一種降壓直流轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術領域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種降壓直流轉(zhuǎn)換器。
【背景技術】
[0002]早期使用的傳統(tǒng)buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器，當其動態(tài)的負載發(fā)生轉(zhuǎn)換時，其產(chǎn)生的輸出電壓峰值很大，此時需要更大的電容或是更高速頻率響應來改善。如圖1所示，傳統(tǒng)的buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器，單純利用反饋電壓FB，經(jīng)由誤差放大器I’將其與參考電壓Vref比較后，得到一個誤差補償電壓COMP，通過該誤差補償電壓COMP經(jīng)由比較器2’和RS觸發(fā)器3’即可調(diào)整buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器的工作責任周期(PWM Duty)，通過該PWM Duty可控制驅(qū)動器4’使得輸出級PM0S/NM0S管輸出一個有能量的工作責任周期于SW引腳上，最后經(jīng)過LC濾波器后，輸出一個直流的穩(wěn)定電壓Vout。當該降壓轉(zhuǎn)換器的負載從重載轉(zhuǎn)換成輕載時，由于輕載時需要的PWM Duty小，重載時需要的P麗Duty大，所以當重載轉(zhuǎn)換成輕載時，會造成輸出電壓Vout上升，此時則可通過誤差放大器I’得到的誤差補償電壓C0MP，來調(diào)整PWMDuty，使之隨著誤差補償電壓COMP的不斷減小而減小，進而調(diào)整過高的輸出電壓Vout峰值(如圖2所示)。然而，由于誤差補償電壓COMP在補償電容Ce的作用下，減小速度緩慢，使得整個環(huán)路的反應速度較慢，即，使PWM Duty下降到滿足輕載要求需要一段時間，從而造成了一個重載轉(zhuǎn)輕載的輸出峰值電壓。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0003]為了解決上述現(xiàn)有技術存在的問題，本發(fā)明旨在提供一種降壓直流轉(zhuǎn)換器，以減少動態(tài)負載轉(zhuǎn)換時的輸出電壓峰值。
[0004]本發(fā)明所述的一種降壓直流轉(zhuǎn)換器，其包括一誤差放大器、一比較器、一補償電阻以及一補償電容，其中，所述誤差放大器的負輸入端接收一反饋電壓，其正輸入端接收一參考電壓，其輸出端連接至所述比較器的負輸入端，所述補償電阻與補償電容彼此串聯(lián)地連接在所述誤差放大器的輸出端與地之間，所述轉(zhuǎn)換器還包括:
[0005]一偵測電路，其負輸入端連接至所述誤差放大器的輸出端，其正輸入端連接在所述補償電阻與所述補償電容之間；以及
[0006]一 MOS管，其柵極與所述偵測電路的輸出端連接，其漏極與源極分別與所述誤差放大器的輸出端以及與地連接。
[0007]在上述的降壓直流轉(zhuǎn)換器中，所述轉(zhuǎn)換器還包括:
[0008]一 RS觸發(fā)器，其R端與所述比較器的輸出端連接，其S端接收一主頻信號；
[0009]一驅(qū)動器，其輸入端與所述RS觸發(fā)器的Q端連接，其輸出端分別與一 PMOS管以及一 NMOS管的柵極連接；
[0010]所述PMOS管的源極接收一輸入電壓，其漏極與所述NMOS管的漏極相連至一濾波電路，所述NMOS管的源極接地，所述濾波電路輸出一輸出電壓；以及
[0011]串聯(lián)在所述濾波電路的輸出端與地之間的第一電阻和第二電阻；
[0012]所述誤差放大器的負輸入端連接至所述第一電阻和第二電阻之間。
[0013]在上述的降壓直流轉(zhuǎn)換器中，所述濾波電路包括:
[0014]一濾波電感，其一端連接至所述NMOS管的漏極；
[0015]一濾波電容，其一端連接至所述濾波電感的另一端，其另一端接地；以及
[0016]一濾波電阻，其串聯(lián)在所述濾波電容與地之間。
[0017]在上述的降壓直流轉(zhuǎn)換器中，所述比較器的正輸入端接收一三角波。
[0018]由于采用了上述的技術解決方案，本發(fā)明通過利用偵測電路偵測補償電容上的電位變化，以判斷是否為動態(tài)負載的轉(zhuǎn)換，從而通過控制MOS管，而在重載轉(zhuǎn)換成輕載時使得誤差放大器輸出的誤差補償電壓快速下降，進而快速調(diào)整并獲得輕載時需要的工作責任周期，以此來縮小重載轉(zhuǎn)輕載時造成的峰值電壓。
【附圖說明】
[0019]圖1是傳統(tǒng)buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0020]圖2是傳統(tǒng)buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器的工作波形圖；
[0021]圖3是本發(fā)明一種降壓直流轉(zhuǎn)換器的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0022]圖4是本發(fā)明一種降壓直流轉(zhuǎn)換器的工作波形圖。
【具體實施方式】
[0023]下面結(jié)合附圖，給出本發(fā)明的較佳實施例，并予以詳細描述。
[0024]如圖3、4所示，本發(fā)明，即一種降壓直流轉(zhuǎn)換器，其包括:
[0025]誤差放大器I，其負輸入端接收一反饋電壓FB，其正輸入端接收一參考電壓Vref，其輸出端輸出一誤差補償電壓COMP ；
[0026]比較器2，其負輸入端連接至誤差放大器I的輸出端，其正輸入端接收一三角波；
[0027]補償電阻Re和補償電容Ce，該兩者彼此串聯(lián)地連接在誤差放大器I的輸出端與地之間；
[0028]偵測電路3，其負輸入端連接至誤差放大器I的輸出端，其正輸入端連接在補償電阻Re與補償電容Ce之間；
[0029]MOS管4，其柵極與偵測電路3的輸出端連接，其漏極與源極分別與誤差放大器I的輸出端以及與地連接；
[0030]RS觸發(fā)器5，其R端與比較器2的輸出端連接，其S端接收一主頻信號Clk ；
[0031]驅(qū)動器6，其輸入端與RS觸發(fā)器5的Q端連接，其輸出端分別與PMOS管以及NMOS管的柵極連接；
[0032]PMOS管的源極接收一輸入電壓VI，其漏極與NMOS管的漏極相連至一濾波電路，NMOS管的源極接地，濾波電路輸出一輸出電壓Vout ;以及
[0033]串聯(lián)在濾波電路的輸出端與地之間的第一電阻Rl和第二電阻R2，誤差放大器I的負輸入端連接至第一電阻Rl和第二電阻R2之間，以接收反饋電壓FB。
[0034]在本實施例中，濾波電路包括:
[0035]濾波電感L，其一端連接至NMOS管的漏極；
[0036]濾波電容C，其一端連接至濾波電感L的另一端，其另一端接地；以及
[0037]濾波電阻R，其串聯(lián)在濾波電容C與地之間。
[0038]另外，該濾波電路的輸出端與地之間還連接有一電阻RL。
[0039]上述電路的工作原理與現(xiàn)有傳統(tǒng)的buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器基本一致，區(qū)別在于，當負載由重載轉(zhuǎn)輕載時，輸出電壓Vout上升，反饋電壓FB大于參考電壓Vref，誤差補償電壓COMP開始下降，此時，補償電阻Re上的電位反轉(zhuǎn)，通過偵測電路3比較誤差補償電壓COMP與補償電阻Re和補償電容Ce之間中點電壓Vcl的電壓差，即可偵測到補償電阻Re的反轉(zhuǎn)電位，從而通過控制MOS管4而使得誤差補償電壓COMP快速下降，由此即可快速調(diào)整PWMDuty，以使其滿足輕載需要，進而即可有效減小輸出電壓Vout的峰值(如圖4所示)。
[0040]綜上所述，本發(fā)明改善了傳統(tǒng)buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器在動態(tài)負載轉(zhuǎn)換時的輸出電壓峰值，使得輸出時的輕/重載轉(zhuǎn)換，能獲得更小的電壓峰值，進而可以使用更小的電容值。
[0041]以上所述的，僅為本發(fā)明的較佳實施例，并非用以限定本發(fā)明的范圍，本發(fā)明的上述實施例還可以做出各種變化。即凡是依據(jù)本發(fā)明申請的權(quán)利要求書及說明書內(nèi)容所作的簡單、等效變化與修飾，皆落入本發(fā)明專利的權(quán)利要求保護范圍。本發(fā)明未詳盡描述的均為常規(guī)技術內(nèi)容。
【主權(quán)項】
1.一種降壓直流轉(zhuǎn)換器，其包括一誤差放大器、一比較器、一補償電阻以及一補償電容，其中，所述誤差放大器的負輸入端接收一反饋電壓，其正輸入端接收一參考電壓，其輸出端連接至所述比較器的負輸入端，所述補償電阻與補償電容彼此串聯(lián)地連接在所述誤差放大器的輸出端與地之間，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器還包括: 一偵測電路，其負輸入端連接至所述誤差放大器的輸出端，其正輸入端連接在所述補償電阻與所述補償電容之間；以及 一 MOS管，其柵極與所述偵測電路的輸出端連接，其漏極與源極分別與所述誤差放大器的輸出端以及與地連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的降壓直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述轉(zhuǎn)換器還包括: 一 RS觸發(fā)器，其R端與所述比較器的輸出端連接，其S端接收一主頻信號； 一驅(qū)動器，其輸入端與所述RS觸發(fā)器的Q端連接，其輸出端分別與一 PMOS管以及一NMOS管的柵極連接； 所述PMOS管的源極接收一輸入電壓，其漏極與所述NMOS管的漏極相連至一濾波電路，所述NMOS管的源極接地，所述濾波電路輸出一輸出電壓；以及 串聯(lián)在所述濾波電路的輸出端與地之間的第一電阻和第二電阻； 所述誤差放大器的負輸入端連接至所述第一電阻和第二電阻之間。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的降壓直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述濾波電路包括: 一濾波電感，其一端連接至所述NMOS管的漏極； 一濾波電容，其一端連接至所述濾波電感的另一端，其另一端接地；以及 一濾波電阻，其串聯(lián)在所述濾波電容與地之間。
4.根據(jù)權(quán)利要求1、2或3所述的降壓直流轉(zhuǎn)換器，其特征在于，所述比較器的正輸入端接收一三角波。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種降壓直流轉(zhuǎn)換器，其包括一誤差放大器、一比較器、一補償電阻以及一補償電容，其中，所述誤差放大器的負輸入端接收一反饋電壓，其正輸入端接收一參考電壓，其輸出端連接至所述比較器的負輸入端，所述補償電阻與補償電容彼此串聯(lián)地連接在所述誤差放大器的輸出端與地之間，所述轉(zhuǎn)換器還包括：一偵測電路，其負輸入端連接至所述誤差放大器的輸出端，其正輸入端連接在所述補償電阻與所述補償電容之間；以及一MOS管，其柵極與所述偵測電路的輸出端連接，其漏極與源極分別與所述誤差放大器的輸出端以及與地連接。本發(fā)明改善了傳統(tǒng)buck架構(gòu)降壓轉(zhuǎn)換器在動態(tài)負載轉(zhuǎn)換時的輸出電壓峰值，使得輸出時的輕/重載轉(zhuǎn)換，能獲得更小的電壓峰值。
【IPC分類】H02M3-156
【公開號】CN104852577
【申請?zhí)枴緾N201510315225
【發(fā)明人】羅立權(quán), 羅杰, 曾冠仁
【申請人】燦瑞半導體(上海)有限公司
【公開日】2015年8月19日
【申請日】2015年6月10日