控制PWM环路稳定的方法、电路及DC-DC转换器与流程
本发明涉及直流转换器技术领域，尤其涉及一种控制pwm环路稳定的方法、电路及dc-dc转换器。
背景技术：
随着物联网平台的发展，基于iot(internetofthings，物联网)技术的各类电子产品对为其供电的电源芯片的性能提出了更高的要求，其中关键性能包括极低静态功耗、低纹波、宽电压范围以及高转换效率等，由于pfm调制模式可以实现极低功耗高效率，并且pwm调制模式具有重载高效率的性能，因而实现以上性能提高的dc-dc转换器一般具有pfm/pwm双模式调制架构。
现有技术中，有采用对误差放大器输出电压进行固定电压偏置的方法，但其并不能有效改善pfm切pwm模式时的瞬态性能，同时也不能改善pwm模式时输入电压对pwm环路的影响；也有采用在pwm环路采用输入电压前馈的方法，但也不能有效改善pfm/pwm模式切换的响应速度以及输出电压的跌幅。
技术实现要素：
本发明的主要目的在于提出一种控制pwm环路稳定的方法、电路及dc-dc转换器，通过对误差放大器输出电压进行自适应钳位的电路，实现了pfm/pwm模式快速切换并有效减小输出电压跌幅，同时提高了系统对输入输出电压扰动的抑制性能。
为实现上述目的，本发明提供的一种控制pwm环路稳定的方法，包括：
根据dc-dc转换器的输入电压和输出电压，获得pwm环路稳定工作电压；
将误差放大器的输出电压钳位到所述pwm环路稳定工作电压，所述误差放大器属于pwm环路。
可选地，还包括：
根据所述dc-dc转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间，
监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，根据监测结果判断是否进行钳位。
可选地，所述将误差放大器的输出电压钳位至所述pwm环路稳定工作电压包括：
对所述pwm环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；
在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。
可选地，若所述误差放大器属于pwm/pfm双模式控制环路中的pwm环路，则当所述dc-dc转换器由轻载跳变到重载时，接收预触发信号；
当所述误差放大器的输出电压被钳位至所述pwm稳定工作电压后，发送模式反馈信号，工作模式控制模块根据所述模式反馈信号生成第一模式切换信号，以从pfm工作模式切换至pwm工作模式。
可选地，所述dc-dc转换器从pfm工作模式切换至pwm工作模式之后还包括：
当所述dc-dc转换器从重载跳变到轻载时，所述工作模式控制模块生成第二模式切换控制信号，以从pwm工作模式切换至pfm工作模式。
作为本发明的再一方面，提供的一种控制pwm环路稳定的电路，包括：
误差放大器和钳位电路，所述钳位电路用于将所述误差放大器的输出电压钳位到pwm环路稳定工作电压，所述误差放大器属于pwm环路，所述钳位电路包括：电压生成电路，用于根据dc-dc转换器的输入电压和输出电压，生成所述pwm环路稳定工作电压。
可选地，所述钳位电路还包括：采样保持和输出模块，用于对所述pwm环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；
在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。
可选地，所述电压生成电路，还用于根据所述dc-dc转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间。
可选地，所述钳位电路还包括：钳位精度控制电路，包括钳位精度监测模块和钳位控制模块，所述钳位精度监测模块用于监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，所述钳位控制模块用于根据监测结果生成钳位控制信号以确定是否进行钳位操作。
可选地，若所述误差放大器属于pwm/pfm双模式控制环路中的pwm环路，则所述控制pwm环路稳定的电路还包括：工作模式控制模块，用于生成预触发信号和接收模式反馈信号；所述钳位控制模块，用于根据所述监测结果和所述预触发信号生成所述模式反馈信号和钳位控制信号。
可选地，所述采样保持和输出模块包括：采样保持开关、采样电容、钳位开关、电压缓存单元，其中，所述采样保持开关的一端用于输入所述pwm稳定工作电压，所述采样保持开关受所述第一时钟信号控制，所述采样保持开关的另一端与所述采样电容的一端及所述电压缓存单元的正输入端连接，所述采样电容的另一端接地，所述电压缓存单元的输出端与其负输入端及所述钳位开关的一端连接，所述钳位开关的另一端与所述误差放大器的输出端连接。
可选地，所述电压生成电路包括：电压电流转换电路、第一电流源、第二电流源、比较器、第一开关、第二开关、第一电容、第二电容、第三开关，所述电压电流转换电路的输入端用于输入dc-dc转换器的输入电压，所述电压电流转换电路的输出端连接所述第一电流源，所述第一电流源的输出端与第一电容的一端、第一开关的一端及比较器的正输入端连接在一起，所述第一电容的另一端与所述第一开关的另一端一起接地，所述比较器的负输入端用于输入β倍所述dc-dc转换器的输出电压，所述比较器的控制端用于输入反向时钟信号，所述第一开关和所述第二开关受时钟信号控制，所述比较器的输出信号用于控制所述第三开关；所述第三开关的一端与第二电容的一端及第二开关的一端连接，所述第二电容的另一端与所述第二开关的另一端一起接地，所述第三开关的另一端与第二电流源的输出端连接，所述第二电流源的输入端用于输入所述dc-dc转换器的输入电压。
可选地，所述电压生成电路还包括：电压转换电路，所述电压转换电路包括：运算放大器、pmos管、第一可变电阻串、第二可变电阻串，所述运算放大器的正输入端与所述第二电流源的输出端连接，所述运算放大器的输出端与所述pmos管的栅极连接，所述pmos管的源极用于输入所述dc-dc转换器的输入电压，所述pmos管的漏极与所述第一可变电阻串及第二可变电阻串串联后接地，所述第一可变电阻串及第二可变电阻串连接点的电压为所述pwm稳定工作电压，所述运算放大器的负输入端与所述连接点连接，所述第一可变电阻串的输出端用于输出所述电压阈值区间的高电压阈值，所述第二可变电阻串的输出端用于输出所述电压阈值区间的低电压阈值。
可选地，所述钳位精度监测模块包括：第一比较器、第二比较器和异或门，所述第一比较器的正输入端用于输入所述电压阈值区间的高电压阈值，所述第二比较器的正输入端用于输入所述电压阈值区间的低电压阈值，所述第一比较器和所述第二比较器的负输入端均用于输入所述误差放大器的输出电压，所述第一比较器和所述第二比较器的输出端分别连接所述异或门的两个输入端，所述异或门的输出端与所述钳位控制模块相连；
或者，
所述钳位精度监测模块包括：第三电流源、第四电流源、第一pmos管、第二pmos管、第三pmos管、第四pmos管、第一电阻和第二电阻，所述第三电流源和所述第四电流源的输入端用于输入所述dc-dc转换器的输入电压，所述第三电流源的输出端与所述第一pmos管和第二pmos管的源极连接，所述第一pmos管的栅极用于输入所述电压阈值区间的低电压阈值，所述第一pmos管的漏极与所述第三pmos管的漏极一起连接所述第一电阻的一端并与所述钳位控制模块相连，所述第一电阻的另一端接地，所述第二pmos管的栅极与第三pmos管的栅极用于输入所述误差放大器的输出电压，所述第二pmos管的漏极与所述第四pmos管的漏极一起连接所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端接地，所述第四电流源的输出端分别与所述第三pmos管和第四pmos管的源极连接，所述第四pmos管的栅极用于输入所述电压阈值区间的高电压阈值。
可选地，所述钳位控制模块包括：与非门、d触发器、延时单元，所述与非门的第一输入端与所述钳位精度监测模块的输出端连接，所述与非门的第二输入端在所述pwm环路属于pwm单模式控制环路时用于输入高电平，所述与非门的第二输入端在所述pwm环路属于pfm/pwm双模式控制环路时用于输入所述预触发信号，所述与非门的输出端与所述d触发器的复位端连接，所述d触发器的d端用于输入高电平，所述d触发器的时钟端用于输入第二时钟信号，所述d触发器的q端与所述延时单元的输入端连接，所述延时单元的输出端用于输出所述钳位开关控制信号，当所述pwm环路属于pwm/pfm双模式控制环路时，所述d触发器的q非端用于输出所述模式反馈信号。
可选地，所述工作模式控制模块与所述钳位电路连接，用于在系统由轻载跳变到重载时，发送预触发信号至钳位电路，并在所述误差放大器的输出电压被钳位至所述pwm环路稳定工作电压时，接收钳位电路发出的模式反馈信号，并基于所述模式反馈信号生成相应的模式切换控制信号，所述工作模式控制模块与所述dc-dc转换器的控制逻辑和驱动模块连接，用于将所述模式切换控制信号传输给所述控制逻辑和驱动模块，所述控制逻辑和驱动模块与所述pwm/pfm双模式控制环路连接，用于在接收到所述模式切换控制信号后对所述pwm/pfm双模式控制环路进行模式切换。
作为本发明的再一方面，提供的一种dc-dc转换器，包括以上所述的控制pwm环路稳定的电路，还包括控制逻辑和驱动模块、第一mos管、第二mos管、片外滤波电感和电容。
本发明提出的一种控制pwm环路稳定的方法、电路及dc-dc转换器，该方法包括：根据dc-dc转换器的输入电压和输出电压，获得pwm环路稳定工作电压；将误差放大器的输出电压钳位到所述pwm环路稳定工作电压，所述误差放大器属于pwm环路；通过对误差放大器输出电压进行自适应钳位的电路，提高了系统对输入输出电压扰动的抑制性能，同时有助于pfm/pwm模式快速切换并有效减小输出电压跌幅。
附图说明
图1为本发明实施例一提供的一种控制pwm环路稳定的方法流程图；
图2为本发明实施例一提供的另一种控制pwm环路稳定的方法流程图；
图3为本发明实施例一提供的自适应钳位电路的电路图；
图4为本发明实施例一提供的基于误差放大器输出电压钳位的pwm/pfm双模调制dc-dc转换器的系统结构示意图；
图5为本发明实施例二提供的一种控制pwm环路稳定的电路的功能结构示意图；
图6为本发明实施例二提供的钳位电路的电路图；
图7为本发明实施例二提供的电压生成电路的电路图；
图8为本发明实施例二提供的一种钳位精度监测模块的电路图；
图9为本发明实施例二提供的另一种钳位精度监测模块的电路图；
图10为本发明实施例二提供的一种钳位控制模块的电路图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合实施例一
如图1所示，在本实施例中，一种控制pwm环路稳定的方法，包括：
s10、根据dc-dc转换器的输入电压和输出电压，获得pwm环路稳定工作电压；
s20、将误差放大器的输出电压钳位到所述pwm环路稳定工作电压，所述误差放大器属于pwm环路。
在本实施例中，通过根据dc-dc转换器的输入电压和输出电压自适应的得到pwm环路稳定工作电压，从而对误差放大器输出电压进行自适应钳位，提高了系统对输入输出电压扰动的抑制性能，可快速稳定pwm环路，且可应用在pfm/pwm双模式控制环路中，实现pfm/pwm模式快速切换并有效减小输出电压跌幅，通用性强。
需要说明的是，在实际应用中，将所述误差放大器的输出电压钳位到pwm环路稳定工作电压，包括：将误差放大器的输出电压钳位到pwm环路稳定工作电压的一定精度范围，在这个精度范围内pwm环路能够稳定工作，也属于本申请的保护范围，具体精度范围可以根据实际应用的需要进行设置。
在本申请中，所述pwm环路可为pwm单模式控制环路，也可能属于pfm/pwm双模式控制环路，或其他包含pwm环路的电路。
如图2所示，在本实施例中，所述步骤s20之后还包括：
s30、根据所述dc-dc转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间，监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，根据监测结果判断是否进行钳位。
需要说明的是，设置电压阈值区间可以衡量钳位精度即上述精度范围，所述电压阈值区间也可以理解为通过所述pwm环路稳定工作电压得到。该电压阈值区间可以是两个电压阈值之间，也可以是高于某个电压阈值或者低于某个电压阈值等，优选地，设置为两个电压阈值之间。当然，其他的实施例中，还可以通过对钳位时间进行设定等方式来控制误差放大器的输出电压的钳位精度，从而实现pwm环路的稳定，以上方式都属于本申请的保护范围。
作为另一种实施例，所述步骤s30还可以在所述步骤s20之前就开始。也就是说，第一次进行钳位操作前可以先判断所述误差放大器的输出电压是否落入所述电压阈值区间，如果未落入则进行钳位操作，否则不进行钳位操作，当然也可以直接进行第一次钳位后再进行监控。
对误差放大器的输出电压进行监控，可以在误差放大器的输出电压落入该电压阈值区间时，停止钳位操作；当dc-dc转换器的输入电压发生波动，导致上述误差放大器的输出电压偏离该电压阈值区间时，再次启动钳位操作，使得pwm环路快速稳定。本实施例的上述步骤s10-s30皆可通过一个钳位电路来实现，可以理解的是该步骤的顺序仅仅为一种举例。
在本实施例中，所述将误差放大器的输出电压钳位至所述pwm环路稳定工作电压包括：
对所述pwm环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；
在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。
采用采样保持的方式可以使得每个采样周期内所述误差放大器的输出电压被钳位至一个相对稳定的工作电压，从而使得pwm环路更平稳的被钳位至稳定工作电压。同样，误差放大器的输出电压被钳位至该采样保持电压的一定精度范围，且足以使pwm环路稳定工作即可，该精度范围同样可以采用上述电压阈值区间的方式来衡量。
在本实施例中，若所述误差放大器属于pwm/pfm双模式控制环路中的pwm环路，则当所述dc-dc转换器由轻载跳变到重载时，接收预触发信号；
当所述误差放大器的输出电压被钳位至所述pwm稳定工作电压后，发送模式反馈信号，工作模式控制模块根据所述模式反馈信号生成第一模式切换信号，以从pfm工作模式切换至pwm工作模式。
需要说明的是，其中所述误差放大器的输出电压被钳位至所述pwm稳定工作电压，包括误差放大器的输出电压被钳位至pwm稳定工作电压的一定精度范围，所述精度范围可以是所述电压阈值区间。可见，采用预触发信号可以使得pwm环路通过钳位电路提前进行响应，使得pwm环路快速获得稳定工作电压，再通过所述模式反馈信号促使模式切换，从而可以提前进入pwm环路控制模式。
在本实施例中，所述dc-dc转换器从pfm工作模式切换至pwm工作模式之后还包括：
当所述dc-dc转换器从重载跳变到轻载时，所述工作模式控制模块生成第二模式切换控制信号，以从pwm工作模式切换至pfm工作模式。
在本实施例中，所述步骤s20由钳位电路来完成，如图3所示，为钳位电路的电路图，主要包括：自适应钳位电压电路(adaptiveeaclampingvoltagegenerationblock)301和钳位电压采样保持和输出模块(s/h&voltagebuffer)302；所述自适应钳位电压电路301进一步包括电压生成电路和钳位精度控制电路，所述电压生成电路用于生成pwm环路稳定工作电压；所述钳位电压采样保持和输出模块用于将所述误差放大器的输出电压钳位到所述pwm环路稳定工作电压；通过电压产生电路301生成一个pwm环路稳定工作电压vea_cc，并且vea_cc随电源输入电压vin和dc-dc输出电压自适应调整，然后通过s/hvoltagebuffer模块302将误差放大器的输出电压向vea_cc钳位，并通过钳位精度控制电路监测误差放大器的输出电压vea与vea_cc的接近程度，在pfm/pwm双模式控制环路中，来决定开启pwm环路控制的时间并是否断开钳位通路，因此保证了进入pwm模式时pwm环路已经稳定，由此减小了模式切换带来的电压跌落。当处于pwm模式控制时，会适时地对误差放大器输出电压vea进行监控，若电源电压vin波动使得vea偏离了设定电压vea_cc一定精度，则钳位电路再次开启并将vea钳位到设定值附近，由此避免了电源电压波动带来的输出电压抖动。
在本实施例中，如图4所示，为基于误差放大器输出电压钳位的pwm/pfm双模调制(即pfm/pwm双模式控制环路)dc-dc转换器的系统结构示意图，主要包括：开关管pmos管401，nmos管402，电感l和电容c分别为403和404；控制逻辑和驱动模块405，pwm控制环路406，pfm控制环路407，以及pwm/pfm工作模式控制模块408；其中pwm控制环路406主要包括误差放大器4062、其补偿网络4061、pwm比较器4063以及钳位电路4064；pfm环路主要包括pfm比较器4071和pfm控制逻辑4072。当系统处于轻载时，pwm/pfm工作模式控制模块产生模式控制信号modch为低，则系统立即处于pfm环路调制(控制)状态；当系统突然由轻载跳变到重载时，pwm/pfm工作模式控制模块408立即产生一个pwm模式切换预触发信号en_pwm_pre到自适应钳位电路4064，自适应钳位电路4064结合送来的en_pwm_pre和钳位精度控制信号en_sw来产生模式反馈信号en_red_pwm，并反馈到pwm/pfm工作模式控制模块进而开启pwm调制模式。当系统处于pwm模式时，在输入电源电压vin有波动时，误差放大器输出vea会立即响应该波动，从而能有效抑制电源波动带来的瞬态变化。当系统突然由重载跳变到轻载时，pwm/pfm模式控制模块会立即响应，模式切换信号modch为低，系统立即进入pfm调制模式。当处于pfm模式时，负载又突然从轻载跳变到重载时，系统又会立即重复以上模式切换过程。
实施例二
如图5所示，在本实施例中，一种控制pwm环路稳定的电路，包括：
误差放大器10和钳位电路20，所述钳位电路用于将所述误差放大器的输出电压钳位到pwm环路稳定工作电压，所述误差放大器属于pwm环路，所述钳位电路包括：电压生成电路，用于根据dc-dc转换器的输入电压和输出电压，生成所述pwm环路稳定工作电压。
在本实施例中，所述pwm环路稳定工作电压是根据dc-dc转换器的输入电压和输出电压自适应生成的，从而钳位电路可以对误差放大器输出电压进行自适应钳位，提高了系统对输入输出电压扰动的抑制性能。且该钳位电路还可以应用于pfm/pwm双模式控制环路中，助于实现pfm/pwm模式快速切换并有效减小输出电压跌幅。所述钳位电路用于将所述误差放大器的输出电压钳位到pwm环路稳定工作电压，包括：将误差放大器的输出电压钳位到pwm环路稳定工作电压的一定精度范围，在这个精度范围内pwm环路能够稳定工作。
在本实施例中，如图3所示，为自适应钳位电路的电路图，主要包括：自适应钳位电压电路(adaptiveeaclampingvoltagegenerationblock)301和钳位电压采样保持和输出模块(s/h&voltagebuffer)302；所述自适应钳位电压电路301进一步包括电压生成电路和钳位精度控制电路，所述电压生成电路用于生成pwm环路稳定工作电压；所述钳位电压采样保持和输出模块用于将所述误差放大器的输出电压钳位到所述pwm环路稳定工作电压；通过电压产生电路301生成一个pwm环路稳定工作电压vea_cc，并且该vea_cc随电源输入电压vin和dc-dc输出电压影响自适应调整，然后通过s/hvoltagebuffer模块302将误差放大器的输出电压向vea_cc钳位，并通过监测误差放大器的实际输出电压vea与vea_cc的接近程度，在pfm/pwm双模式控制环路中，来决定开启pwm环路控制的时间并是否断开钳位通路，因此保证了进入pwm模式时pwm环路已经稳定，由此减小了模式切换带来的电压跌落。当处于pwm模式时，会适时地对误差放大器输出电压vea进行监控，若电源电压vin波动使得vea偏离了设定电压vea_cc一定精度，则钳位电路再次开启并将vea钳位到设定值附近，由此避免了电源电压波动带来的输出电压抖动。
在本实施例中，所述钳位电路还包括：采样保持和输出模块，用于对所述pwm环路稳定工作电压进行采样，并通过采样保持得到采样保持电压；
在至少一个采样周期内，将所述误差放大器的输出电压钳位至所述采样保持电压。
所述采样保持和输出模块可以使得每个采样周期内所述误差放大器的输出电压被钳位至一个相对稳定的工作电压，从而使得pwm环路平稳的被钳位至稳定工作电压。同样，误差放大器的输出电压被钳位至该采样保持电压的一定精度范围，足以使pwm环路稳定工作即可，该精度范围可以采用电压阈值区间来衡量。
如图6所示，在一种可行的实施例中，所述采样保持和输出模块包括：采样保持开关504、采样电容505、钳位开关503、电压缓存单元502，其中，所述采样保持开关504的一端用于输入所述pwm稳定工作电压vea_cc，所述采样保持开关504受所述第一时钟信号clka控制，所述采样保持开关504的另一端与所述采样电容505的一端及所述电压缓存单元502的正输入端连接，所述采样电容505的另一端接地，所述电压缓存单元502的输出端与其负输入端及所述钳位开关503的一端连接，所述钳位开关503的另一端与所述误差放大器的输出端连接。
在本实施例中，所述电压生成电路，还用于根据所述dc-dc转换器的输入电压和输出电压得到电压阈值区间。
需要说明的是，设置电压阈值区间可以衡量钳位精度即上述精度范围，所述电压阈值区间也可以理解为通过所述pwm环路稳定工作电压得到。该电压阈值区间可以是两个电压阈值之间，也可以是高于某个电压阈值或者低于某个电压阈值等，优选地，设置为两个电压阈值之间。当然，其他的实施例中，还可以通过对钳位时间进行设定等方式来控制误差放大器的输出电压的钳位精度，从而实现pwm环路的稳定，以上方式都属于本申请的保护范围。
在本实施例中，所述钳位电路还包括：钳位精度控制电路，包括钳位精度监测模块和钳位控制模块，所述钳位精度监测模块用于监测所述误差放大器的输出电压是否处于所述电压阈值区间，所述钳位控制模块用于根据监测结果生成钳位控制信号以确定是否进行钳位操作。
例如，当所述误差放大器的输出电压处于所述电压阈值区间内，则不进行钳位操作(包括停止钳位)，否则，进行钳位操作，即将误差放大器的输出电压钳位至上述电压阈值区间内。
在本实施例中，若所述误差放大器属于pwm/pfm双模式控制环路中的pwm环路，则所述控制pwm环路稳定的电路还包括：工作模式控制模块，用于生成预触发信号和接收模式反馈信号；所述钳位控制模块，用于根据所述监测结果和所述预触发信号生成所述模式反馈信号和钳位控制信号。
如图4所示，在本实施例中，若为pfm/pwm双模式控制环路，所述工作模式控制模块408与所述钳位电路4064连接，用于在系统由轻载跳变到重载时，发送预触发信号en_pwm_pre至钳位电路，并在所述误差放大器的输出电压被钳位至所述pwm环路稳定工作电压时，接收钳位电路发出的模式反馈信号en_red_pwm，并基于所述模式反馈信号生成相应的模式切换控制信号modch，所述工作模式控制模块408与所述dc-dc转换器的控制逻辑和驱动模块405连接，用于将所述模式切换控制信号modch传输给所述控制逻辑和驱动模块405，所述控制逻辑和驱动模块405与所述pwm/pfm双模式控制环路(406和407)连接，用于在接收到所述模式切换控制信号modch(第一模式切换控制信号)后对所述pwm/pfm双模式控制环路(406和407)进行模式切换。由pfm工作模式切换至pwm工作模式。
当所述dc-dc转换器从重载跳变到轻载时，所述工作模式控制模块用于生成第二模式切换控制信号，以从pwm工作模式切换至pfm工作模式。
需要说明的是，在所述误差放大器的输出电压被钳位至所述pwm环路稳定工作电压时，包括将所述误差放大器的输出电压钳位至基于pwm环路稳定工作电压生成的所述电压阈值区间时。本发明基于误差放大器输出电压钳位的pwm/pfm双模调制dc-dc转换器结构简单，pwm/pfm模式切换快速快以及电压跌落小，通用性高、可靠性强的优点，不仅适用于buck型架构，同样可以适用于boost、buck-boost等架构；不仅能实现对误差放大器输出电压的精确钳位，还可以结合pwm/pfm模式控制模块实现pfm向pwm平滑切换从而减小电压跌落。
如图7所示，在本实施例中，所述电压生成电路包括：电压电流转换电路506、第一电流源507、第二电流源511、比较器510、第一开关509、第二开关514、第一电容508、第二电容513、第三开关512，所述电压电流转换电路506的输入端用于输入dc-dc转换器的输入电压，所述电压电流转换电路506的输出端连接所述第一电流源507，所述第一电流源507的输出端与第一电容508的一端、第一开关509的一端及比较器510的正输入端连接在一起，所述第一电容508的另一端与所述第一开关509的另一端一起接地，所述比较器510的负输入端用于输入β倍所述dc-dc转换器的输出电压(其中，β为常数)，所述比较器510的控制端用于输入反向时钟信号，所述第一开关509和所述第二开关514受时钟信号clk控制，所述比较器510的输出信号用于控制第三开关512；所述第三开关512的一端与第二电容513的一端及第二开关514的一端连接，所述第二电容513的另一端与所述第二开关514的另一端一起接地，所述第三开关512的另一端与第二电流源511的输出端连接，所述第二电流源511的输入端用于输入所述dc-dc转换器的输入电压vin。
在该电路中，比较器510的负输入端输入一个与dc-dc转换器的输出电压相关的电压值，即β倍dc-dc转换器的输出电压，β的取值根据实际需要进行选取，例如通过下文具体公式可以推导出。此外，第二电流源511的输出端会输出一个设定电压vea_c，该vea_c足以作为pwm环路稳定工作电压，但不是很稳定，因此，优选地，可以采用以下电压转换电路，得到一个更为稳定的vea_cc作为pwm环路稳定工作电压，同时可以生成所述电压阈值区间的高电压阈值和低电压阈值。
如图7所示，在本实施例中，所述电压生成电路还包括：电压转换电路，所述电压转换电路包括：运算放大器515、pmos管516、第一可变电阻串517、第二可变电阻串518，所述运算放大器515的正输入端与所述第二电流源511的输出端连接，所述运算放大器515的输出端与所述pmos管516的栅极连接，所述pmos管516的源极用于输入所述dc-dc转换器的输入电压vin，所述pmos管516的漏极与所述第一可变电阻串517及第二可变电阻串518串联后接地，所述第一可变电阻串517及第二可变电阻串518连接点的电压为所述pwm稳定工作电压vea_cc，所述运算放大器515的负输入端与所述连接点连接，所述第一可变电阻串517的输出端用于输出所述电压阈值区间的高电压阈值，所述第二可变电阻串518的输出端用于输出所述电压阈值区间的低电压阈值。
在本实施例中，参考图7可知，在每个时钟周期(clk)低电平时，两个电流源
在本实施例中，参考图7可知，第二电流源的输入端vea_c与vea_cc的值相同，也可以作为pwm稳定工作电压，但是其没有vea_cc稳定，因此优选vea_cc，vea_cc由所述转换电路转换而来。
如图8所示，在本实施例中，所述钳位精度监测模块包括：第一比较器5201、第二比较器5202和异或门5203，所述第一比较器5201的正输入端用于输入所述电压阈值区间的高电压阈值vh，所述第二比较器5202的正输入端用于输入所述电压阈值区间的低电压阈值vl，所述第一比较器5201和所述第二比较器5202的负输入端均用于输入所述误差放大器的输出电压vea，所述第一比较器5201和所述第二比较器5202的输出端分别连接所述异或门5203的两个输入端，所述异或门5203的输出端与所述钳位控制模块相连。
作为另一种实施例，如图9所示，所述钳位精度监测模块包括：第三电流源5204、第四电流源5205、第一pmos管5206、第二pmos管5207、第三pmos管5208、第四pmos管5209、第一电阻r1和第二电阻r2，所述第三电流源5204和所述第四电流源5205的输入端用于输入所述dc-dc转换器的输入电压vin，所述第三电流源5204的输出端与所述第一pmos管5206和第二pmos管5207的源极连接，所述第一pmos管5206的栅极用于输入所述电压阈值区间的低电压阈值vl，所述第一pmos管5206的漏极与所述第三pmos管5208的漏极一起连接所述第一电阻r1的一端与所述钳位控制模块相连，所述第一电阻r1的另一端接地，所述第二pmos管5207的栅极与第三pmos管5208的栅极用于输入所述误差放大器的输出电压vea，所述第二pmos管5207的漏极与所述第四pmos管5209的漏极一起连接所述第二电阻r2的一端，所述第二电阻r2的另一端接地，所述第四电流源5205的输出端分别与所述第三pmos管5208和第四pmos管5209的源极连接，所述第四pmos管5209的栅极用于输入所述电压阈值区间的高电压阈值vh。
如图10所示，在本实施例中，所述钳位控制模块包括：与非门519、d触发器521、延时单元522，所述与非门519的第一输入端与所述钳位精度监测模块520的输出端连接，所述与非门519的第二输入端在所述pwm环路属于pwm单模式控制环路时用于输入高电平，所述与非门519的第二输入端在所述pwm环路属于pfm/pwm双模式控制环路时用于输入所述预触发信号en_pwm_pre，所述与非门519的输出端与所述d触发器521的复位端连接，所述d触发器521的d端用于输入高电平，所述d触发器521的时钟端用于输入第二时钟信号clkb，所述d触发器521的q端与所述延时单元522的输入端连接，所述延时单元522的输出端用于输出所述钳位开关控制信号en_buffer，当所述pwm环路属于pwm/pfm双模式控制环路时，所述d触发器521的q非端用于输出所述模式反馈信号en_red_pwm。
优选的，本实施例中，时钟信号clk,第一时钟信号clka，第二时钟信号clkb为频率相同时序不同的时钟信号。
可见，图10的钳位精度控制电路，在不改变电路结构的情况下只需利用相关端口进行信号的调整就可以适用于pwm单模式控制环路和pfm/pwm双模式控制环路，通用性更强。
本实施例中，采用钳位电路将误差放大器的输出电压快速向pwm环路稳定工作电压钳位，当钳位到pwm环路稳定工作电压精度范围时，认为pwm环路稳定，则可以停止钳位，当dc-dc转换器的输入电压发生波动导致误差放大器的输出电压偏离所述精度范围时，再次开启钳位直至再次被钳位至所述精度范围，所述pwm环路稳定工作电压随dc-dc转换器的输入电压和输出电压变化，从而可以实现自适应钳位，控制pwm环路快速稳定。该钳位电路还可以用于pfm/pwm双模式控制环路中，通过设置一个工作模式控制模块，在dc-dc转换器系统由轻载跳变至重载时，发送预触发信号给钳位电路，当pwm环路稳定后，即误差放大器的输出电压处于所述精度范围时，钳位电路反馈一个模式反馈信号给工作模式控制模块，由工作模式控制模块根据模式反馈信号生成一个模式切换控制信号，从而将dc-dc转换器从pfm模式控制切换至pwm模式控制。当系统由重载跳变至轻载时，工作模式控制模块生成一个模式切换控制信号，从而将dc-dc转换器从pwm模式控制切换至pfm模式控制。可见，本实施例的控制pwm环路稳定的电路，通用性强，稳定性好，响应速度快。
实施例三
如图4所示，在本实施例中，一种dc-dc转换器，包括以上所述的控制pwm环路稳定的电路，还包括控制逻辑和驱动模块、第一mos管、第二mos管、片外滤波电感和电容。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
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