CN112787509A - 用于控制dc-dc转换器的电流模式的辅助装置 - Google Patents

用于控制dc-dc转换器的电流模式的辅助装置 Download PDF

Info

Publication number
CN112787509A
CN112787509A CN202011217257.4A CN202011217257A CN112787509A CN 112787509 A CN112787509 A CN 112787509A CN 202011217257 A CN202011217257 A CN 202011217257A CN 112787509 A CN112787509 A CN 112787509A
Authority
CN
China
Prior art keywords
control voltage
voltage
converter
current
current mode
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.)
Pending
Application number
CN202011217257.4A
Other languages
English (en)
Inventor
李健
金娜延
张斗赈
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hyundai Mobis Co Ltd
Original Assignee
Hyundai Mobis Co Ltd
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hyundai Mobis Co Ltd filed Critical Hyundai Mobis Co Ltd
Publication of CN112787509A publication Critical patent/CN112787509A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F3/00—Non-retroactive systems for regulating electric variables by using an uncontrolled element, or an uncontrolled combination of elements, such element or such combination having self-regulating properties
    • G05F3/02—Regulating voltage or current
    • G05F3/08—Regulating voltage or current wherein the variable is dc
    • G05F3/10—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics
    • G05F3/16—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices
    • G05F3/20—Regulating voltage or current wherein the variable is dc using uncontrolled devices with non-linear characteristics being semiconductor devices using diode- transistor combinations
    • G05F3/26—Current mirrors
    • G05F3/262—Current mirrors using field-effect transistors only
    • G—PHYSICS
    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05F—SYSTEMS FOR REGULATING ELECTRIC OR MAGNETIC VARIABLES
    • G05F1/00—Automatic systems in which deviations of an electric quantity from one or more predetermined values are detected at the output of the system and fed back to a device within the system to restore the detected quantity to its predetermined value or values, i.e. retroactive systems
    • G05F1/10—Regulating voltage or current
    • G05F1/46—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc
    • G05F1/56—Regulating voltage or current wherein the variable actually regulated by the final control device is dc using semiconductor devices in series with the load as final control devices
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0009—Devices or circuits for detecting current in a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0003—Details of control, feedback or regulation circuits
    • H02M1/0025—Arrangements for modifying reference values, feedback values or error values in the control loop of a converter
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/1566—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators with means for compensating against rapid load changes, e.g. with auxiliary current source, with dual mode control or with inductance variation
    • H—ELECTRICITY
    • H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
    • H03F—AMPLIFIERS
    • H03F3/00—Amplifiers with only discharge tubes or only semiconductor devices as amplifying elements
    • H03F3/45—Differential amplifiers
    • H03F3/45071—Differential amplifiers with semiconductor devices only
    • H03F3/45076—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier
    • H03F3/45475—Differential amplifiers with semiconductor devices only characterised by the way of implementation of the active amplifying circuit in the differential amplifier using IC blocks as the active amplifying circuit
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H02M3/158—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators including plural semiconductor devices as final control devices for a single load

Abstract

公开了用于控制DC‑DC转换器的电流模式的辅助装置。本发明的DC‑DC转换器的电流模式控制辅助装置的特征在于包括电流镜、放大部和控制电压钳位部，其中，电流镜与电源电压连接并且复制并供给从恒电流源供给的基准电流，放大部将从DC‑DC转换器的电流模式驱动部产生的回路控制电压与根据从电流镜供给的基准电流而生成的基准电压构成为负反馈，并且控制电压钳位部按照根据放大部的比较放大结果而输出的栅极控制电压来限制回路控制电压的降低。

Description

用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置
技术领域
本发明涉及用于改善DC-DC转换器的电流模式的过度响应特性的辅助控制装置，并且更详细地，涉及根据DC-DC转换器内部的误差放大器的输出电压和基准电压之间的电压差异来对钳位上拉晶体管的栅极电压进行控制从而改善DC-DC转换器的驱动回路停止之后直到恢复为止的过度响应特性的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置。
背景技术
近来，随着MCU的微处理化的加速，MCU的演算速度和动态电流消耗量已增加。由此，MCU电源部的过度响应特性变得重要。
DC-DC转换器的电流模式控制方式具有出色的线路调整率和负载调整率特性，因此通常以用于MCU电源的输出电压控制方式来适用。为了电流模式的控制，需要将反馈电压的误差信号变更为电流信号。通过误差放大器产生的反馈电压的误差信号通过电压-电流转换电路变更为电流信号。变更的电流信号与通过电流比较器流过电感器的电流信号进行比较，从而产生PWM(Pulse Width Modulation)信号。
在DC-DC转换器的情况下，输入电压与输出电压的比例根据PWM信号的占空比来确定，并且当输出电压低于目标电压时，误差放大器的误差信号增加，因此PWM信号的占空比增加，从而增加输出电压。相反，当输出电压高于目标电压时，误差放大器的误差信号减小，因此PWM信号的占空比也减小，并且输出电压由此减小。MCU电源部的主要目的在于使这种负反馈回路被快速且稳定地操作。
本发明的背景技术公开于韩国公开专利公报第10-2017-0098033号(2017.08.29)的“准电流模式磁滞控制方法、开关DC-DC转换器的准电感器电流仿真、以及磁滞开关DC-DC转换器”中。
发明内容
要解决的技术问题
传统地，在MCU电源部的负载电流急剧降低而使驱动回路停止并且再次使负载电流增加的情况下，由于回路无法快速恢复而导致在输出电压上发生过度的下降。在驱动回路停止期间，误差放大器的输出电压减小到有效范围(0.5V至2.5V)以下而收敛到接地，且随后当期望再次正常驱动回路时，在误差放大器的输出电压从接地电压恢复到有效范围时会产生延迟时间。在该延迟时间期间，由于回路无法产生适当的PWM信号而导致在输出电压上发生意外的下降。
本发明是为了改善前述的问题而创出的，根据本发明的一方面的目的在于提供根据DC-DC转换器内部的误差放大器的输出电压和基准电压之间的电压差异来对钳位上拉晶体管的栅极电压进行控制从而改善DC-DC转换器的驱动回路停止之后直到恢复为止的过度响应特性的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置。
解决问题的手段
根据本发明的一方面的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置的特征在于包括电流镜、放大部和控制电压钳位部，其中，电流镜与电源电压连接并且复制并供给从恒电流源供给的基准电流，放大部将从DC-DC转换器的电流模式驱动部产生的回路控制电压与根据从所述电流镜供给的基准电流而生成的基准电压构成为负反馈，并且控制电压钳位部按照根据所述放大部的负反馈结果而输出的栅极控制电压来对所述回路控制电压进行调节。
本发明的所述放大部的特征在于包括放大器和第一NMOS晶体管，其中，放大器由反相端子接收所述基准电压并且由同相端子接收所述回路控制电压，对所述基准电压和所述钳位电压进行比较和放大以输出所述栅极控制电压，并且第一NMOS晶体管使漏极与所述电流镜连接，使源极通过第一电阻接地，使栅极与所述比较器的反相端子连接，并且使漏极与栅极共同地连接以将所述基准电压施加到所述比较器。
本发明的所述控制电压钳位部的特征在于根据所述栅极控制电压来进行控制而不对所述回路控制电压造成影响或者防止所述回路控制电压的降低。
本发明的所述控制电压钳位部的特征在于当所述栅极控制电压增加时，不对所述回路控制电压造成影响。
本发明的所述控制电压钳位部的特征在于当所述栅极控制电压减小时，将所述回路控制电压收敛到所述基准电压。
本发明的所述控制电压钳位部的特征在于包括第一PMOS晶体管，其中，第一PMOS晶体管使源极与电源电压连接，使栅极与所述放大部的输出端连接，使漏极与误差放大器的回路控制电压节点连接，并且当所述栅极控制电压增加时被关断，而当所述控制电压减小时被导通。
本发明的特征在于还包括将所述回路控制电压的状态输出到DC-DC转换器的电流模式驱动部的状态输出部。
本发明的所述状态输出部的特征在于包括第二NMOS晶体管和公共源极放大部，其中，第二NMOS晶体管使漏极与所述电流镜连接，使栅极与回路控制电压节点连接，使源极通过第二电阻接地，并且根据所述回路控制电压而被导通，并且当所述第二NMOS晶体管被导通时，公共源极放大部将所述回路控制电压的状态输出为电压信号。
本发明的所述公共源极放大部的特征在于包括第三NMOS晶体管和逆变器，其中，第三NMOS晶体管使漏极与所述电流镜连接，使源极接地，使栅极连接在所述第二NMOS晶体管的漏极与所述电流镜之间，并且在所述第二NMOS晶体管的漏极电压根据所述第二NMOS晶体管的关断而增加时，使漏极电压减小以放大根据所述第二NMOS晶体管的关断的信号，并且逆变器使一端连接在所述第三NMOS晶体管的漏极与所述电流镜之间，使另一端与DC-DC转换器的电流模式驱动部连接，并且将由所述第三NMOS晶体管放大的信号变换为数字信号以输出软过电压信号。
发明效果
根据本发明的一方面的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置根据DC-DC转换器的回路控制电压与基准电压之间的比较结果而对钳位上拉晶体管的栅极电压进行控制从而改善DC-DC转换器的驱动回路停止之后直到恢复为止的过度响应特性。
附图说明
图1是根据本发明的一实施例的DC-DC转换器的电流模式驱动部的配置框图。
图2是根据本发明的一实施例的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置的电路图。
附图标记说明
10：电流镜
20：放大部
30：控制电压钳位部
40：状态输出部
41：公共源极放大部
具体实施方式
在下文中参照附图对根据本发明的一实施例的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置进行详细说明。为了说明的明确性和便利性，在这种过程中附图中所示的线的厚度或者构成元件的大小等可被夸大示出。此外，后述的措辞作为考虑到本发明中的功能而限定的措辞，其可根据使用人员、操作人员的意图或习惯而不同。因此，对于这些措辞的限定应基于横跨本说明书的内容来进行。
本说明书中说明的实现可例如实现为方法或工艺、装置、软件程序、数据流或信号。尽管仅在单一形态的实现的上下文中进行了讨论(例如，仅讨论为方法)，讨论的特征的实现也可实现为其它形态(例如，装置或程序)。装置可实现为适当的硬件、软件和固件等。方法例如可实现在诸如计算机、微处理器、集成电路或包括可编程逻辑装置等的处理装置的俗称为处理器等的装置中。此外，处理器包括有助于最终用户之间的信息通信的计算机、手机、便携式/个人数字助理(“PDA”)和其它装置等的通信装置。
图1是根据本发明的一实施例的DC-DC转换器的电流模式驱动部的配置框图。
根据本发明的一实施例的DC-DC转换器的电流模式控制装置可适用于图1中所述的DC-DC转换器的电流模式驱动部。
参照图1，在DC-DC转换器的电流模式驱动部中，当电流开关MPSW(高侧开关)根据PWM(Pulse Width Modulation)信号而被切换时，随着流过电感器的电流被控制，降压输出BCK_OUT被形成。
电流传感器MPSEN以与电流开关MPSW的m：1的电流比例来设计，并且作为电流开关MPSW的1/m的电流，缩小的感测电流Is通过电流传感器MPSEN流动。
另外，降压输出BCK_OUT由电阻阵列而缩小到基准电压VREF，即，1.2V。该基准电压和缩小的降压输出BCK_OUT被输入到误差放大器EAMP。
误差放大器EAMP对基准电压与降压输出BCK_OUT进行比较并输出误差电压VERR。
另外，误差电压VERR与从斜率补偿器(SLOPE COMP)输出的三角波结合。在这种情况下，可从误差电压VERR减去与从斜率补偿器(SLOPE COMP)输出的三角波相当的量。
从误差电压VERR减去三角波的电压在电压电流转换器V2I中被转换为电流，并且这种电流为控制电流IC。
另外，栅极驱动器(Gate Driver)因时钟Vclk而成为高电平，并且此时，上述的缩小到电流开关MPSW的1/m的电流的感测电流Is被输入到电流比较器iCMP。
电流比较器iCMP对缩小的感测电流Is与控制电流Ic进行比较，并且此时，当缩小的感测电流Is大于由电压电流转换器V2I转换的控制电流Ic时，随着电流比较器的输出变为高电平，RS锁存器的复位变为高电平，并且栅极驱动器(Gate Driver)上施加有低电平，从而确定PWM信号的占空比。
在该过程中，在降压输出BCK_OUT的电流急剧降低而使驱动回路停止并且再次使负载电流增加的情况下，由于回路无法快速恢复而导致在输出电压上发生过度的下降。在驱动回路停止期间，误差放大器EAMP的输出电压减小到有效范围(0.5V至2.5V)以下从而收敛到接地GND，而在之后，当期望再次正常驱动回路时，误差放大器EAMP的输出电压从接地电压恢复到有效范围时会产生延迟时间。在该延迟时间期间，回路无法正常操作，并且输出电压上会发生意外下降。
由此，根据本发明的一实施例的DC-DC转换器的电流模式辅助控制装置如图1中所述地与DC-DC转换器的电流模式驱动部内部的VERR节点连接，对VERR节点的回路控制电压Vc与预设基准电压进行比较，从而根据两端电压差异来控制钳位上拉晶体管的栅极电压，从而改善DC-DC转换器的驱动回路停止之后直到恢复为止的过度响应特性。这将参照图2进行详细说明。
图2是根据本发明的一实施例的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置的电路图。
参照图2，根据本发明的一实施例的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置包括电流镜10、放大部20、控制电压钳位部30和状态输出部40。
电流镜10与电源电压VDD连接并且复制并供给从恒电流源Is供给的基准电流Ith。
电流镜10包括恒电流源Is、与该恒电流源Is串联连接的第二PMOS晶体管、以及与第二PMOS晶体管并联连接的第三PMOS晶体管MP3至第五PMOS晶体管MP5。
第二PMOS晶体管配置成使漏极与恒电流源Is串联连接，使源极与电源电压VDD连接，并且使栅极与漏极绑定成二极管链接。
第三PMOS晶体管MP3使栅极与第二PMOS晶体管MP2的栅极连接，使源极与电源电压VDD连接，并且使漏极与待后述的放大部20的第一NMOS晶体管MN1的漏极连接。
第四PMOS晶体管MP4使栅极与第二PMOS晶体管MP2的栅极连接，使源极与电源电压VDD连接，并且使漏极与待后述的状态输出部40内的第二NMOS晶体管MN2的漏极连接。
第五PMOS晶体管MP5使栅极与第二PMOS晶体管MP2的栅极连接，使源极与电源电压VDD连接，并且使漏极待后述的状态输出部40内的第三NMOS晶体管MN3的漏极连接。
第三PMOS晶体管MP3至第五PMOS晶体管MP5设计成尺寸与第二PMOS晶体管相同，并且供与流过第二PMOS晶体管MP2的电流相同的电流流过。
即，第二PMOS晶体管MP2至第五PMOS晶体管MP5与恒电流源Vs连接以形成具有相同的尺寸和能力的电流镜10，并且相同的电流通过第二PMOS晶体管MP2至第五PMOS晶体管MP5中的每个供给。
放大部20对图1中所述的从DC-DC转换器的电流模式驱动部产生的误差电压VERR(即，回路控制电压Vc)与根据从电流镜10供给的基准电流Ith而生成的基准电压进行比较。此处，回路控制电压Vc与DC-DC转换器的电流模式驱动部的误差电压相同。
放大部20包括放大器AMP和第一NMOS晶体管MN1。
第一NMOS晶体管MN1使漏极与电流镜10内的第三PMOS晶体管的漏极连接，使漏极通过第一电阻R1接地，使栅极与放大器AMP的反相端子连接，并且漏极与栅极被共同地连接。
第一NMOS晶体管MN1在接收到从第三PMOS晶体管MP3供给的基准电流Ith时形成基准电压Va(漏极电压)，并且该基准电压Va被施加到放大器AMP的反相端子。
放大器AMP由反相端子接收基准电压Va，并且由同相端子接收回路控制电压Vc，并且对基准电压Va与回路控制电压Vc的差异进行放大并将栅极控制电压Vb施加到控制电压钳位部30。
在这种情况下，放大器AMP在回路控制电压Vc大于基准电压Va时增加控制电压Vb，并且在基准电压Va大于回路控制电压Vc时减小控制电压Vb。
控制电压钳位部30按照根据放大部20的放大结果而输出的栅极控制电压Vb来限制回路控制电压Vc。
控制电压钳位部30可为第一PMOS晶体管MP1。
第一PMOS晶体管MP1使源极与电源电压VDD连接，使栅极与放大器AMP的输出端，并且使漏极与误差放大器的输出节点(即，回路控制电压)连接。
由此，第一PMOS晶体管MP1在从放大器AMP的输出输入到栅极的栅极控制电压Vb增加时被关断，并且在栅极控制电压Vb减小时被导通。
当随着栅极控制电压Vb增加而使第一PMOS晶体管MP1被关断时，回路控制电压Vc不受所提出的辅助装置的影响。
相反，随着控制电压Vb减小而使第一PMOS晶体管MP1被导通时，回路控制电压Vc不再减小而是收敛到上述的基准电压Va。
即。回路控制电压Vc不会减小到0V，而是钳位到上述的基准电压Va。
如上所述地，随着回路控制电压Vc待机为基准电压Va，即使DC-DC转换器的电流模式驱动部的负载电流急剧降低而使驱动回路停止并且再次使负载电流增加，也使得驱动回路快速恢复，从而最大限度地减少在过度的DC-DC转换器的电流模式驱动部上发生过度下降，并且由此可在没有延迟时间的情况下直接执行回路控制。
状态输出部40将回路控制电压Vc的状态输出到DC-DC转换器的电流模式驱动部。
状态输出部40包括第二NMOS晶体管MN2和公共源极放大部41。
第二NMOS晶体管MN2使漏极与电流镜10内的第四PMOS晶体管的漏极连接，使栅极与回路控制电压节点连接，并且使源极通过第二电阻R2接地，从而根据回路控制电压Vc而被导通或关断。
第二NMOS晶体管MN2上如上所述地通过电流镜10内的第四PMOS晶体管的漏极施加有基准电流Ith，而在这种情况下，如果第四PMOS晶体管的电流大于待由第二NMOS晶体管MN2驱动的电流，则第二NMOS晶体管的漏极电压增加，并且根据这种增加的漏极电压的信号被输入到待后述的公共源极放大部41内的第三NMOS晶体管MN3的栅极。
当第三NMOS晶体管MN3被导通时，公共源极放大部41将回路控制电压Vc的状态输出为电压信号。
公共源极放大部41包括第三NMOS晶体管MN3和逆变器INV。
第三NMOS晶体管MN3使漏极与电流镜10内的第五PMOS晶体管MP5的漏极连接，使源极接地，并且使栅极连接在第二NMOS晶体管MN2的漏极与第四PMOS晶体管MP5的漏极之间。
在根据这种第二NMOS晶体管MN2的栅极电压减小而使得第二NMOS晶体管MN2的漏极电压增加时，第三NMOS晶体管MN3的漏极电压根据输入到第三NMOS晶体管MN3的栅极的电压而减小，因此根据由第二NMOS晶体管MN2的关断而增加的漏极电压的信号被初次放大。
逆变器INV使一端连接在第三NMOS晶体管MN3的漏极与电流镜10内的第五PMOS晶体管MP5的漏极之间，并且使另一端与DC-DC转换器的电流模式驱动部内的与门连接，对由第三NMOS晶体管MN3放大的信号进行转换以将高电平(HIGH)信号或低电平(LOW)信号的软过电压数字信号OV_Soft输入到上述的DC-DC转换器的电流模式驱动部内的与门。
由此，DC-DC转换器的电流模式驱动部内的与门接收并输出时钟(Vclk)和过电压软信号(OV_Soft)，并且由该与门输出的信号被输入到RS锁存器以如上所述地输出PWM信号。
另外，第一电阻R1连接在第一NMOS晶体管MN1的源极与接地之间，第二电阻R2连接在第二NMOS晶体管MN2的源极与接地之间，并且这些第一电阻R1和第二电阻R2构成为相同的电阻值。由此，第一NMOS晶体管MN1和第二NMOS晶体管MN2上可具有相同的电压电流转换比例。
如上所述，根据本发明的一实施例的DC-DC转换器的电流模式控制辅助装置根据DC-DC转换器的回路控制电压与基准电压之间的比较放大结果来控制钳位上拉晶体管的栅极电压，从而改善DC-DC转换器的驱动回路停止之后直到恢复为止的过度响应特性。
本发明已参照附图中所示的实施例进行了说明，但是这仅仅是示例性的，并且应理解，本发明所属技术领域的普通技术人员能够由此实现多种变型和等同的其它实施例。因此，本发明的真正的技术保护范围应由随附的权利要求书来限定。

Claims (9)

1.一种用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，包括：
电流镜，所述电流镜与电源电压连接并且复制并供给从恒电流源供给的基准电流；
放大部，所述放大部将从DC-DC转换器的电流模式驱动部产生的回路控制电压与根据从所述电流镜供给的基准电流而生成的基准电压构成为负反馈；以及
控制电压钳位部，所述控制电压钳位部按照根据所述放大部的负反馈结果而输出的栅极控制电压来对所述回路控制电压进行调节。
2.如权利要求1所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，所述放大部包括：
放大器，所述放大器由反相端子接收所述基准电压并且由同相端子接收所述回路控制电压，对所述基准电压和钳位电压进行比较和放大以输出所述栅极控制电压；以及
第一NMOS晶体管，所述第一NMOS晶体管使漏极与所述电流镜连接，使源极通过第一电阻接地，使栅极与比较器的反相端子连接，并且使漏极与栅极共同地连接以将所述基准电压施加到所述比较器。
3.如权利要求1所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，所述控制电压钳位部根据所述栅极控制电压来进行控制而不对所述回路控制电压造成影响或者防止所述回路控制电压的降低。
4.如权利要求3所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，当所述栅极控制电压增加时，所述控制电压钳位部不对所述回路控制电压造成影响。
5.如权利要求3所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，当所述栅极控制电压减小时，所述控制电压钳位部将所述回路控制电压收敛到所述基准电压。
6.如权利要求3所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，所述控制电压钳位部还包括：
第一PMOS晶体管，所述第一PMOS晶体管使源极与电源电压连接，使栅极与所述放大部的输出端连接，使漏极与误差放大器的回路控制电压节点连接，并且当所述栅极控制电压增加时被关断，而当所述控制电压减小时被导通。
7.如权利要求1所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，还包括：
状态输出部，所述状态输出部将所述回路控制电压的状态输出到DC-DC转换器的电流模式驱动部。
8.如权利要求7所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，所述状态输出部包括
第二NMOS晶体管，所述第二NMOS晶体管使漏极与所述电流镜连接，使栅极与回路控制电压节点连接，使源极通过第二电阻接地，并且根据所述回路控制电压而被导通；以及
公共源极放大部，当所述第二NMOS晶体管被导通时，所述公共源极放大部将所述回路控制电压的状态输出为电压信号。
9.如权利要求8所述的用于控制DC-DC转换器的电流模式的辅助装置，其中，所述公共源极放大部包括：
第三NMOS晶体管，所述第三NMOS晶体管使漏极与所述电流镜连接，使源极接地，使栅极连接在所述第二NMOS晶体管的漏极与所述电流镜之间，并且在所述第二NMOS晶体管的漏极电压根据所述第二NMOS晶体管的关断而增加时，所述第三NMOS晶体管使漏极电压减小以放大根据所述第二NMOS晶体管的关断的信号；以及
逆变器，所述逆变器使一端连接在所述第三NMOS晶体管的漏极与所述电流镜之间，使另一端与DC-DC转换器的电流模式驱动部连接，并且将由所述第三NMOS晶体管放大的信号变换为数字信号以输出软过电压信号。
CN202011217257.4A 2019-11-05 2020-11-04 用于控制dc-dc转换器的电流模式的辅助装置 Pending CN112787509A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR10-2019-0140144 2019-11-05
KR1020190140144A KR102238846B1 (ko) 2019-11-05 2019-11-05 Dc-dc 컨버터 전류모드 제어용 보조장치

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN112787509A true CN112787509A (zh) 2021-05-11

Family

ID=75444056

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202011217257.4A Pending CN112787509A (zh) 2019-11-05 2020-11-04 用于控制dc-dc转换器的电流模式的辅助装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US11392157B2 (zh)
KR (1) KR102238846B1 (zh)
CN (1) CN112787509A (zh)
DE (1) DE102020129055A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117311440A (zh) * 2023-11-27 2023-12-29 东莞市长工微电子有限公司 斜坡补偿电路

Families Citing this family (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN113364248B (zh) * 2021-06-15 2022-04-22 电子科技大学 一种dc-dc误差放大器的输出钳位电路
KR102600553B1 (ko) * 2022-03-15 2023-11-09 주식회사 애크멕스시스템아이씨 부하 전류 검출 장치

Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100074421A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 주식회사 동부하이텍 저 드롭 아웃(ｌｄｏ) 전압 레귤레이터 및 그의 동작 방법
CN104868949A (zh) * 2015-04-08 2015-08-26 厦门优迅高速芯片有限公司 一种应用于跨阻放大电路的光电流监控电路
CN106505835A (zh) * 2016-12-12 2017-03-15 北京集创北方科技股份有限公司 电压钳位电路以及dc‑dc变换器
KR20170098033A (ko) * 2016-02-19 2017-08-29 한국과학기술원 의사 전류 모드 히스테리시스 제어 방법, 스위칭 dc-dc 컨버터의 의사 인덕터 전류 에뮬레이터 및 히스테리틱 스위칭 dc-dc 컨버터
US20190011944A1 (en) * 2016-03-25 2019-01-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Regulator circuit
JP2019071715A (ja) * 2017-10-06 2019-05-09 エイブリック株式会社 スイッチングレギュレータ

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10075073B2 (en) * 2015-09-08 2018-09-11 Rohm Co., Ltd. DC/DC converter and switching power supply having overcurrent protection
GB201607622D0 (en) * 2016-04-30 2016-06-15 Powerventure Semiconductor Ltd Switching converter
US11563378B2 (en) * 2019-09-16 2023-01-24 Texas Instruments Incorporated Seamless DCM-PFM transition for single pulse operation in DC-DC converters

Patent Citations (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20100074421A (ko) * 2008-12-24 2010-07-02 주식회사 동부하이텍 저 드롭 아웃(ｌｄｏ) 전압 레귤레이터 및 그의 동작 방법
CN104868949A (zh) * 2015-04-08 2015-08-26 厦门优迅高速芯片有限公司 一种应用于跨阻放大电路的光电流监控电路
KR20170098033A (ko) * 2016-02-19 2017-08-29 한국과학기술원 의사 전류 모드 히스테리시스 제어 방법, 스위칭 dc-dc 컨버터의 의사 인덕터 전류 에뮬레이터 및 히스테리틱 스위칭 dc-dc 컨버터
US20190011944A1 (en) * 2016-03-25 2019-01-10 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Regulator circuit
CN106505835A (zh) * 2016-12-12 2017-03-15 北京集创北方科技股份有限公司 电压钳位电路以及dc‑dc变换器
JP2019071715A (ja) * 2017-10-06 2019-05-09 エイブリック株式会社 スイッチングレギュレータ

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117311440A (zh) * 2023-11-27 2023-12-29 东莞市长工微电子有限公司 斜坡补偿电路
CN117311440B (zh) * 2023-11-27 2024-02-27 东莞市长工微电子有限公司 斜坡补偿电路

Also Published As

Publication number Publication date
US20210135560A1 (en) 2021-05-06
KR102238846B1 (ko) 2021-04-09
DE102020129055A1 (de) 2021-05-06
US11392157B2 (en) 2022-07-19

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN112787509A (zh) 用于控制dc-dc转换器的电流模式的辅助装置
US8384367B2 (en) Step-down switching regulator
TWI448873B (zh) 一種具暫態響應增強機制的電壓調節裝置
US7034586B2 (en) Startup circuit for converter with pre-biased load
US8766616B2 (en) Comparator, control circuit of switching regulator using the same, switching regulator, and electronic equipment
US20070229149A1 (en) Voltage regulator having high voltage protection
US20060087303A1 (en) Controller for a DC to DC converter having linear mode and switch mode capabilities
KR100967028B1 (ko) 전류원을 이용한 소프트 스타트를 갖는 레귤레이터
EP3516474B1 (en) Device and method to stabilize a supply voltage
US7233134B2 (en) DC-to-DC converter with fast load transient response and method thereof
US8686704B2 (en) Current sense circuit and switching regulator using the same
JP5405891B2 (ja) 電源装置、制御回路、電源装置の制御方法
JP2009507461A (ja) バーストモード変換のためのピーク充電電流の変調
US9063558B2 (en) Current limiting circuit configured to limit output current of driver circuit
CN112106286B (zh) 促进用于谷值电流控制的功率转换器的电流感测的方法、设备及系统
EP2408095A2 (en) Circuits and methods for controlling a DC/DC converter
JP3732173B2 (ja) 電源装置及びこれを用いた液晶表示装置
US7586367B2 (en) Current sensor device
CN108693905B (zh) 电压调节器电路、相应的设备、装置和方法
EP3300235B1 (en) Voltage regulator
TWI647557B (zh) 針對負載的切換控制器和方法
CN108432112B (zh) Dc-dc变换器以及负载驱动用半导体集成电路
JP2011061989A (ja) スイッチングレギュレータ
WO2020046901A1 (en) Methods and apparatus to provide adaptive compensation in buck converters or other switched mode power supplies
CN115118140A (zh) 降压dc/dc转换器以及其控制器及其控制方法、电子设备

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination