一种分段斜坡补偿电路的制作方法

本实用新型涉及峰值电流控制斜坡补偿的技术领域，尤其涉及一种分段斜坡补偿电路。

背景技术：

在dcdc开关电源中，模式技术具有良好的动态特性，瞬态响应快，在故障状态时避免系统过流，带宽大，易实现的特点被广泛使用。但是，当开关变换器引入峰值电流控制模式后，抗干扰能力差，当占空比大于50%会产生一种不稳定现象，次谐波振荡。通常需要引入人工斜坡补偿来解决这个问题。

传统的斜坡补偿方式在采样的电感电流上直接叠加固定斜率的锯齿波信号，设占空比在全范围内变化时所加入的补偿斜坡斜率均为m，此时电感电流il的一个扰动在下一个周期变为α*δil0,为了消除以上所述的次谐波振荡问题，则应α≤1此时，，则即从上式可以看出，补偿斜坡的斜率m最小值为0.5m2。实际应用中，通常会根据实际应用的最大占空比、输出电压和电感等参数设定补偿斜坡斜率的最小值，补偿斜率m通常设定为最小值的1.5～2倍，

为了稳定，这样设计的补偿斜率对于转换器工作在大占空比时保持稳定是必需的，但是在转换器工作在较小的占空比时会应为过补偿而影响电流控制的转换效率。并且，固定斜率的锯齿波信号，会导致电路在低的占空比时的斜坡补偿量明显过大，补偿量过剩将削弱转换器的电流反馈能力，影响其瞬态响应特性和带载能力。

技术实现要素：

本实用新型为克服上述现有技术所述低占空比时斜坡补偿量过大，补偿量过剩导致转换器的电流反馈能力被削弱，影响电路的瞬态响应特性和带载能力的技术问题，提供一种分段斜坡补偿电路。

为解决上述技术问题，本实用新型的技术方案如下：

一种分段斜坡补偿电路，应用于峰值电流控制dc-dc电路，包括基准电压产生电路、运放电路和斜坡补偿产生电路；所述基准电压产生电路上设置有至少两个分压电阻，通过各所述分压电阻形成多个基准电压输出端；所述运放电路包括至少三个分段运放电路，各所述分段运放电路的输入端分别与外部电压输出端连接，比较端分别连接对应的所述基准电压输出端，输出端与所述斜坡补偿产生电路输入端连接；所述分段运放电路的输出端通过外部电压值与基准电压的比较实现开闭，所述斜坡补偿产生电路根据分段运放电路的电压输入产生相应的斜坡补偿信号，并输出到待补偿电路中。

进一步的，所述基准电压产生电路还包括第一电流镜；所述第一电流镜的第一漏极和栅极通过第一电阻与外部偏置电流输出端连接，且第一电流镜的第二漏极通过分压电阻接地；所述第一电流镜的第二漏极、分压电阻和地线之间相邻的节点分别设置形成基准电压输出端。

进一步的，所述第一电流镜的第二漏极与分压电阻之间还并接有第一nmos管；所述第一nmos管的栅极与第二漏极连接，且源极和漏极接地。

进一步的，各所述分段运放电路均包括第二电流镜、第三电流镜、负载电阻、输入mos管和比较mos管；所述输入mos管的栅极和源极分别与所述外部电压输出端和第二电流镜的第一漏极连接；所述比较mos管的栅极和源极分别与相应的基准电压输出端和第二电流镜的第二漏极连接；所述输入mos管和比较mos管的漏极分别与所述第三电流镜的第一源极和第二源极连接；且所述第三电流镜的漏极接地，栅极与所述输入mos管的栅极连接；所述负载电阻串接在输入mos管和比较mos管的源极之间。

进一步的，各所述分段运放电路的负载电阻的规格和大小与其接收的基准电压值大小呈正相关。

进一步的，所述斜坡补偿产生电路包括第四电流镜和至少三组第五电流镜；所述第五电流镜的第一漏极和栅极与相对应的所述分段运放电路的比较mos管的漏极连接，源极接地，且第二漏极与所述第四电流镜的第一漏极和栅极连接；所述斜坡补偿产生电路通过第四电流镜的第二漏极与待补偿电路的补偿输入端连接。

进一步的，所述第一电流镜和第二电流镜均由源极电流镜和漏极电流镜组成；所述源极电流镜的两漏极分别与所述漏极电流镜的两源极对接；所述源极电流镜的源极为第一电流镜或第二电流镜的源极，所述漏极电流镜的漏极为所述第一电流镜或第二电流镜的漏极。

进一步的，所述第一电流镜、第二电流镜的源极电流镜的源极和所述第四电流镜的源极相互连接；所述第一电流镜的源极电流镜、第二电流镜的源极电流镜和所述第四电流镜的栅极均通过第一电阻与外部偏置电流输出端连接；所述第一电流镜和第二电流镜的漏极电流镜的栅极与外部偏置电流输出端连接。

进一步的，构成所述第一电流镜、第二电流镜和第四电流镜的mos管为pmos管，构成所述第三电流镜和第五电流镜的mos管为nmos管。

进一步的，所述分压电阻的个数为两个，所述分段运放电路的个数为三个。

本实用新型的分段斜坡补偿电路通过设置多个分段运放电路，并经过分段运放电路内部对待补偿电路的输出电压值与基准电压值的比较，实现根据待补偿电路的占空比实现斜坡补偿信号的分段式调节，本电路结构简单有效，确保了转换器工作在较小的占空比时不会因为过补偿影响了电流控制的转换效率，并保证了其瞬态响应特性和带载能力的稳定，从而大大增加了斜坡补偿的可靠性，提高了目标电路的稳定性。

附图说明

图1为本实用新型实施例分段斜坡补偿电路的结构框图。

图2为本实用新型实施例基准电压产生电路的电路结构图。

图3为本实用新型实施例三汽车全景标定装置的结构图。

图4为本实用新型实施例分段运放电路的电路结构图。

图5为本实用新型实施例分段斜坡补偿电路的整体电路结构图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本实用新型进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

实施例

图1示出了本实施例分段斜坡补偿电路的结构框图。

如图1所示，一种分段斜坡补偿电路，具体应用于峰值电流控制dc-dc电路，包括基准电路产生电路101、运放电路102和斜坡补偿产生电路103；基准电路产生电路101设置有至少两个分压电阻202，基准电路产生电路101在输入端、分压电阻202和接地端之间设置基准电压输出端，从而通过分压电阻202产生多个不同的基准电压。同时，运放电路102包括至少三个分段运放电路301，具体的，分压电阻202的个数以及基准电压输出端的个数可以通过分段运放电路301的个数确定，更为具体的，分压电阻202的个数为分段运放电路301的个数减一，基准电压输出端的个数与分段运放电路301的个数相同。各个分段运放电路301的输入端分别与外部电压输出端连接，比较端分别连接对应的基准电压输出端，输出端与斜坡补偿产生电路103的输入端连接，各个分段运放电路301的输出端通过外部电压值与基准电压值的比较实现开闭，具体的，当外部电压值大于等于基准电压值时，分段运放电路301的输出端导通，当外部电压值小于基准电压值时，分段运放电路301的输出端关闭。值得说明的是，本实施例中提到的外部电压输出端为分段斜坡补偿电路所要补偿的峰值电流控制dc-dc电路的输出电压。当然，外部电压输出端输出的电压具体可以为峰值电流控制dc-dc电路的输出电压的最大峰值。

另外，各个分段运放电路301通过内部外部电压值与基准电压值的比较实现开闭，从而完成输出到斜坡补偿产生电路103的电压有无，斜坡补偿产生电路103根据接收到的电压，产生相应的斜坡补偿信号，并输出到待补偿电路中，从而完成待补偿电路中的斜坡补偿分段线性变化，分段斜坡补偿电路能够根据待补偿电路的占空比大小，完成斜坡补偿信号的调节。

本结构的好处在于，本实施例的分段斜坡补偿电路通过设置多个分段运放电路301，并经过分段运放电路301内部对待补偿电路的输出电压值与基准电压值的比较，实现根据待补偿电路的占空比实现斜坡补偿信号的分段式调节，保证转换器工作在较小的占空比时不会因为过补偿影响了电流控制的转换效率，保证了其瞬态响应特性和带载能力的稳定，从而大大增加了斜坡补偿的可靠性，提高了目标电路的稳定性。

图2示出了本实施例基准电压产生电路101的电路结构图。在本实施例中，电流镜通过两个mos管的栅极配合对接形成，因此电流镜由两个源极和两个漏极，为了表述的清楚，当需要对电流镜的两个源极或两个漏极进行分别描述时，分别区分为第一源极、第二源极、第一漏极和第二漏极，当然，若两个源极或两个漏极不需要分别描述，通过源极或漏极指代电流镜的两个源极或两个漏极。

如图2所示，在一些实施例中，基准电压产生电路101还包括第一电流镜201，第一电流镜201的第一漏极和栅极通过第一电阻与外部偏置电流输出端连接，第一电流镜201的第二漏极用过分压电阻202接地，具体的，各分压电阻202相串接，第一电流镜201的第二漏极、分压电阻202和地线之间相邻的节点分别设置形成基准电压输出端，且各个基准电压输出端分别与各个分段运放电路301的比较端相连接。基准电压产生电路101通过第一电流镜201接入外部偏置电流，在分压电阻202上形成恒流，从而通过外部偏置电流和分压电阻202可调节的得到多个基准电压值，并输出到运放电路102。

在一些实施例中，第一电流镜201的第二漏极与分压电阻202之间还并接有第一nmos管，第一nmos管的栅极连接第二漏极，且源极和漏极接地。具体的，第一nmos管在基准电压产生电路101中充当电容，用以减小基准电压值输出的抖动，增加电路的稳定性。

图3示出了本实施例分段运放电路301的电路结构图。

如图3所示，在一些实施例中，各个分段运放电路301均包括第二电流镜302、第三电流镜303、负载电阻r、输入mos管304和比较mos管305。其中，输入mos管304的栅极与外部电压输出端连接，源极与第二电流镜302的第一漏极连接，漏极连接第三电流镜303的第一漏极和栅极；比较mos管305的栅极与相应的基准电压输出端连接，源极与第二电流镜302的第二漏极连接，漏极与第三电流镜303的第二漏极连接，且比较mos管305的漏极作为分段运放电路301的输出端，与斜坡补偿产生电路103的输入端连接。具体的，分段运放电路301通过输入mos管304和比较mos管305作为运放输入对管，对外部电压值和基准电压值进行比较，并根据两者大小完成分段运放电路301的输出，结构简单，且实用有效。另外，负载电阻r串接在输入mos管304和比较mos管305的源极之间，各个分段运放电路301的负载电阻r的规格和电阻值与其接收的基准电压值的大小呈正相关，各个分段运放电路301通过调节负载电阻r的大小实现输出端电压大小的控制。

图4示出了本实施例斜坡补偿电路的电路结构图。

如图4所示，在一些实施例中，斜坡补偿产生电路103包括第四电流镜401和至少三组第五电流镜402，具体的，第五电流镜402的个数与分段运放电路301的个数相匹配。其中，各个第五电流镜402的第一漏极和栅极分别和相对应分段运放电路301的输出端连接，第二漏极与第四电流镜401的第一漏极和栅极连接。第四电流镜401的第二漏极作为斜坡补偿产生电路103的输出端，与待补偿电路的补偿输入端连接。斜坡补偿产生电路103通过第五电流镜402接收分段运放电路301的输出电压，并转化为补偿电流信号输出到第四电流镜401，通过多个分段运放电路301补偿电流信号汇集，通过第四电流镜401，得到最后的斜坡补偿电流信号。

请参阅图2-3，在一些实施例中，第一电流镜201和第二电流镜302均包括源极电流镜和漏极电流镜，源极电流镜的两漏极分别与漏极电流镜的两源极对接，从而组成第一电流镜201或第二电流镜302。具体的，源极电流镜的两源极作为第一电流镜201或第二电流镜302的源极，漏极电流镜的两漏极作为第一电流镜201或第二电流镜302的漏极。第一电流镜201和第二电流镜302通过由两组电流镜对接组成，可以有效增强运放电路102的增益。

请参阅图2-4，在一些实施例中，第一电流镜201的源极电流镜的源极、各个第二电流镜302的源极电流镜的源极和第四电流镜401的源极相互连接，第一电流镜201的源极电流镜、各个第二电流镜302的源极电流镜和第四电流镜401的栅极均通过第一电阻与外部偏置电流输出端连接，第一电流镜201和第二电流镜302的漏极电流镜的栅极与外部偏置电流输出端连接。各个电流镜通过与外部电流输出端的连接，从而实现各个电流镜的正常工作。

在一些实施例中，构成第一电流镜201、第二电流镜302和第四电流镜401的mos管为pmos管，构成第三电流镜303和第五电流镜402的mos管为nmos管，根据运放电路102和斜坡电流产生电路的需要确定和调节各个mos管的规格参数，从而保证各个电路的正常工作。

图5示出了本实施例分段斜坡补偿电路的整体电路结构图。为了更好的操作体验，提供分段斜坡补偿电路的具体应用方案，如图5所示，具体的，分压电阻202设置有r1和r2两个，基准电压输出端分别设置在第一电流镜201的第二漏极与r1之间的节点、r1与r2之间的节点和地线，分别形成vh、vm和gnd端。分段运放电路301设置有三个，其中，第一分段运放电路的比较端和gnd端连接，第二分段运放电路的比较端和vm连接，第三分段运放电路的比较端和vh连接，通过外部电压输出端的电压大小判断三个分段运放电路301的输出端是否开启，从而通过斜坡补偿产生电路103产生并输出斜坡补偿电流信号。

显然，本实用新型的上述实施例仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。