一种用于dc-dc变换器的纹波补偿控制电路的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明属于电子电路技术领域，具体的说涉及一种用于DC-DC变换器的纹波补偿 控制电路。
【背景技术】
[0002] 相对于传统电压模控制或者电流模控制方式来讲，基于输出纹波的控制系统具有 更加快速的瞬态响应特性以及控制环路简单等特点，尤其是基于恒定导通时间的纹波控制 方式在自适应恒频特性上的潜力而备受关注。然而，由于输出电容的容性特征导致输出电 压相对于电流信息存在一定的相位滞后特性，因此对于所有直接利用输出纹波进行控制的 变换器系统来说，足够的输出电容ESR(等效串联电阻）值是系统稳定所必需的条件。当 ESR较小时，恒定导通时间控制的开关变换器系统将会周期性出现多脉冲现象，不但没有达 到减小纹波的目的，反而恶化了输出纹波性能。
[0003] 在高性能电子产品中，诸如CPU、GPU等高端功能芯片要求供电电压纹波足够小， 且对整体系统集成度有苛刻限制，则要求选用具有低ESR、体积小的贴片式钽电容或者陶瓷 电容。为了使系统摆脱对ESR的限制，往往需要对纹波进行补偿以弥补ESR纹波的不足，从 而改善系统在低值ESR应用时的稳定特性。而传统的补偿方法往往需要使用较多的外部元 件实现纹波补偿，但这无疑会增加系统的复杂程度与成本。
【发明内容】
[0004] 本发明所要解决的，就是针对现有电路存在的稳定性较差的问题，提出一种用于 DC-DC变换器的纹波补偿控制电路。
[0005] 为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：
[0006] -种用于DC-DC变换器的纹波补偿控制电路，包括纹波产生电路、纹波采样电压 电流转换电路和纹波叠加电路；
[0007] 如图2所示，所述纹波产生电路由第一电阻Rl、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电 阻R4、第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第一电容C1、第二电容C2、第三 电容C3、第四电容C4、运算放大器构成；外部输入信号依次通过第一电阻R1、第二电阻R2、 第四电阻R4、第五电阻R5后接运算放大器的正向输入端；第一电阻Rl和第二电阻R2的连 接点通过第一电容Cl后接地；第二电阻R2和第四电阻R4的连接点通过第三电阻R3后接 地；第四电阻R4和第五电阻R5的连接点通过第二电容C2后接地；第五电阻R5和运算放大 器正向输入端的连接点通过第三电容C3后接地；运算放大器的输出与运算放大器的反向 输入端相连，并依次通过第六电阻R6和第七电阻R7后接地；第六电阻R6和第七电阻R7的 连接点点通过第八电阻R8后接纹波采样电压电流转换电路的第一输入端；第八电阻R8与 纹波采样电压电流转换电路第一输入端的连接点通过第四电容C4后接地；第二电阻R2、第 三电阻R3和第四电阻R4的连接点接纹波采样电压电流转换电路的第二输入端；
[0008] 如图3所示，所述纹波采样电压电流转换电路由第一PMOS管MPl、第二PMOS管 MP2、第三PMOS管MP3、第四PMOS管MP4、第五PMOS管MP5、第六PMOS管MP6、第七PMOS管MP7、第八PMOS管MP8、第九PMOS管MP9、第十PMOS管MP10、第^-一PMOS管MPll、第十二 PMOS管MP12、第十三PMOS管MP13、第十四PMOS管MP14、第十五PMOS管MP15、第十六PMOS 管MP16、第一NMOS管MN1、第二NMOS管MN2、第三NMOS管MN3、第四NMOS管MN4、第五NMOS 管MN5、第六NMOS管MN6、第七NMOS管MN7、第八NMOS管MN8、第一NPN型三极管QN1、第二 NPN型三极管QN2、第一PNP型三极管QPl、第二PNP型三极管QP2和第九电阻R9构成；第一 PMOS管MPl的源极接电源，其栅极与漏极互连，其栅极接第二PMOS管MP2的栅极，其漏极接 第十二PMOS管MP12的源极；第十二PMOS管MP12的栅极和漏极互连，其漏极接第二NMOS 管丽2的漏极；第二NMOS管丽2的栅极接第一匪OS管丽1的栅极，其源极接地；第一NMOS 管丽1的栅极与漏极互连，其漏极接外部电流Ib，其源极接地；第二PMOS管MP2的源极接电 源，其漏极接第一PNP型三极管QPl的发射极；第一PNP型三极管的基极为纹波采样电压电 流转换电路的第一输入端，其集电极接地；第二PMOS管MP2漏极与第一PNP型三极管QPl 发射极的连接点接第一NPN型三极管QNl的基极；第一NPN型三极管QNl的集电极接第三 PMOS管MP3的漏极，其发射极接第三NMOS管MN3的漏极；第三PMOS管MP3的源极接电源， 其栅极和漏极互连；第三NMOS管MN3的栅极与第一NMOS管MNl的栅极、第二NMOS管MN2 的栅极和第四NMOS管MM的栅极互连；第三NMOS管MN3的源极接地；第一NPN型三极管 QNl发射极与第三NMOS管丽3漏极的连接点通过第九电阻R9后接第二NPN型三极管QN2 发射极与第四NMOS管MM漏极的连接点；第二NPN型三极管QN2的集电极接第四PMOS管 MP4的漏极，其基极接第五PMOS管MP5漏极与第二PNP型三极管QP2发射极的连接点；第 四PMOS管MP4的源极接电源，其栅极和漏极互连；第二PNP型三极管QP2的基极为纹波采 样电压电流转换电路的第二输入端，其集电极接地；第五PMOS管MP5的源极接电源，其栅极 接第二PMOS管MP2的栅极；第六PMOS管MP6的源极接电源，其栅极接第三PMOS管MP3的 栅极，其漏极接第十三PMOS管MP13的源极；第十三PMOS管MP13的栅极接第十四PMOS管 MP14的栅极，其漏极接第五NMOS管丽5的漏极；第五NMOS管丽5的栅极和漏极互连，其栅 极接第六NMOS管MN6的栅极，其源极接地；第六NMOS管MN6的源极接地，其漏极接第十四 PMOS管MP14的漏极；第十四PMOS管MP14的源极接第七PMOS管的漏极和第八PMOS管MP8 的漏极；第七PMOS管MP7的源极接地，其栅极接第四PMOS管MP4的栅极；第八PMOS管MP8 的源极接电源，其栅极接第五PMOS管MP5的栅极；第九PMOS管MP9的源极接电源，其栅极 接第三PMOS管MP3的栅极，其漏极接第十五PMOS管MP15的源极；第十五PMOS管MP15的 栅极接第十二PMOS管MP12的栅极，其漏极接第七NMOS管MN7的漏极；第七NMOS管MN7的 栅极和漏极互连，其栅极接第八NMOS管MN8的栅极，其源极接地；第八NMOS管MN8的源极 接地，其漏极接第十六PMOS管MP16的漏极；第十六PMOS管MP16的栅极接第十五PMOS管 MP15的栅极，其源极接第十PMOS管MPlO的漏极和第^^一PMOS管MPll的漏极；第十PMOS 管MPlO的源极接电源，其栅极接第七PMOS管MP7的栅极；第^^一PMOS管MPl1的源极接电 源，其栅极接第八PMOS管MP8的栅极；第十四PMOS管MP14漏极与第六NMOS管MN6漏极的 连接点为纹波采样电压电流转换电路的第一输出端，第十六PMOS管MP16漏极与第八NMOS 管MN8漏极的连接点为纹波采样电压电流转换电路的第二输出端；
[0009]如图5所示，所述纹波叠加电路由第十七PMOS管MP17、第十八PMOS管MP18、第 十九PMOS管MP19、第二十PMOS管MP20、第二^-一PMOS管MP21、第二是二PMOS管MP22、 第二十三PMOS管MP23、第二十四PMOS管MP24、第二十五PMOS管MP25、第二十六PMOS管MP26、第二十七PMOS管MP27、第二十八PMOS管MP28、第二十九PMOS管MP29、第三十PMOS 管MP30、第九NMOS管MN9、第十NMOS管MN10、第^-一NMOS管MMNll、第三PNP型三极管QP3、 第四PNP型三极管QP4、第五PNP型三极管QP5、第六PNP型三极管QP6、、第十电阻R10、第 i^一电阻R11、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15、第十六 电阻R16、第十七电阻R17、第十八电阻R18、第十九电阻R19、第二十电阻R20、第二^^一电 阻R21、第一电流源Ibi、第二电流源Ib2和第三电流源IB3构成；第十七PMOS管MP17的源极 接电源，其栅极和漏极互连，其漏极接第一电流源Ibi的正极；第一电流源Ibi的负极接地； 第十七PMOS管MP17的栅极、第十八PMOS管MP18的栅极和第十九PMOS管MP19的栅极互 连；第十八PMOS管MP18的源极接电源，其漏极接第十九PMOS管MP19的漏极；第十九PMOS 管MP19的源极接电源，其漏极接第二十PMOS管MP20的漏极；第二十PMOS管MP20的源极 接电源，其漏极接第二i^一PMOS管MP21的漏极；第二^^一PMOS管MP21的源极接电源，其 栅极接第二十二PMOS管MP22的栅极，其漏极接第二十八PMOS管MP28的源极；第二十八 PMOS管MP28的栅极接第二十九PMOS管MP29的栅极，其漏极接第六PNP型三极管QP6的发 射极；第六PNP型三极管QP6的基极接第九NMOS管MN9的漏极，其集电极接地；第九NMOS 管MN9的栅极和漏极互连，其源极接地；第二十二PMOS管MP22的源极接电源，其漏极接第 二十九PMOS管MP29的源极；第二十九PMOS管MP29的漏极依次通过第^^一电阻Rll和第 十三电阻R13后接第五PNP型三极管QP5的发射极；第^^一电阻Rll和第十三电阻R13的 连接点接纹波采样电压电流转换电路的第一输出端；第十三电阻R13与第五PNP型三极管 QP5发射极的连接点接第二十三PMOS管MP23的漏极；第二十三PMOS管MP23的源极接电 源；第五PNP型三级干QP5的基极依次通过第十八电阻R18和第十四电阻R14后接反馈电 压VFB，其集电极接地；第十八电阻R18和第十四电阻R14的连接点通过第二十电阻R20后 接第十NMOS管丽10的漏极；第十NMOS管丽10的栅极、第^^一NMOS管丽11的栅极和第九 NMOS管MN9的栅极互连；第十NMOS管丽