CN112087137A - 一种适用于低压buck的环路快速响应电路及实现方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路及实现方法，主要用于相关保护电路领域，电路通过检测VOUT的输出电压，通过调节环路自动调整电路主环路参数，使电路在很短的时间内达到检测‑反馈‑调整的效果。本发明整体电路设计简单，可以很好地将输出的稳定情况传递到电路的主环路上进行快速调节，可根据实际需求增加A/D转换器输出的位数，从而可以对EA模块增益的调节进行分档，根据实际输出波形实时选择需要增加的增益大小。
Description
技术领域
本发明涉及电路技术领域，尤其是一种环路快速响应电路。
背景技术
目前随着电力电子技术的迅速发展，不断小型化的电子产品，对电源的可靠性、效率、质量的要求是越来越高。BUCK芯片作为电源芯片的一种，具有转换效率高、成本低、动态性能好的特点成为电源模块中必不可少的芯片。但随着负载的应用范围的增大，BUCK芯片在负载发生变化时不能及时调整产生不稳定或者电压电流过冲现象，有可能造成输出端的烧坏。所以人们希望设计能够快速响应并且具有很好的恢复功能的BUCK芯片，可以很好地应对负载发生变化时快速稳定电路的效果。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明提供一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路及实现方法，主要用于相关保护电路领域，电路通过检测VOUT的输出电压，通过调节环路自动调整电路主环路参数，使电路在很短的时间内达到检测-反馈-调整的效果。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路，包括P沟道增强型MOS管PM0，N沟道增强型MOS管NM0，电感L，电阻R0-R2，电容C0，驱动电路模块，PWM调节电路模块，EA模块，A/D转换器模块，VIN输入端口、VREF输入端口和VOUT输出端口。
所述P沟道增强型MOS管PM0源极连接VIN输入端口，栅极连接驱动电路模块输出1端口，漏极连接N沟道增强型MOS管NM0的漏极、电阻R2的一端及电感L的一端；所述N沟道增强型MOS管NM0源极接地，栅极连接驱动电路模块输出2端口，漏极连接P沟道增强型MOS管PM0的漏极、电阻R2的一端及电感L的一端；所述电感L的另一端连接电阻R0的一端和VOUT输出端口；所述电阻R0的另一端连接电阻R1的一端和EA模块的3输入端口；所述电阻R1的另一端接地；电阻R2的另一端连接电容C0上极板和A/D转换器模块的输入端口；电容C0的下极板接地；所述A/D转换器模块的输出端连接EA模块的2输入端口；EA模块1输入端口连接VREF输入端口，2输入端口连接A/D转换器的输出端口，3输入端口连接电阻R0另一端和电阻R1的一端，EA模块的输出端口连接PWM调节电路模块的输入端；所述PWM调节电路模块的输出端口连接驱动电路模块的输入端。
一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路的实现方法为：
当响应电路工作时，响应电路通过EA模块将VOUT输出端连接的分压电阻R0和R1中间节点VFB反馈电压和VREF基准电压进行比较后，将结果传递到PWM调节电路模块进行PWM波形调整，然后通过驱动电路模块控制上下功率管P沟道增强型MOS管PM0和N沟道增强型MOS管NM0的栅极，从而在P沟道增强型MOS管PM0的漏极产生SW开关波形，从而响应电路形成一个主环路；通过在SW端添加电阻R2和电容C0构成的滤波器，将SW波形滤波之后传递到A/D转换器模块，当系统受到扰动使输出电压下降时，通过A/D转换器将SW波形模拟信号转换成对应的数字信号，数字信号进入EA模块中，开启对应的控制带宽增大的控制电路，响应电路通过这种方式增大了占空比，输出电压也快速地增加以抵消受到的扰动，输出电压受到扰动上升时同理。
本发明的有益效果在于：
1.整体电路设计简单，适用于低压CMOS工艺，电路检测SW波形更简单快速，可以很好地将输出的稳定情况传递到电路的主环路上进行快速调节。
2.可根据实际需求增加A/D转换器输出的位数，从而可以对EA模块增益的调节进行分档，根据实际输出波形实时选择需要增加的增益大小。
附图说明
图1为一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路，如图1所示，包括P沟道增强型MOS管PM0，N沟道增强型MOS管NM0，电感L，电阻R0-R2，电容C0，驱动电路模块，PWM调节电路模块，EA模块，A/D转换器模块，以及VIN输入端口、VREF输入端口和VOUT输出端口。
所述P沟道增强型MOS管PM0源极连接VIN输入端口，栅极连接驱动电路模块输出1端口，漏极连接N沟道增强型MOS管NM0的漏极、电阻R2的一端，电感L的一端；所述N沟道增强型MOS管NM0源极接地，栅极连接驱动电路模块输出2端口，漏极连接P沟道增强型MOS管PM0的漏极、电阻R2的一端，电感L的一端；所述电感L一端连接P沟道增强型MOS管PM0、N沟道增强型MOS管NM0和电阻R2的一端，另一端连接电阻R0的一端和VOUT输出端口；所述电阻R0一端连接电感L另一端和VOUT输出端口，另一端连接电阻R1的一端和EA模块的3输入端口；所述电阻R1一端连接电阻R0的另一端和EA模块的3输入端口，另一端接地；电阻R2的一端连接P沟道增强型MOS管PM0、N沟道增强型MOS管NM0和电感L的一端，另一端连接电容C0上极板和A/D转换器模块的输入端口；电容C0上极板连接电阻R2的另一端和A/D转换器模块的输入端口，下极板接地；所述A/D转换器模块输入端口连接电阻R2的另一端和电容C0上极板，输出端连接EA模块的2输入端口；EA模块1输入端口连接VREF输入端口，2输入端口连接A/D转换器的输出端口，3输入端口连接电阻R0另一端和电阻R1的一端，输出端口连接PWM调节电路模块的输入端；所述PWM调节电路模块输入端口连接EA模块输出端口，输出端口连接驱动电路模块输入端；所述驱动电路模块输入端口连接PWM调节电路的输出端口，输出端口1连接P沟道增强型MOS管PM0的栅极，输出端口2连接N沟道增强型MOS管NM0的栅极。
结合图1，一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路的实现方法为：当电路工作时，电路通过EA模块将VOUT输出端连接的分压电阻R0和R1中间节点VFB反馈电压和VREF基准电压进行比较后把结果传递到PWM调节电路模块进行PWM波形调整，然后通过驱动电路模块控制上下功率管P沟道增强型MOS管PM0和N沟道增强型MOS管NM0的栅极，从而在P沟道增强型MOS管PM0的漏极产生SW开关波形，从而电路形成一个主环路。本文通过在SW端添加电阻R2和电容C0构成的滤波器，将SW波形滤波之后传递到A/D转换器模块，当系统受到扰动使输出电压下降时，通过A/D转换器将SW波形模拟信号转换成对应的数字信号，数字信号进入EA模块中，开启对应的控制带宽增大的控制电路，电路通过这种方式增大了占空比，输出电压也会快速地增加以抵消受到的扰动。输出电压受到扰动上升时同理。
综上，本发明技术提出了一种适用于低压BUCK的环路快速响应的方法，可以有效地进行电路环路的调节。相对于之前的BUCK环路调节方法，这种方法整体电路设计简单，具有很快的响应速度，添加的SW检测电路没有占用过多的面积，而且电路内部功耗很小，可以实现快速的电路稳定性调节。
Claims (2)
1.一种适用于低压BUCK的环路快速响应电路，其特征在于：
所述适用于低压BUCK的环路快速响应电路，包括P沟道增强型MOS管PM0，N沟道增强型MOS管NM0，电感L，电阻R0-R2，电容C0，驱动电路模块，PWM调节电路模块，EA模块，A/D转换器模块，VIN输入端口、VREF输入端口和VOUT输出端口；
所述P沟道增强型MOS管PM0源极连接VIN输入端口，栅极连接驱动电路模块输出1端口，漏极连接N沟道增强型MOS管NM0的漏极、电阻R2的一端及电感L的一端；所述N沟道增强型MOS管NM0源极接地，栅极连接驱动电路模块输出2端口，漏极连接P沟道增强型MOS管PM0的漏极、电阻R2的一端及电感L的一端；所述电感L的另一端连接电阻R0的一端和VOUT输出端口；所述电阻R0的另一端连接电阻R1的一端和EA模块的3输入端口；所述电阻R1的另一端接地；电阻R2的另一端连接电容C0上极板和A/D转换器模块的输入端口；电容C0的下极板接地；所述A/D转换器模块的输出端连接EA模块的2输入端口；EA模块1输入端口连接VREF输入端口，2输入端口连接A/D转换器的输出端口，3输入端口连接电阻R0另一端和电阻R1的一端，EA模块的输出端口连接PWM调节电路模块的输入端；所述PWM调节电路模块的输出端口连接驱动电路模块的输入端。
2.一种利用权利要求1所述适用于低压BUCK的环路快速响应电路的实现方法，其特征在于包括下述步骤：
当响应电路工作时，响应电路通过EA模块将VOUT输出端连接的分压电阻R0和R1中间节点VFB反馈电压和VREF基准电压进行比较后，将结果传递到PWM调节电路模块进行PWM波形调整，然后通过驱动电路模块控制上下功率管P沟道增强型MOS管PM0和N沟道增强型MOS管NM0的栅极，从而在P沟道增强型MOS管PM0的漏极产生SW开关波形，从而响应电路形成一个主环路；通过在SW端添加电阻R2和电容C0构成的滤波器，将SW波形滤波之后传递到A/D转换器模块，当系统受到扰动使输出电压下降时，通过A/D转换器将SW波形模拟信号转换成对应的数字信号，数字信号进入EA模块中，开启对应的控制带宽增大的控制电路，响应电路通过这种方式增大了占空比，输出电压也快速地增加以抵消受到的扰动，输出电压受到扰动上升时同理。
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|---|---|---|---|---|
| CN113644822A (zh) * | 2021-10-18 | 2021-11-12 | 广东赛微微电子股份有限公司 | 电源装置、开关电源转换电路及其控制方法 |
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2020
- 2020-08-17 CN CN202010827598.7A patent/CN112087137A/zh active Pending
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