CN106612070A - 一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法，包括：对电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波，产生平均电压Vout1；计算Vout与Vout1的差值，并将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran；对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。本发明还同时公开了一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强系统。

Description

一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法及系统
技术领域
本发明涉及电路电子技术，尤其涉及一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法及系统。
背景技术
随着各类电子产品市场的迅速发展，能够为电子产品提供稳定电压的电源芯片技术也在不断进步。电源芯片的负载多种多样，负载大小变化不可避免，负载瞬态响应时间和能力已经成为衡量电源芯片优良的关键技术指标。为了保证电源芯片输出电压的精度范围，需要电源芯片具有良好的负载瞬态响应能力。
降压转换器主要用于输入电压比较高，而输出电压比较低的场景。通用的电压模降压转换器主要由振荡器、斜坡发生器、误差放大器、补偿网络、脉宽发生器、逻辑控制、驱动及功率开关、输出滤波、反馈网络以及一些保护模块组成。由振荡器产生固定频率，同步控制逻辑部分和功率管开关；斜坡发生器产生用于脉宽控制的斜坡信号；反馈网络、误差放大器和补偿网络组成转换器的控制核心，用来将输出电压变化放大；斜坡信号和误差放大器信号经过脉宽发生器比较，产生脉宽控制信号；脉宽控制信号结合振荡器信号通过逻辑及功率开关，产生占空比，占空比控制输出功率管开关，经过滤波网络后，输出稳定电压。
传统的降压转换器能够输出稳定电压，可以满足负载变化不大或者比较慢的应用场景；对于负载变化比较快或者后级对电压稳定度要求很高时，传统结构很难满足设计要求，这就需要改变架构或者增加额外的电路来增强负载响应能力。
发明内容
为克服现有技术的不足，本发明实施例期望提供一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法及系统，能使电压模降压转换器的负载瞬态响应能力大大提高，有效改善负载变化造成的输出电压的精度问题。
本发明实施例的技术方案是这样实现的：
一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法，所述方法包括：
对电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波，产生平均电压Vout1；
计算Vout与Vout1的差值，并将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran；
对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
优选的是，对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout，包括：
先对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，生成反馈齿状电压Vramp；再根据反馈齿状电压Vramp单位周期内的脉宽，调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
优选的是，所述方法还包括：预先设定第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2；
所述将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran，包括：
当Vout-Vout1大于ΔV1时，将Vout-Vout1-ΔV1的幅值波形转换为相应波形的波动电流Itran，所述得到的波动电流Itran为正向电流；
当Vout-Vout1的差值大于零且小于ΔV1时，不产生波动电流Itran；
当Vout1-Vout大于ΔV2时，将Vout1-Vout-ΔV2的幅值波形转换为相应波形的波动电流Itran，所述得到的波动电流Itran为反向电流；
当Vout1-Vout的差值大于零且小于ΔV2时，不产生波动电流Itran。
优选的是，所述生成反馈齿状电压Vramp包括：
将所述波动电流Itran与预先设定的基准电流Iref叠加生成反馈电流Iramp，根据反馈电流Iramp的幅值生成反馈齿状电压Vramp。
优选的是，所述方法还包括：根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp的差值生成用于调制的矩形波；其中，反馈电压Vcomp通过对基准电压Vref与经过分压的输出电压Vout的差值进行放大得到，反馈齿状电压Vramp大于反馈电压Vcomp的部分为矩形波的高电平部分。
优选的是，所述第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2依次为第一电压比较运放和第二电压比较运放的失调电压；其中，所述失调电压为预先设定的固定值，所述失调电压由电压比较运放的跨导运算放大器的两个输出MOS管的输出级不对称产生。
一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强系统，所述系统包括低通滤波器、电压比较运放、斜坡发生器和电压生成装置；其中，
所述低通滤波器，用于对电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波，产生平均电压Vout1；
所述电压比较运放，用于计算Vout与Vout1的差值，并将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran；
所述斜坡发生器，用于对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理；
所述电压生成装置，用于根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
优选的是，所述电压比较运放包括：第一电压比较运放和第二电压比较运放；
其中，第一电压比较运放预先设定第一输入阈值电压ΔV1，第二电压比较运放预先设定第二输入阈值电压ΔV2；
当Vout-Vout1-ΔV1大于零时，第一电压比较运放工作，第一电压比较运放根据Vout-Vout1-ΔV1的幅值输出正向波动电流Itran；
当Vout1-Vout-ΔV2大于零时，第二电压比较运放工作，第二电压比较运放根据Vout1-Vout-ΔV2的幅值输出反向波动电流Itran。
优选的是，所述斜坡发生器，具体用于将所述波动电流Itran与预先设定的基准电流Iref叠加生成反馈电流Iramp，根据反馈电流Iramp的幅值生成反馈齿状电压Vramp。
优选的是，所述系统还包括误差放大器EA，用于根据基准电压Vref与经过分压的输出电压Vout生成反馈电压Vcomp；
相应的，所述电压生成装置，用于根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp的差值生成脉宽信号，对所述脉宽信号进行调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
优选的是，所述系统还包括补偿网络compensation，所述反馈电压Vcomp为经过补偿网络compensation补偿的电压。
优选的是，所述第一电压比较运放和第二电压比较运放均包括跨导运算放大器和镜像电流电路；
所述跨导运算放大器的两个输出MOS管的输出级不对称产生失调电压；所述第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2依次为第一电压比较运放和第二电压比较运放的失调电压；
所述镜像电流电路位于电压比较运放的输出端，且所述镜像电流电路的电流为单方向。
本发明实施例提供的电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法及系统，通过对电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波，产生平均电压Vout1，对Vout和Vout1进行差值计算，并将计算得到的差值的幅值波形转换为波动电流；再通过对波动电流的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout，以实现对电压模降压转换器的输出电压Vout值的实时反馈调节；本发明实施例实现结构简单、响应快速，能使电压模降压转换器的负载瞬态响应能力大大提高，并能有效地改善电压模降压时负载瞬态响应差的问题，且能有效改善由于负载变化所造成的输出电压的精度问题。
附图说明
图1为本发明实施例电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法的处理流程示意图；
图2为本发明实施例电压模降压转换器的负载瞬态响应增强系统的组成结构示意图；
图3为本发明实施例的第一电压比较运放的结构示意图；
图4为本发明实施例的第二电压比较运放的结构示意图；
图5为本发明实施例的斜坡发生器ramp的结构示意图；
图6为本发明实施例的负载下降时的瞬态变化波形示意图；
图7为本发明实施例的负载上升时的瞬态变化波形示意图。
具体实施方式
在本发明实施例中，对电压模降压转换器的输出电压Vout经低通滤波后，产生平均电压Vout1；对Vout与Vout1进行差值计算，并将得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran；对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
这里，所述进行斜坡处理生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout，包括：先对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，生成反馈齿状电压Vramp；再根据反馈齿状电压Vramp单位周期内的脉宽，调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。
本发明实施例提供的一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法，如图1所示，该方法的处理流程包括以下步骤：
S1：将电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波(低通滤波为R11和C11)，产生平均电压Vout1；
S2：计算Vout与Vout1的差值，并将计算得到的差值的幅值波形进行转换，得到波动电流Itran；
这里，可以采用电压比较运放完成对Vout减Vout1的差值的幅值波形的电流转换，具体地：电压比较运放先对Vout和Vout1进行差值计算，并将计算得到的幅值曲线转换为相应波形的电流曲线。
S3：对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout；
本步骤具体包括：先对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，生成反馈齿状电压Vramp；再根据反馈齿状电压Vramp单位周期内的脉宽，调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
这里，可以采用斜坡发生器ramp进行斜坡处理，通过波动电流Itran周期性地对斜坡发生器ramp的电容器进行充电，得到在该单位周期内的电压斜坡曲线；其中，某时刻的正向输出电流越大，电容器的电压斜坡的斜率越大，反之，电容器的电压斜坡的斜率越小。
同时，可采用电压生成装置的脉宽发生装置对反馈齿状电压Vramp进行矩形波化处理，得到相应脉宽；通过逻辑驱动电路对脉宽进行调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。具体地，可以将反馈齿状电压Vramp与电压模降压转换器预先设定的或根据输出电压Vout反馈的基值进行比较，Vramp大于基值的部分为矩形波的高电平，从而得到相应脉宽，对脉宽进行调制生成瞬态响应输出电压Vout。
为进一步更精确地得到输出波动电流Itran，可预先设定第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2；相应的，所述将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran，包括：
当Vout-Vout1大于ΔV1时，将Vout-Vout1-ΔV1的幅值波形转换为相应波形的波动电流Itran，所述得到的波动电流Itran为正向电流；
当Vout-Vout1的差值大于零但小于ΔV1时，不产生波动电流Itran；
当Vout1-Vout大于ΔV2时，将Vout1-Vout-ΔV2的幅值波形转换为相应波形的波动电流Itran，所述得到的波动电流Itran为反向电流；
当Vout1-Vout的差值大于零但小于ΔV2时，不产生波动电流Itran。
这里，所述第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2分别为第一电压比较运放和第二电压比较运放的失调电压，其中，失调电压为预先设定的固定值，电压比较运放的跨导运算放大器的两个输出MOS管的输出级不对称产生所述失调电压。其中，波动电流Itran为能够驱动其它设备的镜像电流。
所述波动电流Itran与预先设定的基准电流Iref叠加生成反馈电流Iramp，根据反馈电流Iramp的幅值生成反馈齿状电压Vramp。进一步的，可根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp(即电压模降压转换器预先设定的基值)的差值生成用于调制的矩形波，从而调节输出占空比。其中，反馈电压Vcomp通过对基准电压Vref与经过降压的输出电压Vout的差值进行放大得到，反馈齿状电压Vramp大于反馈电压Vcomp的部分为矩形波的高电平部分；所述反馈电压Vcomp为经过补偿的电压，补偿电压可使得反馈电压Vcomp的波形更平缓。
本发明实施例应用的电压模降压转换器的负载瞬态响应增强系统，如图2所示，所述系统包括：低通滤波器、电压比较运放、斜坡发生器ramp、电压生成装置；其中，
所述低通滤波器，包括C11和R11，用于对电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波，产生平均电压Vout1；
所述电压比较运放，用于计算Vout与Vout1的差值，并将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran；
所述斜坡发生器，用于对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理；
所述电压生成装置，用于根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
具体的，所述斜坡发生器对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，生成反馈齿状电压Vramp；
相应的，所述电压生成装置，用于根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp的差值生成脉宽信号，对所述脉宽信号进行调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout；
其中，所述电压生成装置可进一步包括脉宽发生装置PWM和逻辑驱动电路(Logic+Driver)，由脉宽发生装置对反馈齿状电压Vramp进行矩形波化处理，根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp的差值得到相应脉宽；由逻辑驱动电路对得到的脉宽进行调制，生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
所述电压比较运放包括第一电压比较运放gm1和第二电压比较运放gm2，具体结构参照图3和图4；且第一电压比较运放gm1预先设定第一输入阈值电压ΔV1，第二电压比较运放gm2预先设定第二输入阈值电压ΔV2；
相应的，所述电压比较运放将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran，具体包括：
当Vout-Vout1-ΔV1大于0时，第一电压比较运放工作，第一电压比较运放根据Vout-Vout1-ΔV1的幅值输出正向波动电流Itran，即：电流流出第一电压比较运放的方向为正向；
当Vout1-Vout-ΔV2大于0时，第二电压比较运放工作，第二电压比较运放根据Vout1-Vout-ΔV2的幅值输出反向波动电流Itran，即：电流流入第二电压比较运放的方向为反向。
所述第一电压比较运放gm1和第二电压比较运放gm2均包括跨导运算放大器和镜像电流电路，所述跨导运算放大器的两个输出MOS管的输出级不对称产生失调电压；其中，所述第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2依次为第一电压比较运放和第二电压比较运放的失调电压；所述镜像电流电路位于电压比较运放的输出端，且镜像电流电路中的电流为单方向。其中，波动电流Itran为能够驱动其它设备的镜像电流。
具体的，第一电压比较运放gm1的结构参照图3所示，在设计时，输出级M16＝n-1，M18＝n，这样，输出级的个数不同使得输出端产生固定的失调电压，即第一输入阈值电压ΔV1。当Vout瞬态变化值(Vout-Vout1)小于ΔV1，gm1处于大信号工作状态，由于靠近VIN端的MOS管输出级M18比M16高，因此电压输出点Vgm1的值为VIN，此时输出波动电流Itran＝0；当Vout瞬态变化值(Vout-Vout1)大于ΔV1，即Vout瞬间变高时，Vout-Vout1的值越大，电压输出点Vgm1的电压降低，VIN和Vgm1的压差使得M19和M10导通，从而第一电压比较运放gm1处于放大状态。M19和M10组成镜像电流电路，输出电压Vgm1的幅值控制M19的电流大小，输入的压差(Vout-Vout1)越大，输出电压Vgm1的幅值越低，输出的电流(Itran)越大。其中，对于产生失调电压的部分也可以采用输入级的M11和M12两部分的MOS管个数不匹配，从而产生失调电压ΔV1。其中，第一电压比较运放gm1只有Vout-Vout1大于ΔV1时才能工作，若小于ΔV1则镜像电流电路的MOS管处于反向截止的状态。
第二电压比较运放gm2的结构参照图4所示，类似地，结构与第一电压比较运放的结构相近，主要区别在于镜像电流电路的电压参考点不同，具体地：在设计时输出级M26＝n，M28＝n-1，产生固定的失调电压，即第二输入阈值电压ΔV2。当Vout瞬态变化差值(Vout1-Vout)小于ΔV2，gm2处于大信号工作状态，由于靠近地线端的MOS管输出级M26比M28高，因此电压输出点Vgm2的值为GND，此时输出波动电流Itran＝0；当Vout瞬态变化值(Vout1-Vout)大于ΔV2时，即Vout瞬间变低时，Vout1-Vout的值越大，电压输出点Vgm2的电压升高，Vgm2和地线的压差使得M29和M20导通，从而第二电压比较运放gm2处于放大状态。M19和M10组成镜像电流电路，输出电压Vgm2的幅值控制M19的电流大小，输入的压差(Vout1-Vout)越大，输出电压Vgm2的幅值越高，输出的电流(Itran)越大。其中，对于产生失调电压的部分也可以采用输入级的M21和M22两部分的MOS管个数不匹配，从而产生失调电压ΔV2。其中第二电压比较运放gm2只有Vout1-Vout大于ΔV2时才能工作，若小于ΔV2则镜像电流电路的MOS管处于反向截止的状态。
如图5所示，本发明实施例的斜坡发生器ramp的结构示意图，斜坡发生器ramp通过对C1和C2分别充放电产生斜坡信号。本发明实施例的Clk1时钟的占空比为50％，其由clk时钟2分频得到。当clk1上升沿到来时，s1打开，s2闭合，Buf驱动C1，使C1的电压等于Vref。当clk1下降沿到来时，s1闭合，s2打开，Buf 1驱动C2，使C2的电压等于Vref；此时C1已经开始被反馈电流Iramp充电并产生反馈齿状电压Vramp。当下一个clk1上升沿到来时，s1打开，s2闭合，Buf驱动C1，使C1的电压等于Vref；此时C2已经开始被反馈电流Iramp充电并产生反馈齿状电压Vramp。
如此反复，交替切换充放电电容的方式，给Buf一个clk时钟周期的时间对电容进行充电从而稳定电容的初始电压，可以防止单个电容在切换瞬间电压还没有稳定就开始使用生成斜坡电压，避免两个连续的斜坡信号的初始电压不相等，从而造成PWM波的占空比不准确。
由于波动电流Itran的幅值较低直接应用不方便，带载能力弱，因此，所述斜坡发生器ramp先将所述波动电流Itran与预先设定的基准电流Iref叠加生成反馈电流Iramp，再根据反馈电流Iramp的幅值生成反馈齿状电压Vramp。
同理，所述系统还包括误差放大器(EA)，基准电压Vref与经过降压的输出电压Vout通过误差放大器生成反馈电压Vcomp；相应的，脉宽发生装置根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp的差值生成用于调制的矩形波，反馈齿状电压Vramp大于反馈电压Vcomp的部分为PWM的高电平部分。
所述系统还包括补偿网络compensation，所述反馈电压Vcomp为经过补偿网络compensation补偿的电压，从而使得反馈电压Vcomp形成平缓的波形。
如图6所示，其中Iload为负载电流，IL为电感电流(图2中电感L的电流)。当负载电流Iload突然减小时，滤波网络(图2中的Co和L组成的电源滤波网络)无法维持Vout稳定，Vout电压迅速上升；当Vout和Vout1电压差大于第一电压比较运放gm1的第一输入阈值电压ΔV1后，电压输出点Vgm1的电压下降，从而控制产生与电压差值相应的波动电流Itran，这里电流的产生过程与前文原理类似，此处不再累述。
基准电流Iref和波动电流Itran叠加后产生反馈电流Iramp，反馈电流Iramp电流增大，具体的，若以流出第一电压比较运放的方向为正向，正向为电流增大的方向，相当于电流被灌入基准电流Iref，使得基准电流增大；同时，产生的反馈齿状电压Vramp斜坡信号斜率变大；反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp进行比较，从而形成PWM波，由于反馈齿状电压Vramp的斜率较大，输出的PWM波脉宽变大，从而控制hd和ld引起引起占空比SW变小，电感电流IL迅速下降，同时Vout下降，从而达到快速调整输出电压Vout的目的。
如图7所示，其中Iload为负载电流，IL为电感电流(图2中电感L的电流)。当负载电流Iload突然增大时，滤波网络(图2中的Co和L组成的电源滤波网络)无法维持Vout稳定，Vout电压迅速下降；当Vout1和Vout电压差大于第二电压比较运放gm2的第二输入阈值电压ΔV2后，电压输出点Vgm2的电压上升，从而控制产生与电压差值相应的波动电流Itran，这里电流的产生过程与前文原理类似，此处不再累述。
基准电流Iref和波动电流Itran叠加后产生反馈电流Iramp，反馈电流Iramp电流减小，具体的，若以流入第一电压比较运放的方向为负向，负向为电流减小的方向，相当于电流被抽出基准电流Iref，使得基准电流减小；同时，产生的反馈齿状电压Vramp斜坡信号斜率减小；反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp进行比较，从而形成PWM波，由于反馈齿状电压Vramp的斜率较小，输出的PWM波脉宽变小，从而控制hd和ld引起引起占空比SW变小，电感电流IL迅速上升，同时Vout上升，从而达到快速调整输出电压Vout的目的。
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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (12)

1.一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强方法，其特征在于，所述方法包括：
对电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波，产生平均电压Vout1；
计算Vout与Vout1的差值，并将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran；
对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout，包括：
先对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理，生成反馈齿状电压Vramp；再根据反馈齿状电压Vramp单位周期内的脉宽，调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：预先设定第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2；
所述将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran，包括：
当Vout-Vout1大于ΔV1时，将Vout-Vout1-ΔV1的幅值波形转换为相应波形的波动电流Itran，所述得到的波动电流Itran为正向电流；
当Vout-Vout1的差值大于零且小于ΔV1时，不产生波动电流Itran；
当Vout1-Vout大于ΔV2时，将Vout1-Vout-ΔV2的幅值波形转换为相应波形的波动电流Itran，所述得到的波动电流Itran为反向电流；
当Vout1-Vout的差值大于零且小于ΔV2时，不产生波动电流Itran。
4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述生成反馈齿状电压Vramp包括：
将所述波动电流Itran与预先设定的基准电流Iref叠加生成反馈电流Iramp，根据反馈电流Iramp的幅值生成反馈齿状电压Vramp。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp的差值生成用于调制的矩形波；其中，反馈电压Vcomp通过对基准电压Vref与经过分压的输出电压Vout的差值进行放大得到，反馈齿状电压Vramp大于反馈电压Vcomp的部分为矩形波的高电平部分。
6.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2依次为第一电压比较运放和第二电压比较运放的失调电压；其中，所述失调电压为预先设定的固定值，所述失调电压由电压比较运放的跨导运算放大器的两个输出MOS管的输出级不对称产生。
7.一种电压模降压转换器的负载瞬态响应增强系统，其特征在于，所述系统包括低通滤波器、电压比较运放、斜坡发生器和电压生成装置；其中，
所述低通滤波器，用于对电压模降压转换器的输出电压Vout进行低通滤波，产生平均电压Vout1；
所述电压比较运放，用于计算Vout与Vout1的差值，并将计算得到的差值的幅值波形进行转换得到波动电流Itran；
所述斜坡发生器，用于对波动电流Itran的幅值进行斜坡处理；
所述电压生成装置，用于根据得到的斜坡信号生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述电压比较运放包括：第一电压比较运放和第二电压比较运放；
其中，第一电压比较运放预先设定第一输入阈值电压ΔV1，第二电压比较运放预先设定第二输入阈值电压ΔV2；
当Vout-Vout1-ΔV1大于零时，第一电压比较运放工作，第一电压比较运放根据Vout-Vout1-ΔV1的幅值输出正向波动电流Itran；
当Vout1-Vout-ΔV2大于零时，第二电压比较运放工作，第二电压比较运放根据Vout1-Vout-ΔV2的幅值输出反向波动电流Itran。
9.根据权利要求7或8所述的系统，其特征在于，所述斜坡发生器，具体用于将所述波动电流Itran与预先设定的基准电流Iref叠加生成反馈电流Iramp，根据反馈电流Iramp的幅值生成反馈齿状电压Vramp。
10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，所述系统还包括误差放大器EA，用于根据基准电压Vref与经过分压的输出电压Vout生成反馈电压Vcomp；
相应的，所述电压生成装置，用于根据反馈齿状电压Vramp与反馈电压Vcomp的差值生成脉宽信号，对所述脉宽信号进行调制生成电压模降压转换器的瞬态响应输出电压Vout。
11.根据权利要求10所述的系统，其特征在于，所述系统还包括补偿网络compensation，所述反馈电压Vcomp为经过补偿网络compensation补偿的电压。
12.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述第一电压比较运放和第二电压比较运放均包括跨导运算放大器和镜像电流电路；
所述跨导运算放大器的两个输出MOS管的输出级不对称产生失调电压；所述第一输入阈值电压ΔV1和第二输入阈值电压ΔV2依次为第一电压比较运放和第二电压比较运放的失调电压；
所述镜像电流电路位于电压比较运放的输出端，且所述镜像电流电路的电流为单方向。
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Application publication date: 20170503

Assignee: Xi'an Chris Semiconductor Technology Co. Ltd.

Assignor: SHENZHEN ZTE MICROELECTRONICS TECHNOLOGY CO., LTD.

Contract record no.: 2019440020036

Denomination of invention: Load transient response enhancement method and system for voltage-mode buck converter

Granted publication date: 20190430

License type: Common License

Record date: 20190619