[发明专利]一种用于降压型电压转换器的瞬态跳变检测电路

说明书

一种用于降压型电压转换器的瞬态跳变检测电路，属于基本电子电路领域。包括滤波模块、微分模块和比较模块，滤波模块的输入端连接降压型电压转换器的输出电压，其输出端连接微分模块的输入端；微分模块将滤波后的降压型电压转换器的输出电压的电压变化信息以差分电压的形式输出；比较模块包括输出极性相反的第一比较器和第二比较器，第一比较器和第二比较器的输入信号均为微分模块输出的差分电压；根据第一比较器和第二比较器的输出信号可以判断降压型电压转换器的输出电压的情况。本发明能够快速检测出降压型电压转换器负载跳变，不会影响降压型电压转换器现有环路的稳定性、工作频率或零极点分布，也不需要添加额外管脚，适用范围广。

技术领域

本发明属于基本电子电路领域，具体涉及一种用于降压型电压转换器的瞬态跳变检测电路的设计。

背景技术

在降压型电压转换器(BUCK)的系统设计中，为了调整BUCK输出电压，除了迟滞模式的电压变换器，系统一般通过调整占空比的方式间接调整BUCK输出电压的大小，一般情况下为了系统稳定，占空比不能过于快速地变化。然而针对负载跳变引起的BUCK输出电压波动，本质上是由于系统的输出电流不能很好地跟随负载电流的变化而变化。

现有系统针对降压型电压转换器的瞬态跳变，为了加快系统输出电流调整的速度，一般会在环路中引入零点加快环路响应，然而这依然不能使系统瞬间进入最快响应的状态，即系统进入100％占空比或0％占空比；某些系统为了进一步提高系统截止频率，会提高系统的工作频率，减少功率级的滤波电感电容，这些都会加大开关损耗，不利于大功率应用；也有些方式是降低环路增益从而提高极点的位置最终拓展截止频率，但是这会导致线性调整率和负载调整率变差。上述方法都只能单一地优化系统，而且需要有所取舍，否则会带来系统稳定性风险，不能很好地提高系统优值；且没有具体针对系统的瞬态跳变进行检测，并根据检测结果针对性地进行调整。

发明内容

针对上述传统降压型电压转换器在负载切换或负载跳变时不能实时检测及适应瞬态跳变的问题，本发明提出一种用于降压型电压转换器的瞬态跳变检测电路，可以在不影响降压型电压转换器的环路特性和稳定性的基础上，通过检测输出电压发生异动的时刻，检测负载电流变化的时刻，从而可以在负载电流发生跳变后的最短时间内令降压型电压转换器以最大占空比或最小占空比进行环路调整，使得降压型电压转换器输出电流能以最大速度跟随输出电流，同时自适应地根据检测的瞬态跳变的时间控制瞬态增强响应的时间。

本发明的技术方案是：

一种用于降压型电压转换器的瞬态跳变检测电路，包括滤波模块、微分模块和比较模块，

所述滤波模块的输入端连接所述降压型电压转换器的输出电压VO，其输出端连接所述微分模块的输入端；所述微分模块将滤波后的所述降压型电压转换器的输出电压VO的电压变化信息以差分电压的形式输出；所述比较模块包括输出极性相反的第一比较器和第二比较器，所述第一比较器和第二比较器的输入信号均为所述微分模块输出的差分电压；

当所述降压型电压转换器的输出电压VO增大时，所述微分模块的差分电压为正，所述第一比较器输出高电平，所述第二比较器输出低电平；当所述降压型电压转换器的输出电压VO减小时，所述微分模块的差分电压为负，所述第一比较器输出低电平，所述第二比较器输出高电平；当所述降压型电压转换器的输出电压VO不变时，所述微分模块的差分电压为零，所述第一比较器和第二比较器均输出低电平。

具体的，所述瞬态跳变检测电路还包括一次性激活/锁定模块，所述一次性激活/锁定模块的输入端连接所述第一比较器和第二比较器的输出信号，其输出端输出使能信号，所述使能信号在所述第一比较器和第二比较器的输出信号均持续为低电平达到设定时间后翻高，并在第一比较器或第二比较器输出高电平再翻低时翻转为低。

具体的，所述一次性激活/锁定模块包括延时单元、第一反相器INV1、第二反相器INV2、第三反相器INV3、第四反相器INV4、第三NMOS管MN3、或门OR1、第一与非门NAND1和第二与非门NAND2，