连，NMOS管M304的栅极与所述同步功率管化的漏极相连，NMOS管M305的栅极与PMOS管M307的漏 极和PMOS管M3Q8的源极均相连；
[OOW] 电阻R301和电容C301串联在内部电源Vdd和PMOS管M303的漏极之间；PMOS管M307的源极 与所述同步功率管化的源极相连，PMOS管M307的栅极与所述同步功率管化的栅极相连;PMOS 管M308的栅极与PMOS管M303的漏极相连，PMOS管M308的漏极通过电阻R302接地；
[00创电流源IS302的输入端接内部电源Vdd，电流源IS302的输出端连接电阻R303和所述脉 冲宽度调制比较器PWM的同相端，电阻R303与PMOS管M308的漏极相连。
[00创其中采样电流Iload通过PMOS管M307采样来实现的。采样电流Iload与同步功率管化的 工作电流Iqi之间的关系是由同步功率管化和PMOS管M307的导通阻抗决定的，具体关系是： 《6)
[0065] 由上式可W看出采样电流Iload只与化和PMOS管M307的尺寸有关，与溫度等其他参数 无关。式中采样电流Iload与采样电流的电压信号化日AD之间的关系是：
[0066] Vload= (Iload+Is3〇2) XR3〇2+Is3〇2XRb〇3 (7)
[0067] 其中增加电流源Is3〇2的目的是产生一个直流偏置电压，为脉冲宽度调制比较器 PWM提供合适的工作点。
[0〇6引其中PMOS管M302、M303和醒OS管M304、M305与PMOS管M302构成两级的电流采样放大器， 而电阻R301和电容C301起电流采样放大器环路补偿的作用。
【主权项】
1. 固定导通时间模式的同步升压型DC-DC转换器电路，包括同步功率管Q1、主开关管Q2、 死区控制驱动器和脉冲宽度调制比较器PWM，其中，同步功率管Q1和地之间并联主开关管 Q2,死区控制驱动器的输出端与同步功率管Q1的栅极和主开关管Q2的栅极均连接，其特征在 于，所述转换器电路还包括固定Ton产生电路（1)、电流采样单元(2)，二极管DjP二极管D 2， 其中： 二极管Di和二极管02反接并联在所述同步功率管&的源极和漏极；固定Ton产生电路（1) 包括两个输入端a和b，一个输出端c，电流米样单元(2)包括三个输入端d、e和f，一个输出端 g;输入端a连接所述脉冲宽度调制比较器P丽的输出端，输入端b连接时钟控制信号VREF，输 出端c连接所述死区控制驱动器的输入端;输入端d、e和f分别连接所述同步功率管&的源 极、栅极和漏极，输出端g连接所述脉冲宽度调制比较器PWM的同相端。2. 如权利要求1所述的固定导通时间模式的同步升压型DC-DC转换器电路，其特征在 于，所述固定Ton产生电路（1)包括比较器（101)、反相器（102)、第一与非门（103)、第二与非 门（104)、电流源I s 1Q1、NM0S管M1Q1和电容C1Q1;其中： 电流源Is1Q1的输入端连接内部电源VDD，电流源IS1Q1的输出端连接电容C 1Q1和NM0S管M101 的漏极，电容Cm另一端和NM0S管Mm的源极与地相连，NM0S管Mm的栅极与QN相连； 比较器（101)的反向端与电流源Ism的输出端相连，比较器（101)的反向端与所述时钟 控制信号Vref相连，比较器（101)的输出端与第一与非门（103)的输入端和第二与非门（104) 的输出端均相连，第一与非门（103)的输出端与QN相连，反相器（102)的输入端与所述脉冲 宽度调制比较器ΠΜ的输出端相连，反相器（102)的输出端与第二与非门（104)的输入端和 第一与非门（103)的输出端均相连，第二与非门（104)的输出端与所述死区控制驱动器的输 入端相连。3. 如权利要求1所述的固定导通时间模式的同步升压型DC-DC转换器电路，其特征在 于，所述电流采样单元(2)包括电流源IS2Q1、电流源IS2Q2、PM0S管M 2Q3、PM0S管Μ：?、PM0S管M205、 PM0S 管 M2〇7、NMOS 管 M2〇i、NMOS 管 M2〇2、NMOS 管 M2Q6、电阻R2Q1 和电阻R2Q2;其中： 电流源I s2Q1的输入端连接内部电源VDD，电流源IS2Q1的输出端连接^(^管跑的的漏极和栅 极，NM0S管M2q^源极接地，NM0S管M2(n、NM0S管M2q 2和NM0S管M2q6构成一排电流镜； PM0S管M2Q3的源极连接所述同步功率管&的漏极，PM0S管M2Q3的漏极与NM0S管M 2Q2的漏极 和PM0S管M2Q7的栅极均相连，PM0S管M2Q3的栅极与PM0S管跑〇5的漏极和栅极均相连;PM0S管 M204的源极与所述同步功率管&的源极相连，PM0S管M2Q4的栅极与所述同步功率管&的栅极 相连，PM0S管M 2q4的漏极与PM0S管跑〇5的源极和PM0S管M2q7的源极均相连;PM0S管跑〇 5的漏极 和NM0S管M2q6的漏极相连，PM0S管M2q7的漏极通过电阻R2〇i接地； 电流源IS2Q2的输入端连接内部电源VDD，电流源IS2Q2的输出端连接电阻R 2Q2和所述脉冲宽 度调制比较器PWM的同相端，电阻R2Q2与PM0S管M2Q7的漏极相连。4. 如权利要求1所述的固定导通时间模式的同步升压型DC-DC转换器电路，其特征在 于，所述电流采样单元(2)包括电流源IS3Q1、电流源IS3Q2、PM0S管M 3Q2、PM0S管M3Q3、PM0S管M3〇7、 PM0S 管 M3Q8、NM0S管 M3Q1、NM0S管 M3Q4、NM0S 管 M3Q5、NM0S管 M3Q6、电阻R3Q1、电阻R3Q2、电阻R3Q3和电 容C3Q1;其中： 电流源I s3Q1的输入端连接内部电源VDD，电流源IS3Q1的输出端连接NM0S管M 3Q1的漏极和栅 极，NM0S管M3Q1的源极接地，NM0S管M3Q1和NM0S管M3q 6构成电流镜； PMOS管M3Q2的源极和PMOS管M3Q3的源极均连接内部电源VDD，PMOS管M 3Q2的栅极和漏极均 与PM0S管M3Q3的栅极相连，PM0S管M3Q2的漏极与NM0S管M3Q4的漏极相连;PM0S管M3Q3的漏极与 NM0S管此〇5的漏极相连;NM0S管M3q4的源极和NM0S管此〇5的源极均与匪0S管M 3q6的漏极相连， NM0S管M3Q4的栅极与所述同步功率管Qi的漏极相连，NM0S管M3Q5的栅极与PMOS管M3Q7的漏极 和PMOS管M 3Q8的源极均相连； 电阻R3qi和电容C3Q1串联在内部电源VDD和PMOS管M 3Q3的漏极之间;PMOS管M3Q7的源极与所 述同步功率管&的源极相连，PMOS管M307的栅极与所述同步功率管Q!的栅极相连;PMOS管M308 的栅极与PMOS管M3Q3的漏极相连，PMOS管M3Q8的漏极通过电阻R3Q2接地； 电流源IS3Q2的输入端接内部电源VDD，电流源IS3Q2的输出端连接电阻R 3Q3和所述脉冲宽度 调制比较器PWM的同相端，电阻R3Q3与PMOS管M3Q8的漏极相连。
【专利摘要】本发明公开了固定导通时间模式的同步升压型DC-DC转换器电路，包括固定TON产生电路、电流采样单元，二极管D1和二极管D2，固定TON产生电路，通过脉冲宽度调制比较器PWM产生的结果VPWM与通过时钟控制信号VREF产生时钟信号进行比较，用于控制产生同步功率管Q1和主开关管Q2的驱动信号VDH；所述电流采样单元，用于采样同步功率管Q1的漏极电压VOUT与源极开关节点电压VSW之间的压差，并将采样电流的电压信号VLOAD输送至脉冲宽度调制比较器PWM里。本发明采用固定TON模式，在负载发生变化时，能够以最快的速度作出反馈并响应输出的变化，有效地提升了环路的响应速度；采用了谷值电流型TON模式，该模式无需谐波补偿电路，具有环路控制简化、可靠性高的优点。
【IPC分类】H02M3/156
【公开号】CN105553258
【申请号】CN201610040488
【发明人】茹锋, 赵雅萍, 李演明, 刘雨鑫, 张豪, 柴红
【申请人】长安大学
【公开日】2016年5月4日
【申请日】2016年1月21日