[发明专利]一种快速瞬态响应buck同步整流DC-DC变换器

摘要

一种快速瞬态响应buck同步整流DC-DC变换器，幅度受输入电压Vin控制的锯齿波发生电路的一个输出连接占空比信号产生电路，另一个输出端连接保持电路，占空比信号产生电路的输出连接功率管驱动电路，功率管驱动电路的输出连接功率管电路，功率管电路的输出连接输出滤波网络和电流采样电路，输出滤波网络的一个输出连接电流采样保持电路，另一个输出连接分压网络，电流采样电路的输出连接保持电路，分压网络的输出连接输出电压误差放大器电路，输出电压误差放大器电路及保持电路的输出分别连接误差放大电路，误差放大电路的输出连接占空比信号产生电路。

主权项

一种快速瞬态响应buck同步整流DC‑DC变换器，其特征在于：包括幅度受输入电压控制的锯齿波发生电路、功率管电路、功率管驱动电路、占空比信号产生电路、输出滤波网络、电流采样电路、保持电路、误差放大电路、分压网络和输出电压误差放大电路，幅度受输入电压Vin控制的锯齿波发生电路的一个输出连接占空比信号产生电路，另一个输出端连接保持电路，占空比信号产生电路的输出连接功率管驱动电路，功率管驱动电路的输出连接功率管电路，功率管电路的一个输出同时连接输出滤波网络和电流采样电路，输出滤波网络的一个输出连接电流采样电路，另一个输出连接分压网络，电流采样电路的输出连接保持电路，分压网络的输出连接输出电压误差放大器电路，输出电压误差放大电路及保持电路的输出分别连接误差放大电路，误差放大电路的输出连接占空比信号产生电路；其中：幅度受输入电压Vin控制的锯齿波发生电路包括电压脉冲发生器V1、压控电流源V2、NMOS管M1和电容Cd，压控电流源V2设有四个端口，分别与电源VDD、输入电压Vin、接地端以及NMOS管M1的漏极和电容Cd的一端连接，NMOS管M1的衬底和源极连接电容Cd的另一端和电压脉冲发生器V1的一端并接地， 电压脉冲发生器V1的另一端连接NMOS管M1的栅极；功率管电路包括PMOS管M2和NMOS管M3，PMOS管M2的衬底和源极连接输入电压Vin，PMOS管M2的漏极连接NMOS管M3的漏极，NMOS管M3的衬底和源极接地；功率管驱动电路包括死区控制电路和级连的反相器组，死区控制电路的输入端与占空比产生电路的输出端连接，死区控制电路的输出P端串接偶数个驱动能力依次变大的反相器，最后一个反相器inv_P的输出端与功率管电路中PMOS管M2的栅极连接，死区控制电路的输出N端串接偶数个驱动能力依次变大的反相器，最后一个反相器inv_N的输出端与NMOS管M3的栅极连接；占空比信号产生电路包括比较器，比较器的输出端连接功率管驱动电路中死区控制电路的输入端，比较器的反相输入端连接幅度受输入电压控制的锯齿波发生电路的一个输出端，即幅度受输入电压Vin控制的锯齿波发生电路中NMOS管M1的漏极；输出滤波网络包括电感L1、滤波电容C和负载电阻R，电感L1的输入端连接功率管电路中PMOS管M2的漏极和NMOS管M3的漏极，电感L1的输出端连接滤波电容C和负载电阻R的一端，滤波电容C和负载电阻R的另一端接地；电流采样电路包括电阻R3、电容C1和线性放大器，电容C1的一端连接输出滤波网络中电感L1的输入端，电容C1的另一端串联电阻R3后连接电感L1的输出端，线性放大器的反相输入端连接电容C1与电阻R3的串接端，线性放大器的同相输入端连接电感L1的输入端；保持电路设有S/H模块，S/H模块包括PMOS管M4、NMOS管M5、电阻R4、运算放大器AMP、电容C2、带延迟的反相器inv_D以及或非门NOR，电阻R4的一端连接电源VDD，电阻R4的另一端连接运算放大器AMP的同相输入端和PMOS管M4的源极及衬底，PMOS管M4的栅极连接电流采样电路中线性放大器的输出端，PMOS管M4的漏极接地，运算放大器AMP的反相输入端与运算放大器AMP的输出端和NMOS管M5的漏极连接，NMOS管M5的衬底接地，源极通过电容C2接地，栅极连接或非门NOR的输出端，或非门NOR的一个输入端连接反相器inv_D的输出端，或非门NOR的另一个输入端与反相器inv_D的输入端连接并连接至幅度受输入电压控制的锯齿波发生电路的输出端，即电压脉冲发生器V1与NMOS管M1的栅极连接端；误差放大电路包括运算放大器AMP2，运算放大器AMP2的同相输入端连接保持电路中S/H模块的输出端，即保持电路中电容C2与NMOS管M5的源极连接端；分压网络包括电阻R1和电阻R2，电阻R1的一端连接输出滤波网络中电感L1的输出端，电阻R1的另一端串联电阻R2后接地；输出电压误差放大电路包括运算放大器AMP1，电压源DC和二端电容电阻网络Z1、Z2，二端电容电阻网络Z1的一端连接分压网络中电阻R1与电阻R2的串接端，二端电容电阻网络Z1的另一端连接运算放大器AMP1的反相输入端，二端电容电阻网络Z2的两端分别连接运算放大器AMP1的反相输入端和输出端，电压源DC的正端连接运算放大器AMP1的同相输入端，电压源DC的负端接地，运算放大器AMP1的输出端连接误差放大电路中运算放大器AMP2的反相输入端，所说二端电容电阻网络Z1和Z2均是包括电阻和电容任意组合构成的2端口网络。