專利名稱：脈沖頻率調(diào)制型dc/dc升壓轉(zhuǎn)換器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種脈沖頻率調(diào)制型(PFM)DC/DC轉(zhuǎn)換器，尤其是涉及一種結(jié)合脈沖寬度調(diào)制(PWM)特點(diǎn)的脈沖頻率調(diào)制型(PFM)DC/DC轉(zhuǎn)換器，通過一種帶有混合調(diào)制特點(diǎn)的控制策略，可以使得重負(fù)載條件下的輸出電流紋波顯著減小。
背景技術(shù)：
DC/DC轉(zhuǎn)換器IC因其體積小巧，價(jià)格低廉，能源轉(zhuǎn)換效率高等突出特點(diǎn)，在高效節(jié)能開關(guān)電源的設(shè)計(jì)中一直處于核心地位，廣泛應(yīng)用于各種電源管理系統(tǒng)。許多國(guó)際領(lǐng)先的微電子技術(shù)公司如Linear Technology、Maxim、Analog Devices、NationalSemiconductor等，都在DC/DC領(lǐng)域投入了大量的人力物力，開發(fā)出許多種類繁多、功能各異的變換芯片，特別是在便攜式設(shè)備飛速發(fā)展的今天，電源系統(tǒng)越來越趨向于小型化、高效化、智能化，使得各大廠商紛紛加大了對(duì)于低電壓大電流高效DC/DC變換芯片的研發(fā)。伴隨著業(yè)界不斷發(fā)展的需求，DC/DC變換技術(shù)以及相應(yīng)的芯片設(shè)計(jì)方法也不斷更新?lián)Q代，各種巧妙的控制策略層出不窮，但我國(guó)在這方面起步較晚，加之此類模擬集成電路設(shè)計(jì)難度較大，需要設(shè)計(jì)者具有極其豐富的經(jīng)驗(yàn)，所以與國(guó)際先進(jìn)水平仍有較大的差距，所需轉(zhuǎn)換芯片大部分依賴進(jìn)口。
DC/DC變換芯片中的調(diào)制方法主要分為兩種脈沖寬度調(diào)制(PWM)和脈沖頻率調(diào)制(PFM)，作為現(xiàn)有技術(shù)的一部分，中國(guó)發(fā)明專利開關(guān)穩(wěn)壓器(公開號(hào)CN 1282137A)對(duì)于這兩種調(diào)制方法的基本原理作了詳盡的說明，并介紹了兩種升壓型DC/DC變換器，其中PWM(脈沖寬度調(diào)制)工作方式的升壓型DC/DC變換器，直流電壓輸入通過一只線圈與N溝道功率開關(guān)晶體管的漏極相連，從該連接點(diǎn)通過一只二極管與連接負(fù)載的輸出端子連接。在負(fù)載的兩端，并聯(lián)了一個(gè)濾波電容。該輸出信號(hào)被兩只電阻分壓，該分壓點(diǎn)的信號(hào)與基準(zhǔn)電壓源的電壓一起被誤差放大器放大。該誤差放大器的輸出信號(hào)和按某個(gè)頻率重復(fù)的三角波發(fā)生器的輸出電壓在比較器中進(jìn)行比較，該比較器的輸出連接到所述功率開關(guān)晶體管的柵極。根據(jù)輸出電壓的大小可以改變所述比較器的輸出波形的占空比，進(jìn)而控制所述開關(guān)晶體管的導(dǎo)通/截止，從而在可以精密控制的輸出端子上獲得紋波小的電壓輸出。另一種PFM(脈沖頻率調(diào)制)工作方式的升壓型DC/DC變換器中，與所述PWM工作方式變換器相同的是，輸入通過一只線圈與N溝道功率開關(guān)晶體管的漏極相連，從該連接點(diǎn)通過一只二極管與連接負(fù)載的輸出端子連接。在負(fù)載的兩端，并聯(lián)了一個(gè)濾波電容。與所述PWM工作方式變換器不同的是，去掉了誤差放大器，增加了AND電路，并用振蕩器代替了三角波發(fā)生器，再將該振蕩器的輸出和比較器的輸出一起輸入AND電路，由其輸出的脈沖數(shù)控制所述功率開關(guān)晶體管，從而控制輸出電壓。
但無論是PFM還是PWM調(diào)制方法，都無法在輕負(fù)載和重負(fù)載兩種條件下同時(shí)實(shí)現(xiàn)令人滿意的性能。更具體來說，采用PFM調(diào)制策略的DC/DC變換器在重負(fù)載條件下輸出電壓的紋波過大，另一方面，采用PWM調(diào)制策略的DC/DC變換器在輕負(fù)載條件下功率開關(guān)晶體管所消耗的功率占輸出功率的比例上升，能量轉(zhuǎn)換效率下降顯著。
近年來，結(jié)合了PFM和PWM特點(diǎn)的混合調(diào)制策略越來越受到設(shè)計(jì)者的重視，在新一代DC/DC轉(zhuǎn)換芯片中廣為采用。其中美國(guó)專利第5,568,044號(hào)與美國(guó)專利第6,545,882號(hào)都提出了一種基于PWM的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片。其特征在于通過監(jiān)測(cè)電感電流的大小，在負(fù)載較輕的情況下，將原有的PWM控制模式改換成PFM控制模式，以改善PWM輕負(fù)載條件下效率下降的問題。然而采用這種現(xiàn)有技術(shù)的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片需要復(fù)雜的PWM/PFM雙模式切換電路，設(shè)計(jì)難度較大，且芯片占用面積高。而美國(guó)專利第5,801,518號(hào)則提出了一種基于PFM的DC/DC轉(zhuǎn)換芯片，其特征在于按照輸出電壓下降的程度，延長(zhǎng)功率切換晶體管的開啟時(shí)間，與此同時(shí)縮短功率切換晶體管之OFF時(shí)間。該現(xiàn)有技術(shù)認(rèn)為，開啟時(shí)間延長(zhǎng)可以在電感中儲(chǔ)存更多的能量，同時(shí)關(guān)斷時(shí)間的縮短能防止電容過度放電，因此可改善重負(fù)載條件下PFM電壓調(diào)節(jié)器之輸出紋波。然而，在中國(guó)發(fā)明專利可延長(zhǎng)最小OFF時(shí)間之脈沖頻率調(diào)制式電壓調(diào)節(jié)器(公開號(hào)CN1621988A)中，則對(duì)于此種現(xiàn)有技術(shù)的可行性提出了懷疑，認(rèn)為這種現(xiàn)有技術(shù)在實(shí)際上反而造成了更大的輸出紋波。其核心缺陷在于在重負(fù)載條件下，當(dāng)功率開關(guān)晶體管切換的瞬間時(shí)，PFM型DC/DC轉(zhuǎn)換芯片的輸出電壓無法立刻上升至峰值并隨后按時(shí)間流逝而下降，而是上升到一定程度(未超過額定電壓)時(shí)，就遇到下一個(gè)脈沖周期而繼續(xù)下降，這樣電感電流IL不斷積累上升，直到達(dá)到過流保護(hù)規(guī)定的Imax，功率開關(guān)管關(guān)斷，輸出電壓迅速上升超過額定電壓，這樣就會(huì)出現(xiàn)一個(gè)很明顯的輸出電壓波紋，且PFM調(diào)制單元從激活到最終使得輸出電壓穩(wěn)定的時(shí)間也變得十分冗長(zhǎng)。針對(duì)上述問題，中國(guó)發(fā)明專利可延長(zhǎng)最小OFF時(shí)間之脈沖頻率調(diào)制式電壓調(diào)節(jié)器(公開號(hào)CN1621988A)提出了一種新的基于PFM的DC/DC變換器，其最小關(guān)斷時(shí)間可隨輸出電壓和額定電壓差值的增大而延長(zhǎng)，采用這種方案后，即使在重負(fù)載條件下，電感電流可以供給電容充電的部分變小時(shí)，仍然可以保證輸出電壓升高到額定電壓值以上，從而使得輸出紋波得以減小。然而，縱觀上述諸多關(guān)于PFM和混合調(diào)制的現(xiàn)有技術(shù)方案，它們均是采用固定Imin的大小而對(duì)開啟時(shí)間或關(guān)斷時(shí)間進(jìn)行調(diào)節(jié)的方法來克服PFM重載下輸出波紋過大的問題，無論如何調(diào)節(jié)時(shí)間，每個(gè)調(diào)制周期IL都要降低到Imin的水平，未從根本上解決輸出紋波過大的問題。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述技術(shù)問題，本發(fā)明的一個(gè)目的在于提供一種PFM型DC/DC變換器，可在重負(fù)載條件(Iout大于額定輸出值)下根據(jù)輸出電流的增大同時(shí)提高電感電流的最小值Imin，縮短功率開關(guān)晶體管開關(guān)脈沖周期，從而降低輸出電壓產(chǎn)生的紋波。
本發(fā)明的另一個(gè)目的在于提供一種PFM型DC/DC轉(zhuǎn)換器，使其在輕負(fù)載條件下(Iout小于額定輸出值)，維持電感電流最小值為0，增大功率開關(guān)管開關(guān)脈沖周期，從而保證較高的轉(zhuǎn)換效率。
本發(fā)明的又一個(gè)目的在于提供一種PFM型DC/DC轉(zhuǎn)換器，使得從PFM調(diào)制激活到輸出達(dá)到穩(wěn)態(tài)所用時(shí)間減小。
本發(fā)明提供一種脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，用以將一直流電壓源轉(zhuǎn)換成電壓高于此直流電源的穩(wěn)定輸出的直流電壓源，包含一邏輯控制模塊，用以產(chǎn)生一脈沖頻率切換信號(hào)來進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換；一反饋網(wǎng)絡(luò)電路，用以產(chǎn)生響應(yīng)于輸出電壓值的反饋信號(hào)；一誤差放大器電路，用以將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之間的差值進(jìn)行放大處理；一低通濾波電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，用以將放大后的誤差信號(hào)濾去高頻部分，并轉(zhuǎn)換為可供DC/DC轉(zhuǎn)換用的電感電流；一CS信號(hào)產(chǎn)生電路，即反饋電壓檢測(cè)比較器，用以檢測(cè)反饋電壓和基準(zhǔn)電壓之間的差值，并改變CS信號(hào)控制邏輯控制模塊工作；一ICU信號(hào)產(chǎn)生電路，用以比較電感電流最小值與電感電流之間的差值，并改變ICU信號(hào)控制邏輯控制模塊工作。


圖1為本發(fā)明所涉及的DC/DC轉(zhuǎn)換器在兩種負(fù)載情況下的工作波形圖。
圖2為本發(fā)明所涉及的DC/DC轉(zhuǎn)換器的頂層電路模塊圖。
圖3為本發(fā)明所涉及的DC/DC轉(zhuǎn)換器中低通濾波和電壓電流轉(zhuǎn)換模塊的細(xì)部設(shè)計(jì)圖。
附圖標(biāo)記說明圖1Ipeak電感峰值電流Iout電感電流有效輸出值Imin電感電流最小值Imin(H)重載條件下電感電流最小值Imin(L)輕載條件下電感電流最小值圖2VDD電源線接頭GND地VSS內(nèi)部模塊等效“地”GNDL功率等效“地”DC_Power supply直流輸入源L電感C電容Load負(fù)載Vref基準(zhǔn)電壓源Vbias運(yùn)放偏置信號(hào)M2P功率開關(guān)PMOS管M2N功率開關(guān)NMOS管M1電感電流最小值檢測(cè)管Comparator_1電感電流檢測(cè)比較器Comparator_2反饋電壓檢測(cè)比較器Feedback Network反饋網(wǎng)絡(luò)V1b反饋電壓輸出節(jié)電Error_amp誤差運(yùn)算放大器R1-R4運(yùn)放外接電阻Lowpass_V-to-I低通濾波、電壓電流轉(zhuǎn)換單元Iout電感電流最小值輸出端Logic_control邏輯控制模塊ICU電流控制使能端CS邏輯控制模塊選通端N_ON M2N工作脈沖輸出端P_ON M2P工作脈沖輸出端圖3VDD電源線接頭VSS內(nèi)部模塊等效“地”
Switch12-14 MOS開關(guān)電容組a_inv N_ON工作脈沖反相器C1輸入采樣電容C0輸出保持電容R0負(fù)反饋電阻M0電流產(chǎn)生MOS管Comparator_V電壓比較器Iout電感電流最小值輸出端具體實(shí)施方式
在本發(fā)明所述的PFM型DC/DC轉(zhuǎn)換器中，使用控制邏輯產(chǎn)生模塊來產(chǎn)生調(diào)制控制信號(hào)，用以控制功率開關(guān)晶體管開啟和關(guān)斷，從而實(shí)現(xiàn)輸入到輸出的DC/DC轉(zhuǎn)換。輸出電壓經(jīng)過反饋網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生一反饋電壓信號(hào)，當(dāng)反饋電壓低于預(yù)定的額定電壓時(shí)，其差值通過誤差放大器加以放大，并通過低通濾波和電壓-電流轉(zhuǎn)換單元，轉(zhuǎn)換為電流，此電流作為電感電流最小值Imin，使得Imin隨著輸出電流的增大相應(yīng)提高到大于0的程度，從Imin到Ipeak的NMOS開啟時(shí)間減小小，同時(shí)電路通過電流檢測(cè)模塊檢測(cè)Iout和Imin的大小，以便在Iout下降到Imin的時(shí)候，改變PFM控制脈沖，關(guān)斷功率開關(guān)晶體管，使得Iout重新上升，相比于原有技術(shù)方案中Iout要降低到Imin＝0的水平，這種PFM控制方法，通過提高Imin，利用PWM的原理同時(shí)減小了開關(guān)管開啟時(shí)間和關(guān)斷時(shí)間，進(jìn)而改變了開關(guān)管控制脈沖的周期，從根本上減小了輸出電壓的紋波。而當(dāng)電路處于輕負(fù)載條件下(Iout＜額定電流)，誤差放大器檢測(cè)到的電壓相對(duì)于重載時(shí)反相，電壓電流轉(zhuǎn)換模塊輸出電流為0，即此時(shí)的Imin為0，功率開關(guān)晶體管開啟和關(guān)斷時(shí)間均相對(duì)于Imin大于0時(shí)延長(zhǎng)，進(jìn)而使得功率開關(guān)管控制脈沖周期延長(zhǎng)，仍可以保證較高的轉(zhuǎn)換效率。
誤差放大器的最佳方案為三輸入兩輸出的運(yùn)算放大器，其中三個(gè)輸入端其中的兩個(gè)分別為反饋電壓和額定電壓的檢測(cè)端，分別通過阻值約為20k的電阻接到反饋電壓檢測(cè)點(diǎn)和產(chǎn)生額定電壓的基準(zhǔn)電壓源上，另一個(gè)輸入端為運(yùn)算放大器的偏置端，接運(yùn)放偏置信號(hào)。兩輸出端信號(hào)均為反相輸出信號(hào)，并作為低通濾波和電壓-電流變換模塊的輸入信號(hào)接到相應(yīng)的電路節(jié)點(diǎn)上。在作為檢測(cè)端的輸入端和對(duì)應(yīng)得反相輸出端之間跨接有阻值約為20K的電阻，以實(shí)現(xiàn)運(yùn)算放大的功能。
低通濾波和電壓-電流轉(zhuǎn)換模塊的最佳方案如下低通濾波電路由開關(guān)電容濾波器組成，其工作時(shí)鐘為控制NMOS功率開關(guān)晶體管的脈沖，以避免浪涌電流的產(chǎn)生。采樣電容C1并聯(lián)于兩組交替開關(guān)的開關(guān)MOS管之間，對(duì)輸入電壓進(jìn)行采樣。C0并聯(lián)于后一組開關(guān)MOS管的輸出端，容值相對(duì)于C1較大，對(duì)濾波后的信號(hào)進(jìn)行保持。電壓電流轉(zhuǎn)換模塊的輸入即為C0上保持的低頻信號(hào)，模塊的核心為一電壓比較器，其可根據(jù)C0上電壓的極性控制電流產(chǎn)生晶體管M0的導(dǎo)通和開啟，實(shí)現(xiàn)Imin＞0和Imin＝0的切換。比較器的負(fù)端通過負(fù)反饋電阻R接地，R與電流產(chǎn)生晶體管M0相串聯(lián)，這種連接構(gòu)成電流電壓負(fù)反饋，增大了輸出阻抗，使電壓電流轉(zhuǎn)換單元的輸出更趨近于恒流源。
以下結(jié)合附圖和具體實(shí)施例對(duì)本發(fā)明的技術(shù)方案作進(jìn)一步的描述實(shí)施例如圖2所示，PFM型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換芯片由功率開關(guān)晶體管(M2N、M2P)、邏輯控制模塊(logic_Control)，反饋網(wǎng)絡(luò)(Feedback Network)、誤差放大器(Error Amp)、低通濾波電壓電流轉(zhuǎn)換模塊(Lowpass_V-to-I)和相應(yīng)的邏輯控制信號(hào)(如ICU、CS等)檢測(cè)產(chǎn)生電路組成。(電感電流峰值保護(hù)電路和低壓關(guān)斷電路屬于現(xiàn)有技術(shù)的一部分，在圖示電路中未標(biāo)出)，直流電源，電感，電容等均為芯片外接元件。如圖2所示，直流電源DC_Power supply通過電感L和功率開關(guān)管M2P、M2N相耦合，M2N管另一端接地，M2P管另一端與負(fù)載Load耦合，負(fù)載Load另一端接地。外接元件C并聯(lián)到Load的兩端，用以在功率開關(guān)管關(guān)斷期間對(duì)Load進(jìn)行充電。反饋網(wǎng)絡(luò)(Feedback Network)通過與負(fù)載Load相耦合(耦合節(jié)點(diǎn)為Vload)，通過電阻的分壓作用產(chǎn)生Vfb，Vfb作為反饋電壓檢測(cè)比較器的負(fù)端輸入，由基準(zhǔn)電壓源產(chǎn)生的額定電壓Vref作為比較器的正端輸入，比較器的輸出信號(hào)接邏輯控制模塊使能CS。另一方面，Vref和Vfb分別作為誤差放大器的正負(fù)檢測(cè)端輸入信號(hào)，分別通過R3，R2耦合到誤差運(yùn)算放大器的輸入端Vin+、Vin-，其第三輸入端接片內(nèi)產(chǎn)生的運(yùn)放偏置信號(hào)Vbias，在運(yùn)放的輸入輸出端跨接有R1，R4作為運(yùn)算反饋電阻。在誤差信號(hào)經(jīng)過運(yùn)算放大處理從運(yùn)放的Vout+，Vout-輸出，并作為低通濾波、電壓電流轉(zhuǎn)換單元的輸入信號(hào)和此單元的輸入端Vin-、Vin+相耦合。
低通濾波、電壓電流轉(zhuǎn)換單元由兩部分組成低通濾波器為一開關(guān)電容濾波器，Switch12-15為開關(guān)電容MOS管，Switch12一端與14相串聯(lián)，另一端接單元輸入Vin+，Switch14另一端接電壓電流轉(zhuǎn)換模塊中的比較器正端，Switch13一端與15相串聯(lián)，另一端接單元輸入Vin-，Switch15另一端接VSS。采樣電容C0，并聯(lián)在Switch14、15輸出端，在上述開關(guān)開啟時(shí)對(duì)輸入電壓進(jìn)行采樣；保持電容C1，其值大于C0，并聯(lián)在Switch12、13的輸出端，在上述開關(guān)開啟時(shí)，對(duì)采樣電容C0上的電壓進(jìn)行保持。M2N工作脈沖N_ON直接控制Switch14、15，經(jīng)過反相器a_inv反相后控制Switch12、13，起到了抑制浪涌電流的作用。電壓電流轉(zhuǎn)換模塊由電壓比較器comparator_V、電流產(chǎn)生晶體管M0、反饋電阻R0組成，其中比較器負(fù)端通過反饋電阻R0接VSS，輸出端接M0的柵極，M0源極與反饋電阻相串聯(lián)，漏極接電感電流最小值輸出端Iout。
M1源極與M2N漏極、M2P源極相耦合，其漏極接電感電流檢測(cè)比較器Comparator_1的負(fù)端，并和Iout相連。M2P的漏極和Comparator_1的正端。Comparator_1的輸出為電流控制使能端ICU。
邏輯控制模塊輸入為ICU和CS，輸出為P_ON和N_ON，其中P_ON接M2P、M1的柵極，N_ON接M2N的柵極。
以下結(jié)合附圖中的波形圖描述所述技術(shù)方案之實(shí)施例的工作過程，以便方案更容易為一般技術(shù)人員所理解如圖1所示，在重載條件下，Iout相對(duì)于額定值上升，高負(fù)載使得反饋網(wǎng)絡(luò)分壓下降，V1b降低到Vref以下，Comparator_2輸出的CS信號(hào)為高，開啟控制邏輯模塊中的相應(yīng)電路。同時(shí)V1b和Vref之間的差值被誤差放大器所檢測(cè)，并經(jīng)過運(yùn)算放大處理和低通濾波過程，促使Comparator_V的輸出為高，M0導(dǎo)通并經(jīng)由Iout和M1產(chǎn)生大小和V1b、Vref誤差值成正比的電感電流最小值Imin(H)，同時(shí)N_ON、P_ON控制M2N關(guān)斷、M2P開啟，電感電流IL開始上升，直到達(dá)到電感峰值保護(hù)電路規(guī)定的Ipeak，峰值電流保護(hù)促使功率開關(guān)管狀態(tài)轉(zhuǎn)換，M2N關(guān)斷，M2P開啟，IL電流開始下降，當(dāng)其下降到和Imin(H)相等時(shí)，Comparator_1輸出ICU發(fā)生翻轉(zhuǎn)，促使邏輯控制模塊改變N_ON和P_ON的狀態(tài)，功率開關(guān)管狀態(tài)再次轉(zhuǎn)換，M2N開啟，M2P關(guān)斷，IL重新開始上升，如此周而復(fù)始，IL呈現(xiàn)出波紋變化的特征，與現(xiàn)有技術(shù)中Imin為0相比，Imin隨Iout增大而升高，不僅可以同時(shí)減小功率開關(guān)管的開啟和關(guān)斷時(shí)間，進(jìn)而減小紋波周期，而且可以減小紋波的峰-峰值(Ipeak-Imin(H))，從根本上解決了傳統(tǒng)PFM型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器在重載條件下紋波較大的缺陷。
在輕載條件下，V1b大于Vref，CS信號(hào)為低，使得邏輯控制模塊相應(yīng)電路鎖死，經(jīng)過運(yùn)算放大和濾波處理后的信號(hào)與重載條件下相比反相，致使電流產(chǎn)生晶體管M0關(guān)斷，Imin仍為0，這樣電路就可以工作在傳統(tǒng)的PFM調(diào)制方式下，功率開關(guān)晶體管工作脈沖周期變長(zhǎng)，進(jìn)而保證了較高的效率。
權(quán)利要求
1.一種脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，用以將一直流電壓源轉(zhuǎn)換成電壓高于此直流電源的穩(wěn)定輸出的直流電壓源，包含一邏輯控制模塊，用以產(chǎn)生一脈沖頻率切換信號(hào)來進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換；一反饋網(wǎng)絡(luò)電路，用以產(chǎn)生響應(yīng)于輸出電壓值的反饋信號(hào)；一誤差放大器電路，用以將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之間的差值進(jìn)行放大處理；一低通濾波電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，用以將放大后的誤差信號(hào)濾去高頻部分，并轉(zhuǎn)換為可供DC/DC轉(zhuǎn)換用的電感電流；一CS信號(hào)產(chǎn)生電路，即反饋電壓檢測(cè)比較器，用以檢測(cè)反饋電壓和基準(zhǔn)電壓之間的差值，并改變CS信號(hào)控制邏輯控制模塊工作；一ICU信號(hào)產(chǎn)生電路，用以比較電感電流最小值與電感電流之間的差值，并改變ICU信號(hào)控制邏輯控制模塊工作。
2.如權(quán)利要求1中的脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，在重載條件下隨輸出電壓的變化，自動(dòng)增大電感電流的最小值。
3.如權(quán)利要求1中的脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，在輕載條件下，自動(dòng)將電感電流最小值降到0。
4.如權(quán)利要求2中的脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，其中誤差放大器由一外接有匹配電阻的運(yùn)算放大器構(gòu)成，將基準(zhǔn)電壓與反饋電壓之間的正差值，按一定的增益進(jìn)行放大，并作為低通濾波電路的輸入，同時(shí)CS信號(hào)產(chǎn)生電路檢測(cè)到正差值，將CS信號(hào)置1，開啟邏輯控制模塊中的功率開關(guān)管相關(guān)控制電路。低通濾波電壓電流轉(zhuǎn)換模塊在邏輯控制模塊輸出的作用下，對(duì)輸入電壓進(jìn)行低通濾波處理，并通過電壓電流轉(zhuǎn)換單元將濾波后的電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為電流信號(hào)，并作為電感電流的最小值，為ICU信號(hào)產(chǎn)生電路實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)。
5.如權(quán)利要求2中的脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，其中ICU信號(hào)產(chǎn)生電路由功率開關(guān)PMOS管、電感電流檢測(cè)管和檢測(cè)比較器構(gòu)成；檢測(cè)比較器實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè)功率開關(guān)PMOS管中輸出電流值與電感電流檢測(cè)管中由低通濾波電壓電流轉(zhuǎn)換模塊得到的電感電流最小值之間的差值變化，并在兩者相等時(shí)改變ICU信號(hào)的狀態(tài)，使邏輯控制模塊改變功率開關(guān)管的控制脈沖，減小功率開關(guān)PMOS管的開啟時(shí)間，實(shí)現(xiàn)重載下的低紋波DC/DC轉(zhuǎn)換。
6.如權(quán)利要求3中的脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，在輕載條件下，經(jīng)誤差放大器放大、低通濾波電路濾波的基準(zhǔn)電壓與反饋電壓的負(fù)差值未能使電壓電流轉(zhuǎn)換單元工作，電感電流最小值恢復(fù)到0，且CS信號(hào)產(chǎn)生電路將CS置0，關(guān)斷邏輯控制模塊中相應(yīng)的控制電路，由于ICU信號(hào)產(chǎn)生電路中檢測(cè)的電感電流最小值下降。
全文摘要
一種脈沖頻率調(diào)制型DC/DC升壓轉(zhuǎn)換器，用以將一直流電壓源轉(zhuǎn)換成電壓高于此直流電源的穩(wěn)定輸出的直流電壓源，包含邏輯控制模塊，用以產(chǎn)生一脈沖頻率切換信號(hào)來進(jìn)行DC/DC轉(zhuǎn)換；反饋網(wǎng)絡(luò)電路，用以產(chǎn)生響應(yīng)于輸出電壓值的反饋信號(hào)；誤差放大器電路，用以將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓之間的差值進(jìn)行放大處理；低通濾波電壓電流轉(zhuǎn)換模塊，用以將放大后的誤差信號(hào)濾去高頻部分，并轉(zhuǎn)換為可供DC/DC轉(zhuǎn)換用的電感電流；CS信號(hào)產(chǎn)生電路，即反饋電壓檢測(cè)比較器，用以檢測(cè)反饋電壓和基準(zhǔn)電壓之間的差值，并改變CS信號(hào)控制邏輯控制模塊工作；ICU信號(hào)產(chǎn)生電路，用以比較電感電流最小值與電感電流之間的差值，并改變ICU信號(hào)控制邏輯控制模塊工作。
文檔編號(hào)H02M1/08GK1925293SQ20061001562
公開日2007年3月7日 申請(qǐng)日期2006年9月11日 優(yōu)先權(quán)日2006年9月11日
發(fā)明者褚以人 申請(qǐng)人:天津英諾華微電子技術(shù)有限公司