本發(fā)明涉及電力電子領(lǐng)域,尤其涉及一種BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路以及包括該驅(qū)動(dòng)電路的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)器。
背景技術(shù):
現(xiàn)有技術(shù)BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路的典型應(yīng)用如圖1所示。其工作原理如下:當(dāng)CLK產(chǎn)生器發(fā)出置位信號(hào)后,高壓MOS管M1被驅(qū)動(dòng)模塊打開(kāi),高壓MOS管M1導(dǎo)通,電感L的電流將以固定斜率增大,Vcs電壓也隨之增大,當(dāng)電感L的電流增大到使得Vcs與控制器內(nèi)部比較電壓Vref相等時(shí),驅(qū)動(dòng)模塊將關(guān)閉MOS管M1,使之截止,此時(shí)Vs將快速下降至-VD1,電感L上的電流經(jīng)二極管D1以固定斜率下降,同時(shí)Vout通過(guò)二極管D2向VCC供電,于是:
VL=Vout+VD1=VCC+VD2 (1)
假定VD1=VD2,則Vcc=Vout,因此可以通過(guò)VCC電壓對(duì)Vout進(jìn)行采樣,再經(jīng)過(guò)電阻分壓后得到反饋電壓Vfb,并與內(nèi)部基準(zhǔn)電壓Vref2進(jìn)行比較。當(dāng)輸出電壓Vout比較高時(shí),VCC和Vfb也相應(yīng)被拉高,當(dāng)Vfb高于Vref2時(shí),復(fù)位信號(hào)R1=1,MOS管M1將關(guān)閉,于是Vout將下降,VCC和Vfb也相應(yīng)下降,當(dāng)Vfb低于Vref2時(shí),復(fù)位信號(hào)R1=0,M1將重新導(dǎo)通。最終使Vfb的平均值與Vref2相等,假設(shè)電阻分壓比例為α,則:
Vout=VCC=α*Vref2 (2)
現(xiàn)有Buck恒壓驅(qū)動(dòng)器的優(yōu)點(diǎn)是:結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,成本低。但存在如下明顯問(wèn)題:
1)、理論上電感峰值電流Ipk為Vref/Rcs,但由于比較器的延時(shí)和MOS關(guān)斷延時(shí)的存在,峰值電流Ipk為:
其中L為電感感量,Td為比較器延時(shí)與MOS關(guān)斷延時(shí)之和,由于Vin》Vout,(3)可簡(jiǎn)化為:
從上式可以看出,峰值電流隨輸入電壓Vin增大而增大,從而導(dǎo)致低輸入電壓時(shí)的驅(qū)動(dòng)能力明顯比高輸入電壓時(shí)要弱;
2)、對(duì)于BCM和DCM工作模式,輸出功率與峰值電流Ipk和工作頻率F的關(guān)系為:由于現(xiàn)有技術(shù)在輕載乃至空載條件的峰值電流不減小,因此輕載頻率太低,不但響應(yīng)較慢且空載功耗很大。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于,針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述缺陷,提供一種BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路以及BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)器。
本發(fā)明解決其技術(shù)問(wèn)題所采用的技術(shù)方案是:構(gòu)造一種BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路,包括:用于將輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)以為負(fù)載提供恒定電壓的電壓輸出模塊、用于輸出控制信號(hào)以控制所述電壓輸出模塊中的主開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉的控制模塊、用于根據(jù)所述控制信號(hào)獲取主開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)而獲取輸入電壓的信息并對(duì)低輸入電壓的過(guò)流參考電壓進(jìn)行補(bǔ)償?shù)倪^(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊、用于根據(jù)所述過(guò)流參考電壓輸出反饋信號(hào)至控制模塊以對(duì)電壓輸出模塊帶載時(shí)進(jìn)行過(guò)流保護(hù)的過(guò)流保護(hù)模塊、用于采樣與所述驅(qū)動(dòng)電路匹配的外圍電路的輸出電壓并根據(jù)所述輸出電壓與輸出參考電壓輸出恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)的恒壓控制模塊、用于根據(jù)所述恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)輸出反饋信號(hào)至控制模塊以對(duì)電壓輸出模塊中的峰值電流進(jìn)行調(diào)整進(jìn)而調(diào)整所述輸出電壓為恒定電壓的PWM控制模塊;
所述控制模塊分別連接所述電壓輸出模塊、過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊、過(guò)流保護(hù)模塊、PWM控制模塊,所述過(guò)流保護(hù)模塊還連接所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊、電壓輸出模塊,所述恒壓控制模塊連接所述PWM控制模塊和所述外圍電路,所述電壓輸出模塊還連接至外圍電路。
在本發(fā)明所述的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路中,所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊包括用于采樣主開(kāi)關(guān)每次導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)的最大積分電壓以及固定延時(shí)時(shí)間內(nèi)的最大積分電壓并將兩個(gè)最大積分電壓同時(shí)保持到下一次主開(kāi)關(guān)導(dǎo)通的采樣保持電路和用于根據(jù)兩個(gè)最大積分電壓產(chǎn)生過(guò)流參考電壓的過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器,所述過(guò)流保護(hù)模塊包括第一比較器;所述采樣保持電路的輸入端連接控制模塊且輸出端連接過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器的輸入端,所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器的輸出端連接第一比較器的正輸入端,第一比較器的負(fù)輸入端連接電壓輸出模塊,第一比較器的輸出端連接控制模塊,其中,所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器構(gòu)建有如下關(guān)系:其中,A為正常數(shù),Ton表示主開(kāi)關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間,Td表示所述固定延時(shí)時(shí)間,為第一比較器延時(shí)和主開(kāi)關(guān)關(guān)斷延時(shí)之和,Vref表示所述過(guò)流參考電壓。
在本發(fā)明所述的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路中,所述控制信號(hào)在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)形成高電平時(shí)間長(zhǎng)度為Ton的第一PWM信號(hào),所述采樣保持電路包括:脈沖發(fā)生器、PWM信號(hào)發(fā)生器、兩個(gè)N型MOS管、兩個(gè)電容、兩個(gè)恒流源、兩個(gè)高電平時(shí)導(dǎo)通的充電開(kāi)關(guān),所述脈沖發(fā)生器由所述第一PWM信號(hào)上升沿觸發(fā)產(chǎn)生脈沖信號(hào),所述PWM信號(hào)發(fā)生器由第一PWM信號(hào)上升沿觸發(fā)產(chǎn)生高電平時(shí)間長(zhǎng)度為Td的第二PWM信號(hào);
脈沖發(fā)生器、PWM信號(hào)發(fā)生器分別連接至所述控制模塊,每個(gè)N型MOS管的漏極均通過(guò)一個(gè)充電開(kāi)關(guān)連接一個(gè)恒流源、源極和漏極之間均連接一個(gè)電容、源極均接地,兩個(gè)N型MOS管的柵極均連接至脈沖發(fā)生器,一個(gè)充電開(kāi)關(guān)的控制端連接至PWM信號(hào)發(fā)生器以接收所述第一PWM信號(hào),另一個(gè)充電開(kāi)關(guān)的控制端連接至所述控制模塊以接收所述第二PWM信號(hào)。
在本發(fā)明所述的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路中,所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器包括:除法器、乘法器、兩個(gè)電壓跟隨器、MOS管鏡像電流源、第一電阻、第二電阻;
除法器的兩個(gè)輸入端分別連接至兩個(gè)N型MOS管的漏極,乘法器的一個(gè)輸入端接收常數(shù)A、另一個(gè)輸入端連接除法器的輸出端,第一個(gè)電壓跟隨器的輸入端用于接收A伏的參考電壓、輸出端連接MOS管鏡像電流源的參考支路的輸出端和第一電阻的一端,第一電阻的另一端連接第二個(gè)電壓跟隨器的輸出端,第二個(gè)電壓跟隨器的輸入端連接乘法器的輸出端,MOS管鏡像電流源的輸出支路的輸出端連接第二電阻的第一端,第二電阻的第二端接地,第二電阻的第一端還連接至所述第一比較器的正輸入端。
在本發(fā)明所述的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路中,所述恒壓控制模塊包括分壓電路和誤差放大器,所述PWM控制模塊包括第二比較器,所述分壓電路連接外圍電路和誤差放大器的負(fù)輸入端,誤差放大器的正輸入端用于接收輸出參考電壓,所述誤差放大器的輸出端連接第二比較器的負(fù)輸入端,第二比較器的正輸入端連接電壓輸出模塊,第二比較器的輸出端連接控制模塊。
在本發(fā)明所述的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路中,所述恒壓控制模塊還包括補(bǔ)償電阻和補(bǔ)償電容,誤差放大器的輸出端經(jīng)由所述補(bǔ)償電阻和補(bǔ)償電容連接至電壓輸出模塊。
在本發(fā)明所述的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路中,所述電壓輸出模塊包括所述主開(kāi)關(guān)管和檢流電阻,所述主開(kāi)關(guān)管為N型MOS管,所述控制模塊包括時(shí)鐘產(chǎn)生器、RS觸發(fā)器、驅(qū)動(dòng)模塊,時(shí)鐘產(chǎn)生器連接RS觸發(fā)器的置位端,RS觸發(fā)器的兩個(gè)復(fù)位端分別連接第一比較器的輸出端和第二比較器的輸出端,RS觸發(fā)器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端和采樣保持電路的輸入端,驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接N型MOS管的柵極,N型MOS管的漏極接收外部的輸入電壓,N型MOS管的源極分別連接第一比較器的負(fù)輸入端、第二比較器的正輸入端以及檢流電阻的第一端,檢流電阻的第二端經(jīng)由所述補(bǔ)償電阻和補(bǔ)償電容連接至誤差放大器的輸出端。
本發(fā)明還公開(kāi)了一種BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)器,所述驅(qū)動(dòng)器內(nèi)封裝有所述的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路。
實(shí)施本發(fā)明的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路,具有以下有益效果:一方面,本發(fā)明在現(xiàn)有典型驅(qū)動(dòng)電路的基礎(chǔ)上增加過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊,因此與現(xiàn)有技術(shù)相比,過(guò)流保護(hù)模塊的過(guò)流參考電壓并不是一成不變的,而是經(jīng)過(guò)過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊對(duì)低輸入電壓的過(guò)流參考電壓進(jìn)行補(bǔ)償,在維持現(xiàn)有技術(shù)低成本優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,使高低壓驅(qū)動(dòng)能力更加接近;另一方面,本發(fā)明的恒壓控制模塊和PWM控制模塊共同配合替代現(xiàn)有典型驅(qū)動(dòng)電路中調(diào)節(jié)輸出電壓的比較器的功能,可以根據(jù)恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)峰值電流進(jìn)行調(diào)整進(jìn)而調(diào)整輸出電壓,因此在維持現(xiàn)有技術(shù)低成本優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,在輕載時(shí)可以把峰值電流降下,從而優(yōu)化輕載響應(yīng)和空載功耗特性。
附圖說(shuō)明
下面將結(jié)合附圖及實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明,附圖中:
圖1是現(xiàn)有技術(shù)BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路的典型應(yīng)用的電路圖;
圖2是本發(fā)明BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用的電路圖;
圖3是圖2中過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊的電路圖;
圖4是采樣保持電路的工作原理對(duì)應(yīng)的波形圖。
具體實(shí)施方式
為了對(duì)本發(fā)明的技術(shù)特征、目的和效果有更加清楚的理解,現(xiàn)對(duì)照附圖詳細(xì)說(shuō)明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。
如圖2所示,是本發(fā)明BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路的應(yīng)用的電路圖。
本發(fā)明的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路包括:供電模塊、電壓輸出模塊100、控制模塊200、過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊300、過(guò)流保護(hù)模塊400、恒壓控制模塊500、PWM控制模塊600。
所述控制模塊200分別連接所述電壓輸出模塊100、過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊300、過(guò)流保護(hù)模塊400、PWM控制模塊600,所述過(guò)流保護(hù)模塊400還連接所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊300、電壓輸出模塊100,所述恒壓控制模塊500連接所述PWM控制模塊600和所述外圍電路,所述電壓輸出模塊100還連接至外圍電路。
供電模塊用于啟動(dòng)整個(gè)驅(qū)動(dòng)電路,電壓輸出模塊100用于將輸入電壓進(jìn)行調(diào)節(jié)以為負(fù)載提供恒定電壓;控制模塊200用于輸出控制信號(hào)以控制所述電壓輸出模塊100中的主開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通和關(guān)閉;過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊300用于根據(jù)所述控制信號(hào)獲取主開(kāi)關(guān)管的導(dǎo)通時(shí)間進(jìn)而獲取輸入電壓的信息并對(duì)低輸入電壓的過(guò)流參考電壓進(jìn)行補(bǔ)償;過(guò)流保護(hù)模塊400用于根據(jù)所述過(guò)流參考電壓輸出反饋信號(hào)至控制模塊200以對(duì)電壓輸出模塊100進(jìn)行過(guò)流保護(hù);恒壓控制模塊500用于采樣與所述驅(qū)動(dòng)電路匹配的外圍電路的輸出電壓并根據(jù)所述輸出電壓與輸出參考電壓輸出恒壓調(diào)節(jié)信號(hào);PWM控制模塊600用于根據(jù)所述恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)輸出反饋信號(hào)至控制模塊200以對(duì)電壓輸出模塊100中的峰值電流進(jìn)行調(diào)整進(jìn)而調(diào)整所述輸出電壓為恒定電壓。
由于本發(fā)明在現(xiàn)有典型驅(qū)動(dòng)電路的基礎(chǔ)上增加過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊,因此與現(xiàn)有技術(shù)相比,過(guò)流保護(hù)模塊的過(guò)流參考電壓并不是一成不變的,而是經(jīng)過(guò)過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊對(duì)低輸入電壓的過(guò)流參考電壓進(jìn)行補(bǔ)償,在維持現(xiàn)有技術(shù)低成本優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,使高低壓驅(qū)動(dòng)能力更加接近。而且本發(fā)明的恒壓控制模塊和PWM控制模塊共同配合替代現(xiàn)有典型驅(qū)動(dòng)電路中調(diào)節(jié)輸出電壓的比較器的功能,可以根據(jù)恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)峰值電流進(jìn)行調(diào)整進(jìn)而調(diào)整輸出電壓,因此在維持現(xiàn)有技術(shù)低成本優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,在輕載時(shí)可以把峰值電流降下,從而優(yōu)化輕載響應(yīng)和空載功耗特性。
在一個(gè)具體的實(shí)施例中,所述電壓輸出模塊100包括所述主開(kāi)關(guān)管和檢流電阻Rcs,所述主開(kāi)關(guān)管為N型MOS管M1,所述控制模塊200包括時(shí)鐘產(chǎn)生器、RS觸發(fā)器、驅(qū)動(dòng)模塊,在應(yīng)用本驅(qū)動(dòng)電路時(shí),需要連接相應(yīng)的外圍電路,外圍電路包括續(xù)流二極管D1、二極管D2、電容、電感L。圖2中以一個(gè)封裝了本驅(qū)動(dòng)電路的驅(qū)動(dòng)器為例,圖中VCC、Vin、Vs是驅(qū)動(dòng)器的三個(gè)引腳。Vin作為輸入引腳連接外部電源,具體的一般是連接一個(gè)整流濾波電路。Vs作為輸出引腳連接電感L的一端和續(xù)流二極管D1的負(fù)極,續(xù)流二極管D1的正極接地,電感L的另一端作為輸出電壓Vout的電壓節(jié)點(diǎn),該節(jié)點(diǎn)一方面經(jīng)由電容接地,另一方面經(jīng)由二極管D2連接驅(qū)動(dòng)器的VCC引腳,驅(qū)動(dòng)器內(nèi)部的供電模塊連接Vin和VCC,用于為驅(qū)動(dòng)器啟動(dòng)時(shí)為VCC節(jié)點(diǎn)提供電壓,在驅(qū)動(dòng)器正式工作后,供電模塊將不再為VCC提供電流。
所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊300包括采樣保持電路310和過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320,所述過(guò)流保護(hù)模塊400包括第一比較器,所述恒壓控制模塊500包括分壓電路510和誤差放大器,所述PWM控制模塊600包括第二比較器。
時(shí)鐘產(chǎn)生器連接RS觸發(fā)器的置位端,RS觸發(fā)器的兩個(gè)復(fù)位端分別連接第一比較器的輸出端和第二比較器的輸出端,RS觸發(fā)器的輸出端連接驅(qū)動(dòng)模塊的輸入端和采樣保持電路310的輸入端,采樣保持電路310的輸出端連接過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320的輸入端,所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320的輸出端連接第一比較器的正輸入端,驅(qū)動(dòng)模塊的輸出端連接N型MOS管M1的柵極,N型MOS管M1的漏極接收外部的輸入電壓,N型MOS管M1的源極分別連接第一比較器的負(fù)輸入端、第二比較器的正輸入端以及檢流電阻Rcs的第一端,檢流電阻Rcs的第二端經(jīng)由所述補(bǔ)償電阻Rc和補(bǔ)償電容Cc連接至誤差放大器的輸出端,所述誤差放大器的輸出端還連接第二比較器的負(fù)輸入端,誤差放大器的正輸入端用于接收輸出參考電壓,誤差放大器的負(fù)輸入端連接所述分壓電路510的輸出端,所述分壓電路510的輸入端連接VCC節(jié)點(diǎn),即外圍電路中二極管D2的負(fù)極。
分壓電路510可以是常見(jiàn)的電阻分壓電路,電阻分壓電路為本領(lǐng)域的公知電路,此處不再贅述。
優(yōu)選的,在本實(shí)施例中,為了保證穩(wěn)定性,所述恒壓控制模塊500還包括補(bǔ)償電阻Rc和補(bǔ)償電容Cc,誤差放大器的輸出端經(jīng)由所述補(bǔ)償電阻Rc和補(bǔ)償電容Cc連接至檢流電阻Rcs的第二端。
一方面,本發(fā)明解決輕載或空載時(shí)的功耗高以及輕載效率低等問(wèn)題的工作原理如下:當(dāng)輸出電壓Vout出現(xiàn)偏差時(shí),分壓電路510輸出的反饋電壓Vfb相應(yīng)偏差,誤差放大器輸出的恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)Comp將調(diào)整峰值電流,從而調(diào)整電感電流,當(dāng)系統(tǒng)環(huán)路穩(wěn)定時(shí),Vfb=Vref2,從而實(shí)現(xiàn)輸出電壓的調(diào)整。輕載時(shí),環(huán)路將自動(dòng)輸出恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)Comp,從而降低峰值電流。
另一方面,為了彌補(bǔ)高低輸入電壓時(shí)驅(qū)動(dòng)能力比高輸入電壓弱的問(wèn)題,增加采樣保持電路310、過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320。采樣保持電路310用于采樣主開(kāi)關(guān)每次導(dǎo)通時(shí)間內(nèi)的最大積分電壓以及固定延時(shí)時(shí)間內(nèi)的最大積分電壓并將兩個(gè)最大積分電壓同時(shí)保持到下一次主開(kāi)關(guān)導(dǎo)通,過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器用于根據(jù)兩個(gè)最大積分電壓產(chǎn)生過(guò)流參考電壓。所述控制信號(hào)在每個(gè)時(shí)鐘周期內(nèi)形成高電平時(shí)間長(zhǎng)度為Ton的第一PWM信號(hào),因?yàn)檩敵鲭妷汉愣?,所以第一PWM信號(hào)的導(dǎo)通時(shí)間(即主開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間Ton)與輸入電壓負(fù)相關(guān),為此將第一PWM信號(hào)導(dǎo)通時(shí)間轉(zhuǎn)換為積分電壓。
其中,所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320構(gòu)建有如下關(guān)系:其中,A為正常數(shù),Ton表示主開(kāi)關(guān)導(dǎo)通時(shí)間,Td表示所述固定延時(shí)時(shí)間,一般為第一比較器延時(shí)和主開(kāi)關(guān)關(guān)斷延時(shí)之和,Vref表示所述過(guò)流參考電壓。
假定上一周的導(dǎo)通時(shí)間為Ton,則可以得到:
將(5)代入背景技術(shù)部分的(4),則
假設(shè)Td是固定的,由于過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320構(gòu)建了如下個(gè)關(guān)系:
則(6)變?yōu)椋?/p>
對(duì)比(4)和(8),可以看出,本發(fā)明的Ipk與輸入電壓Vin無(wú)關(guān),可以很好的補(bǔ)償?shù)洼斎腚妷簵l件驅(qū)動(dòng)能力不足的問(wèn)題。
下面就過(guò)采樣保持電路310的具體電路和過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320的構(gòu)建提供一個(gè)具體的例子。
如圖3,所述采樣保持電路310包括:脈沖發(fā)生器(圖未示)、PWM信號(hào)發(fā)生器(圖未示)、兩個(gè)N型MOS管MN1和MN2、兩個(gè)電容C1和C2、兩個(gè)恒流源、兩個(gè)高電平時(shí)導(dǎo)通的充電開(kāi)關(guān)K1和K2,所述脈沖發(fā)生器由所述第一PWM信號(hào)上升沿觸發(fā)產(chǎn)生脈沖信號(hào),所述PWM信號(hào)發(fā)生器由第一PWM信號(hào)上升沿觸發(fā)產(chǎn)生高電平時(shí)間長(zhǎng)度為Td的第二PWM信號(hào)。其中充電開(kāi)關(guān)K1和K2可以為N型的MOS管或者三極管等。
如圖3,所述過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器320包括:除法器、乘法器、兩個(gè)電壓跟隨器EA1和EA2、第一電阻R1、第二電阻R2、P型MOS管MP1和MP2構(gòu)成的MOS管鏡像電流源,MP1的源極和MP2的源極連接內(nèi)部電源vdd,MP1的柵極連接MP2的柵極,MP1的柵極連接MP1的漏極;
脈沖發(fā)生器、PWM信號(hào)發(fā)生器分別連接至RS觸發(fā)器的輸出端以接收第一PWM信號(hào),每個(gè)N型MOS管的漏極均通過(guò)一個(gè)充電開(kāi)關(guān)連接一個(gè)恒流源、源極和漏極之間均連接一個(gè)電容、源極均接地,兩個(gè)N型MOS管的漏極分別連接至除法器的兩個(gè)輸入端,兩個(gè)N型MOS管的柵極均連接至脈沖發(fā)生器,充電開(kāi)關(guān)K2的控制端連接至所述PWM信號(hào)發(fā)生器以接收所述第二PWM信號(hào),充電開(kāi)關(guān)K1的控制端連接至所述RS觸發(fā)器以接收所述第一PWM信號(hào),乘法器的一個(gè)輸入端接收常數(shù)A、另一個(gè)輸入端連接除法器的輸出端,第一個(gè)電壓跟隨器EA1的輸入端用于接收A伏的參考電壓、輸出端連接MOS管鏡像電流源的參考支路的輸出端(即MP1的漏極)和第一電阻R1的一端,第一電阻R1的另一端連接第二個(gè)電壓跟隨器EA2的輸出端,第二個(gè)電壓跟隨器EA2的輸入端連接乘法器的輸出端,MOS管鏡像電流源的輸出支路的輸出端(即MP2的漏極)連接第二電阻R2的第一端,第二電阻R2的第二端接地,第二電阻R2的第一端還連接至所述第一比較器的正輸入端。
圖3中,結(jié)合圖4,Vrest1和Vrest2表示脈沖發(fā)生器產(chǎn)生的脈沖信號(hào),Vrest1和Vrest2實(shí)際上是同一個(gè)脈沖信號(hào)。
由于在主開(kāi)關(guān)管M1開(kāi)啟Ton期間,充電開(kāi)關(guān)K1開(kāi)啟,基準(zhǔn)電流ib對(duì)電容C1充電,積分生成電壓為該電壓保持到Vrest1置高時(shí)。Vrest1變高,開(kāi)啟MN1,對(duì)電容C1清0。主開(kāi)關(guān)管M1關(guān)斷期間,充電開(kāi)關(guān)K1關(guān)閉,斷開(kāi)充電通路。同時(shí),在固定延時(shí)時(shí)間Td內(nèi),充電開(kāi)關(guān)K2開(kāi)啟,相同的ib電流對(duì)電容C2充電,積分生成電壓為該電壓保持到Vrest2置高時(shí)。Vrest2變高,對(duì)電容C2清0。兩個(gè)積分電壓在保持期間,經(jīng)過(guò)除法器得到電壓(C1和C2的大小相同)。此信號(hào)與A常數(shù)經(jīng)過(guò)一個(gè)乘法器得到信號(hào)運(yùn)放EA2嵌位使其與VC電壓相等,運(yùn)放EA1嵌位A點(diǎn)電壓,使其與VD點(diǎn)電壓相等。流過(guò)MP1的電流即為:PMOS管MP1和MP2的鏡像比例為1;1,所以流過(guò)MP2的電流等于流過(guò)MP1的電流.R1上產(chǎn)生的電壓為(其中:R1=R2)。將VR1電壓作為Vref,則有:
當(dāng)然,過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生器并不限于以上電路,還可以借由內(nèi)部程序?qū)崿F(xiàn)以上公式(7),這些都應(yīng)在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。另外,本發(fā)明所涉及到的MOS管的型號(hào)也并不限于本實(shí)施例所示。
綜上所述,實(shí)施本發(fā)明的BUCK恒壓驅(qū)動(dòng)電路,具有以下有益效果:一方面,本發(fā)明在現(xiàn)有典型驅(qū)動(dòng)電路的基礎(chǔ)上增加過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊,因此與現(xiàn)有技術(shù)相比,過(guò)流保護(hù)模塊的過(guò)流參考電壓并不是一成不變的,而是經(jīng)過(guò)過(guò)流基準(zhǔn)產(chǎn)生模塊對(duì)低輸入電壓的過(guò)流參考電壓進(jìn)行補(bǔ)償,在維持現(xiàn)有技術(shù)低成本優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,使高低壓驅(qū)動(dòng)能力更加接近;另一方面,本發(fā)明的恒壓控制模塊和PWM控制模塊共同配合替代現(xiàn)有典型驅(qū)動(dòng)電路中調(diào)節(jié)輸出電壓的比較器的功能,可以根據(jù)恒壓調(diào)節(jié)信號(hào)對(duì)峰值電流進(jìn)行調(diào)整進(jìn)而調(diào)整輸出電壓,因此在維持現(xiàn)有技術(shù)低成本優(yōu)點(diǎn)的基礎(chǔ)上,在輕載時(shí)可以把峰值電流降下,從而優(yōu)化輕載響應(yīng)和空載功耗特性。
上面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例進(jìn)行了描述,但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式,上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的,而不是限制性的,本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下,在不脫離本發(fā)明宗旨和權(quán)利要求所保護(hù)的范圍情況下,還可做出很多形式,這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。