[发明专利]应用于DC-DC转换器中的自适应导通时间产生电路

说明书

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及模拟集成电路，特别是一种自适应导通时间产生电路，可用于导通时间控制模式的DC-DC转换器。

背景技术

随着高速数字系统如CPU处理器、DSP等变得越来越复杂，对电源管理芯片的负载瞬态响应能力的要求也越来越高，传统的电流控制模式和电压控制模式由于需要误差放大器和补偿网络，并且由振荡器产生的固定频率信号来触发主开关管的开启，大大影响了芯片的瞬态响应能力。

固定导通时间控制模式由于不需要误差放大器和补偿电路，具有很好的瞬态响应能力。典型的固定导通时间控制模式DC-DC转换器的系统结构如图1所示。当输出反馈电压V_FB小于基准电压V_REF时，后级比较器产生高电平触发主开关管MN₁导通，电感电流I_L上升，输出电压V_OUT升高，主开关管MN₁的导通时间由固定导通时间产生电路控制；当固定导通时间结束后，主开关管MN₁关断，同步管MN₂开启，电感电流I_L下降，输出电压V_OUT减小，当输出反馈电压V_FB再次小于基准电压V_REF时，主开关管MN₁再次导通，持续固定时间后主开关管MN₁关断，以此重复。固定导通时间控制模式DC-DC转换器具有优越的瞬态响应特性，但是当输入输出电压变化时，由于每个工作周期主开关管的导通时间固定，所以芯片开关频率会随占空比变化，给后级系统带来较大的电磁干扰（EMI）干扰。

对于典型的DC-DC转换器来讲，根据其基本工作原理，可以得到式1)。

TSW=VINVOUTTON---1)]]>

其中，T_SW是DC-DC转换器的开关周期，T_ON是主开关管的导通时间，根据公式1)可以看出，当输入电压V_IN和输出电压V_OUT任意一个产生变化时，由于主开关管导通时间T_ON固定，DC-DC转换器的开关周期T_SW就会随之变化，从而给后级系统带来电磁干扰（EMI）的问题。

发明内容

本发明的目的在于针对传统电流和电压控制模式DC-DC芯片的瞬态响应能力较弱和传统固定导通时间控制模式会带来电磁干扰（EMI）的问题，提出一种应用于DC-DC转换器中的自适应导通时间产生电路，通过采样输入输出电压和负载信息，产生与输出电压V_OUT成正比，与输入电压V_IN成反比，同时随负载电流增大而增大的主开关管导通时间，避免由于芯片开关频率随占空比变化给后级系统带来的电磁干扰（EMI），提高瞬态响应速度。

为实现上述目的，本发明包括：

输入电压采样单元1，用于对DC-DC转换器输入电压V_IN信息进行采样，并产生与输入电压V_IN和DC-DC转换器中主开关管导通时间成正比的电压信号V_C，输入给比较器与时间逻辑产生单元3；

输出电压电流采样补偿单元2，用于采样DC-DC转换器中主开关管和同步开关管交接点SW的电压V_SW，并把采样结果叠加到DC-DC转换器的输出电压V_OUT上，得到补偿后的输出电压采样信号V_OUT1，输入给比较器与时间逻辑产生单元3；