專利名稱：Dc/dc轉換器的開關電流限制電路的制作方法
技術領域：
DC/DC轉換器的開關電流限制電路本實用新型涉及集成電路設計，具體地說是一種用于DC/DC轉換器(BUCK)中的開 關電流限制電路。

圖1顯示的是現(xiàn)在普遍采用的DC/DC轉換器工作環(huán)路，包括鋸齒波產生電路、BUCK 結構的電壓轉換電路、輸出電壓反饋電路和開關電流限制電路。鋸齒波的斜率由兩部分相 加第一部分是一個固定的斜率，由轉換器以外的集成元件提供；第二部分的斜率與開關 電流成正比，由開關電流檢測電路從接入輸入電壓的匪OS開關管漏極上獲得。轉換器的輸 出電壓經反饋網(wǎng)絡產生一反饋電壓接到誤差放大器的負輸入端。誤差放大器的輸出端為節(jié) 點1，節(jié)點1的電壓與鋸齒波電壓經比較器相比較后產生一方波輸出，該方波的占空比決定 輸出電壓。開關電流增加，鋸齒波電壓峰值也會增加，節(jié)點1電壓隨之增加，從而輸出占空 比保持不變。當節(jié)點1電壓增加超過設定值時，由開關電流限制電路把節(jié)點1的電壓鉗制 在這一設定值，如果開關電流繼續(xù)增加，占空比就會變小，開關管的導通時間變短，開關電 流的增加受到抑制而穩(wěn)定下來。上述開關電流限制電路是由一個偏置電壓和一個PMOS下拉管或PNP晶體管組成 (見圖1中虛線框內所示)，PMOS下拉管漏極(或者PNP晶體管的集電極)連接誤差放大 器的輸出端即圖1中的節(jié)點1，偏置電壓接到PMOS下拉管(或者PNP晶體管)的柵極。該 電路有兩個缺點一、下拉管本身的閾值存在一定的工藝和溫度偏差，因此節(jié)點1的電壓也存在一 定的偏差，這影響了限制電流的精度.二、在輸出電壓變化范圍比較寬的情況下，限制電流會隨著輸出電壓的升高而變 小。原因是節(jié)點1的電壓被限制在某一電壓上，因此鋸齒波的峰值電壓也就被限制在該電 壓上，開關限制電流的大小由峰值電壓減去在這個時刻上的固定斜率鋸齒波電壓的電壓差 來決定，在輸入電壓不變的情況下，輸出電壓越高，占空比變大，固定斜率鋸齒波的電壓越 高，電壓差變小，這樣開關限制電流變小，所以限制電流會隨著輸入電壓的升高而變小。為了克服上述開關電流限制電路的缺陷，本實用新型提供一種DC/DC轉換器的開 關電流限制電路，不僅可以提高限制電流的精度，而且減小了限制電流隨著輸入電壓的升 高而變小的程度。本實用新型的技術方案是一種DC/DC轉換器的開關電流限制電路，包括運算放 大器、下拉管和偏置電壓產生電路，其特征在于以DC/DC轉換器中誤差放大器輸出端為一 節(jié)點連接所述下拉管的漏極和所述運算放大器的同相輸入端，所述下拉管的柵極連接所述 運算放大器的輸出端，所述下拉管的源極接地；偏置電壓產生電路的輸出端接至所述運算 放大器的反相輸入端，所述偏置電壓產生電路的輸入端接至DC/DC轉換器的輸出電壓。[0008]所述偏置電壓產生電路輸出的偏置電壓等于一個固定的電壓和一個與輸出電壓 成比例的電壓相加。與傳統(tǒng)的電流限制電路相比，該實用新型在兩個方面做了改進一、限制電流更精確。用一個運放和一個下拉管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的下拉管，DC/DC轉換器 中誤差放大器輸出端節(jié)點的電壓小于偏置電壓時，下拉管關閉，該節(jié)點的電壓上升到偏置 電壓值時，運放將鉗制該節(jié)點的電壓于偏置電壓。二、增加了偏置電壓產生電路，產生的偏置電壓等于一個固定電壓加上一個與輸 出電壓成正比的電壓，調節(jié)誤差放大器輸出端節(jié)點的電壓，使二者電壓之差維持在一個恒 定值，開關限制電流也將維持不變，也就是說開關電流與輸出電壓無關。圖1含傳統(tǒng)開關電流限制電路的DC/DC轉換器工作環(huán)路圖圖2含本實用新型開關電流限制電路的DC/DC轉換器工作環(huán)路圖。.圖3是圖2中偏置電壓產生電路結構圖。下面結合本實用新型的實施例及其附圖所進一步說明。見圖2所示的DC/DC轉換器的開關電流限制電路，包括下拉管10、運算放大器20 和偏置電壓產生電路30三部分，以DC/DC轉換器中誤差放大器輸出端為一節(jié)點1連接所述 下拉管10的漏極和所述運算放大器20的同相輸入端，所述下拉管10的柵極連接所述運算 放大器20的輸出端，所述下拉管10的源極接地；偏置電壓產生電路30的輸出端接至所述 運算放大器20的反相輸入端，偏置電壓產生電路30的輸入端接至DC/DC轉換器的輸出電 壓。在轉換器開啟后，與現(xiàn)有技術一樣，電路將產生一個鋸齒波，鋸齒波的斜率由兩部 分相加，第一部分是一個固定的斜率，第二部分的斜率與開關電流成正比。該鋸齒波與節(jié)點 1電壓由比較器進行比較，諧波電壓小于節(jié)點1的電壓時，開關管打開，開關電流上升；一旦 諧波電壓超過節(jié)點1電壓，開關管關閉，直到下一個周期來才重新打開。節(jié)點1的電壓由系統(tǒng)的工作環(huán)路來決定。在節(jié)點1的電壓低于開關電流鉗制電壓 時，節(jié)點1的電壓隨開關電流的增加而上升，當節(jié)點1的電壓被鉗制在偏置電壓時，開關電 流也相應的被限制在某一電流值。本實用新型改變了轉換器中的開關電流限制電路。當節(jié)點1的電壓低于偏置電壓 時，下拉管10關閉；當節(jié)點1的電壓超過偏置電壓時，下拉管10打開，運算放放大器20把 節(jié)點1的電壓鉗制在偏置電壓上。運算放大器20遠遠降低了工藝和溫度對節(jié)點1的電壓 的影響，開關限制電流受工藝和溫度的影響相應的大為減小，精度遠遠提高圖3所示的是本實用新型選用的偏置電壓產生電路30，該電路30輸入端連接轉換 器的輸出電壓，其輸出端向運算放放大器20反相輸入端提供一個偏置電壓。因該電路30的 結構屬于公知的，圖3已清楚表達，恕不詳細介紹各個組件及其連接關系。用該電路30獲 得的偏置電壓等于一個固定的電壓和一個與輸出電壓成比例的電壓相加，該偏置電壓會隨 著輸出電壓的升高而升高。鋸齒波的峰值電壓也相應的增加。另一方面，輸出電壓的升高會使開關管的打開時間變長，鋸齒波中固定斜率這一部分的峰值電壓也在升高。當偏置電 壓升高的值等于固定斜率鋸齒波電壓升高的值時，開關限制電流與輸出電壓不再相關。也 就是說，本實用新型的開關電流限制電路對開關限制電流隨輸出電壓升高而變小的情況做 了一個校正。
權利要求一種DC/DC轉換器的開關電流限制電路，包括運算放大器、下拉管和偏置電壓產生電路，其特征在于以DC/DC轉換器中誤差放大器輸出端為一節(jié)點連接所述下拉管的漏極和所述運算放大器的同相輸入端，所述下拉管的柵極連接所述運算放大器的輸出端，所述下拉管的源極接地；偏置電壓產生電路的輸出端接至所述運算放大器的反相輸入端，所述偏置電壓產生電路的輸入端接至DC/DC轉換器的輸出電壓。
2.根據(jù)權利要求1所述的DC/DC轉換器的開關電流限制電路，其特征在于所述偏置電 壓產生電路輸出的偏置電壓等于一個固定的電壓和一個與輸出電壓成比例的電壓相加。
專利摘要一種DC/DC轉換器的開關電流限制電路，包括運算放大器、下拉管和偏置電壓產生電路，DC/DC轉換器中誤差放大器輸出端連接下拉管的漏極和運算放大器的同相輸入端，下拉管的柵極連接運算放大器的輸出端，下拉管的源極接地；偏置電壓產生電路的輸出端接至運算放大器的反相輸入端，偏置電壓產生電路的輸入端接至DC/DC轉換器的輸出電壓。本實用新型用一個運放和一個下拉管代替?zhèn)鹘y(tǒng)的下拉管，限制電流更精確，偏置電壓等于一個固定的電壓和一個與輸出電壓成比例的電壓相加，開關限制電流與輸出電壓不再相關，對現(xiàn)有技術中開關限制電流隨輸出電壓升高而變小的情況做了一個校正。
文檔編號H02M3/137GK201674397SQ201020141168
公開日2010年12月15日 申請日期2010年3月25日 優(yōu)先權日2010年3月25日
發(fā)明者馮林, 李茂登, 肖國慶 申請人:上海沙丘微電子有限公司