CN219499227U - 一种斜率补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了PWM升压变换器领域内的一种斜率补偿电路，包括线性电路，线性电路与饱和电路相连，饱和电路分别与斜率镜像电路以及线性电路相连，斜率镜像电路分别与补偿电阻R2以及PWM升压变换器中的PWM比较相连，补偿电阻R2与PWM升压变换器的采样电压Vs相连，饱和电路分别与输入电压Vin和输出电压Vout相连；由线性电路和饱和电路配合斜率镜像电路将带斜率的电流加载到补偿电阻R2上，使得补偿电阻上产生斜率补偿电压，与采样电压Vs相加后与PWM比较器的输入端连接，与电感电流检测信号以及误差放大器的输出信号做比较。进而避免反馈振荡，确保系统稳定。
Description
技术领域
本实用新型涉及直流升压领域内的一种斜率补偿电路。
背景技术
很多设备需要将电池的电压升压后使用，而通常会采用PWM升压变换器来实现。现有技术中，PWM升压变换器包括误差放大器、PWM比较器，振荡器、电感L、分压电阻等组成，通过在PWM比较器的输入端与电感电流检测信号以及误差放大器的输出信号做比较，实现对输出脉冲占空比的控制，使得输出电感的峰值电流跟随误差电压的变化。但是在使用的过程中，一旦占空比大于50%，则采样电阻上的采样电压Vs的下降斜率会大于电感上的电压信号，引起反馈振荡，则容易出现升压系统不稳定的情况。
实用新型内容
本实用新型的目的是提供一种斜率补偿电路，能够产生斜率补偿电压Vx，与采样电压Vs相加后加载在PWM比较器的输入端，与电感电流检测信号以及误差放大器的输出信号做比较，进而避免反馈振荡，确保系统稳定。
为实现上述目的，本实用新型提供了一种斜率补偿电路，包括线性电路，线性电路与饱和电路相连，饱和电路分别与斜率镜像电路以及线性电路相连，斜率镜像电路分别与补偿电阻R2以及PWM升压变换器中的PWM比较相连，补偿电阻R2与PWM升压变换器的采样电压Vs相连，饱和电路分别与输入电压Vin和输出电压Vout相连。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果在于，由线性电路和饱和电路配合斜率镜像电路将带斜率的电流加载到补偿电阻R2上，使得补偿电阻上产生斜率补偿电压，与采样电压Vs相加后与PWM比较器的输入端连接，与电感电流检测信号以及误差放大器的输出信号做比较。进而避免反馈振荡，确保系统稳定。
作为本实用新型的进一步改进，线性电路包括放大器U1，放大器U1的反相输入端与低电平Vr相连，放大器U1的正相输入端分别与MOS管M1的漏极和饱和电路相连，MOS管M1的源极接地，MOS管M1的栅极分别与放大器U1的输出端以及MOS管M2的栅极相连，MOS管M2的源极接地，MOS管M2的漏极与饱和电路相连。
这样通过放大器U1使得M1漏极电平固定在一个较低的电平Vr，使得M1工作在线性区，通过饱和电路，使得输入电压Vin和输出电压Vout决定了其栅源电压Vgs和电阻值，也从而确定了M2的电阻值。
作为本实用新型的进一步改进，饱和电路包括放大器U2，放大器U2的正相输入端接输入电压Vin，放大器U2的反相输入端分别与电阻R1的一端以及MOS管M3的源极相连，MOS管M3的漏极分别与MOS管M1的漏极以及放大器U1的正相输入端相连，电阻R1的另一端分别与输出电压Vout以及斜率镜像电路相连。
这样通过放大器U2使得M3的漏极的电压固定输入电压Vin，即需要升压的电池电压，这样可以在电阻R1上产生一个与输入电压Vin以及输出电压Vout有关的电流I1，I1=（Vout-Vin）/ R1，输入电压Vin以及输出电压Vout的差值越大，I1越大，由于Vr不变，则M1的等效电阻越小，其栅极电平越高，那么M2的等效电阻也越小，从而在输入电压Vin和输出电压Vout大小确定后，也确定了M2的电阻值。
作为本实用新型的进一步改进，斜率镜像电路包括MOS管M4，MOS管M4的源极与MOS管M2的漏极相连，MOS管M4的栅极与振荡器相连，MOS管M4的漏极分别与MOS管M5的漏极以及MOS管M6的栅极相连，MOS管M5的源极分别与电阻R1的另一端以及MOS管M6的源极相连，MOS管M5的栅极与MOS管M6的栅极相连，MOS管M6的漏极分别与补偿电阻R2以及PWM升压变换器中的PWM比较相连。
这样通过振荡器产生一个锯齿波，M4的源极随着锯齿波正周期性的升高，这样M3的漏极同样随着周期性升高，这样使得M3产生一个带斜率的电流，通过M5镜像到M6，使得斜率电流流过补偿电阻R2，产生斜率补偿电压Vx，与采样电压Vs相加后输入至PWM比较器的输入端。
附图说明
图1为本实用新型电路图。
实施方式
下面结合附图对本实用新型进一步说明：
如图1所示的一种斜率补偿电路，包括线性电路，线性电路与饱和电路相连，饱和电路分别与斜率镜像电路以及线性电路相连，斜率镜像电路分别与补偿电阻R2以及PWM升压变换器中的PWM比较相连，补偿电阻R2与PWM升压变换器的采样电压Vs相连，饱和电路分别与输入电压Vin和输出电压Vout相连。
线性电路包括放大器U1，放大器U1的反相输入端与低电平Vr相连，放大器U1的正相输入端分别与MOS管M1的漏极和饱和电路相连，MOS管M1的源极接地，MOS管M1的栅极分别与放大器U1的输出端以及MOS管M2的栅极相连，MOS管M2的源极接地，MOS管M2的漏极与饱和电路相连。
饱和电路包括放大器U2，放大器U2的正相输入端接输入电压Vin，放大器U2的反相输入端分别与电阻R1的一端以及MOS管M3的源极相连，MOS管M3的漏极分别与MOS管M1的漏极以及放大器U1的正相输入端相连，电阻R1的另一端分别与输出电压Vout以及斜率镜像电路相连。
斜率镜像电路包括MOS管M4，MOS管M4的源极与MOS管M2的漏极相连，MOS管M4的栅极与振荡器相连，MOS管M4的漏极分别与MOS管M5的漏极以及MOS管M6的栅极相连，MOS管M5的源极分别与电阻R1的另一端以及MOS管M6的源极相连，MOS管M5的栅极与MOS管M6的栅极相连，MOS管M6的漏极分别与补偿电阻R2以及PWM升压变换器中的PWM比较相连。
本实用新型中，M1和M2工作在线性区，而M3、M4、M5和 M6则工作在饱和区中，M1和M2尺寸相同，其栅源电压相同，电阻值也相同。
放大器U2使得M3的漏极的电压固定输入电压Vin，即需要升压的电池电压，这样可以在电阻R1上产生一个与输入电压Vin以及输出电压Vout有关的电流I1，I1=（Vout-Vin）/R1，输入电压Vin以及输出电压Vout的差值越大，I1越大，由于Vr不变，则M1的等效电阻越小，其栅极电平越高，那么M2的等效电阻也越小，从而在输入电压Vin和输出电压Vout大小确定后，也确定了M2的电阻值；放大器U1使得M1漏极电平固定在一个较低的电平Vr，使得M1工作在线性区，通过饱和电路，使得输入电压Vin和输出电压Vout决定了其栅源电压Vgs和电阻值，也从而确定了M2的电阻值。
通过振荡器产生一个锯齿波电压Vz，M4的源极随着锯齿波正周期性的升高，这样M3的漏极同样随着周期性升高，这样使得M3产生一个带斜率的电流，通过M5镜像到M6，使得斜率电流流过补偿电阻R2，产生斜率补偿电压Vx，与采样电压Vs相加后输入至PWM比较器的输入端。
这样，Vin越小，补偿电压Vx的斜率越大，Vin越大，补偿电压Vx的斜率越小，即占空比越大，Vx的斜率越大，补偿电压Vx的斜率与Vout-Vin之间成正比。
本实用新型，能够产生斜率补偿电压Vx，与采样电压Vs相加后加载在PWM比较器的输入端，与电感电流检测信号以及误差放大器的输出信号做比较，进而避免反馈振荡，确保PWM升压变换器的稳定工作。
本实用新型中，本实用新型不局限于上述实施例，在本公开的技术方案的基础上，本领域的技术人员根据所公开的技术内容，不需要创造性的劳动就可以对其中的一些技术特征作出一些替换和变形，这些替换和变形均在本实用新型的保护范围内。
Claims (4)
1.一种斜率补偿电路，其特征在于，包括线性电路，线性电路与饱和电路相连，饱和电路分别与斜率镜像电路以及线性电路相连，斜率镜像电路分别与补偿电阻R2以及PWM升压变换器中的PWM比较相连，补偿电阻R2与PWM升压变换器的采样电压Vs相连，饱和电路分别与输入电压Vin和输出电压Vout相连。
2.根据权利要求1所述的一种斜率补偿电路，其特征在于：线性电路包括放大器U1，放大器U1的反相输入端与低电平Vr相连，放大器U1的正相输入端分别与MOS管M1的漏极和饱和电路相连，MOS管M1的源极接地，MOS管M1的栅极分别与放大器U1的输出端以及MOS管M2的栅极相连，MOS管M2的源极接地，MOS管M2的漏极与饱和电路相连。
3.根据权利要求2所述的一种斜率补偿电路，其特征在于：饱和电路包括放大器U2，放大器U2的正相输入端接输入电压Vin，放大器U2的反相输入端分别与电阻R1的一端以及MOS管M3的源极相连，MOS管M3的漏极分别与MOS管M1的漏极以及放大器U1的正相输入端相连，电阻R1的另一端分别与输出电压Vout以及斜率镜像电路相连。
4.根据权利要求3所述的一种斜率补偿电路，其特征在于：斜率镜像电路包括MOS管M4，MOS管M4的源极与MOS管M2的漏极相连，MOS管M4的栅极与振荡器相连，MOS管M4的漏极分别与MOS管M5的漏极以及MOS管M6的栅极相连，MOS管M5的源极分别与电阻R1的另一端以及MOS管M6的源极相连，MOS管M5的栅极与MOS管M6的栅极相连，MOS管M6的漏极分别与补偿电阻R2以及PWM升压变换器中的PWM比较相连。
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2023
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