[发明专利]一种PWM控制器

说明书

技术领域

本发明属于电源技术领域，具体涉及一种PWM控制器的设计。

背景技术

开关电源由于具有高效、驱动大负载以及小的静态功耗等特点而得到了广泛的应用，脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制方式在开关电源中被广泛应用，开关电源的性能与PWM控制器的性能存在着密切联系，因此研究高性能PWM控制器具有极大的理论和实用价值。

在开关电源中，电压模式和电流模式是两种常用的控制模式。而电流模式又以自身的快速响应，高稳定性，逐周期电流限等特点被广泛的使用。传统的PWM控制器结构示意图如图1所示，其误差输出信号直接与斜坡补偿信号叠加，得到的是一个跟随占空比变化的电平，但是由于斜坡补偿的原因，传统的电流模式的峰值电流限会随着占空比的改变而发生较大的漂移。为了克服这个问题，传统的解决方案是通过增加一个额外的比较器实现，这增加了系统的复杂度，并极大地限制了应用环境。

发明内容

本发明的目的是为了解决传统的PWM控制器存在的上述问题，提出了一种PWM控制器。

本发明的技术方案是：一种PWM控制器，包括，误差放大器，PWM比较器，斜坡补偿电流产生电路，钳位电路和斜坡补偿叠加电路，其中，所述的斜坡补偿电流产生电路用于将斜坡补偿电压转化成斜坡补偿电流，所述的误差放大器的正输入端用于输入输出反馈电压，负输入端用于输入外部的基准电压源；所述的钳位电路用于使误差放大器输出的信号跟随斜坡补偿电压以相同的斜率变化，其输入端与斜坡补偿电流产生电路的输出端相连，输出端与误差放大器的输出端相连；误差放大器的输出信号和斜坡补偿电流产生电路的输出信号通过斜坡补偿叠加电路进行电流的相减运算，产生PWM比较器的正输入端输入信号。

进一步的，所述的钳位电路包括一个运算放大器OP、电阻R2，第一偏置电流源IBN1、第二偏置电流源IBN2、第三偏置电流源IBN3、第一NMOS管MN5、第二NMOS管MN7、第一PMOS管MP3、第二PMOS管MP7和第三PMOS管MP8，其中，PMOS管MP3的源极与外部的第一电压源V_dd相连，PMOS管MP3的漏极与PMOS管MP7的源极相连，PMOS管MP3的栅极作为所述钳位电路的输入端；PMOS管MP7的栅极和漏极与PMOS管MP8的栅极、偏置电流源IBN2的正端相连；偏置电流源IBN1的负端、偏置电流源IBN2的负端、IBN3的负端与地电位相连，PMOS管MP8的漏极与NMOS管MN7的栅极、偏置电流源IBN3的正端相连，PMOS管MP8的源极与NMOS管MN7的漏极相连并作为所述钳位电路的输出端；NMOS管MN7的源和地电位V_ss相连；NMOS管MN5的栅极通过电阻R2与PMOS管MP3的漏极相连，NMOS管MN5的漏极与外部的第一电压源V_dd相连，NMOS管MN5的源极与运算放大器OP的负相输入端、偏置电流源IBN1的正端相连。

进一步的，所述的PWM比较器还包括一个相对地电位产生电路，为PWM比较器提供地电位。

更进一步的，所述的相对地电位产生电路包括：PMOS管P1，三极管Q1、Q2，NMOS管N1、N2、NLD1，电容CPOP1、CPOP2，电阻RP1、RP2、RP4，偏置电流源I1；具体连接关系为：三极管Q1的集电极和基极与外部的第二电压源V_in相连，PMOS管P1的源与三极管Q1的发射极相连，PMOS管的P1的栅极和漏极与NMOS管N1的栅极和漏极相连，NMOS管N1的源极与NMOS管N2的栅极和漏极相连，NMOS管N2的源极和衬底与NMOS管N1的衬底相连，电容CPOP1连接于外部的第二电压源V_in与NMOS管N2的源极之间，电阻RP1连接于NMOS管N2的源极和NMOS管NLD1的漏极之间，NMOS管NLD1的源极和偏置电源I1的正端相连，NMOS管NLD1的栅极与外部的使能信号相连，RP4和CPOP2连接在外部的第二电压源V_in与三极管Q2的发射极之间，电阻RP2连接与NMOS管N2的源与三极管Q2的基极之间，NOMS管NLD1的衬底、偏置电源I1的负端、三极管Q2的集电极与地电位V_ss相连，三极管Q2的发射极作为相对地电位产生电路的输出为PWM比较器提供地电位。

进一步的，所述的PWM比较器还包括一个相对地电位产生电路，为PWM比较器提供地电位和尾电流偏置电压。