[发明专利]一种具有宽输入电压范围的上功率管导通时间计时电路

说明书

一种具有宽输入电压范围的上功率管导通时间计时电路，包括输入电压采样模块、计时电流输出模块和计时模块，输入电压采样模块用于采样COT开关电源的输入电压并转换得到采样电流，计时电流输出模块根据采样电流产生计时电流，计时模块在COT开关电源的上功率管导通后利用计时电流给计时电容充电，并利用比较器比较计时电容上的电压和参考电压，当计时电容上的电压大于参考电压时产生上功率管的关断信号并对计时电容放电。本发明将输入COT开关电源输入电压信息反应到上功率管的导通时间上，使COT开关电源获得与输出电压成正相关的开关频率，能够有效提高COT开关电源在低输入电压时的效率和降低高输出电压时的输出纹波；具有宽输入电压范围和高镜像精度。

技术领域

本发明属于电子电路技术领域，涉及一种上功率管导通时间计时电路，能够用于控制宽电压输入范围的恒定导通时间(COT)控制模式开关电源的上功率管导通时间。

背景技术

随着电子技术的快速发展，电子设备需要开关电源(DC/DC)在各种负载条件下均具有良好的效率以及快速的瞬态响应能力。传统的PWM控制方式难以满足点式负载(POL)对于电源性能的要求，恒定导通时间(Constant On Time，COT)控制方式以其出色的瞬态响应能力和较高的轻载效率在工业界得到了广泛的应用。但传统的COT控制模式开关电源中上功率管导通时间的产生方式中，导通时间往往不能跟随开关电源输入电压和输出电压的变化进行准确的调整，影响了COT控制模式开关电源的效率和输出纹波；特别体现在开关电源输入电压范围较大时。

发明内容

针对上述传统COT开关电源的上功率管导通时间产生方式中存在的不适应宽电压输入范围和不能准确跟随开关电源输入输出电压变化调整导通时间的不足之处，本发明提出一种上功率管导通时间计时电路，具有宽输入电压范围，适用于COT模式开关电源中上功率管导通时间的控制，通过将COT开关电源的输入电压VIN的信息反应到上功率管导通时间上，能够使COT开关电源获得与其输出电压VO成正相关的开关频率，进而有效提高COT开关电源在低输入电压时的效率和降低高输出电压时的输出纹波。

本发明的技术方案：

一种具有宽输入电压范围的上功率管导通时间计时电路，用于对恒定导通时间控制模式开关电源的上功率管导通时间计时并控制上功率管关断，所述上功率管导通时间计时电路包括输入电压采样模块、计时电流输出模块和计时模块，

所述输入电压采样模块用于采样所述恒定导通时间控制模式开关电源的输入电压，并将采样得到的电压转换为电流获得采样电流；

所述计时电流输出模块根据所述采样电流产生计时电流，包括第八PMOS管、第九PMOS管、第十PMOS管、第十一PMOS管、第十二PMOS管、第一NMOS管和第二NMOS管，其中第一NMOS管和第二NMOS管的宽长比相同，第九PMOS管和第十PMOS管的宽长比相同，第十一PMOS管和第十二PMOS管的宽长比相同；

第八PMOS管和第九PMOS管分别用于镜像所述采样电流，使得流过第八PMOS管的电流和流过第九PMOS管的电流与所述采样电流成比例；

第八PMOS管的源极连接电源电压，其漏极连接第十二PMOS管的源极；

第九PMOS管的源极连接电源电压，其漏极连接第二NMOS管的栅极和漏极以及第一NMOS管的栅极；

第十一PMOS管的栅漏短接并连接第十二PMOS管的栅极和第一NMOS管的漏极，其源极连接第十PMOS管的栅极和漏极；

第十PMOS管的源极连接电源电压，第一NMOS管和第二NMOS管的源极接地；

第十二PMOS管的漏极作为所述计时电流输出模块的输出端输出所述计时电流；