專利名稱：峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種電路結(jié)構(gòu)，尤其是一種峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，具體地說(shuō)是用于電流模DC-DC變換器峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，屬于電流模DC-DC變換器的技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
DC-DC變換器根據(jù)所采用的反饋方式可以分為電壓模和電流模兩種類型。其中， 電壓反饋控制是開關(guān)電源最基本的一種控制技術(shù)，屬于單環(huán)反饋控制方式。電壓反饋控制只通過(guò)一個(gè)電壓反饋信號(hào)實(shí)現(xiàn)整個(gè)電路的負(fù)反饋，整個(gè)控制電路中只有一個(gè)反饋環(huán)路，是一種單環(huán)控制系統(tǒng)。電流控制可以分為平均電流和峰值電流反饋控制，由于平均電流反饋控制電流放大器在開關(guān)頻率處的增益有最大限制，而且雙閉環(huán)放大器帶寬、增益等參數(shù)設(shè)計(jì)調(diào)試復(fù)雜，因此在實(shí)際中很少采用。通常所說(shuō)的電流反饋控制都是只峰值電流反饋控制。 DC-DC變換器中的峰值電流電路能夠避免整個(gè)電路電流過(guò)大造成的損壞，但是相應(yīng)峰值電流電路一般會(huì)設(shè)計(jì)一個(gè)固定的峰值電流限制，但一般峰值電流電流限制較整個(gè)電路正常工作時(shí)的最大負(fù)載電流都要大很多。而開關(guān)管導(dǎo)通電阻以及整個(gè)變換器功耗散熱等一般都按照實(shí)際工作負(fù)載電流來(lái)考慮。但當(dāng)變換器工作在異常狀況，例如短路時(shí)，會(huì)長(zhǎng)時(shí)候保持在最大峰值電流工作，則會(huì)導(dǎo)致變換器的損壞，影響變換器的正常使用。
發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中存在的不足，提供一種峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，其結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，確保變換器的使用安全，降低變換器的使用成本，安全可靠。按照本實(shí)用新型提供的技術(shù)方案，所述峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的輸出端與第三MOS管的柵極端相連，第三MOS管的源極端與運(yùn)算放大器的反相端相連后通過(guò)第一電阻接地，第三MOS管的漏極端分別與第一 MOS管的漏極端、第一 MOS管的柵極端及第二 MOS管的柵極端相連；第一 MOS管與第二 MOS 管的源極端對(duì)應(yīng)相連后與電源IDC相連，電源IDC對(duì)應(yīng)于與第二 MOS管源極端相連的另一端與第二 MOS管的漏極端相連；第二 MOS管的漏極端通過(guò)第二電阻接地。所述運(yùn)算放大器的同相端為反饋電壓輸入端ra。所述第一 MOS管、第二 MOS管及第三MOS管均為P型MOS管。本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)運(yùn)算放大器與第三MOS管M3對(duì)應(yīng)相連后形成電壓跟隨器，運(yùn)算放大器的同相端接受負(fù)載反饋電壓Vfb，第三MOS管M3的漏極端與第一 MOS管Ml的漏極端、第一 MOS管Ml的柵極端及第二 MOS管M2的柵極端相連，負(fù)載反饋電壓Vfb產(chǎn)生的電流 11通過(guò)第一 MOS管Ml與第二 MOS管M2鏡像后得到電流12，并與電源IDC對(duì)應(yīng)配合后產(chǎn)生電壓Vcalmp ；所述電壓Vcalmp與峰值電流電路中的采樣電流呈線性變化關(guān)系，因此通過(guò)峰值電流電路輸出電壓與電壓Vcalmp比較后能夠控制PWM比較器輸出的翻轉(zhuǎn)，能夠控制整個(gè)DC-DC變換器的使用狀態(tài)，避免DC-DC 變換器驅(qū)動(dòng)負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間工作于最大峰值電流狀態(tài)，確保DC-DC變換器的使用安全，降低了 DC-DC變換器的使用成本，延長(zhǎng)使用壽命，安全可靠。

圖1為本實(shí)用新型的電路原理圖。附圖標(biāo)記說(shuō)明1-運(yùn)算放大器。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體附圖和實(shí)施例對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步說(shuō)明。如圖1所示為了能夠?qū)Ψ逯惦娏麟娐份敵鲭妷鹤詣?dòng)調(diào)節(jié)，本實(shí)用新型包括運(yùn)算放大器1，所述運(yùn)算放大器1的輸出端與第三MOS管M3的柵極端相連，運(yùn)算放大器1的反相端與第三MOS管M3的源極端相連，運(yùn)算放大器1的同相端形成反饋電壓輸入端FB ；運(yùn)算放大器1與第三MOS管M3連接后形成電壓跟隨器。第三MOS管M3的源極端通過(guò)第一電阻 Rl接地，第三MOS管M3的漏極端與第一 MOS管Ml的漏極端、第一 MOS管Ml的柵極端及第二 MOS管M2的柵極端相連。第一 MOS管Ml的柵極端與第二 MOS管M2的柵極端相連，從而第一 MOS管Ml與第二 MOS管M2間形成鏡像源。第一 MOS管Ml與第二 MOS管M2的源極端對(duì)應(yīng)相連，并與電源IDC的一端相連，電源IDC對(duì)應(yīng)于與第二 MOS管M2源極端相連的另一端與第二 MOS管M2的漏極端相連，第二 MOS管M2的漏極端與電源IDC相交于Y點(diǎn)，并通過(guò)第二電阻R2接地。第一 MOS管Ml、第二 MOS管M2及第三MOS管M3均為P型MOS管。電源 IDC可以為電流源或者電壓源。使用時(shí)，運(yùn)算放大器1的反饋電壓輸入端FB與反饋電壓Vfb相連，所述反饋電壓Vfb 為DC-DC變換器帶載時(shí)通過(guò)對(duì)負(fù)載電壓的采樣得到，一般可假設(shè)通過(guò)取樣電阻來(lái)采樣得到反饋電壓VFB。當(dāng)反饋電壓Vfb加載于運(yùn)算放大器1的同相端后，由于運(yùn)算放大器1形成電壓跟隨器，運(yùn)算放大器1使第三MOS管M3導(dǎo)通的同時(shí)會(huì)產(chǎn)生電流11，所述電流11可以表示為/1 = ^ (1)
Rl由于第一 MOS管Ml與第二 MOS管M2形成鏡像源，且第一 MOS管Ml與第二 MOS管 M2相應(yīng)導(dǎo)電溝道的寬長(zhǎng)比可以任意設(shè)定，這里假設(shè)第一 MOS管Ml與第二 MOS管M2相應(yīng)導(dǎo)電溝道的寬長(zhǎng)比為1 1，因此能夠在第二 MOS管M2的漏極端得到與電流Il相同的電流值；也即12 = Il (2)因此，流過(guò)第二 MOS管M2漏極端的電流12與電源在Y點(diǎn)產(chǎn)生相應(yīng)的電壓值 Vclamp JJ Vcalmp可以表示為Vclamp = — ^ Vfb + Vdc(3)
Rl此電壓Vcalmp也即是電流模DC-DC變換器中當(dāng)負(fù)載處于大電流工作時(shí)，輸入到 PWM比較器輸入端的最大峰值電壓值。為了保證DC-DC變換器的安全，PWM比較器的一端與峰值電流電路相連。峰值電流電路用于對(duì)DC-DC變換器驅(qū)動(dòng)相應(yīng)負(fù)載的電流采樣并轉(zhuǎn)換為電壓后輸入到PWM比較器的另一端，當(dāng)峰值電流電路輸出的電壓值與Vcalmp相等時(shí)，PWM比較器向PWM控制器輸出相 應(yīng)的控制信號(hào)，使PWM控制器關(guān)斷整個(gè)DC-DC變換器的輸出，確保 DC-DC變換器的使用安全。具體地，假設(shè)峰值電流電路輸出的電壓為VP，當(dāng)忽略斜坡補(bǔ)償量時(shí)，可以將Vp表示為Vp = IP*RS (4)其中，Ip為濾波電感電流，Rs為采樣電阻。 當(dāng)電壓Vclamp與電壓Vp電壓相同時(shí)，PWM比較器發(fā)生翻轉(zhuǎn)，也即達(dá)到電流模DC-DC 變換器的電流限制；此時(shí)，有VFB+VDC =Ip* Rs(5)能夠得到
D
t^^v +V由上式(6)可知，采樣得到的濾波電感電流Ip隨著負(fù)載反饋電壓Vfb線性變化。因此，當(dāng)DC-DC變換器驅(qū)動(dòng)負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間工作在最大峰值電流工作時(shí)，能夠根據(jù)負(fù)載反饋電壓 Vfb間的電壓跟隨，從而實(shí)現(xiàn)了峰值電流的動(dòng)態(tài)調(diào)節(jié)，并通過(guò)PWM比較器輸出的翻轉(zhuǎn)關(guān)斷整個(gè)變換器，確保整個(gè)變換器的使用安全。當(dāng)峰值電流電路的采樣電壓Ip跟隨負(fù)載焊塊電壓 Vfb線性變化后，峰值電流電路的輸出也會(huì)跟隨相應(yīng)的變化，確保能夠使PWM比較器輸出的翻轉(zhuǎn)，達(dá)到通過(guò)PWM比較器輸出狀態(tài)的翻轉(zhuǎn)控制DC-DC變換器的工作狀態(tài)。當(dāng)實(shí)際中考慮斜坡補(bǔ)償量時(shí)，濾波電感電流Ip與負(fù)載反饋電壓Vfb同樣也保持相應(yīng)的線性關(guān)系。本實(shí)用新型運(yùn)算放大器1與第三MOS管M3對(duì)應(yīng)相連后形成電壓跟隨器，運(yùn)算放大器1的同相端接受負(fù)載反饋電壓Vfb，第三MOS管M3的漏極端與第一 MOS管Ml的漏極端、 第一 MOS管Ml的柵極端及第二 MOS管M2的柵極端相連，負(fù)載反饋電壓Vfb產(chǎn)生的電流Il 通過(guò)第一 MOS管Ml與第二 MOS管M2鏡像后得到電流12，并與電源IDC對(duì)應(yīng)配合后產(chǎn)生電壓Vcalmp ；所述電壓Vcalmp與峰值電流電路中的采樣電流呈線性變化關(guān)系，因此通過(guò)峰值電流電路輸出電壓與電壓Vcalmp比較后能夠控制PWM比較器輸出的翻轉(zhuǎn)，能夠控制整個(gè) DC-DC變換器的使用狀態(tài)，避免DC-DC變換器驅(qū)動(dòng)負(fù)載長(zhǎng)時(shí)間工作于最大峰值電流狀態(tài)，確保DC-DC變換器的使用安全，降低了 DC-DC變換器的使用成本，延長(zhǎng)使用壽命，安全可靠。
權(quán)利要求1.一種峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，其特征是包括運(yùn)算放大器(1)， 所述運(yùn)算放大器(1)的輸出端與第三MOS管(M3)的柵極端相連，第三MOS管(M3)的源極端與運(yùn)算放大器(1)的反相端相連后通過(guò)第一電阻(Rl)接地，第三MOS管(M3)的漏極端分別與第一 MOS管(Ml)的漏極端、第一 MOS管(Ml)的柵極端及第二 MOS管(M2)的柵極端相連；第一 MOS管(Ml)與第二 MOS管(M2)的源極端對(duì)應(yīng)相連后與電源IDC相連，電源IDC 對(duì)應(yīng)于與第二 MOS管(M2)源極端相連的另一端與第二 MOS管(M2)的漏極端相連；第二 MOS 管(M2)的漏極端通過(guò)第二電阻(R2)接地。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，其特征是所述運(yùn)算放大器(1)的同相端為反饋電壓輸入端FB。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，其特征是所述第一 MOS管(Ml)、第二 MOS管(M2)及第三MOS管(M3)均為P型MOS管。
專利摘要本實(shí)用新型涉及一種峰值電流電路輸出電壓自動(dòng)調(diào)節(jié)的電路結(jié)構(gòu)，其包括運(yùn)算放大器，所述運(yùn)算放大器的輸出端與第三MOS管的柵極端相連，第三MOS管的源極端與運(yùn)算放大器的反相端相連后通過(guò)第一電阻接地，第三MOS管的漏極端分別與第一MOS管的漏極端、第一MOS管的柵極端及第二MOS管的柵極端相連；第一MOS管與第二MOS管的源極端對(duì)應(yīng)相連后與電源IDC相連，電源IDC對(duì)應(yīng)于與第二MOS管源極端相連的另一端與第二MOS管的漏極端相連；第二MOS管的漏極端通過(guò)第二電阻接地。本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，調(diào)節(jié)方便，確保變換器的使用安全，延長(zhǎng)變換器的使用壽命，降低變換器的使用成本，安全可靠。
文檔編號(hào)H02M3/156GK202050362SQ201120171130
公開日2011年11月23日 申請(qǐng)日期2011年5月25日 優(yōu)先權(quán)日2011年5月25日
發(fā)明者朱波 申請(qǐng)人:無(wú)錫新硅微電子有限公司