[发明专利]一种电流模控制DCDC升压变化器及其脉冲频率调制方法

说明书

一种电流模控制DCDC升压变化器及其脉冲频率调制方法，采用集成电路器件制成，DCDC升压变化器的控制电路包括控制单元、电感电流保持单元、以及输出电压比较单元；当电感电流保持单元检测到电感电流I_L逐渐减小至0并且输出电压比较单元检测到输出电压V_O降低至V_ref时，主开关SW1导通从开关SW2断开使得I_L逐渐回升；当I_L上升到参考电流I_ref时，主开关SW1断开，从开关SW2导通，以上工作过程周而复始不断持续，将输出电压V_O稳定在参考电压V_ref附近。本发明有效的简化了系统结构，降低了系统集成难度；针对负载电流的变化，系统可迅速做出相应，有效减小了输出电压V_O在负载电流变化时的纹波大小。

技术领域

本发明属于模拟集成电路中的开关电源技术领域，尤其涉及一种电流模控制DCDC升压变化器及其脉冲频率调制方法。

背景技术

DC-DC是英语直流变直流的缩写，DCDC升压变化器包括一个将直流低电压变换为直流高电压的电路、以及相应的控制电路。该电路一般采用电流模脉冲宽度调制方式进行DCDC升压。

请参考图1A所示为传统电流模脉冲宽度调制方式：一个固定频率的振荡器(oscillator)产生一个时钟信号CLK，CLK信号在每个开关周期中控制使主开关SW1导通，使从开关SW2断开。同时，误差放大器EA将输出电压V_O与参考电压V_ref之间的误差进行放大后产生误差信号V_C；另一方面系统检测电感电流I_L，并叠加上一个斜坡电流I_slope后，流到电阻Rs上产生电压Vs，Vs与V_C信号进行比较，当其大于V_C时，脉冲宽度调制比较器(PWMcomparator)将输出PWM信号将主开关SW1断开，将从开关SW2导通。当下一个CLK信号到来时，重复以上过程。因此，系统通过调节VC的大小来控制电感电流的大小，以使得输出电压V_O基本等于参考电压V_ref。

开关SW1的导通时间与CLK信号周期的比值称作占空比D，D＝T_on,sw1/T_CLK。理想情况下，系统在稳态连续导通模式时，输出电压Vo＝V_bat/(1-D)。由于DCDC升压变化器的占空比D小于1，所以Vo＞V_bat，达到升压目的。

传统的电流模控制方式中，为了使系统稳定工作，需要在误差放大器的输出端连接一个较大的电容Cc、电阻Rz、和电容Cp进行补偿，大电容不仅难于集成，而且使得V_C信号针对负载电流变化时的反应速度变慢，导致当负载电流变化时，输出电压V_O将产生较大的纹波。如图1B所示,当t₁时刻负载电流I_load突然变大时，由于电容Cc的延迟作用，导致V_C将会延迟(delay)时间作出反应，在此段延迟时间内由于电感电流平均值将小于负载电流I_load，因此输出电压V_O将降低，产生低于参考电压V_ref的较大的纹波ΔV_O。反之，当负载电流突然变小时，输出电压V_O将产生高于参考电压V_ref的较大的纹波。

发明内容

本发明的目的是克服现有技术的缺陷，提供一种集成度高、输出电压稳定的DCDC升压变化器及其脉冲频率调制控制方法。

为实现上述目的，本发明提出了一种电流模控制DCDC升压变化器，所述DCDC升压变化器包括一个DCDC升压电路及与其相连接的控制电路；所述升压电路包括直流电源、电感、负载、主开关SW1、以及从开关SW2；所述控制电路包括控制单元、电感电流保持单元、以及输出电压比较单元；其中：