專利名稱：斜坡產(chǎn)生電路的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及開關電源，具體地說涉及電流模式開關電源中的斜率 補償電路。
背景技術：
眾所周知，在電流模式DCDC電路中，當占空比大于50%的時候， 需要加入斜率補償(也叫作斜坡補償)來抑制系統(tǒng)的不穩(wěn)定現(xiàn)象。電 流模式DC-DC的基本波形如圖6 (A)所示。在穩(wěn)態(tài)下Vc-mc-iL，隨著 占空比變大，需要的斜坡補償也要加大。通常為了系統(tǒng)穩(wěn)定，往往都 會選取最大的斜率，這樣的話，mc就需要很大的電壓余度。
目前比較通用的補償電路如圖l所示，通過恒定電流IO給電容CO 充電，ISLP也會是一個固定斜率的電流。但是在實際中系統(tǒng)需要的是 一個隨著占空比越大斜率越大的補償電流。所以傳統(tǒng)方法中，為了滿 足最大斜率的要求，往往會在所有占空比下都選擇最大斜率，這樣ISLP 會是一個很大的斜率的電流。當補償過大的時候，電路會從電流模式 變成電壓模式，從而產(chǎn)生不穩(wěn)定現(xiàn)象。
2001年1月23日授權的美國專利6177787披露了一種控制時序和 斜率補償?shù)碾娐?。然而，該專利使用?shù)字的方法來產(chǎn)生一個斜率逐漸 增大的電流，電路非常復雜，而且要求一個系統(tǒng)有一個遠高于系統(tǒng)時 鐘的時鐘來產(chǎn)生不同的相位，來切換電流，從而增大電流的斜率，這 給系統(tǒng)帶來不小的負擔。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供能夠克服以上問題的斜率補償電路或斜坡產(chǎn) 生電路。
為此，本發(fā)明的目的通過提供一種斜坡產(chǎn)生電路實現(xiàn)。該斜坡產(chǎn)生 電路包括斜坡電壓產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜率不變的電壓信號；和，斜坡加 速電路，加速斜坡電壓產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜率越來越大的電流或電壓信號。
本發(fā)明可以產(chǎn)生一個斜率逐漸增大的電流。本發(fā)明簡單可靠；與普 通的斜坡電路相比，消耗更小的電壓余度。


下面將參照附圖對本發(fā)明的具體實施方案進行詳細的說明，圖中 圖l是現(xiàn)有技術的斜率補償電路； 圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理示意圖； 圖3是斜率逐漸增大的電流波形示意圖； 圖4是根據(jù)本發(fā)明一種實施例的斜坡產(chǎn)生電路； 圖5是根據(jù)本發(fā)明另一種實施例的斜坡產(chǎn)生電路； 圖6 ( A )和(B )分別是現(xiàn)有技術和本發(fā)明的電流模式DC-DC的基 本波形。
具體實施例方式
圖2是根據(jù)本發(fā)明的原理示意圖。本發(fā)明的原理是利用斜坡加速電 路加速恒定斜率斜坡電壓產(chǎn)生電路，從而得到一個斜率越來越大的電 流或者電壓信號。
在一個實施方案中，斜坡電壓產(chǎn)生電路采用對電容進行充電的方式 實現(xiàn)。斜坡加速電路將轉換后的電流加入到給該電容的充電電流中， 這樣給電容的充電電流就會越來越大，形成正反^t貴。從而給電容充電 的電流越來越大，電容兩端的電壓斜率就會越來越大，最終產(chǎn)生的一 個斜率越來越大的電流ISLP。產(chǎn)生的電流波形如圖3所示。
在另一個實施例中，恒定斜率斜坡電壓產(chǎn)生電路可采用將電壓加在 電感上的方式實現(xiàn)。
圖4是根據(jù)本發(fā)明一種實施例的斜坡產(chǎn)生電路。如圖4所示，恒定 斜率斜坡電壓產(chǎn)生電路具有一個電流源10，電流源IO和電容CO串聯(lián) 連接在電壓輸入端和地端之間，為電容CO提供充電電流。 一個周期性 開斷的開關Rset和電容CO并聯(lián)連接。
斜坡加速電路包括晶體管M3、 M4和M5組成的電流鏡，放大器AO 和晶體管MO。其中，放大器AO的正輸入端連接在電流源和電容之間的 接點A上，放大器的負輸入端連接在晶體管MO的源極(B點)上，放大器AO的輸出端連接在晶體管M0的柵極上。電流鏡的輸入支路M4連 接在電壓輸入端VIN和晶體管M0的漏極之間，第一輸出支路M3連接 在電壓輸入端VIN和A點之間，第二輸出支路M5提供輸出電流ISLP。 在工作時Rset是重置信號，每個周期都重置電路。當Rset導通時 A點電壓為零。當Rset關斷時，IO開始給CO充電。此時MO、 M4、 M3 和M5上沒有電流。隨著CO上的壓降越來越大，AO和MO保持A點和B 點的電壓相同，同時慢慢上升。那么流過R0的電流慢慢增加，流過M4 的電流也會慢慢增加。此電路的關鍵在于M3是M4管子電流的鏡像， 當M4電流慢慢上升的時候，M3的電流也會慢慢上升。這就意味著，給 CO充電的電流也會越來越大，造成的結果就是A， B兩點的電流會越來 越大，流過M4， M3和M5的電流也會越來越大。因此ISLP會是一個越 來越大的電 流。
需要指出，除圖4所示的M3-M5構成的電流鏡電路，還可以采用其 它形式的電流鏡。放大器AO也可以采用各種各樣的》文大器。
圖5是根據(jù)本發(fā)明另一種實施例的斜坡產(chǎn)生電路。不同于圖4的是， 在圖5中，用Ml和M2代替運放A0和M0。當Rset關斷時，IO通過Ml 開始給CO充電。此時M2、 M4、 M3和M5上沒有電流。隨著CO上的壓 降越來越大，Ml和M2保持A點和B點的電壓相同，同時慢慢上升。那 么流過R0的電流慢慢增加，流過M4的電流也會慢慢增加，M3也由此 通過M1加到對電容的充電電流中。這就意味著，給CO充電的電流也 會越來越大，造成的結果就是A， B兩點的電流會越來越大，流過M4， M3和M5的電流也會越來越大。因此ISLP會是一個越來越大的電流。
本發(fā)明可以產(chǎn)生一個斜率之間增大的電流。本發(fā)明簡單可靠；與普 通的斜坡電路相比，消耗更小的電壓余度(參見圖6(B))，可以應 用在不同的電路場合。
本發(fā)明的斜坡產(chǎn)生電路不僅可以用作為電流模式開關電源中的斜 率補償電路，還可以應用在其它電路中。
顯而易見，在此描述的本發(fā)明可以有許多變化。比如，可以給M1 和M2加上cascode (射地-基地放大器)；或者把R0改成MOS電阻， 電路也可以正常工作。這種變化不能認為偏離本發(fā)明的精神和范圍。 因此，所有對本領域技術人員顯而易見的改變，都包括在本權利要求 書的涵蓋范圍之內(nèi)。
權利要求
1.一種斜坡產(chǎn)生電路，包括恒定斜率斜坡電壓產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜率不變的電壓信號；和，斜坡加速電路，加速恒定斜率斜坡電壓產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜率越來越大的電流或電壓信號。
2. 如權利要求1所述的斜坡產(chǎn)生電路，其中所述恒定斜率斜坡電壓 產(chǎn)生電路包括電容(CO)和對電容充電的電流源(10),以及并聯(lián)在電 容兩端的周期性開斷的開關(Rset)。
3. 如權利要求2所述的斜坡產(chǎn)生電路，其中所述斜坡加速電路將與 電容有關的電壓轉^:為電流，并且以正反々赍方式加入到給電容的充電 電流中。
4. 如權利要求1或2所述的斜坡產(chǎn)生電路，其中所述斜坡加速電路 包括電壓輸入端和地端；還包括電流鏡(M3， M4， M5),具有輸入支路(M4)、第一輸出支路(M3) 和第二輸出支路(M5 ); 放大器(A0)，晶體管(M0)，其源極經(jīng)電阻(R0)接地；其中，放大器的正輸入端連接在恒定斜率斜坡電壓產(chǎn)生電路的輸 出端上，放大器的負輸入端連接在晶體管的源極上，放大器的輸出端 連接在晶體管的柵極上；電流鏡的輸入支路連接在電壓輸入端和晶體 管的漏極之間，第一輸出支路連接在電壓輸入端和》文大器的正輸入端 之間，第二輸出支路提供輸出電流。
5. 如權利要求2所述的斜坡產(chǎn)生電路，其中斜坡加速電路包括電壓 專lT入端和地端；還包4舌電流鏡(M3， M4和M5),具有輸入支路(M4),第一輸出支路(M3) 和第二輸出支路(M5 );第一晶體管(Ml),具有彼此相連的柵極和漏極；第二晶體管(M2),第二晶體管的源極經(jīng)電阻(R0)接地，第二晶 體管的柵極與第 一 晶體管的柵極相連；其中，電流源連接在電壓輸入端和第一晶體管的漏極之間，為第一 晶體管提供偏置電流；開關和電容并聯(lián)連接在第一晶體管的源極和地 之間；電流鏡的輸入支路連接在電壓輸入端和第二晶體管的漏極之間，第 一輸出支路連接在電壓輸入端和第 一 晶體管的漏極之間，第二輸出 支路提供輸出電流。
6. 如權利要求1或2所述的斜坡產(chǎn)生電路，其特征在于電流鏡的 輸入支路、第 一輸出支路和第二輸出支路分別由單個晶體管構成。
7. 如權利要求1或2所述的斜坡產(chǎn)生電路，其特征在于所述電阻 由晶體管構成。 全文摘要
本發(fā)明提供一種斜率產(chǎn)生電路。該斜坡產(chǎn)生電路包括等斜率產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜率不變的電壓信號；和，斜坡加速電路，加速等斜率產(chǎn)生電路，產(chǎn)生斜率越來越大的電流或電壓信號。本發(fā)明簡單可靠；與普通的斜坡電路相比，消耗更小的電壓余度。
文檔編號H03K4/00GK101674069SQ20091009360
公開日2010年3月17日 申請日期2009年10月14日 優(yōu)先權日2009年10月14日
發(fā)明者劉柳勝, 景衛(wèi)兵, 鄭儒富 申請人:美芯晟科技(北京)有限公司