[发明专利]一种面积优化的混合信号伪三型补偿电路

说明书

  

技术领域

    本发明涉及电源技术领域，确切地说涉及一种可应用于集成DC/DC环路的混合信号伪三型补偿电路。 

背景技术

电源管理单元（Power Management Unit, 简称 PMU）具有高效和适应各种负载需求的特点，因此被广泛的应用于各类便携式电子产品中，比如：手机、平板电脑、MP3等。一个PMU中一般包含几路DC/DC变换器。DC/DC变换器按照控制方式可分为电压模和电流模，电压模具有更简单的控制电路、更低的噪声敏感度和更高的效率等优势。因此，实际应用电路中更多的是采用电压模控制方式。 

为了获得更快的响应速度，Buck变换器中一般采用三型补偿。如公开号为CN201708696U，公开日为2011年1月12日的中国专利文献公开了一种适用于输出电源电压连续变化的Buck变换器的电路。该电路输入端为一个双差分输入单端输出放大器接成的单位增益反馈放大器。通过该放大器取出反馈电压和参考电压的差值送给后级的补偿器网络，与一般的Buck变换器中将参考电压直接加在补偿器网络的正输入端相比，去除了由于补偿器正输入端到输出的前馈通路引入的误差量，使Buck变换器的输出能够准确跟随信号幅度，产生一个连续时间的与信号成比例的电压，供给信号放大、功率输出的电源。 

但以上述专利文献为代表的Buck变换器中一般采用三型补偿，传统的三型补偿需要很大的电阻和电容，无法片内集成，其结构如图1所示。 

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种可应用于集成DC/DC环路的混合信号伪三型补偿电路，该伪三型补偿不仅可以产生类似传统三型补偿的频率响应，而且只需要一个小于3pF的电容，极大地减少了片上器件面积，降低了电路成本。 

本发明是通过采用下述技术方案实现的： 

一种面积优化的混合信号伪三型补偿电路，其特征在于：包括高通滤波器、低通滤波器和锯齿波产生电路，所述高通滤波器将反馈电压与基准电压的差值转换成误差电流，所述低通滤波器将误差电流转换成电压信号，为PWM比较器提供一个输入电压，所述锯齿波产生电路将电源成正比的电流与误差电流之和转化成锯齿波电压，为PWM比较器提供另一个输入电压。

所述高通滤波器由偏置电路，零极点产生电路，电流转电压电路，跨导放大电路和误差电流镜像电路五部分组成；偏置电路由一个偏置源IB和一个NMOS管M21组成；零极点产生电路由六个PMOS管—分别是M1、M2、M5、M6、M7和M8，六个NMOS管—分别是M3、M4、M22、M23、M24和M25，两个电阻—分别是R1、R2，和两个电容—分别是C1和C2组成；电流转电压电路由两个PMOS管—分别是M11和M12，两个NMOS管—分别是M9和M10和两个电阻—分别是R3和R4组成；跨导放大电路由四个PMOS管—分别是M15、M16、M17和M18，和五个NMOS管—分别是M13、M14、M19、M20和M26组成；误差电流镜像电路由一个PMOS管Mep和一个NMOS管Men组成。 

所述偏置电路的连接关系为：偏置源IB跨接在电源VDD和NMOS管M21的漏上，NMOS管M21栅与漏短接，其源接地电位VSS；偏置电路为零极点电路、电流转电压电路和跨导放大电路提供电流偏置。 

所述零极点产生电路的连接关系为：PMOS管M1、M2的栅分别连接输入信号V_FB和V_REF，电阻R1与R2串联连接到PMOS管M1和M2的源两端，PMOS管M5和M6的漏分别连接到PMOS管M1和M2的源，PMOS管M5和M6的源均连接到电源VDD；电容C1跨接在PMOS管M1的源和PMOS管M5的栅上；电容C2跨接在PMOS管M2的源和PMOS管M6的栅上；PMOS管M7的漏与栅短接并与PMOS管M5的栅相连；PMOS管M8的漏与栅短接并与PMOS管M6的栅相连；PMOS管M7与M8的源连接到电源VDD；NMOS管M3与M4的栅分别连接到NMOS管M1与M2的漏，NMOS管M3与M4的漏分别连接到NMOS管M1与M2的源；NMOS管M3与M4的源均连接到地点位VSS；NMOS管M22、M23、M24、M25的栅连接到偏置电路中NMOS管M21的栅；NMOS管M22、M23、M24、M25的源均接地电位VSS；NMOS管M22、M23、M24、M25的漏分别连接到PMOS管M7、M1、M2和M8的漏，零极点产生电路的输出为流过NMOS管M3和M4的电流。