恒定导通时间dc-dc变换器输出电压误差消除电路的制作方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种恒定导通时间DC-DC变换器输出电压误差消除电路，包括第一级跨导放大器、电容、第二级跨导放大器以及输出采样电阻；第一级跨导放大器的反向输入端连接输出电压，正向输入端连接基准电压，输出端连接第二级跨导放大器的正向输入端；电容连接在第一级跨导放大器的输出端和地之间；第二级跨导放大器的反向输入端连接基准电压，输出端连接PWM比较器的第一正相输入端；输出采样电阻连接在第二级跨导放大器的输出端和基准电压之间；PWM比较器的第一反相输入端连接输出电压，第二正相输入端和第二反相输入端均连接基准电压。本实用新型可以同时消除输出电压的纹波振幅、PWM比较器的失调电压、斜坡补偿带来的输出电压误差。
【专利说明】恒定导通时间DC-DC变换器输出电压误差消除电路
【技术领域】
[0001] 本实用新型涉及DC-DC变换器输出电压误差消除技术，尤其是一种基于积分器原 理的恒定导通时间DC-DC变换器输出电压误差消除电路。
【背景技术】
[0002] 降压变换器的控制模式有多种，包括电压模式、电流模式、COT (Constant On-Time，恒定导通时间）控制模式等。但为了在较宽的输入电压范围能够稳定地工作， 电压模式和电流模式都需要环路补偿电路的设计，且在不同的功率范围需要对补偿电路 做相应更改。而且电压模式和电流模式的降压开关电源，都需要一个高性能的EA(Error Amplifier，误差放大器），这样就增加了工作电流。相比较而言COT控制模式具有以下优 点：1.不需要环路补偿网络；2.快速的负载响应；3.轻载到重载切换不会出现输出电压的 急剧下降。具备这些优点，使COT控制模式的DC-DC变换器近年来应用广泛。COT控制模 式的输出电压依赖输出电压的纹波进行触发控制，如图1所示，当反馈电压FB (即输出电压 Vo)低于REF时开启上功率管Q1，电感L0两端的电压变为Vin-Vo,电感电流IL0变大，电阻 RES上的电压上升，进而使反馈电压FB上升。这种控制模式的缺点在于：由于每次当输出 电压降到REF以下即触发单稳态电路，则对应输出电压纹波的下边沿和REF值相等，而输出 电压的直流值必定高于REF电压。而且PWM比较器不可避免地具有失调电压，为了使输出 电压稳定一般需要加入斜坡补偿，这两种情况都会带来输出电压的误差，如图2所示。而为 了使回路稳定，需要较大的输出电压纹波，这样带来的输出电压误差就更大。目前已有的专 利中有对纹波振幅进行测量，并在PWM比较器中对REF值进行调节，调节幅度即为测量得到 的纹波幅度，这样即可将输出电压由于纹波导致的直流误差消除。但是这种方法对PWM比 较器失调电压、斜坡补偿等其它因素带来的输出电压误差不能起到优化作用。 实用新型内容
[0003] 本实用新型旨在克服上述现有技术存在的不足之处，提供一种基于积分器原理的 恒定导通时间DC-DC变换器输出电压误差消除电路，可同时消除由输出电压的纹波振幅、 PWM比较器的失调电压、斜坡补偿带来的输出电压误差。
[0004] 本实用新型的技术方案如下：
[0005] 一种恒定导通时间DC-DC变换器输出电压误差消除电路，包括第一级跨导放大 器、电容、第二级跨导放大器以及输出采样电阻；所述第一级跨导放大器的反向输入端连接 输出电压，正向输入端连接基准电压，输出端连接所述第二级跨导放大器的正向输入端；所 述电容连接在第一级跨导放大器的输出端和地之间；所述第二级跨导放大器的反向输入端 连接基准电压，输出端连接PWM比较器的第一正相输入端；所述输出采样电阻连接在第二 级跨导放大器的输出端和基准电压之间；PWM比较器的第一反相输入端连接输出电压，PWM 比较器的第二正相输入端和第二反相输入端均连接基准电压。
[0006] 本实用新型的有益技术效果是：
[0007] 本实用新型使用一个积分器将输出电压和基准电压REF的误差进行积分，得到输 出电压的直流量同基准电压REF的误差，再将该误差放大后输入到PWM比较器用以调节基 准电压值，由此改变输出功率管上管Q1和下管Q2的导通时间，来调节输出电压，经过调节 的输出电压经过反馈再进入本实用新型的积分器，如此多个循环，使得输出电压的纹波振 幅、PWM比较器的失调电压、斜坡补偿带来的输出电压误差都可以通过积分器对基准电压 REF进行调节而消除，使最终输出电压稳定在基准电压REF值。
[0008] 本实用新型的优点将在下面【具体实施方式】部分的描述中给出，部分将从下面的描 述中变得明显，或通过本实用新型的实践了解到。
【专利附图】
【附图说明】
[0009] 图1是现有的恒定导通时间DC-DC变换器的原理框图。
[0010] 图2是现有的恒定导通时间DC-DC变换器的FB电压和REF电压比较图。
[0011] 图3是本实用新型的实施例电路图。
[0012] 图4是采用本实用新型的恒定导通时间DC-DC变换器的FB电压和REF电压比较 图。
【具体实施方式】
[0013] 下面结合附图对本实用新型的【具体实施方式】做进一步说明。
[0014] 图3示出了本实用新型的一种具体实施例电路图。如图3所示，本实用新型是在 图1的PWM比较器之前加入了一级积分器。参见图3,本实用新型的积分器由如下部分组 成：第一级跨导放大器OTA1、电容C1、第二级跨导放大器OTA2、输出采样电阻Rs。
[0015] 将反馈电压FB(即输出电压Vo)和基准电压REF输入第一级跨导放大器OTA1，根 据反馈电压FB比基准电压REF高或者反馈电压FB比基准电压REF低，向电容C1充电或让 电容C1放电，即实现了将反馈电压FB和基准电压REF的电压误差进行积分的目的，在一定 时间（tl-t2)内电容C1上的电压为：
【权利要求】
1. 一种恒定导通时间DC-DC变换器输出电压误差消除电路，其特征在于，包括第一级 跨导放大器、电容、第二级跨导放大器以及输出采样电阻；所述第一级跨导放大器的反向输 入端连接输出电压，正向输入端连接基准电压，输出端连接所述第二级跨导放大器的正向 输入端；所述电容连接在第一级跨导放大器的输出端和地之间；所述第二级跨导放大器的 反向输入端连接基准电压，输出端连接PWM比较器的第一正相输入端；所述输出采样电阻 连接在第二级跨导放大器的输出端和基准电压之间；PWM比较器的第一反相输入端连接输 出电压，PWM比较器的第二正相输入端和第二反相输入端均连接基准电压。
【文档编号】H02M3/156GK204258632SQ201420787780
【公开日】2015年4月8日 申请日期:2014年12月11日 优先权日:2014年12月11日
【发明者】徐义强, 朱波, 史训南, 施家鹏, 葛玉洋 申请人:无锡新硅微电子有限公司