[发明专利]一种线性调节斜坡补偿电压斜率的系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种峰值电流控制模式芯片中的斜坡补偿技术，尤其是涉及一种线性调 节斜坡补偿电压斜率的系统。

背景技术

峰值电流控制模式(PCM，Peak Current Model)是开关电源领域应用最广泛的控制 方式之一，其主要优点体现在：(1)由于输出负载电流正比于电感电流，PCM实现了 逐个开关周期内控制输出电流，从而具有更优越的负载调整特性和抗输入电源扰动能 力；(2)具有瞬时峰值电流限流功能，不会因过流而使开关管损坏，大大减少了过载与 短路的保护；(3)整个反馈电路变成了一个一阶电路，因此误差放大器的控制环补偿网 络得以简化，稳定度得以提高且可改善频响环路的稳定性，易补偿；(4)输出电压纹波 较小。但是，由于PCM中输出负载电流与电感电流平均值成正比，而不是与电感电流 峰值成正比，而电感电流平均值与电感电流峰值之间存在差值，当开关电源系统的开关 信号占空比大于50％时存在难以校正的电感电流峰值与电感电流平均值的误差，开关电 源系统开环不稳定。为了弥补这一缺点，通常的做法是在电流采样信号上叠加一个正斜 率的斜坡信号或者在误差放大器的输出端叠加一个负斜率的斜坡信号加以补偿电感电 流峰值和电感电流平均值之间的误差，使开关电源系统的开关信号占空比大于50％的情 况下保持开关电源系统环路稳定。然而传统的斜坡补偿电压的斜率为一固定值，容易产 生过补偿和欠补偿，如果斜坡补偿电压斜率太大，则在大的占空比时易发生过补偿，从 而将降低开关电源系统的带载能力；如果斜坡补偿电压斜率太小，则在较小的占空比时 易发生欠补偿，从而将降低开关电源系统稳定性和负载调节能力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种简单实用，能够根据峰值电流控制模式芯片 中的开关信号的占空比的大小线性的调节斜坡补偿电压的斜率，且不会产生过补偿或欠 补偿问题的系统。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种线性调节斜坡补偿电压斜率的 系统，包括占空比检测电路、电压电流转换电路、斜坡产生电路和基准电流源，所述的 占空比检测电路将输入的开关信号转换为与所述的开关信号成线性关系的电压信号，并 将所述的电压信号传输给所述的电压电流转换电路，所述的电压电流转换电路将所述的 电压信号线性的转换成第一电流信号并输出，所述的第一电流信号与所述的基准电流源 相叠加形成输入给所述的斜坡产生电路的第二电流信号，所述的斜坡产生电路输出斜坡 补偿电压，所述的斜坡补偿电压与所述的开关信号的占空比成线性关系。

所述的占空比检测电路主要由反相器、第一NMOS晶体管、第二NMOS晶体管、 第一电阻和第一电容组成，所述的反相器的输入端和所述的第一NMOS晶体管的栅极 分别接入所述的开关信号，所述的反相器的输出端与所述的第二NMOS晶体管的栅极 相连接，所述的第一NMOS晶体管的漏极接入基准电压，所述的第一NMOS晶体管的 源极与所述的第一电阻的第一端相连接，所述的第二NMOS晶体管的漏极与所述的第 一电阻的第一端相连接，所述的第二NMOS晶体管的源极接地，所述的第一电容连接 于所述的第一电阻的第二端与所述的第二NMOS晶体管的源极之间，所述的第一电阻 与所述的第一电容的公共连接端输出与所述的开关信号成线性关系的电压信号。

所述的电压电流转换电路主要由低压差线性稳压器、第二电阻和第一电流镜组成， 所述的低压差线性稳压器包括运算放大器和第三NMOS晶体管，所述的第一电流镜包 括第四PMOS晶体管和第五PMOS晶体管，所述的运算放大器的正输入端接入所述的 电压信号，所述的运算放大器的输出端与所述的第三NMOS晶体管的栅极相连接，所 述的第三NMOS晶体管的源极与所述的运算放大器的负输入端相连接，所述的第三 NMOS晶体管的源极与所述的运算放大器的负输入端的公共连接端与所述的第二电阻 的第一端相连接，所述的第二电阻的第二端接地，所述的第三NMOS晶体管的漏极分 别与所述的第四PMOS晶体管的源极、所述的第四PMOS晶体管的栅极及所述的第五 PMOS晶体管的栅极相连接，所述的第四PMOS晶体管的漏极和所述的第五PMOS晶 体管的漏极分别接电源，所述的第五PMOS晶体管的源极输出所述的第一电流信号。