綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型屬于集成電路設(shè)計(jì)領(lǐng)域，涉及開(kāi)關(guān)電源，特別是一種綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電力電子技術(shù)的高速發(fā)展，電力電子設(shè)備與人們的工作、生活的關(guān)系日益密切，而電子設(shè)備都離不開(kāi)可靠的電源，進(jìn)入80年代計(jì)算機(jī)電源全面實(shí)現(xiàn)了開(kāi)關(guān)電源化，率先完成計(jì)算機(jī)的電源換代，進(jìn)入90年代開(kāi)關(guān)電源相繼進(jìn)入各種電子、電器設(shè)備領(lǐng)域，程控交換機(jī)、通訊、電子檢測(cè)設(shè)備電源、控制設(shè)備電源等都已廣泛地使用了開(kāi)關(guān)電源，更促進(jìn)了開(kāi)關(guān)電源技術(shù)的迅速發(fā)展。
[0003]開(kāi)關(guān)電源和線性電源相比，二者的成本都隨著輸出功率的增加而增長(zhǎng)，但二者增長(zhǎng)速率各異。線性電源成本在某一輸出功率點(diǎn)上，反而高于開(kāi)關(guān)電源。隨著電力電子技術(shù)的發(fā)展和創(chuàng)新，使得開(kāi)關(guān)電源技術(shù)在不斷地創(chuàng)新，這一成本反轉(zhuǎn)點(diǎn)日益向低輸出電力端移動(dòng)，這為開(kāi)關(guān)電源提供了廣泛的發(fā)展空間。
[0004]傳統(tǒng)的各種開(kāi)關(guān)電源拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)包括至少電感、功率管和整流二極管，隨著這三者連接關(guān)系的不同而產(chǎn)生不同的輸出電壓，開(kāi)關(guān)電源的反饋控制無(wú)論從理論到實(shí)際實(shí)現(xiàn)都已有各種成熟的表現(xiàn)形式。
[0005]隨著電子設(shè)備集成化便攜化的趨勢(shì)，對(duì)各種電子器件的空間尺寸提出了越來(lái)越嚴(yán)格的要求，要求盡可能少的器件數(shù)量或盡可能小的器件尺寸，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的小型化。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]為減少器件數(shù)量，節(jié)約電子設(shè)備內(nèi)部空間，本實(shí)用新型公開(kāi)了一種綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路。
[0007]本實(shí)用新型所述綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括依次連接的輸入端、電感、功率管對(duì)；所述功率管對(duì)和地之間連接有串聯(lián)的負(fù)載和電流檢測(cè)電阻，所述負(fù)載和功率管的公共端作為反饋電壓采樣端，所述反饋電壓采樣端和功率管的控制端之間連接有反饋控制環(huán)路；所述功率管對(duì)由并聯(lián)的功率PMOS管和功率NMOS管組成；
[0008]所述反饋控制環(huán)路由采樣電路、誤差放大器、PWM比較器、三角波發(fā)生器、邏輯驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓和電平位移電路組成；
[0009]所述采樣電路輸入端連接反饋電壓采樣端，所述誤差放大器的兩個(gè)輸入端分別連接基準(zhǔn)電壓和采樣電路輸出端，PWM比較器的兩個(gè)輸入端分別連接三角波發(fā)生器和誤差放大器的輸出端，PWM比較器的輸出端連接邏輯驅(qū)動(dòng)電路，邏輯驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接電平位移電路，電平位移電路輸出端連接功率管控制端；
[0010]所述電平位移電路為高電平位移電路，輸出信號(hào)的正電源端與電感和功率管的公共端連接；
[0011]還包括連接在反饋電壓采樣端和地之間的儲(chǔ)能電容。
[0012]具體的，所述基準(zhǔn)電壓為帶隙基準(zhǔn)電壓。
[0013]具體的，所述采樣電路為連接在反饋電壓采樣端和地之間的分壓電阻串，采樣電路輸出端為分壓節(jié)點(diǎn)。
[0014]具體的，所述誤差放大器和地之間還連接有補(bǔ)償電容。
[0015]采用本實(shí)用新型所述的綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，通過(guò)取消傳統(tǒng)BOOST架構(gòu)中的整流二極管，將負(fù)載直接加在功率管源級(jí)，并實(shí)現(xiàn)了負(fù)載電壓的檢測(cè)和反饋控制，可以驅(qū)動(dòng)高壓負(fù)載，采用電流反饋控制進(jìn)一步提高了環(huán)路響應(yīng)速度。
【附圖說(shuō)明】
[0016]圖1示出本實(shí)用新型的一種【具體實(shí)施方式】結(jié)構(gòu)示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖，對(duì)本實(shí)用新型的【具體實(shí)施方式】作進(jìn)一步的詳細(xì)說(shuō)明。
[0018]本實(shí)用新型所述綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，包括依次連接的輸入端、電感、功率管對(duì)；所述功率管對(duì)和地之間連接有串聯(lián)的負(fù)載和電流檢測(cè)電阻，所述負(fù)載和功率管的公共端作為反饋電壓采樣端，所述反饋電壓采樣端和功率管的控制端之間連接有反饋控制環(huán)路；所述功率管對(duì)由并聯(lián)的功率PMOS管和功率NMOS管組成；
[0019]所述反饋控制環(huán)路由采樣電路、誤差放大器、PWM比較器、三角波發(fā)生器、邏輯驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓和電平位移電路組成；
[0020]所述采樣電路輸入端連接反饋電壓采樣端，所述誤差放大器的兩個(gè)輸入端分別連接基準(zhǔn)電壓和采樣電路輸出端，PWM比較器的兩個(gè)輸入端分別連接三角波發(fā)生器和誤差放大器的輸出端，PWM比較器的輸出端連接邏輯驅(qū)動(dòng)電路，邏輯驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接電平位移電路，電平位移電路輸出端連接功率管控制端；
[0021]所述電平位移電路為高電平位移電路，輸出信號(hào)的正電源端與電感和功率管的公共端連接；
[0022]還包括連接在反饋電壓采樣端和地之間的儲(chǔ)能電容。
[0023]本實(shí)用新型將反饋控制環(huán)路的反饋電壓采樣端設(shè)置在功率管源級(jí)，當(dāng)該點(diǎn)電壓峰值的采樣值大于誤差放大器連接的基準(zhǔn)電壓值VREF時(shí)，誤差放大器輸出電壓控制PWM比較器輸出的方波信號(hào)占空比降低，從而使功率管打開(kāi)時(shí)間減少，降低功率管漏極峰值電壓。當(dāng)該點(diǎn)電壓峰值的采樣值小于誤差放大器連接的基準(zhǔn)電壓值時(shí)，則誤差放大器輸出電壓控制PWM比較器輸出的方波信號(hào)占空比增大，提高功率管漏極峰值電壓。
[0024]本實(shí)用新型進(jìn)一步引入了電流控制環(huán)路，電流檢測(cè)電阻RCS與負(fù)載串聯(lián)，電流比較器的兩個(gè)輸入端檢測(cè)電流檢測(cè)電阻兩端的壓降，當(dāng)有電流流過(guò)時(shí)，產(chǎn)生壓降，電流越大，壓降值越大，由于功率管的周期性開(kāi)關(guān)，電流比較器輸出的是周期性的近似三角波波形，電流越大，三角波的峰值和上升斜率越大，PWM比較器輸出信號(hào)的占空比越小，從而調(diào)節(jié)功率管導(dǎo)通時(shí)間減少，電流值降低，實(shí)現(xiàn)電流反饋控制，提高了控制環(huán)路的響應(yīng)速度。
[0025]由于本實(shí)用新型中將負(fù)載直接接在功率管源級(jí)，功率管源級(jí)電壓較高，因此在柵極必須使用高于源級(jí)的電壓驅(qū)動(dòng)，最佳電壓是功率管的漏極電壓，即電感和功率管的公共端SW，電平位移電路的作用是將輸入信號(hào)較低的正電源電壓提升至功率管漏極電壓，例如對(duì)于一個(gè)典型實(shí)施方式，控制環(huán)路使用5V電壓，但在功率管漏極，可能得到25V電壓，電平位移電路將邏輯驅(qū)動(dòng)電路輸出的邏輯信號(hào)高電平電壓從5V轉(zhuǎn)化為25V電壓。電平位移電路是成熟的現(xiàn)有技術(shù)，采用成對(duì)的CMOS管實(shí)現(xiàn)，通常包括2個(gè)P管和2個(gè)N管。
[0026]儲(chǔ)能電容COUT所起的作用是對(duì)輸出端進(jìn)行積分儲(chǔ)能，使輸出端VOUT可以得到一個(gè)較穩(wěn)定的直流電壓值，用于驅(qū)動(dòng)直流負(fù)載，例如發(fā)光二極管等。
[0027]電感L的作用與傳統(tǒng)開(kāi)關(guān)電源中的電感類(lèi)似，起到儲(chǔ)能作用，在功率管開(kāi)啟電流增大時(shí)，將電流能量轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能量?jī)?chǔ)存，在功率管關(guān)閉時(shí)釋放產(chǎn)生高壓。具體工作過(guò)程為:當(dāng)功率NMOS管MNl開(kāi)啟時(shí)，功率PMOS管MPl關(guān)閉，電感儲(chǔ)能，當(dāng)功率NMOS管關(guān)閉時(shí)，功率PMOS管開(kāi)啟，電感向儲(chǔ)能電容放電，提供儲(chǔ)能電容COUT所需要的高壓。
[0028]所述采樣電路可以為連接在反饋電壓采樣端和地之間的分壓電阻串，例如由Rl和R2兩個(gè)分壓電阻組成，采樣電路輸出端為分壓節(jié)點(diǎn)。該方式可以將采樣端電壓成比例降低到誤差放大器可檢測(cè)范圍內(nèi)。
[0029]由于本實(shí)用新型中取消了原有開(kāi)關(guān)電源拓?fù)渲械亩O管，采用功率管對(duì)代替，功率管對(duì)及控制環(huán)路全部集成在芯片內(nèi)部，減少了外圍元件，并能實(shí)現(xiàn)升壓功能。
[0030]具體的，所述基準(zhǔn)電壓為帶隙基準(zhǔn)電壓。所述功率管可以為MOS管或三極管。
[0031]優(yōu)選的，所述誤差放大器的輸出端和地之間連接有補(bǔ)償電容C2，可以為控制環(huán)路提供一個(gè)主極點(diǎn)，增強(qiáng)環(huán)路控制的穩(wěn)定性。
[0032]前文所述的為本實(shí)用新型的各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施例中的優(yōu)選實(shí)施方式如果不是明顯自相矛盾或以某一優(yōu)選實(shí)施方式為前提，各個(gè)優(yōu)選實(shí)施方式都可以任意疊加組合使用，所述實(shí)施例以及實(shí)施例中的具體參數(shù)僅是為了清楚表述實(shí)用新型人的實(shí)用新型驗(yàn)證過(guò)程，并非用以限制本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍，本實(shí)用新型的專(zhuān)利保護(hù)范圍仍然以其權(quán)利要求書(shū)為準(zhǔn)，凡是運(yùn)用本實(shí)用新型的說(shuō)明書(shū)及附圖內(nèi)容所作的等同結(jié)構(gòu)變化，同理均應(yīng)包含在本實(shí)用新型的保護(hù)范圍內(nèi)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，包括依次連接的輸入端、電感、功率管對(duì)；所述功率管對(duì)和地之間連接有串聯(lián)的負(fù)載和電流檢測(cè)電阻，所述負(fù)載和功率管的公共端作為反饋電壓采樣端，所述反饋電壓采樣端和功率管的控制端之間連接有反饋控制環(huán)路；所述功率管對(duì)由并聯(lián)的功率PMOS管和功率NMOS管組成； 所述反饋控制環(huán)路由采樣電路、誤差放大器、PWM比較器、三角波發(fā)生器、邏輯驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓和電平位移電路組成； 所述采樣電路輸入端連接反饋電壓采樣端，所述誤差放大器的兩個(gè)輸入端分別連接基準(zhǔn)電壓和采樣電路輸出端，PWM比較器的兩個(gè)輸入端分別連接三角波發(fā)生器和誤差放大器的輸出端，PWM比較器的輸出端連接邏輯驅(qū)動(dòng)電路，邏輯驅(qū)動(dòng)電路輸出端連接電平位移電路，電平位移電路輸出端連接功率管控制端； 所述電平位移電路為高電平位移電路，輸出信號(hào)的正電源端與電感和功率管的公共端連接； 還包括連接在反饋電壓采樣端和地之間的儲(chǔ)能電容。
2.如權(quán)利要求1所述的綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述基準(zhǔn)電壓為帶隙基準(zhǔn)電壓。
3.如權(quán)利要求1所述的綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述采樣電路為連接在反饋電壓采樣端和地之間的分壓電阻串，采樣電路輸出端為分壓節(jié)點(diǎn)。
4.如權(quán)利要求1所述的綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，其特征在于，所述誤差放大器和地之間還連接有補(bǔ)償電容。
【專(zhuān)利摘要】綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，包括依次連接的輸入端、電感、功率管；所述功率NMOS管和地之間連接有負(fù)載，所述負(fù)載和功率管的公共端作為反饋電壓采樣端，所述反饋電壓采樣端和功率管的控制端之間連接有反饋控制環(huán)路；所述反饋控制環(huán)路由采樣電路、誤差放大器、PWM比較器、電流比較器、邏輯驅(qū)動(dòng)電路、基準(zhǔn)電壓和電平位移電路組成；所述電平位移電路為高電平位移電路，輸出信號(hào)的正電源端與電感和功率管的公共端連接；還包括連接在反饋電壓采樣端和地之間的儲(chǔ)能電容。采用本實(shí)用新型所述的綜合布線系統(tǒng)電流反饋的升壓驅(qū)動(dòng)電路，將負(fù)載直接加在功率管源級(jí)，并實(shí)現(xiàn)了負(fù)載電壓的檢測(cè)和反饋控制，可以驅(qū)動(dòng)高壓負(fù)載，采用電流反饋控制進(jìn)一步提高了環(huán)路響應(yīng)速度。
【IPC分類(lèi)】H02M3-155
【公開(kāi)號(hào)】CN204559392
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201520178394
【發(fā)明人】彭小川
【申請(qǐng)人】綿陽(yáng)豪邁電子科技有限公司
【公開(kāi)日】2015年8月12日
【申請(qǐng)日】2015年3月27日