自適應電壓定位直流穩壓器及其控制方法技術

本發明專利技術提出了一種自適應電壓定位直流穩壓器，包括一直流變換主電路和一直流變換控制電路。其中所述直流變換控制電路包括一采樣部分，一反饋部分，一比較部分，一ＰＷＭ產生器部分以及一驅動電路部分。該直流穩壓器實現了自適應電壓定位控制，并且內部結構簡單，外部所需引腳少。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及直流穩壓器電路，更具體地說，本專利技術涉及自適應電壓定位直流穩壓器電路。
技術介紹
近幾年來，一種叫做自適應電壓定位(AVP)的控制被廣泛應用于穩壓器中。自適應電壓定位控制的基本數學關系可參看圖1。如圖1所示，其縱坐標為穩壓器輸出電壓VO，橫坐標為穩壓器輸出電流IO，并且穩壓器輸出電壓VO與輸出電流IO呈函數關系 VO＝VSET-R*IO(1) 其中R為其變化斜率，VSET、R均為定值。當系統負載電流急劇增大(如t1時刻系統從相對輕載跳至相對重載，即輸出電流IO增大)，則根據等式(1)，輸出電壓VO變小，如圖2所示，輸出電壓從接近VMAX降至接近VMIN；當系統負載電流急劇減小(如t2時刻系統從相對重載跳至相對輕載，即輸出電流IO減小)，根據等式(1)，輸出電壓VO變大，如圖2所示，輸出電壓從接近VMIN升至接近VMAX。可以看到，此時輸出電壓VO的變化范圍為(VMAX-VMIN)。而如圖2中間部分所示，當系統沒有自適應電壓定位控制時，當系統負載在t1時刻出現電流急劇增大，其輸出電壓VO從V減小至接近VMIN，而后又迅速回到V；當系統負載在t2時刻出現電流急劇減小，其輸出電壓VO從V增大至接近VMAX，而后又迅速回到V。可以看到，無自適應電壓定位控制的系統，其輸出電壓VO的變化范圍為0.5*(VMAX-VMIN)。其中VMAX和VMIN分別為系統輸出電壓VO可被允許的正負波動值。可以看到，自適應電壓定位控制的系統，其輸出電壓可波動范圍比無自適應電壓定位控制的系統大一倍。同時，自適應電壓定位控制的系統，當系統負載電流增大時，其輸出電壓相應減小，相應減小了損耗。 現有自適應電壓定位控制技術如圖3所示。如圖3所示，電路50包括由開關管S1、S2，電感L，電容CO，負載RL組成的傳統buck電路，其為電路50的直流變換主電路。電路50的直流變換控制電路包括連接在電感L和電容CO之間的電流采樣電阻RS，并聯在負載RL兩端的反饋電阻R1和R2，比較器U0、跨導放大器U1、電流源A、PWM產生器以及驅動電路。其中電流采樣電阻RS兩端電壓被送至跨導放大器U1的兩端，并被轉化成相應電流ISENCE被送至PWM產生器的第一輸入端。反饋電阻R1和R2構成分壓器，反饋系統輸出電壓。反饋電壓經由電阻R3連接至比較器U0的反相輸入端，比較器U0的同相輸入端接收一參考電平VREF。另外輸出電流為I＝K*ISENCE的電流源A的輸出端連接至比較器U0的反相輸入端和電阻R3的一端。其中K為一常系數，ISENCE即跨導放大器U1的輸出電流。比較器U0的輸出端連接一補償網絡Zf，補償網絡Zf的另一端接地；比較器的輸出端還連接至PWM產生器的第二輸入端。PWM產生器的第三輸入端接收一時鐘信號CLK，其輸出端連接至驅動電路的輸入端。驅動電路的兩個輸出端分別連接至開關管S1、S2的門極。 電路50直流變換主電路的運行情況即為傳統buck電路運行情況，這里不再闡述其原理。以下闡述其直流變換控制電路的工作情況由于比較器U0呈高阻狀態，電流源A的輸出電流I流向電阻R3。而根據比較器U0的“虛短”特性，其反相輸入端的電壓等于其正相輸入端的電壓VREF，即 可以推出 而I＝K*ISENCE， 所以 而ISENCE由系統輸出電流IO決定，因此上述等式(2)即等式(1)所表現的輸出電壓與輸出電流IO的函數關系。 因此現有技術電路50實現了自適應電壓定位控制。即，當電路50的負載電流急劇增大，即從相對輕載跳至相對重載，采樣電阻RS兩端電壓增大，增大的電壓經過跨導放大器U1后其電流ISENCE增大，使得電流源A的輸出電流I增大，而根據等式(2)，電路50的輸出電壓將減小。反之，當電路50的負載電流出現急劇減小，即從相對重載跳至相對輕載，采樣電阻RS兩端電壓減小，減小的電壓經過跨導放大器U1后其電流ISENCE減小，使得電流源A的輸出電流I減小，而根據等式(2)，電路50的輸出電壓將增大。于是，電路50實現了自適應電壓定位控制技術輸出電壓可波動范圍大，損耗小的優點。 然而，現有技術電路50通過跨導放大器U1接收采樣電阻RS反饋的系統輸出電流，這需要芯片提供兩個額外的引腳接收電阻RS兩端信號差，而且電阻RS本身將造成一定損耗，降低了效率；同時電路50需要反映輸出電流的電流源A，使得內部結構比較復雜。 于是有必要提供一種內部結構簡單、外接引腳不多并且可以實現自適應電壓定位控制的比較簡單的直流穩壓器電路。
技術實現思路
因此本專利技術的目的在于提供了一種改進的自適應電壓定位直流穩壓器，該直流穩壓器具有內部結構簡單、無需芯片提供額外引腳等優點。 為實現上述目的，本專利技術公開了一種自適應電壓定位直流穩壓器，包括一直流變換主電路和一直流變換控制電路，其特征在于，所述直流變換控制電路包括一采樣部分，一反饋部分，一比較部分，一PWM產生器部分，一驅動電路部分；所述采樣部分的輸入端采樣直流變換主電路的輸出電流，其輸出端連接至所述反饋部分的輸入端；所述反饋部分的輸出端連接至所述比較部分的第一輸入端；所述比較部分的第二輸入端接收一參考電平，所述比較部分的輸出端連接至所述PWM產生器部分的第一輸入端，所述PWM產生器部分的第二輸入端接收一時鐘信號，所述PWM產生器的輸出端連接至所述驅動電路部分的輸入端；所述驅動電路部分的輸出端連接至直流變換主電路各開關管的門極控制端。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述直流變換主電路為buck電路。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述直流變換主電路為隔離直流變換電路，如半橋、全橋、正激。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述反饋部分為一分壓器。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述分壓器由串聯連接的第一電阻和第二電阻組成，其中兩個電阻的串聯連接點作為所述反饋部分的輸出端，第一電阻的另一端作為所述反饋部分的輸入端，第二電阻的另一端接地。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述比較部分包括一比較器和一補償網絡，所述比較器的輸入端為所述比較部分的輸入端，所述比較器的輸出端為所述比較部分的輸出端，所述補償網絡的一端連接于所述比較器的輸出端，所述補償網絡的另一端接地。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述PWM產生器部分還包括第三輸入端，所述第三輸入端接收直流變換主電路一開關管電流或電感電流。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述采樣部分包括一電阻和一電容，所述電阻和電容串聯連接，兩者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容并聯，兩者并聯后再與一電阻串聯，三者的共同連接點作為所述采樣部分的輸出端。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器，其中所述采樣部分包括兩個電阻與一電容，所述其中一個電阻與所述電容串聯，所述串聯連接點作為所述采樣部分的輸出端；所述其中另一個電阻與所述直流變換主電路的電感串聯，兩者串聯后再與所述串聯連接的電阻與電容相并聯。 如本專利技術所述的一種自適應電壓定位直流穩壓器本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種自適應電壓定位直流穩壓器，包括一直流變換主電路和一直流變換控制電路，其特征在于，所述直流變換控制電路包括　　　　一采樣部分，一反饋部分，一比較部分，一ＰＷＭ產生器部分，一驅動電路部分；　　　　所述采樣部分的輸入端采樣直流變換主電路的輸出電流，其輸出端連接至所述反饋部分的輸入端；所述反饋部分的輸出端連接至所述比較部分的第一輸入端；所述比較部分的第二輸入端接收一參考電平，所述比較部分的輸出端連接至所述ＰＷＭ產生器部分的第一輸入端，所述ＰＷＭ產生器部分的第二輸入端接收一時鐘信號，所述ＰＷＭ產生器部分的輸出端連接至所述驅動電路部分的輸入端；所述驅動電路部分的輸出端連接至直流變換主電路各開關管的門極控制端。

【技術特征摘要】

【專利技術屬性】
技術研發人員：歐陽茜，
申請(專利權)人：成都芯源系統有限公司，
類型：發明
國別省市：90[中國|成都]