一种用于cuk型开关变换器的启动电路的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明属于微电子及开关电源领域，尤其是一种单周期加III型补偿的cuk控制电路，具体地说是一种用于负压cuk开关电源的启动电路。
【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]图1所示为单周期加III型补偿的cuk控制电路，该控制电路通过采样输出电压和电源电压的分压信号，将输出的负电压值转换为正电压信号反馈到环路中，与基准电压进行比较，并将产生的误差放大信号与积分器的输出进行比较，产生占空比信号来驱动开关控制输出电压。但在启动阶段时，输出电压和电源电压的分压信号大于基准电压，误差放大器的输出为高电平，此时积分器的输出电压较低，无法同误差放大器的输出电压相交，RS触发器的输出电平将无法翻转，电路因此无法正常启动，从而使cuk电路进入另一个稳定状态。因此需要加入启动电路，使的该cuk控制电路能够正常启动。
【发明内容】
[0004]本发明的目的是针对现有的单周期加III型补偿的cuk控制电路在启动阶段，输出电压和电源电压的分压信号大于基准电压，误差放大器的输出为高电平，又因积分器的输出电压较低，无法同误差放大器的输出电压相交，致使RS触发器的输出电平无法翻转，导致电路无法正常启动的问题，设计一种能使单周期控制加III型补偿的控制环路能正常启动的用于cuk控制电路的启动电路。
[0005]本发明的的技术方案是:
一种用于单周期控制加III型补偿的cuk控制电路的启动电路，其特征是包括一组由D触发器组成的计数器，箝位电压电路，比较器和电平移位电路。计数器的高四位输出分别接到箝位电压电路中的电阻Rl、R2、R3、R4的开关上，从而产生阶梯向下的箝位电压Vr，该箝位电压接到比较器的反相输入端和电平移位电路的一个输入端，比较器的同相输入端和电平移位电路的另一端接基准输出电压VREF，VREF与箝位电压Vr的较大值由电平移位电路的MN6比较后输出。
[0006]所述的计数器包括6个D触发器Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，D触发器Q1的CLK端接外部输入的时钟信号，输入端D端接其反相输出端Q_端和D触发器Q2的CLK端，同理D触发器的Q2、Q3、Q4、Q5也是同样的接法，D触发器Q5的反相输出端接D触发器Q6的CLK端，Q6的D输入端接其反相输出端Q_端。
[0007]所述的箝位电压电路包括偏置电流源IB1和分压电阻串R1、R2、R3、R4、R5，偏置电流源IB1 —端接电源电压VDD，一端接电阻R1，电阻Rl、R2、R3、R4、R5依次串联连接到地，电阻Rl、R2、R3、R4两端分别接控制开关Sl、S2、S3、S4，电阻R1和偏置电流IB1的连接端产生箝位电压Vr。
[0008]所述的箝位电压Vr接到输入对管MP2和MN4的栅极，另一输入对管MP1和丽5的栅极接基准输出电压VREF，PM0S管MP2的源极和PM0S管MP1的源极相接，并接到偏置电流IB2的一端，偏置电流IB2的另一端接电源电压VDD ；PM0S管MP2的漏极接到NM0S管丽2的漏极，丽2的源极接地，丽2的栅极和漏极相接，PM0S管MP1的漏极和NM0S管丽1的漏极相接，并且和NM0S管丽3管的栅极相接，丽1的源极接地，丽1的栅极和丽2的栅极相接，NM0S管丽3的源极接地，漏极接到基准输出电压VREF上；NM0S管MN4和NM0S管丽5的栅极分别接箝位电压Vr和基准输出电压VREF，MN4和丽5的漏极相连，并接到电源电压VDD，MN4和丽5的源极相连，并接到偏置电流IB3的一端，偏置电流IB3的另一端接地，NM0S管MN6的源极与MN4和MN5和源极相连，栅极和漏极相接，并接到偏置电流IB4的一端，偏置电流IB4的另一端接电源电压VDD，偏置电流IB3和IB4满足以下关系:
IB3=2*IB4 ；
MN4、MN5和MN6的宽长比满足相等，MN6的栅极作为输出信号CLAMP_0UT接到图1所示的III型补偿网络的VREF1端。
[0009]
所述的计数器Q3、Q4、Q5、Q6的同相输出端Q端分别接到箝位电压电路中Rl、R2、R3、R4的控制开关Sl、S2、S3、S4上。
[0010]所述的电平移位电路中的NM0S管MN4、丽5以及偏置电流IB3组成共源极输出电路，其输出电压经过二极管接法的MN6升压后输出。
[0011]本发明的优点及显著效果:
(1)本发明的新型启动电路没有使用面积较大的电容，能有效减小芯片的面积和成本。
[0012](2)本发明的新型载电流补偿电路结构简单，较好的实现了其功能。
【附图说明】
[0013]图1是现有单周期加III型补偿的CUK型开关变换器原理图。
[0014]图2是本发明启动电路的具体实现方式。
[0015]图3是本发明电路的各节点电流电压波形。
[0016]图4是加入本发明电路后cuk控制电路的各节点电流电压波形。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和实施例对本发明作进一步说明。
[0018]如图1所示，单周期控制加III型补偿cuk型开关变换器包括功率级电路，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、功率管丽1、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，续流二极管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一端接到输出电压Vo端，另一端接地。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El的反相端和输出端，开关K并联在电容Cz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，Cll、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VREF1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。误差放大器的输出电压VEA_0UT接到比较器C0MP的反相端，而积分器的输出电压VE1_0UT接到比较器C0MP的同相端，比较器C0MP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。
[0019]图2所示为本发明的用于单周期控制加III型补偿负压cuk开关变换器的软启动电路，它包括一组由D触发器组成的计数器，箝位电压电路，比较器和电平移位电路。计数器的高四位输出分别接到箝位电压电路中的电阻R1、R2、R3、R4的开关上，从而产生阶梯向下的箝位电压Vr，该箝位电压接到比较器的反相输入端和电平移位电路的一个输入端，比较器的同相输入端和电平移位电路的另一端接基准输出电压VREF，VREF与箝位电压Vr的较大值由电平移位电路的MN6比较后输出。
[0020]计数器由6个D触发器Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6组成，D触发器Q1的CLK端接外部输入的时钟信号，输入端D端接其反相输出端Q_端和D触发器Q2的CLK端，同理D触发器的Q2、Q3、Q4、Q5也是同样的接法依次相连