一种超高频低纹波降压器及其降压控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种电子元器件，具体涉及一种超高频低纹波降压器及其降压控制方法。
【背景技术】
[0002]开关降压电源具有集成度高、外围电路简单、电源效率高等优点，在各种电子设备中得到广泛的应用。
[0003]如图1，为市面上普及的降压芯片，其输出电压反馈到误差放大器EA，误差放大器EA输出到比较器一端，采样比较器叠加斜坡输出到比较器另外一端，固定时钟OSC把开关管打开。当电感电流上升到误差放大器EA输出的值时，把开关管关闭，这样的环路控制在大部分应用中可以满足要求，但是随着对电源的要求越来越高，譬如微能量控制领域需要超低纹波，这样的固定频率就使得纹波无法减小。
【发明内容】
[0004]为克服上述缺陷，本发明的目的即在于提供一种超高频低纹波降压器。
[0005]本发明的目的还在于提供一种应用上述超高频低纹波降压器的降压控制方法。
[0006]本发明的目的是通过以下技术方案来实现的:
[0007]本发明的一种超高频低纹波降压器，其应用在降压芯片上，该降压器包括输出电压V0UT、EA误差放大器、CMP模拟比较器、OSC振动器，LOGIC芯片，PMOS开关管、第一 NMOS开关管、第二 NMOS开关管、电感、第一电容、过零检测单元，所述OSC振动器、CMP模拟比较器的输出端、PMOS开关管、第一匪OS开关管均与LOGIC芯片连接，所述第一 NMOS开关管与PMOS开关管连接后接地，所述PMOS开关管、电感、输出电压VOUT、第二 NMOS开关管依次连接形成BUCK环路，所述第一电容连接输出电压VOUT后接地，所述过零检测单元与BUCK环路连接;所述输出电压VOUT接入到EA误差放大器产生EA输出电压，所述EA输出电压接入到CMP模拟比较器的一输入端，所述降压芯片上SW产生的斜坡耦合与输出电压VOUT通过第二电容产生的耦合连接后接入到CMP模拟比较器的另一输入端，所述CMP模拟比较器的输出端输出用于控制BUCK环路的环路控制信号。
[0008]进一步，所述输出电压VOUT通过电阻分压与基准电压接入到EA误差放大器产生EA输出电压。
[0009 ] 更进一步，所述BUCK环路连接有电源VCC。
[0010]—种应用上述超高频低纹波降压器的降压控制方法，包括以下步骤:
[0011]CMP模拟比较器判断EA输出电压是否小于预设阈值，若小于，则环路控制信号控制PMOS开关管及第一匪OS开关管关闭、第二匪OS开关管打开，使得BUCK环路中的输出电压VOUT上升;若大于，则环路控制信号控制EA输出电压建立直流点，PMOS开关管及第一NMOS开关管关闭，第二NMOS开关管关闭，使得BUCK环路中的输出电压VOUT降低；
[0012]在重负载模式下:当输出电压VOUT降低后小于基准电压时，EA输出电压上升超过A点，CMP模拟比较器输出为0，PM0S开关管打开，PMOS开关管给电感、第一电容充电，第一NMOS开关管保持关闭，此时环路控制信号打开，CMP模拟比较器输出I，SW抬高，A点缓慢上升，当A点升高到节点ERROR电压时，环路控制信号控制第一 NMOS开关管打开，第一 NMOS开关管给电感、第一电容充电，PMOS开关管关闭，过零检测单元对BUCK环路进行检测，若输出电压VOUT先降低到预设阈值，则EA输出电压上升，PMO S开关管打开，第一匪O S开关管保持关闭；若电感、第一电容的电流先降为0，则第一NMOS开关管关闭，等待EA输出电压上升把PMOS开关管打开；
[0013]在轻负载模式下:设定PMOS最小开时间和最小关时间，PMOS开关管的开启周期变长，同时使用最小开时间打开。
[0014]本发明提供的一种超高频低纹波降压器及其降压控制方法，根据负载和输入输出电压变化来改变控制环路频率来进行降压控制，以达到超高频率低纹波的目的，降压更有效率。
【附图说明】
[0015]为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作详细描述。
[0016]图1为现有技术中降压芯片的电路图；
[0017]图2为本发明一种超高频低纹波降压器的电路图；
[0018]图3为本发明一种超高频低纹波降压器的局部电路图；
[0019]图4为本发明一种超高频低纹波降压器中关键节点启动波形图；
[0020]图5为本发明一种超高频低纹波降压器中关键节点正常工作波形图；
[0021]图6为本发明一种超高频低纹波降压器中关键节点正常工作另一波形图。
【具体实施方式】
[0022]为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进一步详细说明。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。
[0023]请参阅图2-6，本发明的一种超高频低纹波降压器，其应用在降压芯片上，该降压器包括输出电压VOUT、EA误差放大器、CMP模拟比较器、OSC振动器，LOGIC芯片，PMOS开关管、第一匪OS开关管、第二 NMOS开关管(即图2中的BYPASS)、电感、第一电容、过零检测单元，该OSC振动器、CMP模拟比较器的输出端、PMOS开关管、第一 NMOS开关管均与LOGIC芯片连接，该第一 NMOS开关管与PMOS开关管连接后接地，该PMOS开关管、电感、输出电压V0UT、第二匪OS开关管依次连接形成BUCK环路，该第一电容连接输出电压VOUT后接地，该过零检测单元与BUCK环路连接，该BUCK环路连接有电源VCC。
[0024]该输出电压VOUT通过电阻分压与基准电压接入到EA误差放大器产生EA输出电压(即是ERROR波形信号)，该EA输出电压接入到CMP模拟比较器的一输入端，该降压芯片上SW产生的斜坡耦合(即是VRAMP波形信号)与输出电压VOUT通过第二电容产生的耦合连接后接入到CMP模拟比较器的另一输入端，该CMP模拟比较器的输出端输出用于控制BUCK环路的环路控制信号PG_C。
[0025]—种应用上述超高频低纹波降压器的降压控制方法，包括以下步骤:
[0026]启动的时候，输出电压VOUT通过电阻分压与基准电压接入到接入EA误差放大器产生EA输出电压，CMP模拟比较器判断EA输出电压是否小于预设阈