專利名稱：一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路
(一) 技術(shù)領(lǐng)域 本實用新型涉及一種切換電路，尤其是一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路。
(二) 背景技術(shù) 現(xiàn)有技術(shù)中，脈沖調(diào)制電路P麗與PSM切換方法大多是通過監(jiān)測電流來實現(xiàn)，當(dāng)檢 測的電流高于一定值時，輸出P麗信號；當(dāng)?shù)陀谝欢ㄖ禃r將其切換成固定脈沖寬度的間歇 信號，即PSM信號，提供給后續(xù)的驅(qū)動電路，從而實現(xiàn)在輕重負載的情況下均有較高的轉(zhuǎn)換 效率。但是脈沖調(diào)制系統(tǒng)的電源電壓與輸出電壓的高低也會影響其轉(zhuǎn)換效率，為了充分發(fā) 揮電路的能力，需要將二者的影響進行抵消。
(三) 實用新型內(nèi)容 本實用新型的目的在于設(shè)計一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，它可以克服現(xiàn)有技術(shù) 的不足，通過使用減法器將電源及輸出電壓對轉(zhuǎn)換效率的影響體現(xiàn)到脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)中 的電路，使獲得的脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)能充分發(fā)揮系統(tǒng)能力，更大限度地提高低負載時的轉(zhuǎn) 換效率，且操作起來簡單，使用方便，是一種實用性很強的新型優(yōu)化電路設(shè)計。 本實用新型的技術(shù)方案一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，包括系統(tǒng)電源電壓端子 VDD、輸出電壓端子V0UT、偏置電壓端子VREF、信號發(fā)生器RAMP、誤差放大器EAMP、選擇器 Selector及驅(qū)動器Driver,其特征在于它包括兩個分壓電路、兩個緩沖器電路、減法器電 路及三個比較器電路；其中所說的兩個分壓電路的輸入端分別連接系統(tǒng)電源電壓端子VDD 和輸出電壓端子VOUT，其輸出端分別連接兩個緩沖器電路；所說的兩個緩沖器電路的輸出 端連接減法器電路的輸入端；所說的減法器電路的輸出端連接比較器的一個輸入端；所說 的三個比較器的輸入端分別連接減法器電路的輸出端、信號發(fā)生器RAMP的輸出端及誤差 放大器EAMP的輸出端，其輸出端產(chǎn)生的P麗信號、PSM信號及選擇信號SEL輸出給選擇器 Selector,經(jīng)選擇后最終提供給驅(qū)動器Driver 。 上述所說的兩個分壓電路，其中一個分壓電路由分壓電阻R1和分壓電阻R2構(gòu)成， 且分壓電阻Rl和分壓電阻R2相互串聯(lián)， 一端與輸出電壓端子V0UT連接，另一端接地，其分 壓點則與一個緩沖器電路的輸入端連接；另一個分壓電路由分壓電阻R3和分壓電阻R4構(gòu) 成，且分壓電阻R3和分壓電阻R4相互串聯(lián)， 一端與系統(tǒng)電源電壓端子VDD連接，另一端接 地，其分壓點則與另一個緩沖器電路的輸入端連接。 上述所說的兩個緩沖器電路分別由放大器A1和放大器A2構(gòu)成，其中放大器A1和 放大器A2的正向輸入端各連接一個分壓電路的分壓點，其負向輸入端則與各自的輸出端 連接，其輸出端與減法器電路的輸入端連接。 上述所說的減法器電路由電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8及放大器A3構(gòu)成；其 中，所說的電阻R5與電阻R6相互并聯(lián)，連接放大器A3的正向輸入端，而電阻R5的另一端 連接A1的輸出端，電阻R6的另一端則與偏置電壓端子VREF連接；所說的電阻R7 —端連接 A2的輸出端，另一端與放大器A3的負向輸入端連接；所說的電阻R8兩端分別連接放大器A3的負向輸入端和輸出端。 上述所說的三個比較器電路是由比較器C0MP1、比較器C0MP2和比較器C0MP3構(gòu) 成；其中所說的比較器C0MP1的正向輸入端連接信號發(fā)生器RAMP的輸出端，負向輸入端 與誤差放大器EAMP的輸出端連接，其輸出端連接選擇器Selector的輸入端；所說的比較 器C0MP2的正向輸入端連接信號發(fā)生器RAMP的輸出端，負向輸入端與放大器A3的輸出端 連接，其輸出端連接選擇器Selector的輸入端；所說的比較器C0MP3的正向輸入端連接 放大器A3的輸出端，負向輸入端與誤差放大器EAMP的輸出端連接，其輸出端連接選擇器 Selector的選擇端。 本實用新型的工作過程 ①由系統(tǒng)電源電壓端子VDD、輸出電壓端子V0UT分別采集電源電壓VDD及系統(tǒng)電 壓VOUT，經(jīng)過分壓電路輸出得到電壓VI = V0UT*R2/(R1+R2) = m*V0UT， V2 = VDD*R4/(R3+R4) = n*VDD其中，m = R2/(R1+R2) ， n = R4/(R3+R4); ②由偏置電壓端子VREF采集偏置電壓VREF，經(jīng)減法器電路，得到電壓VPSM = VREF+V1-V2 = VREF+m*V0UT-n*VDD ; ③由信號發(fā)生器RAMP產(chǎn)生三角波或斜波信號，經(jīng)比較器C0MP1與誤差放大器EAMP 的輸出比較，得到P麗脈沖信號； ④由信號發(fā)生器RAMP產(chǎn)生三角波或斜波信號，經(jīng)比較器C0MP2與步驟②得到的電 壓信號VPSM比較，得到PSM脈沖信號； ⑤由誤差放大器EAMP的輸出，經(jīng)比較器C0MP3與步驟②得到的電壓信號VPSM比 較，得到P麗與PSM切換用選擇信號SEL ; 本實用新型的優(yōu)越性①使用減法器將電源及輸出電壓對轉(zhuǎn)換效率的影響體現(xiàn)到 脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)中的電路；②充分發(fā)揮系統(tǒng)能力，更大限度地提高低負載時的轉(zhuǎn)換效率； ③可以避免電源電壓與輸出電壓的高低對也轉(zhuǎn)換效率的影響；④電路構(gòu)成簡單，操作方便， 實用性強，它可以應(yīng)用于任何脈沖寬度的調(diào)制系統(tǒng)。。
(四)
圖1為現(xiàn)有技術(shù)的普通P麗與PSM產(chǎn)生及切換電路結(jié)構(gòu)圖。 圖2為本實用新型所涉一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路的結(jié)構(gòu)示意圖。 圖3為本實用新型所涉一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路的一種實施例的結(jié)果一覽
表； 圖4為本實用新型所涉一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路的一種實施例中VOUT不同 的仿真結(jié)果曲線圖(其中，圖4-a為V0UT = IV時的仿真結(jié)果圖；圖4-b為V0UT = 3V時的 仿真結(jié)果圖)。
具體實施方式
實施例一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路(見圖2)，包括系統(tǒng)電源電壓端子VDD、輸 出電壓端子VOUT、偏置電壓端子VREF、信號發(fā)生器RAMP、誤差放大器EAMP、選擇器Selector 及驅(qū)動器Driver，其特征在于它包括兩個分壓電路、兩個緩沖器電路、減法器電路及三個比
4較器電路；其中所說的兩個分壓電路的輸入端分別連接系統(tǒng)電源電壓端子VDD和輸出電壓 端子VOUT，其輸出端分別連接兩個緩沖器電路；所說的兩個緩沖器電路的輸出端連接減法 器電路的輸入端；所說的減法器電路的輸出端連接比較器的一個輸入端；所說的三個比較 器的輸入端分別連接減法器電路的輸出端、信號發(fā)生器RAMP的輸出端及誤差放大器EAMP 的輸出端，其輸出端產(chǎn)生的PWM信號、PSM信號及選擇信號SEL輸出給選擇器Selector,經(jīng) 選擇后最終提供給驅(qū)動器Driver。 上述所說的兩個分壓電路，其中一個分壓電路由分壓電阻R1和分壓電阻R2構(gòu)成， 且分壓電阻Rl和分壓電阻R2相互串聯(lián)， 一端與輸出電壓端子V0UT連接，另一端接地，其分 壓點則與一個緩沖器電路的輸入端連接；另一個分壓電路由分壓電阻R3和分壓電阻R4構(gòu) 成，且分壓電阻R3和分壓電阻R4相互串聯(lián)， 一端與系統(tǒng)電源電壓端子VDD連接，另一端接 地，其分壓點則與另一個緩沖器電路的輸入端連接。 上述所說的兩個緩沖器電路分別由放大器A1和放大器A2構(gòu)成，其中放大器A1和 放大器A2的正向輸入端各連接一個分壓電路的分壓點，其負向輸入端則與各自的輸出端 連接，其輸出端與減法器電路的輸入端連接。 上述所說的減法器電路由電阻R5、電阻R6、電阻R7、電阻R8及放大器A3構(gòu)成；其 中，所說的電阻R5與電阻R6相互并聯(lián)，連接放大器A3的正向輸入端，而電阻R5的另一端 連接A1的輸出端，電阻R6的另一端則與偏置電壓端子VREF連接；所說的電阻R7 —端連接 A2的輸出端，另一端與放大器A3的負向輸入端連接；所說的電阻R8兩端分別連接放大器 A3的負向輸入端和輸出端。 上述所說的三個比較器電路是由比較器C0MP1、比較器C0MP2和比較器C0MP3構(gòu) 成；其中所說的比較器C0MP1的正向輸入端連接信號發(fā)生器RAMP的輸出端，負向輸入端 與誤差放大器EAMP的輸出端連接，其輸出端連接選擇器Selector的輸入端；所說的比較 器C0MP2的正向輸入端連接信號發(fā)生器RAMP的輸出端，負向輸入端與放大器A3的輸出端 連接，其輸出端連接選擇器Selector的輸入端；所說的比較器C0MP3的正向輸入端連接 放大器A3的輸出端，負向輸入端與誤差放大器EAMP的輸出端連接，其輸出端連接選擇器 Selector的選擇端。 下面將參照附圖對本實用新型做進一步詳細說明。 固定VDD，改變V0UT，調(diào)整VPSM，記錄得到要求的最低轉(zhuǎn)換效率時的VPSM值，根據(jù) V0UT與VPSM的關(guān)系得到近似系數(shù)m ;同理，固定V0UT，改變VDD，調(diào)整VSPM，記錄得到要求 的最低轉(zhuǎn)換效率時的VPSM值，根據(jù)VDD與VPSM的關(guān)系得到近似系數(shù)n。 圖3、圖4是作為DCDC應(yīng)用時的結(jié)果，從結(jié)果可以看出，在負載電流只有20mA時負 載電壓從3V到1V，最低轉(zhuǎn)換效率仍大于80%。
權(quán)利要求一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，包括系統(tǒng)電源電壓端子VDD、輸出電壓端子VOUT、偏置電壓端子VREF、信號發(fā)生器RAMP、誤差放大器EAMP、選擇器Selector及驅(qū)動器Driver，其特征在于它包括兩個分壓電路、兩個緩沖器電路、減法器電路及三個比較器電路；其中所說的兩個分壓電路的輸入端分別連接系統(tǒng)電源電壓端子VDD和輸出電壓端子VOUT，其輸出端分別連接兩個緩沖器電路；所說的兩個緩沖器電路的輸出端連接減法器電路的輸入端；所說的減法器電路的輸出端連接比較器的一個輸入端；所說的三個比較器的輸入端分別連接減法器電路的輸出端、信號發(fā)生器RAMP的輸出端及誤差放大器EAMP的輸出端，其輸出端產(chǎn)生的PWM信號、PSM信號及選擇信號SEL輸出給選擇器Selector，經(jīng)選擇后最終提供給驅(qū)動器Driver。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l中所述一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，其特征在于所說的兩個分壓 電路，其中一個分壓電路由分壓電阻R1和分壓電阻R2構(gòu)成，且分壓電阻R1和分壓電阻R2 相互串聯(lián)， 一端與輸出電壓端子V0UT連接，另一端接地，其分壓點則與一個緩沖器電路的 輸入端連接；另一個分壓電路由分壓電阻R3和分壓電阻R4構(gòu)成，且分壓電阻R3和分壓電 阻R4相互串聯(lián)， 一端與系統(tǒng)電源電壓端子VDD連接，另一端接地，其分壓點則與另一個緩沖 器電路的輸入端連接。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1中所述一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，其特征在于所說的兩個緩沖 器電路分別由放大器A1和放大器A2構(gòu)成，其中放大器A1和放大器A2的正向輸入端各連 接一個分壓電路的分壓點，其負向輸入端則與各自的輸出端連接，其輸出端與減法器電路 的輸入端連接。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1或3中所述一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，其特征在于所說的減法 器電路由電阻R5 、電阻R6 、電阻R7 、電阻R8及放大器A3構(gòu)成；其中，所說的電阻R5與電阻 R6相互并聯(lián)，連接放大器A3的正向輸入端，而電阻R5的另一端連接A1的輸出端，電阻R6 的另一端則與偏置電壓端子VREF連接；所說的電阻R7 —端連接A2的輸出端，另一端與放 大器A3的負向輸入端連接；所說的電阻R8兩端分別連接放大器A3的負向輸入端和輸出丄山順。
5. 根據(jù)權(quán)利要求l中所述一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，其特征在于所說的三個比較 器電路是由比較器C0MP1、比較器C0MP2和比較器C0MP3構(gòu)成；其中所說的比較器C0MP1的 正向輸入端連接信號發(fā)生器RAMP的輸出端，負向輸入端與誤差放大器EAMP的輸出端連接， 其輸出端連接選擇器Selector的輸入端；所說的比較器C0MP2的正向輸入端連接信號發(fā)生 器RAMP的輸出端，負向輸入端與放大器A3的輸出端連接，其輸出端連接選擇器Selector 的輸入端；所說的比較器C0MP3的正向輸入端連接放大器A3的輸出端，負向輸入端與誤差 放大器EAMP的輸出端連接，其輸出端連接選擇器Selector的選擇端。
專利摘要一種開關(guān)電源用調(diào)制切換電路，其特征在于它包括兩個分壓電路、兩個緩沖器電路、減法器電路及三個比較器電路，其優(yōu)越性在于①使用減法器將電源及輸出電壓對轉(zhuǎn)換效率的影響體現(xiàn)到脈沖寬度調(diào)制系統(tǒng)中的電路；②充分發(fā)揮系統(tǒng)能力，更大限度地提高低負載時的轉(zhuǎn)換效率；③可以避免電源電壓與輸出電壓的高低對也轉(zhuǎn)換效率的影響；④電路構(gòu)成簡單，操作方便，實用性強，它可以應(yīng)用于任何脈沖寬度的調(diào)制系統(tǒng)。
文檔編號H02M3/00GK201550015SQ20092025006
公開日2010年8月11日 申請日期2009年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2009年11月9日
發(fā)明者呂英杰, 張小興, 戴宇杰, 林鵬程 申請人:天津南大強芯半導(dǎo)體芯片設(shè)計有限公司