[发明专利]具有负载最小能量消耗点追踪功能的降压式稳压电源

摘要

具有负载最小能量消耗点追踪功能的降压式稳压电源，属于电子技术领域，用于向低压、低功耗的数字集成电路提供电源。包括BUCK功率变换器和控制电路构成。控制电路包括导通时间产生模块、数字控制模块、数模转换器、比较器和压控振荡器。本发明通过调节输出电压VO以及BUCK功率变换器中功率管导通时间来使得每个功率管的开关周期内电源输送到外接负载LOAD的能量相同。同时，通过降压追踪方式检测负载最小能量消耗点，降压追踪过程中同时调节功率管的导通时间，保证每次功率管开启时送到负载的能量恒定。本发明更多地采用了数字电路实现，和利用双电容能量采样的方法相比，本发明所提出的方法可以节省芯片面积，更利于电源的集成。

主权项

具有负载最小能量消耗点追踪功能的降压式稳压电源，包括BUCK功率变换器和控制电路；所述BUCK功率变换器至少包括一个功率PMOS管MP和一个功率NMOS管MN，所述功率PMOS管MP和功率NMOS管MN共漏连接，其中功率PMOS管MP的源极接直流偏置电压VI，功率NMOS管MN的源极接地，功率PMOS管MP的栅极接栅控电压PG，功率NMOS管MN的的栅极接栅控电压NG，功率PMOS管MP和功率NMOS管MN的共漏连接点通过一个储能电感L输出BUCK功率变换器的输出电压VO，输出电压VO与地之间连接有一个滤波电容C；所述控制电路包括比较器、数字控制模块、压控振荡器、数模转换器、导通时间产生模块；BUCK功率变换器的输出电压VO和数模转换器产生的基准电压VREF分别输入比较器的反相输入端和同相输入端进行比较，比较器的输出信号CMP_OUT分别输入到导通时间产生模块和数字控制模块；BUCK功率变换器的输出电压VO给压控振荡器提供电源，压控振荡器的输出时钟信号CLK_VCO输入到数字控制模块；BUCK功率变换器的工作时钟信号CLKM，其频率为PSM模式下功率管的开关频率，分别输入到导通时间产生模块和数字控制模块；所述数字控制模块具有两个输出信号，一个输出信号DT输入导通时间产生模块以控制导通时间产生模块产生不同的占空比信号控制信号PG和NG，另一个输出信号DV输入数模转换器以控制数模转换器产生不同的基准电压VREF；导通时间产生模块产生的导通时间控制信号PG作为BUCK功率变换器中功率PMOS管MP的栅控电压接BUCK功率变换器中功率PMOS管MP的栅极，导通时间产生模块产生的导通时间控制信号NG作为BUCK功率变换器中功率NMOS管MN的栅控电压接BUCK功率变换器中功率NMOS管MN的栅极。