带自适应斜坡补偿的COT控制Buck变换器

提出了一种采用自适应斜坡补偿(ARC)的恒定导通时间控制Buck变换器。引入了两个斜坡电压,实现对电感电流下降斜率的检测;通过负反馈环路调节斜坡斜率,使斜坡斜率跟随电感电流下降斜率的变化。最终斜坡补偿带来的额外极点被固定下来,以便于补偿设计。在此基础上,引入瞬态增强电路,提高了负载阶跃响应速度。在5 V输出电压下,负载从3 A到100 mA阶跃时,输出上冲电压减小了150 mV,恢复时间缩短了10 μs。负载从100 mA到3 A阶跃时,输出下冲电压减小了130 mV,恢复时间缩短了12 μs。     

一种高侧功率开关的输出短路保护电路

提出了一种智能高侧功率开关的短路保护电路,包括输出短路检测电路、延时信号产生电路和栅源电压限制电路。采用NMOS管用作功率管,使电路短路时仍处于安全工作区内,提升了高侧功率开关的可靠性。采用0.6μm HV SOI工艺对该短路保护电路进行了仿真验证。仿真结果表明,在硬开关故障和负载短路两种情况下,功率管保持处于安全工作区内。     

用于Buck变换器的开关电流型误差放大器

提出了一种用于Buck变换器的开关电流型误差放大器(SC-EA)。在Buck结构中,无需片外补偿即可使系统保持稳定,节省了芯片面积,功率密度更高。误差放大器的带宽随开关频率改变而自适应变化,在高频时仍具有较好稳定性和瞬态响应速度。使用开关电流型误差放大器的谷值电流模COT结构实现了片上频率补偿,省掉了片外元件,可实现多路并联均流,具有较快的瞬态响应速度。采用0.18 μm BCD工艺进行了电路设计。仿真结果表明,在6 MHz、1 MHz开关频率下,选用10 μF、70 μF输出电容即可达到环路稳定,实现自适应带宽。在6 MHz开关频率下,上、下阶跃瞬态响应时间分别为6.3 μs、5.5 μs;在1 MHz开关频率下,上、下阶跃瞬态响应时间分别为27.7 μs、28.4 μs。     

一种采用SCOVP技术的高频率稳定度Buck变换器

提出了一种采用单周期输出电压预测(SCOVP)技术的自适应导通时间(AOT)控制Buck变换器。该变换器可以在输入输出电压及负载变化时实现频率恒定,并可设置外部电阻使Buck变换器准确工作在高开关频率下。首先分析了传统AOT控制Buck变换器的开关频率产生漂移的原因,并提出了一种采用SCOVP技术的单脉冲计时器(OST)电路。其次通过单周期占空比预测输出电压信息,并根据预测的输出电压和负载电流补偿T_ON时间,实现了Buck的频率稳定。该变换器采用0.18μm BCD工艺进行电路设计。仿真结果表明,在2 MHz开关频率下,负载电流从1 A到5 A变化时,Buck变换器的最大频率变化Δf_SW仅13 kHz,负载平均频率变化Δf_SW/ΔILoad为3.24 kHz/A。同时,变换器频率设置准确度从88%提升到99.35%。