技术特征：
1.一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，包括模数转换器、隔离电路、时钟信号产生电路及功率管驱动电路，所述隔离电路及时钟信号产生电路与模数转换器连接，模数转换器与功率管驱动电路连接；隔离电路隔离信号抖动；模数转换器接收经过隔离电路的负载电流并产生与负载电流对应的数字信号；时钟信号产生电路产生时钟信号驱动模数转换器；功率管驱动电路根据模数转换器输出的数字信号选择开启对应的功率开关管。2.根据权利要求1所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，所述降压转换器包括脉冲宽度调制电路以及误差放大器，所述脉冲宽度调制电路以及误差放大器均是运算放大器，所述误差放大器与隔离电路以及脉冲宽度调制电路连接，脉冲宽度调制电路与时钟信号产生电路及功率管驱动电路连接。3.根据权利要求2所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，所述模数转换器为n位逐次逼近寄存器型模数转换器。4.根据权利要求3所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，降压转换器的电压输出电路的输出经过电阻分压后的反馈信号v
fb
与误差放大器的反相端相连，误差放大器的同相端连接参考电压v
ref1
；误差放大器的输出v
ea
连接脉冲宽度调制电路的同相端以及隔离电路的输入端，脉冲宽度调制电路的反相端输入锯齿波信号；脉冲宽度调制电路的输出v
pwm
连接功率管驱动电路的一个输入端以及时钟信号产生电路的输入端，隔离电路的输出v
adc
、时钟信号产生电路的输出clk分别连接模数转换器的一个输入端，模数转换器的其他输入端还接收参考电压v
ref2
，模数转换器的n个输出b1、b2…
b
n-1
、b
n
分别连接功率管驱动电路的其他n个输入端，与脉冲宽度调制电路的输出v
pwm
一起作为功率管驱动电路的逻辑控制信号。5.根据权利要求4所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，所述功率管驱动电路的输出v
g0
、v
g1
、v
g2
…vgn-1
、v
gn
分别连接n+1个功率开关管的栅极，其中，脉冲宽度调制电路的输出v
pwm
控制功率管驱动电路输出v
g0
，v
g0
与功率开关管m
p0
的栅极连接，模数转换器的n个输出分别控制功率管驱动电路输出v
g1
、v
g2
…vgn-1
、v
gn
，v
g1
、v
g2
…vgn-1
、v
gn
分别与功率开关管m
p1
,m
p2
…
m
pn-1
,m
pn
的栅极连接。6.根据权利要求5所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，当v
ea
小于1/2
nvref2
时模数转换器的输出b1b2…
b
n-1
b
n
＝00
…
00,v
g1
＝v
g2
＝
…vgn-1
＝v
gn
＝1,功率开关管m
p1
,m
p2
…
m
pn-1
,m
pn
处于关闭状态，功率开关管m
p0
的开启由v
pwm
调控；当v
ea
大于1/2
nvref2
，小于时2/2
nvref2
时，模数转换器的输出b1b2…
b
n-1
b
n
＝00
…
01,v
g1
＝v
g2
＝
…vgn-1
＝1功率开关管m
p1
,m
p2
…
m
pn-1
处于关闭状态，功率开关管m
p0
和m
pn
的开启由v
pwm
调控；当v
ea
大于2/2
nvref2
，小于时3/2
n v
ref2
时，模数转换器的输出b1b2…
b
n-1
b
n
＝00
…
10,v
g1
＝v
g2
＝
…vgn-2
＝1,功率开关管m
p1
,m
p2
…
m
pn-2
处于关闭状态，功率开关管m
p0
、m
pn-1
和m
pn
的开启由v
pwm
调控；以此类推，当v
ea
大于v
ref2
时，模数转换器输出b1b2…
b
n-1
b
n
＝11
…
11,功率开关管m
p0
,m
p1
,m
p2
…
m
pn-1
,m
pn
的开启都由v
pwm
调控。7.根据权利要求1所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，所述时钟信号产生电路包括d触发器dff1、非门inv3及与门and1，采样脉冲宽度调制电路的输出v
pwm
的上升沿，生成信号v
pulse
，信号v
pulse
分别输入到d触发器dff1的clk端以及与门and1的一个输入端，d触发器dff1的q端与非门inv3的输入端连接，非门inv3的输出端及d触
发器dff1的d端均和与门and1的另一个输入端连接，与门and1输出时钟信号clk。8.根据权利要求1所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，所述功率管驱动电路包括n个第一缓冲器、n个第二缓冲器、n个非门以及n个或门，模数转换器的输出b1b2…
b
n-1
b
n
分别连接一个非门的输入端，每个非门的输出端分别连接一个或门的一个输入端，每个或门的另一个输入端分别连接一个第一缓冲器的输出端，所以的第一缓冲器顺次级联，位于第一个的第一缓冲器的输入端与脉冲宽度调制电路的输出v
pwm
连接，每个或门的输出端分别连接一个第二缓冲器的输入端，位于最后一个的第一缓冲器的输出端输出v
g0
，所有的第二缓冲器一一对应输出v
g1
、v
g2
…vgn-1
、v
gn
。9.根据权利要求1所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路，其特征在于，所述隔离电路是以nmos为输入管的源极跟随器，误差放大器的输出v
ea
传输到模数转换器的输入端，而模数转换器的输入端电压变化不传输到误差放大器的输出端，电压单向传递。10.根据权利要求1-9任一项所述的一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路的方法，其特征在于，所述方法包括：所述隔离电路隔离信号抖动；模数转换器接收经过隔离电路的负载电流并产生与负载电流对应的数字信号；时钟信号产生电路产生时钟信号驱动模数转换器；功率管驱动电路根据模数转换器输出的数字信号选择开启对应的功率开关管，不同的功率开关管开启方式对应的开关管宽度不同，从而实现根据负载电流大小自适应选择开关管宽度。
技术总结
本发明公开了一种应用于降压转换器的功率管宽度切换电路及方法，所述电路包括模数转换器、隔离电路、时钟信号产生电路及功率管驱动电路，所隔离电路隔离信号抖动；模数转换器接收经过隔离电路的负载电流并产生与负载电流对应的数字信号；时钟信号产生电路产生时钟信号驱动模数转换器；功率管驱动电路根据模数转换器输出的数字信号选择开启对应的功率开关管；本发明的优点在于：根据负载电流大小自适应选择开关管宽度，能够降低开关管在工作时的功耗，不需要引入电流采样电路，不存在从电流采样电路到最终起到控制作用的延迟，消除电流采样电路对电路稳定性的影响。流采样电路对电路稳定性的影响。流采样电路对电路稳定性的影响。
技术研发人员：程心 苏汉兵 柳成林 张章 张永强
受保护的技术使用者：合肥工业大学
技术研发日：2022.04.12
技术公布日：2022/6/14