[实用新型]斜坡补偿电路及功率变换装置

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，更具体地，涉及一种斜坡补偿电路及功率变换装置。

背景技术

采用电流模式控制的DC-DC开关电源，在传统电压模式控制的基础上，增加了电流采样的环路，使得DC-DC系统的动态特性显著增强。电流模式控制根据不同的反馈环路设计，分为峰值电流模式控制和谷值电流模式控制。但是无论在工作占空比大于50％的峰值电流模式还是在工作占空比小于50％时谷值电流模式下，DC-DC系统均会出现亚谐波震荡。因此需要在电流采样的环路中增加斜坡补偿电路来实现电流环路良好的稳定性。

图1示出了根据现有技术的功率变换装置的结构图。如图1所示，所述功率变换装置，包括功率变换电路10、电流采样电路20、斜坡补偿电路30、控制电路40以及负载电路50。其中，所述功率变换电路10包括输入电压端Vin、输出电压端Vout、第一功率开关管M1和第二功率开关管M2以及电感L，电感L和第一功率开关管M1串联连接在输入电压端Vin和输出电压端Vout之间；第二功率开关管M2连接在电感L和第一功率开关管M1之间的节点与接地端GND之间。所述电流采样电路20从所述功率变换电路10获取采样电流信号Is，并通过斜坡补偿电路30对该采样电流信号Is进行补偿得到补偿后的采样电压信号Vramp；所述控制电路40根据所述补偿后的采样电压信号Vc生成PWM信号(脉冲宽度调制信号)以控制功率变换电路10中第一功率开关管M1和第二功率开关管M2的导通与关断。图2示出了根据现有技术的斜坡补偿电路的原理图。如图2所示，所述斜坡补偿电路30包括压流转换模块31和斜坡补偿模块32，可以应用于电流采样的环路使用谷值电流模式控制的功率变换装置。其中，所述压流转换模块31包括第一放大器A1、第一晶体管Q1、第一电阻R1、第二晶体管Q2和第三晶体管Q3。其中，第一放大器A1、第一晶体管Q1和第一电阻R1形成压流转换单元311，并通过镜像单元312将第一电流信号镜像到斜坡补偿模块32。其中，第一放大器A1的第一输入端输入K*Vin，第二输入端通过第一电阻R1与接地端GND连接，输出端与第一晶体管Q1的控制极连接；第一晶体管Q1的第一极通过第一电阻R1与接地端GND连接，第二极与第二晶体管Q2的控制极、第二极以及第三晶体管Q3的控制极连接；第二晶体管Q2和第三晶体管Q3的第一极与第一电压Vdd连接，第三晶体管的第二极输出第一电流信号。斜坡补偿模块32包括电容C、开关S1、第二放大器A2、第四晶体管Q4以及第二电阻R2以及第三电阻R3。其中，第一电流信号通过对电容C的充放电形成斜坡补偿电压Vc，第二放大器A2、第四晶体管Q4以及第二电阻R2形成压流转换单元将斜坡补偿电压Vc转换成斜坡补偿电流信号Ic，然后该斜坡补偿电流信号Ic与采样电流信号Is进行叠加，并通过第三电阻R3形成补偿后的采样电压信号Vc。其中，开关S1在每个开关周期的非采样时刻必须闭合，复位电容C两端的电压值。对谷值电流模式的升压电路而言，采样时刻是第一功率开关管M1导通时刻，因此当第二功率开关管M2导通时，开关S1闭合。其中，第二放大器A2的第一输入端输入K*Vin，第二输入端通过第一电阻R1与接地端GND连接，输出端与第四晶体管Q4的控制极连接；第四晶体管Q4的第一极通过第一电阻R1与接地端GND连接，第二极输出斜坡补偿电流信号Ic，并与采样电流信号Is进行叠加，第三电阻R3连接在补偿后的采样电压信号Vramp端和接地端GND之间。

该斜坡补偿电路30使用了两个放大器，占有面积大、功耗大；且为了达到合适的斜坡补偿效果，第二电阻R2上极有可能会产生较大的斜坡补偿电流，影响功率变换装置的效率。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种斜坡补偿电路以及功率变换装置。

根据本实用新型的一方面，提供一种斜坡补偿电路，包括：压流转换模块，用于根据输入电压生成斜坡补偿电流信号；斜坡补偿模块，用于根据所述斜坡补偿电流信号产生斜坡补偿电压信号，并根据斜坡补偿电压信号对采样电流信号进行补偿；其中，压流转换模块的输出端与斜坡补偿模块的输入输出端连接，以电压叠加的方式对采样电流信号进行补偿。

优选地，所述压流转换模块包括压流转换单元和第一镜像单元；其中，所述压流转换单元根据输入电压生成斜坡补偿电流信号，并经过第一镜像单元将该斜坡补偿电流信号输入到斜坡补偿模块。

优选地，所述压流转换单元包括第一放大器、第一晶体管和第一电阻；

其中，第一放大器包括第一输入端、第二输入端以及输出端，第一输入端用于接收第一电压信号，第二输入端通过第一电阻与接地端连接；