CN117013845A - 斜坡补偿电路、dcdc转换器及充电芯片 - Google Patents

斜坡补偿电路、dcdc转换器及充电芯片 Download PDF

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CN117013845A CN202311288304.8A CN202311288304A CN117013845A CN 117013845 A CN117013845 A CN 117013845A CN 202311288304 A CN202311288304 A CN 202311288304A CN 117013845 A CN117013845 A CN 117013845A
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Abstract

本申请提供一种斜坡补偿电路、DCDC转换器及充电芯片,涉及电子电路技术领域。该斜坡补偿电路包括:电流产生电路和斜坡电流产生电路;其中,电流产生电路的输入端用于连接DCDC转换电路的输出端,用于根据DCDC转换电路的输出电压输出自适应电流,斜坡电流产生电路的输入端连接电流产生电路的输出端,以基于自适应电流产生斜坡补偿电流;斜坡电流产生电路的输出端用于连接DCDC转换电路的电流反馈端,以基于斜坡补偿电流调节输出电压。本申请可以输出随DCDC转换器的输出电压动态变化的斜坡补偿电流,保证DCDC转换器在各种输出电压下均可以稳定工作。

Description

斜坡补偿电路、DCDC转换器及充电芯片
技术领域
本发明涉及电子电路技术领域,具体而言,涉及一种斜坡补偿电路、DCDC转换器及充电芯片。
背景技术
随着电子电路技术的发展,更快更强的USB Type-C(也称为USB-C)接口在各种便携式电子设备中得到了广泛的应用。
早期的USB接口提供固定的5V输出电压,这使得USB Type-C接口的充电芯片的设计只需要保证在固定占空比下输出电压的稳定性即可。但是随着PPS协议的提出,目前USB接口的输出电压范围已经被扩展至3.3V至21V,同时PPS协议还需要充电芯片能够以20mV的步长调整输出电压,以50mA的步长调整恒流电流。
主流的USB Type-C采用的是降压型(buck)DCDC转换器或者升压-降压型(buck-boost)DCDC转换器,在降压型DCDC控制器中,电流模式具有较好的动态特性,但是,当占空比大于50%时,电流反馈回路存在不稳定现象,会带来亚波震荡问题。
发明内容
本发明的目的在于,针对上述现有技术中的不足,提供一种斜坡补偿电路、DCDC转换器及充电芯片,以便输出随DCDC转换器的输出电压动态变化的斜坡补偿电流,保证DCDC转换器在各种输出电压下均可以稳定工作。
为实现上述目的,本申请实施例采用的技术方案如下:
第一方面,本申请实施例提供了一种斜坡补偿电路,所述斜坡补偿电路包括:电流产生电路和斜坡电流产生电路;
其中,所述电流产生电路的输入端用于连接DCDC转换电路的输出端,用于根据所述DCDC转换电路的输出电压输出自适应电流,所述斜坡电流产生电路的输入端连接所述电流产生电路的输出端,以基于所述自适应电流产生斜坡补偿电流;所述斜坡电流产生电路的输出端用于连接所述DCDC转换电路的电流反馈端,以基于所述斜坡补偿电流调节输出电压。
在一种可能的实现方式中,所述电流产生电路包括:第一电流镜、误差放大器、第一晶体管和第一电阻;
其中,所述第一电流镜的电源端连接预设电源,所述第一电流镜的第一电流端连接所述第一晶体管的漏极,所述第一晶体管的源极连接所述误差放大器的负输入端,所述误差放大器的正输入端作为所述电流产生电路的输入端,所述误差放大器的输出端连接所述第一晶体管的栅极;
所述误差放大器的负输入端还通过所述第一电阻接地,所述第一电流镜的第二电流端作为所述电流产生电路的输出端。
在一种可能的实现方式中,所述电流产生电路还包括:多路选择器;
其中,所述多路选择器的第一输入端作为所述电流产生电路的输入端,所述多路选择器的第二输入端用于输入参考电压,所述多路选择器的输出端连接所述误差放大器的正输入端;
所述多路选择器的控制端用于输入软启动完成信号。
在一种可能的实现方式中,所述斜坡电流产生电路包括:第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电阻、第三电阻、第一开关单元、第二电流镜、第三电流镜和第四电流镜;
其中,所述第二电流镜和所述第三电流镜的电源端连接预设电源,所述第二晶体管的漏极为所述斜坡电流产生电路的输入端,所述第二晶体管的漏极还连接所述第二晶体管的栅极和所述第三晶体管的栅极,所述第二晶体管的源极通过所述第一电容接地,所述第三晶体管的源极通过所述第二电阻接地,所述第三晶体管的漏极连接所述第二电流镜的第一电流端;
所述第三晶体管的栅极还通过所述第一开关单元连接所述第四晶体管的栅极,所述第四晶体管的源极通过所述第三电阻接地,所述第四晶体管的漏极连接所述第三电流镜的第一电流端;
所述第三电流镜的第二电流端连接所述第四电流镜的第一电流端,所述第二电流镜的第二电流端和所述第四电流镜的第二电流端连接作为所述斜坡电流产生电路的输出端。
在一种可能的实现方式中,所述斜坡补偿电路还包括:误差消除电路;
其中,所述误差消除电路的第一输入端连接所述第三电流镜的第一电流端,所述误差消除电路的第二输入端连接所述第三电流镜的第二电流端,所述误差消除电路的第一电流端连接所述第四电流镜的第一电流端,所述误差消除电路的第二电流端连接所述第四电流镜的第二电流端,所述误差消除电路的输出端用于输出补偿后的斜坡补偿电流。
在一种可能的实现方式中,所述误差消除电路包括:跨导放大器、第四电阻、第二电容、第五晶体管和第六晶体管;
所述跨导放大器的负输入端作为所述误差消除电路的第一输入端,所述跨导放大器的正输入端作为所述误差消除电路的第二输入端,所述跨导放大器的正输入端还通过所述第二电容和第四电阻连接所述跨导放大器的输出端;
所述跨导放大器的正输入端还连接所述第五晶体管的漏极,所述第五晶体管的源极作为所述误差消除电路的第一电流端,所述跨导放大器的输出端还连接所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极,所述第六晶体管的源极作为所述误差消除电路的第二电流端,所述第六晶体管的漏极作为所述误差消除电路的输出端。
在一种可能的实现方式中,所述斜坡电流产生电路还包括:第七晶体管;
所述第七晶体管的漏极与源极并联在所述第一电容两端,所述第七晶体管的栅极用于获取所述DCDC转换电路的驱动信号。
在一种可能的实现方式中,所述电流产生电路还包括:第五电流镜、第六电流镜以及第二开关单元;所述第二开关单元的一端连接所述第二晶体管的源极,所述第二开关单元的另一端连接所述第五电流镜的第一电流端,所述第五电流镜的第二电流端连接所述第六电流镜的电流端,所述第六电流镜的电源端连接所述预设电源。
第二方面,本申请实施例还提供一种DCDC转换器,所述DCDC转换器包括:如第一方面任一项所述的斜坡补偿电路、DCDC转换电路和控制器;
其中,所述控制器分别连接所述斜坡补偿电路的控制端和所述DCDC转换电路的控制端,所述DCDC转换电路的输出端连接所述斜坡补偿电路的输入端,所述斜坡补偿电路的输出端连接所述DCDC转换电路的电流反馈端。
第三方面,本申请实施例还提供一种充电芯片,所述充电芯片包括:如第二方面所述的DCDC转换器和充电接口,所述DCDC转换器的输出端连接所述充电接口,以通过所述充电接口为待充电设备进行充电。
本申请的有益效果是:
本申请提供一种斜坡补偿电路、DCDC转换器及充电芯片,基于电流产生电路产生随DCDC转换电路的输出电压变化的自适应电流,以便斜坡电流产生电路基于自适应电流产生随输出电压变化的斜坡补偿电流,保证DCDC转换电路在输出电压的全范围内保证电流反馈环路的稳定,保证DCDC转换器在各种输出电压下均可以稳定工作。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍,应当理解,以下附图仅示出了本发明的某些实施例,因此不应被看作是对范围的限定,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他相关的附图。
图1为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的原理框图;
图2为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图一;
图3为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图二;
图4为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图三;
图5为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图四;
图6为本申请实施例提供的DCDC转换器的原理图;
图7为本申请实施例提供的充电芯片的原理图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。
因此,以下对在附图中提供的本申请的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本申请的范围,而是仅仅表示本申请的选定实施例。基于本申请中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本申请保护的范围。
此外,本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请的实施例中的特征可以相互结合。
请参考图1,为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的原理框图,如图1所示,该斜坡补偿电路100包括:电流产生电路101和斜坡电流产生电路102。
其中,电流产生电路101的输入端用于连接DCDC转换电路的输出端,用于根据DCDC转换电路的输出电压输出自适应电流,斜坡电流产生电路102的输入端连接电流产生电路101的输出端,以基于自适应电流产生斜坡补偿电流;斜坡电流产生电路102的输出端用于连接DCDC转换电路的电流反馈端,以基于斜坡补偿电流调节输出电压。
在本实施例中,电流产生电路101的输入端用于输入DCDC转换电路的输出电压的采样信号VOUT_SNS,电流产生电路101根据输出电压的大小,将输出电压的采样信号VOUT_SNS转换为与输出电压成正比的自适应电流信号IB_ADJ
斜坡电流产生电路102的输入端连接电流产生电路101的输出端,用于获取电流产生电路101产生的自适应电流信号IB_ADJ,并根据自适应电流信号IB_ADJ产生斜坡补偿电流IRAMP_ADJ,其中,斜坡补偿电流IRAMP_ADJ的斜率,即斜坡补偿斜率KRAMP_ADJ随输出电压的改变而改变。
DCDC转换电路的电流反馈回路的电流反馈端连接斜坡电流产生电路102的输出端,用于获取斜坡补偿电流IRAMP_ADJ,DCDC转换电路的电流反馈回路基于斜坡补偿电流动态调节DCDC转换电路的输出电压,保证DCDC转换电路在全输出电压范围内维持稳定。
上述实施例提供的斜坡补偿电路,基于电流产生电路产生随DCDC转换电路的输出电压变化的自适应电流,以便斜坡电流产生电路基于自适应电流产生随输出电压变化的斜坡补偿电流,保证DCDC转换电路在输出电压的全范围内保证电流反馈环路的稳定,保证DCDC转换器在各种输出电压下均可以稳定工作。
在一种可能的实现方式中,请参考图2,为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图一,如图2所示,电流产生电路101包括:第一电流镜、误差放大器EA、第一晶体管NM1和第一电阻R1;
其中,第一电流镜的电源端连接预设电源VCC,第一电流镜的第一电流端连接第一晶体管NM1的漏极,第一晶体管NM1的源极连接误差放大器EA的负输入端,误差放大器EA的正输入端作为电流产生电路101的输入端,误差放大器EA的输出端连接第一晶体管NM1的栅极;误差放大器EA的负输入端还通过第一电阻R1接地,第一电流镜的第二电流端作为电流产生电路101的输出端。
在本实施例中,第一电流镜包括:晶体管PM1、PM2、PM3和PM4,其中,晶体管PM1和PM3的源极连接作为第一电流镜的电源端,用于连接预设电源VCC,晶体管PM2和PM4的栅极连接预设偏置电压,晶体管PM1的漏极连接晶体管PM2的源极,晶体管PM2的漏极作为第一电流镜的第一电流端,连接晶体管PM1的栅极和晶体管PM3的栅极,晶体管PM2的漏极还连接第一晶体管NM1的漏极,晶体管PM3的漏极连接晶体管PM4的源极,晶体管PM4的漏极作为第一电流镜的第二电流端,用于输出自适应电流信号IB_ADJ
基于上述电流产生电路101的具体电路结构,电流产生电路101将输出电压的采样信号VOUT_SNS转换为与输出电压成正比的自适应电流信号IB_ADJ的原理为:
基于误差放大器的虚短虚断原理,误差放大器EA的负输入端的电压等于误差放大器EA的正输入端的电压,即误差放大器EA的负输入端的电压等于输出电压,则第一电阻R1两端的电压等于DCDC转换电路的输出电压,则流过第一电阻R1的电流即自适应电流信号IB_ADJ可以表示为:
其中,VOUT为DCDC转换电路的输出电压,α是输出电压的采样系数。
更进一步地,为了保护DCDC转换电路的安全性,DCDC转换电路在启动阶段采用软启动的方式,避免输出电压瞬间过高,为了保证在DCDC转换电路软启动阶段,斜坡补偿电路可以输出满足要求的斜坡补偿电流IRAMP_ADJ,可以在电流产生电路101中加入多路选择器,在软启动阶段,电流产生电路101可以基于预设参考电压输出斜坡补偿电流IRAMP_ADJ,在该阶段斜坡补偿电流为固定电流,在软启动阶段结束后,电流产生电路101可以基于DCDC转换电路的输出电压输出随输出电压变化的斜坡补偿电流IRAMP_ADJ
请参考图3,为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图二,如图3所示,电流产生电路101还包括:多路选择器MUX。
其中,多路选择器MUX的第一输入端作为电流产生电路101的输入端,多路选择器MUX的第二输入端用于输入参考电压VREF,多路选择器MUX的输出端连接误差放大器EA的正输入端;多路选择器MUX的控制端用于输入软启动完成信号。
在本实施例中,多路选择器MUX为二选一多路选择器MUC2_1,用于从参考电压VREF和输出电压VOUT_SNS中选择提供给误差放大器EA的输入电压。其中,当软启动完成信号SSOK指示DCDC转换电路未完成软启动时,多路选择器MUX为误差放大器EA提供参考电压VREF,误差放大器EA根据参考电压VREF产生固定斜率的斜坡补偿电流IRAMP_ADJ;当软启动完成信号SSOK指示DCDC转换电路完成软启动时,多路选择器MUX为误差放大器EA提供输出电压VOUT_SNS,误差放大器EA根据输出电压VOUT_SNS产生斜率随输出电压VOUT_SNS变化的斜坡补偿电流IRAMP_ADJ
上述实施例提供的斜坡补偿电路,通过在电路产生电路中加入多路选择器,以在DCDC转换电路软启动阶段,基于参考电压输出固定的斜坡补偿电流,在DCDC转换电路软启动结束后,基于DCDC转换电路的输出电压输出随输出电压变化的斜坡补偿电流。
在一种可能的实现方式中,如图2或图3所示,斜坡电流产生电路102包括:第二晶体管NM2、第三晶体管NM3、第四晶体管NM4、第一电容C1、第二电阻R2、第三电阻R3、第一开关单元Switch1、第二电流镜、第三电流镜和第四电流镜。
其中,第二电流镜和第三电流镜的电源端连接预设电源VCC,第二晶体管NM2的漏极为斜坡电流产生电路102的输入端,第二晶体管NM2的漏极还连接第二晶体管NM2的栅极和第三晶体管NM3的栅极,第二晶体管NM2的源极通过第一电容C1接地,第三晶体管NM3的源极通过第二电阻R2接地,第三晶体管NM3的漏极连接第二电流镜的第一电流端;第三晶体管NM3的栅极还通过第一开关单元Switch1连接第四晶体管NM4的栅极,第四晶体管NM4的源极通过第三电阻R4接地,第四晶体管NM4的漏极连接第三电流镜的第一电流端;第三电流镜的第二电流端连接第四电流镜的第一电流端,第二电流镜的第二电流端和第四电流镜的第二电流端连接作为斜坡电流产生电路102的输出端。
在本实施例中,第二电流镜包括:晶体管PM5和PM6,晶体管PM5和PM6的源极连接作为第二电流镜的电源端,用于连接预设电源VCC,晶体管PM5的栅极连接晶体管PM5的漏极和晶体管PM6的栅极,晶体管PM5的漏极作为第二电流镜的第一电流端,还用于连接第三晶体管NM3的漏极,晶体管PM6的漏极作为第二电流镜的第二电流端。
第三电流镜包括:晶体管PM7和PM8,晶体管PM7和PM8的源极连接作为第三电流镜的电源端,用于连接预设电源VCC,晶体管PM7的栅极连接晶体管PM7的漏极和晶体管PM8的栅极,晶体管PM7的漏极作为第三电流镜的第一电流端,还用于连接第四晶体管NM4的漏极,晶体管PM8的漏极作为第三电流镜的第二电流端。
第四电流镜包括:晶体管NM8和NM9,晶体管NM8和NM9的源极接地,晶体管NM8的漏极连接晶体管NM8的栅极和晶体管NM9的栅极,晶体管NM8的漏极作为第四电流镜的第一电流端,连接第三电流镜的第二电流端,晶体管NM9的漏极作为第四电流镜的第二电流端,连接第二电流镜的第二电流端。
基于上述斜坡电流产生电路102的具体电路结果,斜坡电流产生电路102基于自适应电流信号IB_ADJ生成斜坡补偿电流IRAMP_ADJ的原理为:
自适应电流信号IB_ADJ流经第二晶体管NM2为第一电容C1充电,基于第一电容C1两端的电压,在第二电阻R2上产生斜坡电流ISLP_POS,在第三电阻上产生保持电流ISLP_SAM,第二电流镜将斜坡电流ISLP_POS复制到第二电流镜的第二电流端,第三电流镜和第四电流镜将保持电流ISLP_SAM复制到第四电流镜的第二电流端,以根据斜坡电流ISLP_POS和保持电流ISLP_SAM生成斜坡补偿电流IRAMP_ADJ,其中,斜坡补偿电流IRAMP_ADJ=ISLP_SAM-ISLP_POS
具体的,保持电流ISLP_SAM可以表示为:
斜坡电流ISLP_POS可以表示为:
其中,TON_REF为DCDC转换电路中上一开关周期内高边功率管(上管)的导通时间,T为DCDC转换电路中当前开关周期内高边功率管的导通时间。
基于上述斜坡电流ISLP_POS和保持电流ISLP_SAM,通过调整第二电阻R2和第三电阻R3的阻值,使二者阻值相等,则斜坡补偿电流IRAMP_ADJ可以表示为:
则斜坡补偿斜率KRAMP_ADJ可以表示为:
根据上式可以看出,在第一电阻R1、第二电阻R3和第一电容C1的大小固定的情况下,斜坡补偿斜率KRAMP_ADJ与输出电压VOUT成正比,可以在输出电压的全范围内保证电流反馈回路的稳定。
需要说明的是,可以基于DCDC转换电路中控制高边功率管导通与关断的控制信号控制第一开关单元Switch1的闭合与断开。
在一种可能的实现方式中,请参考图4,为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图三,如图4所示,斜坡补偿电路100还包括:误差消除电路103。
其中,误差消除电路103的第一输入端连接第三电流镜的第一电流端,误差消除电路的第二输入端连接第三电流镜的第二电流端,误差消除电路的第一电流端连接第四电流镜的第一电流端,误差消除电路的第二电流端连接第四电流镜的第二电流端,误差消除电路的输出端用于输出补偿后的斜坡补偿电流。
在本实施例中,误差消除电路103的第一输入端连接晶体管PM7的漏极,误差消除电路103的第二输入端连接晶体管PM8的漏极,通过误差消除电路103的调制,保证晶体管PM7的漏端电压VC和晶体管PM8的漏端电压VD相等,保证保持电流ISLP_SAM在第四电流镜的第一电流端上的镜像电流ISLP_SAM1的精度,从而保证第四电流镜的第二电流端上的镜像电流ISLP_SAM2的精度,即保证ISLP_SAM=ISLP_SAM1=ISLP_SAM2
在一些实施例中,如图4所示,误差消除电路103包括:跨导放大器OTA、第四电阻R4、第二电容C2、第五晶体管NM5和第六晶体管NM6。
跨导放大器OTA的负输入端作为误差消除电路103的第一输入端,跨导放大器OTA的正输入端作为误差消除电路103的第二输入端,跨导放大器OTA的正输入端还通过第二电容C2和第四电阻R4连接跨导放大器OTA的输出端;跨导放大器OTA的正输入端还连接第五晶体管NM5的漏极,第五晶体管NM5的源极作为误差消除电路103的第一电流端,跨导放大器OTA的输出端还连接第五晶体管NM5的栅极和第六晶体管NM6的栅极,第六晶体管NM6的源极作为误差消除电路103的第二电流端,第六晶体管NM6的漏极作为误差消除电路103的输出端。
在本实施例中,跨导放大器OTA的负输入端用于获取保持电流ISLP_SAM,跨导放大器OTA的正输入端用于获取保持电流ISLP_SAM的镜像电流ISLP_SAM1,通过跨导放大器OTA和第五晶体管NM5,保证晶体管PM7和晶体管PM8的漏源电压相等,从而保证镜像电流ISLP_SAM1的精度。
此外,晶体管NM5、NM6、NM8和NM9构成共源共栅电流镜,保证镜像电流ISLP_SAM2的精度。
第二电容C2和第四电阻R4构成补偿网络,用于对各种保持电流ISLP_SAM进行补偿,保证通过电流镜复制的电流的精度,从而保证DCDC转换电路的稳定性。
上述实施例提供的斜坡补偿电路,通过在斜坡补偿电路中加入误差消除电路,保证对保持电流进行复制时的精度,从而保证斜坡补偿电路在全输出电压范围内输出的斜坡补偿电流的精度。
在一种可能的实现方式中,如图4所示,斜坡电流产生电路102还包括:第七晶体管NM7。
第七晶体管NM7的漏极与源极并联在第一电容C1两端,第七晶体管NM7的栅极用于获取DCDC转换电路的驱动信号XHSON
在本实施例中,第七晶体管NM7的栅极用于输入与DCDC转换电路中高边功率管的控制信号互补的驱动信号XHSON,在高边功率管的一个开关周期内,当控制信号控制DCDC转换电路中高边功率管导通时,驱动信号XHSON控制第七晶体管NM7关断,自适应电流IB_ADJ为第一电容C1充电,第一开关单元Switch闭合,斜坡电流产生电路102输出与输出电压的采样信号VOUT_SNS成正相关的斜坡补偿电流,保证DCDC转换电路在全电压范围内的输出电压精度。
当控制信号控制DCDC转换电路中高边功率管关断时,驱动信号XHSON控制第七晶体管NM7导通,第一电容C1通过第七晶体管NM7放电,直至下一个开关周期到来时控制第七晶体管NM7重新关断,以重新为第一电容C1充电。
在一种可能的实现方式中,请参考图5,为本申请实施例提供的斜坡补偿电路的电路图四,如图5所示,电流产生电路101还包括:第五电流镜、第六电流镜以及第二开关单元Switch2;第二开关单元Switch2的一端连接第二晶体管NM2的源极,第二开关单元Switch2的另一端连接第五电流镜的第一电流端,第五电流镜的第二电流端连接第六电流镜的电流端,第六电流镜的电源端连接预设电源VCC。
在本实施例中,第五电流镜包括:晶体管NM10、NM11、NM12和NM13,晶体管NM10的漏极作为第五电流镜的第一电流端,连接第二开关单元Switch2的另一端,晶体管NM10的源极连接晶体管NM11的漏极,晶体管NM11的源极接地;晶体管NM10和NM12的栅极连接预设偏置电压,晶体管NM12的源极连接晶体管NM13的漏极,晶体管NM13的源极接地,晶体管NM11的栅极、晶体管NM13的栅极与晶体管NM12的漏极连接作为第五电流镜的第二电流端。
晶体管PM9和PM10与晶体管PM1、PM2构成第六电流镜,晶体管PM9的源极连接预设电源VCC,晶体管PM9的漏极连接晶体管PM10的源极,晶体管PM10的漏极作为第六电流镜的电流端,晶体管PM9的栅极连接第一电流镜的第一电流端。
当DCDC转换电路需要工作在降频模式时,为了避免第一电容C1的充电时间过长导致无法降频,需要将自适应电流IB_ADJ通过第五电流镜输出,缩短第一电容C1的充电时长,因此,在DCDC转换电路工作在降频模式时,第二开关单元Switch2基于降频信号闭合,使第一电容C1停止充电,自适应电流通过第五电流镜IB_ADJ流出到地。
基于上述实施例提供的斜坡补偿电路,本申请实施例还提供一种DCDC转换器。请参考图6,为本申请实施例提供的DCDC转换器的原理图,如图6所示,DCDC转换器10包括:斜坡补偿电路100、DCDC转换电路200和控制器300。
其中,控制器300分别连接斜坡补偿电路100的控制端和DCDC转换电路200的控制端,DCDC转换电路200的输出端连接斜坡补偿电路100的输入端,斜坡补偿电路100的输出端连接DCDC转换电路200的电流反馈端。
在本实施例中,斜坡补偿电路100的控制端包括:第一开关单元Switch1的控制端、第二开关单元Switch2的控制端和第七晶体管NM7的栅极,DCDC转换电路200的控制端为DCDC转换电路200中的高边功率管的栅极和低边功率管的栅极,其中,第一开关单元Switch1的控制端的控制信号与DCDC转换电路200中的高边功率管的栅极的控制信号相同,高边功率管的栅极的控制信号和低边功率管的栅极的控制信号为互补信号,第二开关单元Switch2的控制端的控制信号为降频信号,第七晶体管NM7的栅极的控制信号与低边功率管的栅极的控制信号相同。
上述实施例提供的DCDC转换器,基于斜坡补偿电路生成随输出电压变化的斜坡补偿电流,可以保证DCDC转换器在各种输出电压下均可以稳定工作,保证DCDC转换器的精度。
基于上述实施例提供的DCDC转换器,本申请实施例还提供一种充电芯片。请参考图7,为本申请实施例提供的充电芯片的原理图,如图7所示,充电芯片包括:DCDC转换器10和充电接口30,DCDC转换器10的输出端连接充电接口30,以通过充电接口30为待充电设备进行充电。
在本实施例中,充电接口30为USB Type-c接口,基于斜坡补偿电路生成随输出电压变化的斜坡补偿电流,可以保证DCDC转换器在各种输出电压下均可以稳定工作,满足USBType-c接口在全输出电压范围内的应用。
更进一步地,通过在斜坡补偿电路中加入误差消除电路,保证对保持电流进行复制时的精度,从而保证斜坡补偿电路在全输出电压范围内输出的斜坡补偿电流的精度。满足USB Type-c接口对输出电压范围的要求,拓宽了降压型DCDC转换器的应用范围。
上仅为本发明的具体实施方式,但本发明的保护范围并不局限于此,任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内,可轻易想到变化或替换,都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此,本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种斜坡补偿电路,其特征在于,所述斜坡补偿电路包括:电流产生电路和斜坡电流产生电路;
其中,所述电流产生电路的输入端用于连接DCDC转换电路的输出端,用于根据所述DCDC转换电路的输出电压输出自适应电流,所述斜坡电流产生电路的输入端连接所述电流产生电路的输出端,以基于所述自适应电流产生斜坡补偿电流;所述斜坡电流产生电路的输出端用于连接所述DCDC转换电路的电流反馈端,以基于所述斜坡补偿电流调节输出电压。
2.如权利要求1所述的斜坡补偿电路,其特征在于,所述电流产生电路包括:第一电流镜、误差放大器、第一晶体管和第一电阻;
其中,所述第一电流镜的电源端连接预设电源,所述第一电流镜的第一电流端连接所述第一晶体管的漏极,所述第一晶体管的源极连接所述误差放大器的负输入端,所述误差放大器的正输入端作为所述电流产生电路的输入端,所述误差放大器的输出端连接所述第一晶体管的栅极;
所述误差放大器的负输入端还通过所述第一电阻接地,所述第一电流镜的第二电流端作为所述电流产生电路的输出端。
3.如权利要求2所述的斜坡补偿电路,其特征在于,所述电流产生电路还包括:多路选择器;
其中,所述多路选择器的第一输入端作为所述电流产生电路的输入端,所述多路选择器的第二输入端用于输入参考电压,所述多路选择器的输出端连接所述误差放大器的正输入端;
所述多路选择器的控制端用于输入软启动完成信号。
4.如权利要求1所述的斜坡补偿电路,其特征在于,所述斜坡电流产生电路包括:第二晶体管、第三晶体管、第四晶体管、第一电容、第二电阻、第三电阻、第一开关单元、第二电流镜、第三电流镜和第四电流镜;
其中,所述第二电流镜和所述第三电流镜的电源端连接预设电源,所述第二晶体管的漏极为所述斜坡电流产生电路的输入端,所述第二晶体管的漏极还连接所述第二晶体管的栅极和所述第三晶体管的栅极,所述第二晶体管的源极通过所述第一电容接地,所述第三晶体管的源极通过所述第二电阻接地,所述第三晶体管的漏极连接所述第二电流镜的第一电流端;
所述第三晶体管的栅极还通过所述第一开关单元连接所述第四晶体管的栅极,所述第四晶体管的源极通过所述第三电阻接地,所述第四晶体管的漏极连接所述第三电流镜的第一电流端;
所述第三电流镜的第二电流端连接所述第四电流镜的第一电流端,所述第二电流镜的第二电流端和所述第四电流镜的第二电流端连接作为所述斜坡电流产生电路的输出端。
5.如权利要求4所述的斜坡补偿电路,其特征在于,所述斜坡补偿电路还包括:误差消除电路;
其中,所述误差消除电路的第一输入端连接所述第三电流镜的第一电流端,所述误差消除电路的第二输入端连接所述第三电流镜的第二电流端,所述误差消除电路的第一电流端连接所述第四电流镜的第一电流端,所述误差消除电路的第二电流端连接所述第四电流镜的第二电流端,所述误差消除电路的输出端用于输出补偿后的斜坡补偿电流。
6.如权利要求5所述的斜坡补偿电路,其特征在于,所述误差消除电路包括:跨导放大器、第四电阻、第二电容、第五晶体管和第六晶体管;
所述跨导放大器的负输入端作为所述误差消除电路的第一输入端,所述跨导放大器的正输入端作为所述误差消除电路的第二输入端,所述跨导放大器的正输入端还通过所述第二电容和第四电阻连接所述跨导放大器的输出端;
所述跨导放大器的正输入端还连接所述第五晶体管的漏极,所述第五晶体管的源极作为所述误差消除电路的第一电流端,所述跨导放大器的输出端还连接所述第五晶体管的栅极和所述第六晶体管的栅极,所述第六晶体管的源极作为所述误差消除电路的第二电流端,所述第六晶体管的漏极作为所述误差消除电路的输出端。
7.如权利要求4所述的斜坡补偿电路,其特征在于,所述斜坡电流产生电路还包括:第七晶体管;
所述第七晶体管的漏极与源极并联在所述第一电容两端,所述第七晶体管的栅极用于获取所述DCDC转换电路的驱动信号。
8.如权利要求4所述的斜坡补偿电路,其特征在于,所述电流产生电路还包括:第五电流镜、第六电流镜以及第二开关单元;所述第二开关单元的一端连接所述第二晶体管的源极,所述第二开关单元的另一端连接所述第五电流镜的第一电流端,所述第五电流镜的第二电流端连接所述第六电流镜的电流端,所述第六电流镜的电源端连接所述预设电源。
9.一种DCDC转换器,其特征在于,所述DCDC转换器包括:如权利要求1-8任一项所述的斜坡补偿电路、DCDC转换电路和控制器;
其中,所述控制器分别连接所述斜坡补偿电路的控制端和所述DCDC转换电路的控制端,所述DCDC转换电路的输出端连接所述斜坡补偿电路的输入端,所述斜坡补偿电路的输出端连接所述DCDC转换电路的电流反馈端。
10.一种充电芯片,其特征在于,所述充电芯片包括:如权利要求9所述的DCDC转换器和充电接口,所述DCDC转换器的输出端连接所述充电接口,以通过所述充电接口为待充电设备进行充电。
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