[发明专利]一种单片高频DC－DC转换器

摘要

本发明针对现有电压模式控制转换器的动态响应速度和稳定性很难满足快速的负载变化的要求，以及电流模式控制转换器存在轻载效率低等缺点和不足，公开了一种单片高频、高轻载效率、高稳定性、动态响应速度快、基于滑动模式电压控制和电流模式控制相级联的CMOS DC－DC降压转换器。该转换器控制电路的外环为滑动模式电压控制，内环为电流模式控制；驱动电路模块由驱动电路P模块和N模块组成，波形发生器模块输出信号与电流模式控制模块输出的控制信号分别输入到占空比调制模块，由其输出PWM控制信号通过死区控制模块分两路至驱动电路P模块和N模块输入到开关管MP、MN，开关管MP、MN的漏极连接外接元件和负载的等效电路。

主权项

1.一种单片高频DC-DC转换器，包括控制模块、占空比调制模块、死区控制模块、驱动电路模块及开关管、电流检测模块、保护电路模块、波形发生器模块、软启动模块、偏置网络模块和参考电压模块，其中，保护电路模块的输出信号输入到驱动电路模块的输入端，软启动模块的输入端为使能端EN，其输出端连接参考电压模块的输入端，参考电压模块输出的参考电压Vref连接至控制模块以及偏置网络模块提供参考电压，偏置网络模块的输出偏置电压和电流分别输入到控制模块、占空比调制模块、电流检测模块和波形发生器模块，为各模块提供稳定的偏置电压和电流，其特征是，所述控制模块为由滑动模式电压控制模块和电流模式控制模块组成的级联的控制电路，该控制电路的外环为滑动模式电压控制，内环为电流模式控制；所述外环为来自外接元件和负载等效电路的一组状态变量：电流信号ic、电压信号Kvo和负载电流变化率diLoad/dt输入到滑动模式电压控制模块，滑动模式电压控制模块输出控制信号vc1至电流模式控制模块的输入，或等效输出控制信号到占空比调制模块并通过其输出等效控制信号ueq；所述内环为电流检测模块的输出电流信号iMP与控制信号vc1输入到电流模式控制模块；所述驱动电路模块由驱动电路P模块和驱动电路N模块组成，波形发生器模块输出的类三角波信号与电流模式控制模块输出的控制信号分别输入到占空比调制模块，占空比调制模块输出的PWM控制信号通过死区控制模块产生两路控制信号，分别通过驱动电路P模块和驱动电路N模块输入到开关管MP和开关管MN的栅极，输入电压vin输入到开关管MP的源极，开关管MP、MN的漏极连接外接元件和负载的等效电路，开关管MN的源极接地GND，开关管MP的漏极连接电流检测电路的输入端。