[发明专利]一种用于电流型DC-DC转换器的自适应死区时间控制电路

说明书

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种用于电流型DC‑DC转换器的自适应死区时间控制电路；该电路包括：误差运放输出电压采样转换电路，用于对DC‑DC输出电压和输出电流进行实时采样；死区时间控制电路，用于实现DC‑DC输出电压和输出电流对死区时间的控制；误差运放输出电压采样转换电路输出端与死区时间控制电路输入端连接；本发明通过对误差运放的输出电压的实时采样，由电压采样转换电路和死区时间控制电路，实现死区时间跟随输出电压和输出电流进行动态变化，达到最优的死区时间控制；本发明相比传统的固定死区时间设计，具有更高的智能性，可以应对各种条件下的复杂输出环境，具有广阔的应用前景。

技术领域

本发明属于集成电路设计技术领域，具体涉及一种用于电流型DC-DC转换器的自适应死区时间控制电路。

背景技术

DC-DC(直流-直流)转换器是一种把直流输入电压转变成有效输出固定直流电压的电压转换器。在电源管理领域，DC-DC转换器实现直流到直流的电压转换功能，在大功率的电压转换中，DC-DC依靠其高效率、高功率密度的优势成为工程方案首选。传统DC-DC结构采用MOS开关功率管和续流二极管实现功率传输，在续流阶段，由于续流二极管的导通电压会导致导通损耗过大，降低工作效率。目前主流结构为同步DC-DC拓扑结构，采用低导通压降的MOS续流功率管替代二极管，减少导通损耗，提升效率。

在理想稳定状态下，功率MOS开关功率管和功率MOS续流功率管交错导通，由PWM信号转换成的互补方波信号控制两个功率管开启和关断，理论上，这两个功率管不会同时导通，但在实际工作中，两个功率管可能存在同时导通的一段时间，这种情况称为共轭导通状态。该状态下，输入到地直接短路，产生大电流，不仅会降低DC-DC的效率，严重时可能造成芯片损坏。为避免类似情况出现，需要在一个功率管关断至另一个功率管导通之间人为引进一定的延时，该延时称为DC-DC变换器的“死区时间”。在死区时间内，续流电流一直通过续流MOS管的寄生二极管续流，因此也存在二极管导通损耗，因此死区时间如果设计过长，导通损耗会增大，如果死区时间过短，也会发生共轭导通状态。

DC-DC转换器传统死区控制为固定死区，为了满足DC-DC转换器所有可能存在的应用情况，例如输入输出电压的变化和负载电流的变化等，一般会把死区时间设置相对偏大，无法实现效率的最优化。

发明内容

针对现有技术存在的不足，本发明提出了一种用于电流型DC-DC转换器的自适应死区时间控制电路，该电路包括：。

误差运放输出电压采样转换电路，用于对DC-DC输出电压和输出电流进行实时采样；

死区时间控制电路，用于实现DC-DC输出电压和输出电流对死区时间的控制；

误差运放输出电压采样转换电路输出端与死区时间控制电路输入端连接。

优选的，误差运放输出电压采样转换电路包括：第一PMOS管(PM1)、第二PMOS管(PM2)、第三PMOS管(PM3)、第四PMOS管(PM4)、第五PMOS管(PM5)、第一NMOS管(NM1)、第二NMOS管(NM2)、第三NMOS管(NM3)、第一电阻(R1)、第三PMOS管(PM3)和第一电容(C1)；

第一PMOS管(PM1)的源极与电源连接，第一PMOS管(PM1)的栅极与第一偏置电压(REF1)连接，第一PMOS管(PM1)的漏极与第二PMOS管(PM2)的源极和第三PMOS管(PM3)的源极连接；

第二PMOS管(PM2)的源极与第三PMOS管(PM3)的源极连接，第二PMOS管(PM2)的栅极与误差运放输出(EAOUT)连接，第二PMOS管(PM2)的漏极与第一NMOS管(NM1)的漏极、第三NMOS管(NM3)的栅极以及第一电容(C1)负端连接；

第三PMOS管(PM3)的栅极与第四PMOS管(PM4)的漏极、第三NMOS管(NM3)的漏极、第一电阻(R1)的正端以及第二电阻(R2)的正端连接；