[发明专利]用于开关电源的瞬态响应增强控制电路

说明书

技术领域

本发明涉及开关电源技术，具体涉及一种适用于开关电源的瞬态响应增强控制电路。

背景技术

DC-DC（直流-直流）开关变换器以其高效节能的优点被广泛应用于便携式电子设备中，目前一般采用电压模、电流模和基于输出纹波控制等方式进行控制，而COT（恒定导通时间）控制模式作为基于纹波控制的一个分支，在近年来以其控制环路结构简单，系统响应速度快等优点而被广泛应用。同时为了保证开关频率恒定，以优化EMI噪声，目前一些改进的ACOT（自适应导通时间）控制模式被提出。其通常将恒定导通时间设定为反比于输入电压，或正比于输出电压。但当负载电流由重载跳变到轻载时，由于COT控制的导通时间固定或者与输出电压成正比，输出电压会瞬间升高，此时恒定导通时间随之增大，导致瞬态响应恶化。

开关电源的基本结构如图1所示，包括逻辑控制模块CT、稳压模块LDO、功率管栅驱动模块HD和LD、高端功率管MHS、低端功率管MLS，由NMOS管M1、二极管D2和自举电容C2构成的自举电路等。逻辑控制模块CT输出高低端功率管栅驱动控制逻辑信号HS、LS经过驱动模块处理后产生栅驱动信号HS和LS以驱动功率管做出相应动作，当HS有效，LS无效时，高端功率管MHS导通，低端功率管MLS关断，电源向电感L充电，同时电感电流流向输出电容COUT，使得输出电压VOUT产生跟随电感电流上升的纹波；反之，当HS无效，LS有效时，高端功率管MHS关断，低端功率管MLS开启，低端功率管MLS的寄生体二极管开启为电感L进行续流，电流逐渐下降，相应的输出电压产生跟随电感电流出现向下的纹波。这一过程中，反馈电压VFB和反馈电流IS均能反映VOUT的纹波信息（通常IS反映的是采样电流交流量）。其中，NMOS管M1、二极管D2和自举电容C2构成自举电路，为高端功率管MHS的开启和关断提供浮动驱动电源轨（即BST和SW之间的电压）。

目前针对COT控制模式的研究重点大多集中于稳定性研究，例如文献“A Constant Frequency Output-Ripple-Voltage-Based Without Using Large ESR Capacitor”by Yuan Yen Mai and Philip K.T.Mok中仅优化了输出电容ESR较小时的稳定性问题，没有提到上述瞬态响应差的问题，优化恒定频率COT控制模式开关电源瞬态响应问题的研究较为鲜见。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于开关电源的瞬态响应增强控制电路，解决现有开关电源瞬态响应差的问题。

本发明的技术方案为，用于开关电源的瞬态响应增强控制电路，包括分频器模块、存储器模块、比较器模块；

所述分频器模块与开关电源高端功率管的驱动信号连接，用于根据该驱动信号产生控制信号对所述存储器模块进行控制；

所述存储器模块与反馈电流连接，在所述控制信号控制下对上一个周期反馈电流的最大值进行采集和存储；

所述比较器模块与存储器模块连接，将反馈电压的瞬时值与所述最大值进行比较，当反馈电压的瞬时值大于最大值时，所述比较器模块输出信号翻转，关断开关电源高端功率管；