專利名稱：一種用于cot控制模式的開關(guān)調(diào)整器中的定時(shí)器的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于開關(guān)電源技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種用于COT控制模式的開關(guān)調(diào)整器中的定時(shí)器的設(shè)計(jì)。
背景技術(shù)：
開關(guān)電源最為普遍的控制方式是電壓模式控制和電流模式控制，此兩種方式都是通過誤差放大器來放大輸出反饋信號(hào)與一個(gè)基準(zhǔn)電壓的差值，再通過誤差放大器的輸出調(diào)整系統(tǒng)的占空比，從而實(shí)現(xiàn)穩(wěn)定輸出的目的。這兩種控制方式都需要補(bǔ)償電路調(diào)整系統(tǒng)的穩(wěn)定性，尤其是電流模式控制，在占空比大于50%時(shí)，會(huì)產(chǎn)生次諧波震蕩，需要加入斜坡補(bǔ)償電路才能消除次諧波震蕩帶來的影響。由于電壓模式控制和電流模式控制存在以上問題，恒定導(dǎo)通時(shí)間(Constant On-Time, COT)控制模式得到了廣泛的應(yīng)用。
現(xiàn)有的常見的COT控制模式的開關(guān)調(diào)整器框圖如圖I所示，由定時(shí)器ON timer、環(huán)路比較器Loop comparator、軟啟動(dòng)單兀Soft start、最小關(guān)斷計(jì)時(shí)器Min off timer,過零檢測(cè)電路Zero crossing detect ion、驅(qū)動(dòng)電路Driver、主觸發(fā)器Ul、功率開關(guān)Ml、M2、數(shù)字門U2和U3以及輸出外圍元件組成。定時(shí)器電路用來產(chǎn)生主開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間Ton ;環(huán)路比較器將輸出的反饋電壓與一個(gè)基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較，當(dāng)反饋電壓小于基準(zhǔn)電壓時(shí)，環(huán)路比較器輸出高電平，主開關(guān)管打開；軟啟動(dòng)電路產(chǎn)生整個(gè)開關(guān)調(diào)整器啟動(dòng)時(shí)所需要的啟動(dòng)電壓；最小關(guān)斷計(jì)時(shí)器用來設(shè)置主開關(guān)管的最小關(guān)斷時(shí)間，避免主開關(guān)管常開；過零檢測(cè)電路檢測(cè)續(xù)流過程中整流管的電流，避免在續(xù)流時(shí)發(fā)生電流倒灌；主觸發(fā)器和數(shù)字門控制驅(qū)動(dòng)電路，驅(qū)動(dòng)電路用來驅(qū)動(dòng)主開關(guān)管和整流管；外圍元件進(jìn)行濾波和整流，產(chǎn)生最終的輸出?，F(xiàn)有的定時(shí)器結(jié)構(gòu)的電路圖，如圖2所示，Ao和麗I構(gòu)成嵌位運(yùn)放，其效果使得A點(diǎn)電位等于VREFl ;麗2用來鏡像麗I的電流，MP1、MP2構(gòu)成電流鏡，邏輯控制信號(hào)VCl與主開關(guān)管相關(guān)，當(dāng)主開關(guān)管開啟時(shí)，VCl為低電平，定時(shí)電容充電，定時(shí)器開始計(jì)時(shí)，反之，為低電平，定時(shí)電容放電。定時(shí)器工作分為兩個(gè)過程軟啟動(dòng)階段和軟啟動(dòng)結(jié)束后的正常工作。當(dāng)系統(tǒng)上電時(shí)，系統(tǒng)因?yàn)镾oft start的存在而進(jìn)行軟啟動(dòng)過程，軟啟動(dòng)單元送一個(gè)緩慢上升的軟啟動(dòng)信號(hào)Vsoft到定時(shí)器單元，由于C0MP1內(nèi)部邏輯的控制，此時(shí)，B點(diǎn)電壓與Vsoft進(jìn)行比較，因?yàn)閂soft是緩慢上升的，那么比較器的比較上限也緩慢上升，而B點(diǎn)因?yàn)檫壿嬁刂菩盘?hào)VCl的作用，不停的進(jìn)行充放電，這樣的結(jié)果使得軟啟動(dòng)階段比較器輸出端Vl產(chǎn)生一個(gè)占空比逐漸增大的方波信號(hào)，直到軟啟動(dòng)結(jié)束，基準(zhǔn)切換到VREF2上，比較器就輸出一個(gè)恒定占空比的方波信號(hào)。現(xiàn)有的采用COT控制模式的開關(guān)調(diào)整器工作在CCM (Continuous ConductionMode)模式下時(shí)，系統(tǒng)的工作頻率Fsw是受Vrat影響的，具體推導(dǎo)過程如下由開關(guān)調(diào)整器的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系，可以得到如下關(guān)系D = ^;又因?yàn)槎〞r(shí)器電路決定的導(dǎo)通時(shí)間的表達(dá)式如下:Tm = Cl丨―2，其中，Cl為定時(shí)電容，Vref2為定時(shí)電路比較器的參考電壓，I1為流過MP2的電流，表達(dá)式如下
權(quán)利要求
1.一種用于COT控制模式的開關(guān)調(diào)整器中的定時(shí)器，具體包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第一運(yùn)算放大器、第一比較器、第一容抗單元、第一電阻單元和第一開關(guān)單元，其特征在于，還包括第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第一反相器，具體連接關(guān)系為 所述的第一電阻單元一端接外部的第一電源，另一端接所述的第一運(yùn)算放大器的同相輸入端和所述的第一晶體管的漏極，所述的第一運(yùn)算放大器的反相輸入端接外部的參考電壓，所述的第一運(yùn)算放大器的輸出端接所述的第一晶體管的柵極和所述的第二晶體管的柵極，所述的第一、二晶體管的源極接地，所述的第二晶體管的漏極接所述的第三晶體管的柵極和漏極以及所述的第四晶體管的柵極，所述的第三晶體管的源極和所述的第四晶體管的源極接外部的第二電源，所述的第四晶體管的漏極接所述的第一容抗單元的一端和所述的第一比較器的反相端及所述的第一開關(guān)單元的一端，所述的第一容抗單元的另一端和所述的第一開關(guān)單元的另一端接地，所述的第一開關(guān)單元的控制端接所述開關(guān)調(diào)整器的邏輯控制信號(hào)，所述的第一比較器的同相端和所述的第二開關(guān)單元一端和所述的第三開關(guān)單元的一端相連接，所述的第二開關(guān)單元的另一端和所述的第三開關(guān)單元的另一端分別接所述開關(guān)調(diào)整器的軟啟動(dòng)信號(hào)和輸出電壓，所述的第二開關(guān)單元的控制端和所述的第三開關(guān)單元的控制端分別接所述的第一反相器的輸出端和所述開關(guān)調(diào)整器的軟啟動(dòng)結(jié)束信號(hào)，所述的第一反相器的輸入端接所述開關(guān)調(diào)整器的軟啟動(dòng)結(jié)束信號(hào)。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的用于COT控制模式的開關(guān)調(diào)整器中的定時(shí)器，其特征在于，所述的第一晶體管和第二晶體管具體為NMOS管,第三晶體管和第四晶體管具體為PMOS管。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于COT控制模式的開關(guān)調(diào)整器中的定時(shí)器，具體包括第一晶體管、第二晶體管、第三晶體管、第四晶體管、第一運(yùn)算放大器、第一比較器、第一容抗單元、第一電阻單元和第一開關(guān)單元，其特征在于，還包括第二開關(guān)單元、第三開關(guān)單元和第一反相器。本發(fā)明的定時(shí)器的開關(guān)頻率只取決于容抗單元和電阻單元的容值和阻值大小，在它們不變的條件下，開關(guān)頻率是常數(shù)，因而克服了傳統(tǒng)COT控制電路的工作頻率受輸出電壓影響的問題，實(shí)現(xiàn)了CCM狀態(tài)下的恒定工作頻率。本發(fā)明的定時(shí)器適合于各種開關(guān)調(diào)整器，能夠簡化調(diào)整器的控制系統(tǒng)，提高轉(zhuǎn)換效率。
文檔編號(hào)H02M3/156GK102868298SQ20121033461
公開日2013年1月9日 申請(qǐng)日期2012年9月12日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月12日
發(fā)明者周澤坤, 謝海武, 王鑫, 黃建剛, 吳傳奎, 劉德尚, 石躍, 王卓, 明鑫, 張波 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)