差分pwm调制器及基于该调制器的电流模dcdc转换器的制造方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及一种PffM调制器，及基于该调制器的电流模D⑶C转换器。
【背景技术】
[0002]PffM控制器芯片结合分立MOSFET开关构成的D⑶C转换器，具有电流能力强、可靠性高等优点。但由于没有电流反馈路径，该类DCDC多采用电压模控制，即仅反馈DCDC输出电压，如图1，其缺点是负载调整率差于电流模，以及电压模控制所需的更复杂的补偿网络。
[0003]也可以在下管MN源端加电阻RS，如图2，来引入电流反馈，从而实现电流限制或电流模控制。但它仅检测了 PWM周期中一个相位的电流，不能精确反应输出电流的大小。
[0004]电池充电器等应用中，输出电压即电池电压，则输出电流即充电电流，为了精准控制充电电流，必须在输出路径中加入检测电阻Rs，如图3。为了实现电流模控制，若与图2—样额外在MN源端加检测电阻，则会恶化转换效率。
[0005]若采用传统的单端调制器，如图4，比较器CMP比较的是单端控制电压Vctrl和斜坡电压Vramp，并不适用于图3的应用。
【实用新型内容】
[0006]本实用新型的目的是为了解决传统单端调制器不适用于利用片外电阻检测输出电流的电流模DCDC转换器的问题，本实用新型提供一种差分PWM调制器及基于该调制器的电流模D⑶C转换器。
[0007]本实用新型的差分PffM调制器，所述调制器包括:
[0008]差动放大器，用于输入参考电压Vref和反馈电压Vqut，获得单端控制电压Vctru
[0009]增益级Al，用于将单端控制电压Vctrl和共模电压Vccim的差分电压Vctrl-Vccim放大，获得差分信号Vai ；
[0010]增益级A2，用于将反馈电流的差分电压放大，获得差分信号Va2;
[0011]比较器，用于将差分信号Vai和差分信号Va2比较后产生PffM调制输出。
[0012]所述共模电压VCQM，还用于斜坡补偿。
[0013]所述共模电压V.的产生电路包括NMOS管Ms1、NMOS管Ms2、电容Ccqm和电流源I com;
[0014]匪OS管^的源极与WOS管Ms2的漏极连接，匪OS管Msi的栅极和漏极同时接电流源和电容Ccqm的一端，电容Ccqm的另一端与NMOS管MS2的源极连接;NMOS管MS2的栅极连接方波信号d;
[0015]NMOS管Msi的的漏极与所述电容Cccim的一端之间的电压为共模电压Vcom。
[0016]所述增益级Al包括NMOS管Ma1、NMOS管MA2、电阻R1、电阻R2和电流源Iai;
[0017]NMOS管Mai的棚■极输入控制电压Vctrl，NMOS管Ma2的棚■极输入共模电压Vcom;
[0018]NMOS管Mai的源极和NMOS管Ma2的源极同时接电流源I Al ；
[0019]NMOS管Mai的漏极与电阻办的一端连接，电阻Ri的另一端与电阻R2的一端连接，电阻R2的另一端与NMOS管Ma2的漏极连接；[0020 ] NMOS管Ma2的漏极输出和NMOS管Mai的漏极输出输入至比较器进行比较。
[0021 ] 所述增益级A2包括NMOS晶体管MB1、NM0S晶体管Mb2和电流源Ia2 ；
[0022] NMOS管Mb1的栅极输入第一反馈电压CS，匪OS管Mb2的栅极输入第二反馈电压Vout ;所述第一反馈电压CS与所述第二反馈电压V.的差值为反馈电流的差分电压；
[0023 ] NMOS管Mb1的源极和NMOS管Mb2的源极同时接电流源Ia2 ；
[0024]NMOS管Mb2的漏极输出和NMOS管Mbi的漏极输出输入至比较器进行比较。
[0025]还提供一种基于所述的差分HVM调制器的电流模DCDC转换器，所述电流模DCDC转换器的检测电阻Rs设置在输出路径中，利用电阻Rs上的差分电压实现峰值或谷值电流模PWM调制，所述电阻Rs上的差分电压即为所述反馈电流的差分电压。
[0026]所述电流模DCDC转换器包括差分PWM调制器、logic控制器、两个缓冲器、非门、NMOS管MN、PMOS管MP、电感L、电解电容Cqut和电阻Rs;
[0027]差分HVM调制器的输出输入至logic控制器，所述logic控制器输出方波信号d，所述方波信号d通过第一缓冲器并经过非门输入至PMOS管MP的栅极，所述方波信号d通过第二缓冲器输入至匪OS管丽的栅极，所述PMOS管MP的漏极与匪OS管丽的漏极同时与电感L的一端连接，所述电感L的另一端与电阻Rs的一端连接，所述电阻Rs的另一端与电解电容Cqut的正极连接，所述电解电容Cqut的负极与NMOS管MN的源极同时接电源地;所述PMOS管MP的源极接电源的正极Vin。
[0028]本实用新型的有益效果在于，本实用新型的差分PWM调制器适用于电池充电器等需要片外电阻检测输出电流的应用，可以复用这个电阻即作输出电流控制，又作电流纹波检测用于PWM调制;共模电压Vom的产生电路极其简单，同时实现了共模电压产生和斜坡补偿功能。本实用新型增益级Al和增益级A2的存在，便于独立调整各路输入差分信号的增益，从而调节PWM调制器的总增益，使得稳定性设计更加容易。Vctrl-Vcqm差模信号作为控制电压，大大增加了动态范围，允许在更低的工作电压下支持更宽的电流范围。
【附图说明】
[0029]图1为电压模D⑶C转换器的原理示意图；
[0030]图2为采用单端电流反馈的电流模D⑶C转换器的原理示意图；
[0031]图3为【具体实施方式】中所述的电流模DCDC转换器的原理示意图；
[0032]图4为传统单端调制器的原理示意图；
[0033]图5为【具体实施方式】中所述的差分PffM调制器的原理示意图；
[0034]图6为图5中增益级Al、增益级A2和比较器的具体实现电路；
[0035]图7为【具体实施方式】中共模电压Vccim的产生电路；
[0036]图8为【具体实施方式】中方波信号d的波形图；
[0037]图9为【具体实施方式】中共模电压Vccim的波形图。
【具体实施方式】
[0038]本实施方式具体为一种电流模DCDC转换器，如图3所示，包括差分PWM调制器、logic控制器、两个缓冲器、非门、NMOS管丽、PMOS管MP、电感L、电解电容Cqut和电阻Rs;
[0039]差分HVM调制器的输出输入至logic控制器，logic控制器输出方波信号d，方波信号d通过第一缓冲器并经过非门输入至PMOS管MP的栅极，方波信号d通过第二缓冲器输入至WOS管丽的栅极，PMOS管MP的漏极与WOS管丽的漏极同时与电感L的一端连接，电感L的另一端与电阻Rs的一端连接，电阻Rs的另一端与电解电容Cciut的正极连接，电解电容Cciut的负极与NMOS管丽的源极同时接电源地;PMOS管MP的源极接电源的正极VIN。
[0040]其中，差分P丽调制器、logic控制器和两个缓冲器构成P丽控制器，精准控制充电电流，输出固定电压。
[0041]本实施方式需要利用电阻Rs上的差分电压来实现峰值或谷值电流模PWM调制，所以采用如图5所示的差分PffM调制器，包括:
[0042]差动放大器，用于输入参考电压Vref和反馈电压VQUT，获得单端控制电压Vcm;
[0043]增益级Al，用于将单端控制电压Vctrl和共模电压Vccim的差分电压Vctrl-Vcqm放大，获得差分