一種自適應斜坡補償電路的設計

余濘江+徐蘭

摘要：本文設計了一種適用于降壓型DC-DC變換器的自適應斜坡補償電路，基于NEC 0.35μm_30V_BCD工藝對電路進行了仿真驗證。仿真結果顯示，在輸出電壓為3.3V，輸入電壓從6V到18V線性增大時，斜坡補償斜率逐漸減小；將本文設計的斜坡補償電路引入峰值電流控制模式開關電源變換器系統中，開關電源變換器系統可以穩定工作。

關鍵詞：斜坡補償 自適應 降壓變換器

中圖分類號：TN432 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）10-0160-01

1 引言

當峰值電流控制模式開關電源變換器工作在連續電流模式且占空比大于50%時，系統會發生次諧波振蕩。此時需要加入一小斜坡進行補償來防止次諧波振蕩[1-2]。為了解決次諧波振蕩的問題，本文設計了一種自適應斜坡補償電路。

2 自適應斜坡補償電路的設計

本文所設計的適用于Buck DC-DC變換器的自適應斜坡補償電路如圖1所示，主要由運算放大器OPA，電阻R1-R4，晶體管M1-M9和電容C1組成。

如圖1所示，R1和R2對Vin進行分壓得到V1，其分壓比為0.35。運算放大器OPA、晶體管M1以及R3產生一個與Vin和Vout相關的高精度電流，NMOS晶體管M2和M2構成電流鏡，鏡像比例為1：A，晶體管M4用來抑制M3的溝道調制效應，并可以防止晶體管M3在Vin很大時被擊穿。M5-M8以及R4構成自偏置共源共柵電流鏡，對I2進行復制從而得到電流源I3，鏡像復制比例為1：B，電流源I3對C1進行充電，因而斜坡電壓的斜率可表示為：

C1的負極接電流采樣電路對開關管采樣的信號Vsense，實現斜坡信號和Vsense的疊加。通過適當的設置（1）式中的R3、C1、A和B，即可得到符合要求的斜坡補償斜率。

3 仿真結果

本文采用NEC 0.35 μm _30V_BCD工藝以及Cadence對電路進行了仿真。圖2為Vout=3.3V時，輸入電壓與斜坡補償斜率mc的仿真曲線圖。仿真結果顯示，當輸入電壓Vin從6V到18V線性增大時，斜坡補償斜率mc逐漸減小。將本文設計的斜坡補償電路引入峰值電流控制模式開關電源變換器系統中，圖3為在Vin=6V情況下，輸出電壓和電感電流仿真曲線圖，仿真結果顯示，電路工作在連續電流模式且占空比大于50%時，電路可以穩定工作。

4 結語

本文設計了一種適用于Buck型峰值電流模式DC-DC變換器的自適應斜坡補償電路。仿真結果顯示，該斜坡補償電路的補償斜率能跟隨輸入電壓的變化而變化，且該斜坡補償電路能使峰值電流控制模式的Buck型峰值電流模式DC-DC變換器穩定工作。

參考文獻

[1]劉雪飛，丁召，郝紅蕾等.一種降壓型DC-DC變換器動態斜坡補償電路的設計[J].微電子學，2013，43（2）：206-209.

[2]周澤坤，王銳，張波.一種自適應斜坡補償電路[J].電子科技大學學報，2007，36（1）：47-49.

收稿日期：2016-08-24

作者簡介：余濘江（1991—），男，四川宜賓人，研究生在讀，主要研究方向是CMOS模擬集成電路設計。