一种cuk型开关变换器的轻载电流补偿电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子及开关电源领域，属于单周期控制加ΙΠ型补偿负压cuk开关变换器的轻载电流补偿电路，具体涉及一种cuk型开关变换器的轻载电流补偿电路。
【背景技术】
[0002]有机发光二极管(Organic Light Emitting D1de OLED)具有柔软、透明、画质清晰、节能环保等特点，被视为是最具潜力的下一代新型平面显示技术。为最大限度增加发光的亮度考虑，0LED显示器的阴极需要负电压进行供电，从而负压芯片的设计成为这一领域的主流趋势。cuk电路采用直流斩波技术，具有输出电流纹波低的特点，这也使得cuk变换器在对纹波要求很高的场合有着广泛的应用前景。
[0003]目前传统cuk变换器普遍采用的是单周期控制方式，但单周期控制方式的环路增益低，调节能力差，不适用对输出电压精度要求很高的场合。如图1所示，采用单周期控制加III型补偿的变换器环路增益高，调节能力强。但在轻载条件下，当第二电感L2放电到零时，输出电容C2会通过电感向输入电容C1放电，输出电压会明显跌落，以致偏出预设的阈值范围。
【发明内容】
[0004]本发明的目的就是针对现有的单周期控制加III型补偿的变换器环路在轻载条件下，当第二电感L2放电到零时，输出电容C2会通过电感向输入电容C1放电，输出电压会明显跌落，以致偏出预设的阈值范围的问题，设计一种在单周期控制加III型补偿的控制环路作用下，对输出电压在轻载条件下进行电流补偿的cuk型开关变换器的轻载电流补偿电路。
[0005]本发明的技术方案是:
一种cuk型开关变换器的轻载电流补偿电路，其特征在于:包括带隙基准、反馈电阻串、一个迟滞比较器和一个PM0S电流调整管，带隙基准的输出Vref接到迟滞比较器C0MP1的同相输入端，反馈电阻串接到该迟滞比较器C0MP1的反相输入端，该迟滞比较器C0MP1的输出端接到电流调整管MP1的栅极；该电流调整管MP1的源极接输入电源电压VDD，电流调整管MP1的漏极接到cuk变换器的输出电压Vo上。
[0006]所述的电阻反馈串包括第一电阻R1和第二电阻R2，该第一电阻R1的一端与该第二电阻R2的一端连接产生反馈电压VFB，同时该VFB端与所述迟滞比较器C0MP1的同相输入端相连，该第一电阻R1的另一端与输入电源电压VDD相连，该第二电阻R2的另一端与cuk型开关变换器输出端Vo相连。
[0007]所述迟滞比较器C0MP1翻转要满足的条件为:
当VFB〈90%Vref时，迟滞比较器的输出由高翻为低，打开电流调整管MP1 ;
当VFB>95%Vref时，迟滞比较器的输出由低翻为高，关闭电流调整管MP1 ;
所述的电流调整管MP1为PM0S管。
[0008]所述带隙基准的输出Vref通过串联连接的第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8连接到地，三个电阻满足以下关系:
R8=18*R7=18*R6 ；
第六电阻R6和第七电阻R7相连接的一端接到NM0S管丽5的源端，NM0S管丽5的漏端接到比较器C0MP1的同相输入端，NM0S管MN5的栅极接到比较器C0MP1的输出端；第七电阻R7和第八电阻R8相连接的一端接到NM0S管MN4的源端，NM0S管MN4的漏端接到比较器C0MP1的同相输入端，NM0S管MN4的栅极接到反相器INV的输出端，该反相器INV的输入接到比较器C0MP1的输出端；比较器C0MP1的反相输入端接反馈电压VFB ;M0S管MP2、MP3、MN2和MN3组成两个反相器，MP2和MN2的栅极相连并接到比较器C0MP1的输出端，MP2管的源端接电源电压VDD，丽2管的源端接地，MP2管和丽2管的漏端相连并接到MP3管和MP4管的栅极，MP3管的源端接电源电压VDD，丽3管的源端接地，MP3管和丽3管的漏端相连并接到MP1管的栅极，调整管MP1的源极接输入电源电压VDD，调整管MP1的漏极接到cuk变换器的输出电压Vo上。
[0009]本发明的优点及显著效果:
(1)本发明的新型载电流补偿电路能对轻载条件下输出电压的偏离进行有效修调。
[0010](2)本发明的新型载电流补偿电路结构简单，且较好的实现了其功能。
[0011]本发明与现有的cuk变换器相比，能在重载条件下获得精确的电压输出，也能在轻载条件下对输出电压的偏离进行有效补偿，从而获得低纹波高精度的负电压输出。
【附图说明】
[0012]图1是现有单周期加III型补偿的CUK型开关变换器原理图。
[0013]图2是本发明电流补偿电路的具体实现方式。
[0014]图3是轻载下不加本发明电路的各节点电流电压波形。
[0015]图4是轻载下加入本发明电路后各节点电流电压波形。
【具体实施方式】
[0016]下面结合附图对本发明作进一步说明。
[0017]如图1所示，单周期控制加III型补偿cuk型开关变换器包括两级功率级电路，单周期控制加III型补偿电路。功率级包括输入电感L1、输出电感L2、输入电容C1、输出电容C2、功率管MN1、续流二极管D1、负载电阻Ro和反馈电阻串R1、R2。输入电感L1的一端与电源电压VDD相连，另一端连接输入电容C1的一端和功率管MN1的漏极；输入电容C1的另一端连接输出电感L2的一端和续流二极管D1的正端，D1的负端接地；输出电感L2的另一端接输出滤波电容C2的一端作为输出电压Vo，输出电容C2的另一端接地；负载电阻Ro —端接到输出电压Vo端，另一端接地。整个功率级中输入电感L1、输入电容C1和功率管丽1组成功率级的第一级；输出电感L2、输入电容C2以及续流二极管和负载电阻Ro组成的功率级的第二级，反馈电阻串包括第一电阻R1和第二电阻R2，该第一电阻的一端与该第二电阻的一端连接，同时该第一电阻的该端产生反馈信号VFB，该第一电阻的另一端与输入电压相连，该第二电阻的另一端与cuk变换器输出端Vo相连。控制部分由积分器、III型补偿网络、比较器、RS触发器、反馈电阻串和负载电阻组成。积分器包括电阻Rz、电容Cz和运算放大器El，Rz的一端接到El的反相端，另一端接到续流二极管D1的正端；电容Cz跨接在E1的反相端和输出端，开关K并联在电容C的两端，其中开关K由RS触发器的0_端控制，E1的同相端接地。III型补偿网络包括误差放大器以及两个电阻电容网络，C11、C22和R5组成的电阻电容网络跨接到误差放大器的反相端和输出端，基准电压Vref通过补偿电阻R3、R4、C33组成的另一电阻电容网络接到误差放大器的反相端，误差放大器的同相端接反馈信号VFB。III型补偿网络的输出(即误差放大器的输出)VEA_OUT连接到比较器C0MP2的反相端，积分器的输出(即运算放大器E1的输出)VE1_0UT接到比较器C0MP2的同相端，比较器的输出接到RS触发器的复位端R端，RS触发器的置位端S接时钟信号，RS触发器的输出端Q通过驱动电路接到功率管MN1的栅极，控制产生占空比信号。
[0018]