CN105790580B - 电源系统及电感电流峰值的控制方法 - Google Patents

电源系统及电感电流峰值的控制方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种电源系统及电感电流峰值的控制方法,该电源系统包括:直流斩波电路、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路、及与所述直流斩波电路电性连接的电感电流侦测电路,通过电感电流侦测电路对电感电流(IL)进行连续侦测,结合反馈电压(Vfb)的变化趋势判断是否需要调整第二参考电压信号(Vref2)的电压值的最小值,能够及时准确的调整第二参考电压信号(Vref2)的电压值的最小值,使电感电流峰值在轻载条件下稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。本发明提供的电感电流峰值的控制方法,能够及时准确的调整第二参考电压信号(Vref2)的电压值的最小值,使电感电流峰值在轻载条件下稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。

Description

电源系统及电感电流峰值的控制方法
技术领域
本发明涉及电路技术领域,尤其涉及一种电源系统及电感电流峰值的控制方法。
背景技术
直流斩波器(DC-DC Chopper)又称直流-直流变换器(DC-DC Converter),是一种将一种恒定直流电压变换成为另一固定电压或可调电压的直流电压,从而满足负载所需的直流电压的变流装置。其通过利用开关管的特性使其周期性地快速通、断,把恒定直流电压斩成一系列的脉冲电压,通过改变脉冲列的占空比即脉冲宽度与脉冲周期之比可实现输出电压平均值的调节。
直流斩波器的种类较多,主要包括:降压斩波器(Buck Chopper)、升压斩波器(Boost Chopper)、升降压斩波器(Boost-Buck Chopper)、Cuk斩波器、Sepic斩波器、及Zeta斩波器,其中,降压斩波器、升压斩波器、及升降压斩波器为最基本三种类型。
请参阅图1,为一种现有的降压斩波电路的电路图,该降压斩波电路包括:降压斩波模块10、及与降压斩波模块10相连的峰值电流控制电路20,降压斩波模块10包括:驱动IC11、上功率开关Q10、下功率开关Q20、输出电感L10、输出电容C10、第一电阻R10、及第二电阻R20;峰值电流控制电路20包括:电流侦测IC21、三角波发生器22、波形叠加元件23、误差放大器24、第三电阻R30、第二电容C20、及电压比较器25。该降压斩波电路正常工作时,上功率开关12导通的同时下功率开关12截止,输入电压Vin经由上功率开关12、输出电感L10和输出电容C10被传送并被转换成输出电压Vout。此时电感电流开始增大,侦测IC21侦测及输出的反馈电流值增大,波形叠加元件23将反馈电流值与三角波发生器22发出的三角波进行叠加,产生第二参考电压Vref2’并输出至电压比较器25的同相输入端,同时误差放大器24的反相输入端接入电压反馈信号Vfb’,同相输入端接入第一参考电压Vref1’,误差放大器24的输出端接入电压比较器25的反相输入端,当电感电流值增大到与误差放大器24输出端的输出电压相同时,电感电流达到峰值电流Ipeak,此时电压比较器25的输出端信号发生反转,进而使驱动IC11控制上功率开关12截止及下功率开关13导通,电感电流开始下降。当该降压斩波电路处于轻载条件下时,输出电压Vout大,电压反馈信号Vfb’大,电感电流的峰值电流Ipeak增大,导致出现明显的电感电流波纹(ripple)及产生电磁干扰(EMI)问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电源系统,能够在轻载条件下使电感电流峰值稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。
本发明的另一目的在于提供一种电感电流峰值的控制方法,能够在轻载条件下使电感电流峰值稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。
为实现上述目的,本发明首先提供一种电源系统,包括:直流斩波电路、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路、及与所述直流斩波电路电性连接的电感电流侦测电路;
所述直流斩波电路向所述电感电流峰值控制电路提供电感电流及反馈电压,向所述电感电流侦测电路提供电感电流,并向负载输出驱动电压;
所述电感电流峰值控制电路包括:电感电流峰值控制模块、及与所述电感电流峰值控制模块电性相连的软启动模块;
所述软启动模块用于进行电感电流峰值控制电路的软启动,并向电感电流峰值控制模块提供控制信号;
所述电感电流峰值控制模块包括:第一误差放大器、第一电压比较器、波形叠加元件、三角波发生器、及RS锁存器;
所述第一误差放大器的第一同相输入端输入第一参考电压信号,反相输入端输入反馈电压,输出端电性连接第一节点,并输出第二参考电压信号;
所述第一电压比较器的同相输入端电性连接波形叠加元件的输出端,反相输入端电性连接第一节点,输出端电性连接RS锁存器的复位端;
所述波形叠加元件的第一输入端输入电感电流,第二输入端电性连接三角波发生器的第一输出端;
所述三角波发生器的控制端接入软启动模块输出的控制信号,第二输出端电性连接RS锁存器的置位端;
所述RS锁存器的输出端输出脉冲信号;
所述电感电流侦测电路用于侦测电感电流,确定电感电流峰值;
所述电感电流峰值控制电路根据反馈电压和电感电流侦测电路侦测到的至少5个连续的电感电流的周期内的不同的电感电流峰值的数量,不断调节第一参考电压信号的电压值,改变第一误差放大器输出的第二参考电压信号的电压值的最小值,直至在至少5个连续的电感电流的周期内电感电流侦测电路侦测到的不同的电感电流峰值的数量小于2个。
所述直流斩波电路为Buck、Boost、或Buck-Boost电路。
所述软启动模块包括:恒流源、第二电容、第二电压比较器、逻辑开关、恒压源、第一电阻、第一电容、第二误差放大器、场效应管、及第三电压比较器;
所述恒流源的输入端接入第一电压信号,输出端电性连接第二节点,所述第二节点电性连接第一误差放大器的第二同相输入端;
所述第二电容的一端电性连接第二节点,另一端接地;
所述第二电压比较器的同相输入端接入第三参考电压信号,反相输入端电性连接第二节点,输出端电性连接逻辑开关的控制端;
所述恒压源的正极经由逻辑开关与所述第二误差放大器的反相输入端电性连接,负极电性连接第一节点;
所述第二误差放大器的同相输入端接入第四参考电压信号,输出端电性连接场效应管的栅极;
所述场效应管的源极电性连接第二电压,漏极电性连接第一节点;
所述第三电压比较器的同相输入端接入第四参考电压信号,反相输入端电性连接第一节点,输出端输出控制信号;
所述第一电阻的一端电性连接第一节点,另一端连接第一电容的一端;
所述第一电容的另一端接地。
所述第三参考电压信号的电压值为0.4V,第四参考电压信号的电压值为0.5V,恒压源的输出电压为0.1V。
所述电感电流峰值控制电路软启动结束后,所述第二电压比较器的输出端控制逻辑开关连通所述恒压源的正极与所述第二误差放大器的反相输入端,所述第二误差放大器出端控制所述场效应管截止。
本发明还提供一种电感电流峰值的控制方法,包括以下步骤:
步骤1、提供一电源系统,包括:直流斩波电路、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路、及与所述直流斩波电路电性连接的电感电流侦测电路;
所述直流斩波电路向所述电感电流峰值控制电路提供电感电流及反馈电压,向所述电感电流侦测电路提供电感电流,并向负载输出驱动电压;
所述电感电流峰值控制电路包括:电感电流峰值控制模块、及与所述电感电流峰值控制模块电性相连的软启动模块;
所述软启动模块用于进行电感电流峰值控制电路的软启动,并向电感电流峰值控制模块提供控制信号;
所述电感电流峰值控制模块包括:第一误差放大器、第一电压比较器、波形叠加元件、三角波发生器、及RS锁存器;
所述第一误差放大器的第一同相输入端输入第一参考电压信号,反相输入端输入反馈电压,输出端电性连接第一节点,并输出第二参考电压信号;
所述第一电压比较器的同相输入端电性连接波形叠加元件的输出端,反相输入端电性连接第一节点,输出端电性连接RS锁存器的复位端;
所述波形叠加元件的第一输入端输入电感电流,第二输入端电性连接三角波发生器的第一输出端;
所述三角波发生器的控制端接入软启动模块输出的控制信号,第二输出端电性连接RS锁存器的置位端;
所述RS锁存器的输出端输出脉冲信号;
步骤2、电感电流侦测电路侦测至少5个连续的电感电流的周期内的电感电流,并确定不同的电感电流峰值的数量;
步骤3、当侦测到的不同的电感电流峰值的数量大于或等于2个,且反馈电压不断上升时,则调整第一参考电压信号的电压值,使得第二参考电压信号的电压值降低,并返回步骤2;
当侦测到的不同的电感电流峰值的数量小于2时,则结束,完成对电感电流峰值的控制。
所述直流斩波电路为Buck、Boost、或Buck-Boost电路。
所述软启动模块包括:恒流源、第二电容、第二电压比较器、逻辑开关、恒压源、第一电阻、第一电容、第二误差放大器、场效应管、及第三电压比较器;
所述恒流源的输入端接入第一电压信号,输出端电性连接第二节点,所述第二节点电性连接第一误差放大器的第二同相输入端;
所述第二电容的一端电性连接第二节点,另一端接地;
所述第二电压比较器的同相输入端接入第三参考电压信号,反相输入端电性连接第二节点,输出端电性连接逻辑开关的控制端;
所述恒压源的正极经由逻辑开关与所述第二误差放大器的反相输入端电性连接,负极电性连接第一节点;
所述第二误差放大器的同相输入端接入第四参考电压信号,输出端电性连接场效应管的栅极;
所述场效应管的源极电性连接第二电压,漏极电性连接第一节点;
所述第三电压比较器的同相输入端接入第四参考电压信号,反相输入端电性连接第一节点,输出端输出控制信号;
所述第一电阻的一端电性连接第一节点,另一端连接第一电容的一端;
所述第一电容的另一端接地。
所述第三参考电压信号的电压值为0.4V,第四参考电压信号的电压值为0.5V,恒压源的输出电压为0.1V。
所述电感电流峰值控制电路软启动结束后,所述第二电压比较器的输出端控制逻辑开关连通所述恒压源的正极与所述第二误差放大器的反相输入端,所述第二误差放大器输出端控制所述场效应管截止。
本发明的有益效果:本发明提供的电源系统,包括直流斩波电路、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路、及与所述直流斩波电路电性连接的电感电流侦测电路,其中,电感电流峰值控制电路包括:电感电流峰值控制模块、及与所述电感电流峰值控制模块电性相连的软启动模块,在电感电流峰值控制模块设有第一误差放大器与第一电压比较器,通过将反馈电压与第一参考电压信号分别接入第一误差放大器的反相输入端与同相输入端并对第一参考电压信号的电压值进行设定,可以控制第一误差放大器输出的第二参考电压信号的电压值的最小值,通过电感电流侦测电路对电感电流进行连续侦测,结合反馈电压的变化趋势判断是否需要调整第二参考电压信号的电压值的最小值,能够及时准确的调整第二参考电压信号的电压值的最小值,使电感电流峰值在轻载条件下稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。本发明提供的电感电流峰值的控制方法,能够及时准确的调整第二参考电压信号的电压值的最小值,使电感电流峰值在轻载条件下稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。
附图说明
为了能更进一步了解本发明的特征以及技术内容,请参阅以下有关本发明的详细说明与附图,然而附图仅提供参考与说明用,并非用来对本发明加以限制。
附图中,
图1为一种现有的降压斩波电路的电路图;
图2为图1所示的降压斩波电路轻载条件下电感电流的波形图;
图3为本发明的电源系统的模块示意图;
图4为本发明的电源系统中的电感电流峰值控制电路的电路图;
图5为本发明的电感电流峰值控制方法的流程图;
图6为本发明的电感电流峰值控制方法步骤3中不同电感电流峰值的数量大于2时的示意图;
图7为本发明的电感电路峰值控制方法步骤3中不同电感电流峰值的数量小于2时的示意图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明所采取的技术手段及其效果,以下结合本发明的优选实施例及其附图进行详细描述。
请参阅图3并结合4,本发明提供一种电源系统,包括:直流斩波电路1、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路2、及与所述直流斩波电路1电性连接的电感电流侦测电路3。
具体地,所述直流斩波电路1向所述电感电流峰值控制电路2提供电感电流IL及反馈电压Vfb,向所述电感电流侦测电路3提供电感电流IL,并向负载输出驱动电压Vo。可选地,所述所述直流斩波电路1为Buck、Boost、或Buck-Boost电路。
具体地,所述电感电流峰值控制电路2包括:电感电流峰值控制模块100、及与所述电感电流峰值控制模块100电性相连的软启动模块200;
其中,所述软启动模块200用于进行电感电流峰值控制电路2的软启动,并向电感电流峰值控制模块100提供控制信号SLEEP;
所述软启动模块200包括:恒流源210、第二电容C2、第二电压比较器Comp2、逻辑开关S1、恒压源Vos1、第一电阻R1、第一电容C1、第二误差放大器Gm2、场效应管Q1、及第三电压比较器Comp3。
其中,所述恒流源210的输入端接入第一电压信号V1,输出端电性连接第二节点S;所述第二电容C2的一端电性连接第二节点S,另一端接地;所述第二电压比较器Comp2的同相输入端接入第三参考电压信号Vref3,反相输入端电性连接第二节点S,输出端电性连接逻辑开关S1的控制端;所述恒压源Vos1的正极经由逻辑开关S1与所述第二误差放大器Gm2的反相输入端电性连接,负极电性连接第一节点P;所述第二误差放大器Gm2的同相输入端接入第四参考电压信号Vref4,输出端电性连接场效应管Q1的栅极;所述场效应管Q1的源极电性连接第二电压V2,漏极电性连接第一节点P;所述第三电压比较器Comp3的同相输入端接入第四参考电压信号Vref4,反相输入端电性连接第一节点P,输出端输出控制信号SLEEP;所述第一电阻R1的一端电性连接第一节点P,另一端连接第一电容C1的一端;所述第一电容C1的另一端接地。
所述电感电流峰值控制模块100包括:第一误差放大器Gm1、第一电压比较器Comp1、波形叠加元件130、三角波发生器140、及RS锁存器150;所述第一误差放大器Gm1的第一同相输入端输入第一参考电压信号Vref1,第二同相输入端电性连接第二节点S,反相输入端输入反馈电压Vfb,输出端电性连接第一节点P,并输出第二参考电压信号Vref2;所述第一电压比较器Comp1的同相输入端电性连接波形叠加元件130的输出端,反相输入端电性连接第一节点P,输出端电性连接RS锁存器150的复位端R;所述波形叠加元件130的第一输入端输入电感电流IL,第二输入端电性连接三角波发生器140的第一输出端;所述三角波发生器140的控制端接入软启动模块200输出的控制信号SLEEP,第二输出端电性连接RS锁存器150的置位端S;所述RS锁存器150的输出端Q输出脉冲信号PWM。
具体地,所述电感电流峰值控制电路2在正常工作之前,首先由软启动模块200进行软启动,具体过程为:恒流源210输出电流对第二电容C2充电,使得第二节点S的电压不断上升,即第二电压比较器Comp2的反相输入端的电压不断上升,当第二电压比较器Comp2发现反相输入端的电压大于同相输入端的第三参考电压信号Vref3时,软启动结束;此时,第二电压比较器Comp2控制逻辑开关S1导通,使恒压源Vos1接入第二误差放大器Gm2的反相输入端,所述第二误差放大器Gm2的输出端控制场效应管Q1截止,控制第三电压比较器Comp3的输出端输出的控制信号SLEEP的电性反转。
具体地,所述电感电流峰值控制电路2的正常工作过程为:第一误差放大器Gm1接收第一参考电压信号Vref1与反馈电压Vfb并将差值放大产生第二参考电压信号Vref2,并向第一电压比较器Comp1的反相输入端输出第二参考电压Vref2,三角波发生器140接收到软启动模块200发出的控制信号SLEEP后,开始向波形叠加元件130发射三角波,波形叠加元件130同时接收电感电流IL,将三角波与电感电流IL叠加,并将一与电感电流IL相关的电压VIL输入第一电压比较器Comp1的同相输入端。当直流斩波电路1开始工作后,电感电流IL不断增大,使第一电压比较器Comp1的同相输入电压增大,当与电感电流IL相关的电压VIL与第二参考电压信号Vref2的电压值相同时,电感电流IL达到峰值,第二电压比较器Comp1的输出端电性反转,控制RS锁存器150输出的脉冲信号PWM反转,使电感电流IL开始下降。具体地,脉冲信号PWM在电感电流IL增大的起始端置1,当电感电流IL超过第二参考电压信号Vref2时被置0。
需要说明的是,根据所述反馈电压Vfb的大小可以确定直流斩波电路1接入的负载的大小,所述电感电流侦测电路3用于侦测电感电流IL,确定电感电流峰值。所述电感电流峰值控制电路2用于根据所述电感侦测电路3侦测到的电感电流IL输出相应的脉冲信号PWM来调整电感电流IL,使得电感电流峰值稳定。
进一步地,当所述直流斩波电路1接入的轻负载时,反馈电压Vfb会增大,第一误差放大器Gm1输出的第二参考电压信号Vref2的电压值减小,电感电流IL也不断增大,为避免电感电流波纹及电磁干扰,需要根据负载动态调整所述第二参考电压信号Vref2的最小值,以控制电感电流IL的峰值,具体的调整过程为:所述电感电流侦测电路3至少侦测5个连续的电感电流IL的周期,并确定在该至少5个连续的周期内不同的电感电流峰值的数量,当所述电感电流侦测电路3侦测到的不同的电感电流峰值的数量大于或等于2个,例如图6中电感电流峰值为Ipeak1、Ipeak2、或Ipeak3,且反馈电压Vfb不断上升时,不断调节第一参考电压信号Vref1的电压值,改变第一误差放大器Gm1输出的第二参考电压信号Vref2的电压值的最小值,直至在至少5个连续的电感电流IL的周期内电感电流侦测电路3侦测到的不同的电感电流峰值的数量小于2个,例如图7中电感电流峰值仅为Ipeak4,进而可以使得轻载条件下的电感电流IL稳定。
优选地,所述第三参考电压信号Vref3的电压值为0.4V,第四参考电压信号Vref4的电压值为0.5V,恒压源Vos1的输出电压为0.1V。
本发明的电源电路对直流斩波电路1的电感电流IL进行连续侦测,同时对反馈电压Vfb进行侦测,当至少5个连续的电感电流IL的周期中出现两个及以上不同的电感电流峰值时,可通过调整第一参考电压信号Verf1的电压值使第二参考电压信号Verf2的电压值的最小值降低,进而降低电感电流IL的峰值,重复多次该步骤,可得到稳定的峰值电流。
请参阅图5,基于上述电源电路,本发明还提供一种电感电流峰值的控制方法,包括以下步骤:
步骤1、提供一上述电源电路,具体结构在此不再赘述。
步骤2、电感电流侦测电路3侦测至少5个连续的电感电流IL的周期内的电感电流IL,并确定不同的电感电流峰值的数量。
步骤3、当侦测到的不同的电感电流峰值的数量大于或等于2个,且反馈电压Vfb不断上升时,则调整第一参考电压信号Verf1的电压值,改变第二参考电压信号Verf2的电压值的最小值,并返回步骤2;
当侦测到的不同的电感电流峰值的数量小于2时,则结束,完成对电感电流峰值的控制。
具体地,请参阅图6,5个连续的电感电流IL的周期中出现三个不同的电感电流峰值Ipeak1、Ipeak2、和Ipeak3,此时,则需要调整第一参考电压信号Verf1的电压值使第二参考电压信号Verf2的电压值的最小值降低,进而降低电感电流IL的峰值。请参阅图7,经过一次或重复多次步骤2后5个连续的电感电流IL的周期中三个不同的峰值电流Ipeak1、Ipeak2、和Ipeak3均降低为Ipeak4,进而使得电感电流峰值稳定,完成电感电流峰值的控制。
综上所述,本发明的电源系统,包括直流斩波电路、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路、及与所述直流斩波电路电性连接的电感电流侦测电路,其中,电感电流峰值控制电路包括:电感电流峰值控制模块、及与所述电感电流峰值控制模块电性相连的软启动模块,在电感电流峰值控制模块设有第一误差放大器与第一电压比较器,通过将反馈电压与第一参考电压信号分别接入第一误差放大器的反相输入端与同相输入端并对第一参考电压信号的电压值进行设定,可以控制第一误差放大器输出的第二参考电压信号的电压值的最小值,通过电感电流侦测电路对电感电流进行连续侦测,结合反馈电压的变化趋势判断是否需要调整第二参考电压信号的电压值的最小值,能够及时准确的调整第二参考电压信号的电压值的最小值,使电感电流峰值在轻载条件下稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。本发明的电感电流峰值的控制方法,能够及时准确的调整第二参考电压信号的电压值的最小值,使电感电流峰值在轻载条件下稳定,避免出现电感电流波纹及电磁干扰。
以上所述,对于本领域的普通技术人员来说,可以根据本发明的技术方案和技术构思作出其他各种相应的改变和变形,而所有这些改变和变形都应属于本发明后附的权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种电源系统,包括:直流斩波电路(1)、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路(2)、及与所述直流斩波电路(1)电性连接的电感电流侦测电路(3);
所述直流斩波电路(1)向所述电感电流峰值控制电路(2)提供电感电流(IL)及反馈电压(Vfb),向所述电感电流侦测电路(3)提供电感电流(IL),并向负载输出驱动电压(Vo);
所述电感电流峰值控制电路(2)包括:电感电流峰值控制模块(100);
所述电感电流峰值控制模块(100)包括:第一误差放大器(Gm1)、第一电压比较器(Comp1)、波形叠加元件(130)、三角波发生器(140)、及RS锁存器(150);
所述第一误差放大器(Gm1)的第一同相输入端输入第一参考电压信号(Vref1),反相输入端输入反馈电压(Vfb),输出端电性连接第一节点(P),并输出第二参考电压信号(Vref2);
所述第一电压比较器(Comp1)的同相输入端电性连接波形叠加元件(130)的输出端,反相输入端电性连接第一节点(P),输出端电性连接RS锁存器(150)的复位端(R);
所述波形叠加元件(130)的第一输入端输入电感电流(IL),第二输入端电性连接三角波发生器(140)的第一输出端;
所述RS锁存器(150)的输出端(Q)输出脉冲信号(PWM);
其特征在于,所述电感电流峰值控制电路(2)还包括:与所述电感电流峰值控制模块(100)电性相连的软启动模块(200);
所述软启动模块(200)用于进行电感电流峰值控制电路(2)的软启动,并向电感电流峰值控制模块(100)提供控制信号(SLEEP);
所述三角波发生器(140)的控制端接入软启动模块(200)输出的控制信号(SLEEP),第二输出端电性连接RS锁存器(150)的置位端(S);
所述电感电流侦测电路(3)用于侦测电感电流(IL),确定电感电流峰值;
所述电感电流峰值控制电路(2)根据反馈电压(Vfb)和电感电流侦测电路(3)侦测到的至少5个连续的电感电流(IL)的周期内的不同的电感电流峰值的数量,不断调节第一参考电压信号(Vref1)的电压值,改变第一误差放大器(Gm1)输出的第二参考电压信号(Vref2)的电压值的最小值,直至在至少5个连续的电感电流(IL)的周期内电感电流侦测电路(3)侦测到的不同的电感电流峰值的数量小于2个。
2.如权利要求1所述的电源系统,其特征在于,所述直流斩波电路为Buck、Boost、或Buck-Boost电路。
3.如权利要求1所述的电源系统,其特征在于,所述软启动模块(200)包括:恒流源(210)、第二电容(C2)、第二电压比较器(Comp2)、逻辑开关(S1)、恒压源(Vos1)、第一电阻(R1)、第一电容(C1)、第二误差放大器(Gm2)、场效应管(Q1)、及第三电压比较器(Comp3);
所述恒流源(210)的输入端接入第一电压信号(V1),输出端电性连接第二节点(S),所述第二节点(S)电性连接第一误差放大器(Gm1)的第二同相输入端;
所述第二电容(C2)的一端电性连接第二节点(S),另一端接地;
所述第二电压比较器(Comp2)的同相输入端接入第三参考电压信号(Vref3),反相输入端电性连接第二节点(S),输出端电性连接逻辑开关(S1)的控制端;
所述恒压源(Vos1)的正极经由逻辑开关(S1)与所述第二误差放大器(Gm2)的反相输入端电性连接,负极电性连接第一节点(P);
所述第二误差放大器(Gm2)的同相输入端接入第四参考电压信号(Vref4),输出端电性连接场效应管(Q1)的栅极;
所述场效应管(Q1)的源极电性连接第二电压(V2),漏极电性连接第一节点(P);
所述第三电压比较器(Comp3)的同相输入端接入第四参考电压信号(Vref4),反相输入端电性连接第一节点(P),输出端输出控制信号(SLEEP);
所述第一电阻(R1)的一端电性连接第一节点(P),另一端连接第一电容(C1)的一端;
所述第一电容(C1)的另一端接地。
4.如权利要求3所述的电源系统,其特征在于,所述第三参考电压信号(Vref3)的电压值为0.4V,第四参考电压信号(Vref4)的电压值为0.5V,恒压源(Vos1)的输出电压为0.1V。
5.如权利要求3所述的电源系统,其特征在于,所述电感电流峰值控制电路(2)软启动结束后,所述第二电压比较器(Comp2)的输出端控制逻辑开关(S1)连通所述恒压源(Vos1)的正极与所述第二误差放大器(Gm2)的反相输入端,所述第二误差放大器(Gm2)输出端控制所述场效应管(Q1)截止。
6.一种电感电流峰值的控制方法,其特征在于,包括以下步骤:
步骤1、提供一电源系统,包括:直流斩波电路(1)、与所述直流斩波电路电性连接的电感电流峰值控制电路(2)、及与所述直流斩波电路(1)电性连接的电感电流侦测电路(3);
所述直流斩波电路(1)向所述电感电流峰值控制电路(2)提供电感电流(IL)及反馈电压(Vfb),向所述电感电流侦测电路(3)提供电感电流(IL),并向负载输出驱动电压(Vo);
所述电感电流峰值控制电路(2)包括:电感电流峰值控制模块(100)、及与所述电感电流峰值控制模块(100)电性相连的软启动模块(200);
所述软启动模块(200)用于进行电感电流峰值控制电路(2)的软启动,并向电感电流峰值控制模块(100)提供控制信号(SLEEP);
所述电感电流峰值控制模块(100)包括:第一误差放大器(Gm1)、第一电压比较器(Comp1)、波形叠加元件(130)、三角波发生器(140)、及RS锁存器(150);
所述第一误差放大器(Gm1)的第一同相输入端输入第一参考电压信号(Vref1),反相输入端输入反馈电压(Vfb),输出端电性连接第一节点(P),并输出第二参考电压信号(Vref2);
所述第一电压比较器(Comp1)的同相输入端电性连接波形叠加元件(130)的输出端,反相输入端电性连接第一节点(P),输出端电性连接RS锁存器(150)的复位端(R);
所述波形叠加元件(130)的第一输入端输入电感电流(IL),第二输入端电性连接三角波发生器(140)的第一输出端;
所述三角波发生器(140)的控制端接入软启动模块(200)输出的控制信号(SLEEP),第二输出端电性连接RS锁存器(150)的置位端(S);
所述RS锁存器(150)的输出端(Q)输出脉冲信号(PWM);
步骤2、电感电流侦测电路(3)侦测至少5个连续的电感电流(IL)的周期内的电感电流(IL),并确定不同的电感电流峰值的数量;
步骤3、当侦测到的不同的电感电流峰值的数量大于或等于2个,且反馈电压(Vfb)不断上升时,则调整第一参考电压信号(Verf1)的电压值,改变第二参考电压信号(Verf2)的电压值的最小值,并返回步骤2;
当侦测到的不同的电感电流峰值的数量小于2时,则结束,完成对电感电流峰值的控制。
7.如权利要求6所述的电感电流峰值的控制方法,其特征在于,所述直流斩波电路为Buck、Boost、或Buck-Boost电路。
8.如权利要求6所述的电感电流峰值的控制方法,其特征在于,所述软启动模块(200)包括:恒流源(210)、第二电容(C2)、第二电压比较器(Comp2)、逻辑开关(S1)、恒压源(Vos1)、第一电阻(R1)、第一电容(C1)、第二误差放大器(Gm2)、场效应管(Q1)、及第三电压比较器(Comp3);
所述恒流源(210)的输入端接入第一电压信号(V1),输出端电性连接第二节点(S),所述第二节点(S)电性连接第一误差放大器(Gm1)的第二同相输入端;
所述第二电容(C2)的一端电性连接第二节点(S),另一端接地;
所述第二电压比较器(Comp2)的同相输入端接入第三参考电压信号(Vref3),反相输入端电性连接第二节点(S),输出端电性连接逻辑开关(S1)的控制端;
所述恒压源(Vos1)的正极经由逻辑开关(S1)与所述第二误差放大器(Gm2)的反相输入端电性连接,负极电性连接第一节点(P);
所述第二误差放大器(Gm2)的同相输入端接入第四参考电压信号(Vref4),输出端电性连接场效应管(Q1)的栅极;
所述场效应管(Q1)的源极电性连接第二电压(V2),漏极电性连接第一节点(P);
所述第三电压比较器(Comp3)的同相输入端接入第四参考电压信号(Vref4),反相输入端电性连接第一节点(P),输出端输出控制信号(SLEEP);
所述第一电阻(R1)的一端电性连接第一节点(P),另一端连接第一电容(C1)的一端;
所述第一电容(C1)的另一端接地。
9.如权利要求8所述的电感电流峰值的控制方法,其特征在于,所述第三参考电压信号(Vref3)的电压值为0.4V,第四参考电压信号(Vref4)的电压值为0.5V,恒压源(Vos1)的输出电压为0.1V。
10.如权利要求8所述的电感电流峰值的控制方法,其特征在于,所述电感电流峰值控制电路(2)软启动结束后,所述第二电压比较器(Comp2)的输出端控制逻辑开关(S1)连通所述恒压源(Vos1)的正极与所述第二误差放大器(Gm2)的反相输入端,所述第二误差放大器(Gm2)输出端控制所述场效应管(Q1)截止。
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Families Citing this family (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109327142B (zh) * 2017-07-31 2021-02-26 苏州明纬科技有限公司 具峰值功率保护功能的回授电路
CN107395003B (zh) * 2017-08-30 2023-04-28 杰华特微电子股份有限公司 电流纹波控制电路和方法及开关电源
CN109327141A (zh) * 2018-11-20 2019-02-12 武汉精鸿电子技术有限公司 一种宽范围电压和大电流输出方法及电源系统
CN110677028A (zh) * 2019-10-07 2020-01-10 深圳市金威源科技股份有限公司 一种电流电压叠加型快速放电电路
TWI722905B (zh) * 2020-05-22 2021-03-21 茂達電子股份有限公司 電感電流偵測電路
CN116865322B (zh) * 2023-08-01 2023-11-24 深圳市德兰明海新能源股份有限公司 电源控制装置、电源控制方法以及电源系统
CN117559376B (zh) * 2024-01-12 2024-03-22 苏州四方杰芯电子科技有限公司 一种峰值电压控制电路及软件控制方法
CN117713549B (zh) * 2024-02-06 2024-06-11 禹创半导体(深圳)有限公司 一种降压转换器、电源芯片及电源设备

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101064472A (zh) * 2006-04-26 2007-10-31 沃福林微电子有限公司 开关调节器电路的改进
CN101510721A (zh) * 2009-03-18 2009-08-19 浙江大学 一种单电感开关直流电压变换器及三模式控制方法
CN101964587A (zh) * 2009-04-06 2011-02-02 成都芯源系统有限公司 一种直流变换器及用于直流变换器的控制电路和方法
CN103036426A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 青岛联盟电子仪器有限公司 一种峰值电流渐变的同步升压电路
CN104991597A (zh) * 2015-06-30 2015-10-21 南京矽力杰半导体技术有限公司 峰值电流控制电路
CN105245103A (zh) * 2014-07-01 2016-01-13 德克萨斯仪器股份有限公司 具有自适应补偿电路的dc-dc变换器和pwm控制器

Family Cites Families (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US7449870B2 (en) * 2006-02-06 2008-11-11 Honeywell International Inc. Circuitry and method for limiting peak current from a voltage source
US9285812B2 (en) * 2013-02-01 2016-03-15 Allegro Microsystems, Llc Soft start circuits and techniques

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN101064472A (zh) * 2006-04-26 2007-10-31 沃福林微电子有限公司 开关调节器电路的改进
CN101510721A (zh) * 2009-03-18 2009-08-19 浙江大学 一种单电感开关直流电压变换器及三模式控制方法
CN101964587A (zh) * 2009-04-06 2011-02-02 成都芯源系统有限公司 一种直流变换器及用于直流变换器的控制电路和方法
CN103036426A (zh) * 2012-12-11 2013-04-10 青岛联盟电子仪器有限公司 一种峰值电流渐变的同步升压电路
CN105245103A (zh) * 2014-07-01 2016-01-13 德克萨斯仪器股份有限公司 具有自适应补偿电路的dc-dc变换器和pwm控制器
CN104991597A (zh) * 2015-06-30 2015-10-21 南京矽力杰半导体技术有限公司 峰值电流控制电路

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