号、所述参考电压信号；所述积分器两个输出端分别接入所述比较器的正向输入端管脚1和管脚2；
所述积分器包括：第一级跨导放大器，第二级跨导放大器，第一电容和采样电阻；
所述第一级跨导放大器正向输入端接所述参考电压信号；所述第一级跨导放大器负向输入端接所述反馈电压信号；所述第一级跨导放大器输出端接所述第一电容一端以及所述第二级跨导放大器正向输入端；
所述第一电容另一端接地；
所述第二级跨导放大器负向输入端接所述参考电压信号，所述第二级跨导放大器输出端接所述采样电阻一端以及所述比较器正向输入端的管脚1；
所述采样电阻另一端接所述比较器正向输入端的管脚2与所述比较器负向输入端的管脚4；
所述参考电压信号连接所述比较器负向输入端的管脚4和所述比较器正向输入端的管脚2，所述反馈电压信号连接所述比较器负向输入端的管脚3。
5.根据权利要求4所述的电源，其特征在于，所述积分器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现；
所述比较器采用双极结型晶体管搭建电路实现，或者，采用金属-氧化物-半导体场效应晶体管搭建电路实现。
6.根据权利要求5所述的电源，其特征在于，所述导通计时器通过采集所述开关管控制信号，确定开关管导通时间，进而控制所述开关管的频率。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510329473.0A CN104980023B (zh) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | 一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201510329473.0A CN104980023B (zh) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | 一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN104980023A CN104980023A (zh) | 2015-10-14 |
| CN104980023B true CN104980023B (zh) | 2017-09-29 |
Family
ID=54276218
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201510329473.0A Active CN104980023B (zh) | 2015-06-15 | 2015-06-15 | 一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN104980023B (zh) |
Families Citing this family (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN106095715B (zh) * | 2016-06-17 | 2019-04-16 | 芯海科技（深圳）股份有限公司 | 一种Type-C自动识别电路及识别方法 |
| CN109639261B (zh) * | 2018-11-16 | 2022-12-30 | 无锡芯朋微电子股份有限公司 | 比较电路、延时消除方法 |
| CN112152572B (zh) * | 2020-09-30 | 2024-04-12 | 中国科学院微电子研究所 | 抗地电位漂移的信号接收电路及信号传输装置 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101783586A (zh) * | 2009-01-19 | 2010-07-21 | 成都芯源系统有限公司 | 用于恒定导通时间变换电路的控制电路及其方法 |
| CN102427295A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-25 | 成都芯源系统有限公司 | 开关调节电路 |
| CN204794694U (zh) * | 2015-06-15 | 2015-11-18 | 青岛歌尔声学科技有限公司 | 一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN103346662B (zh) * | 2013-06-20 | 2016-02-03 | 成都芯源系统有限公司 | 一种控制电路、开关变换器及其控制方法 |
-
2015
- 2015-06-15 CN CN201510329473.0A patent/CN104980023B/zh active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN101783586A (zh) * | 2009-01-19 | 2010-07-21 | 成都芯源系统有限公司 | 用于恒定导通时间变换电路的控制电路及其方法 |
| CN102427295A (zh) * | 2011-12-09 | 2012-04-25 | 成都芯源系统有限公司 | 开关调节电路 |
| CN204794694U (zh) * | 2015-06-15 | 2015-11-18 | 青岛歌尔声学科技有限公司 | 一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN104980023A (zh) | 2015-10-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN106026653B (zh) | 具有斜坡补偿的升降压变换器及其控制器和控制方法 | |
| US10790742B1 (en) | Multi-level power converter with improved transient load response | |
| TWI764447B (zh) | 降壓-升壓式轉換器及其控制方法 | |
| CN107147292B (zh) | 一种导通时间受控的降压变换器 | |
| US9559586B2 (en) | Switch mode power supply, control circuit and associated control method | |
| CN103312200B (zh) | 功率变换器、限流单元、控制电路及相关控制方法 | |
| CN105071655B (zh) | 自适应恒定导通时间控制的开关电源及控制器和控制方法 | |
| CN105471263B (zh) | 升降压变换器及其控制器和控制方法 | |
| CN108512422A (zh) | 一种固定导通时间控制的降压型dc-dc转换器 | |
| CN103475216B (zh) | 功率变换器、时钟模块、控制电路及相关控制方法 | |
| US20150069958A1 (en) | Battery charger with buck-boost operation | |
| CN211127582U (zh) | 电子转换器和集成电路 | |
| CN106533154A (zh) | 改进的dc‑dc转换器的负载瞬变和抖动 | |
| WO2020061727A1 (zh) | 电感型开关电源转换器的负载电流检测方法及电路 | |
| CN110165872A (zh) | 一种开关控制电路及其控制方法 | |
| CN109004812A (zh) | 开关变换器及其控制电路和控制方法 | |
| CN103051187A (zh) | 一种双环控制的开关电源电路 | |
| CN103401428B (zh) | 开关电源控制芯片以及开关电源控制系统 | |
| CN104980023B (zh) | 一种输出电压控制电路及具有该电路的电源 | |
| CN106374748A (zh) | Buck变换器及其控制方法 | |
| CN102904435A (zh) | 一种改进的补偿电路以及应用其的开关电源 | |
| CN105790575B (zh) | 电压转换电路及其控制方法 | |
| CN109617429A (zh) | 电压转换集成电路、高压buck变换器及控制方法 | |
| CN109714851B (zh) | Led驱动器及其驱动方法 | |
| CN106160458B (zh) | 改善瞬态响应的boost电路 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |