差分pwm調(diào)制器及基于該調(diào)制器的電流模dcdc轉(zhuǎn)換器的制造方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及一種PffM調(diào)制器，及基于該調(diào)制器的電流模D⑶C轉(zhuǎn)換器。
【背景技術(shù)】
[0002]PffM控制器芯片結(jié)合分立MOSFET開關(guān)構(gòu)成的D⑶C轉(zhuǎn)換器，具有電流能力強(qiáng)、可靠性高等優(yōu)點(diǎn)。但由于沒有電流反饋路徑，該類DCDC多采用電壓模控制，即僅反饋DCDC輸出電壓，如圖1，其缺點(diǎn)是負(fù)載調(diào)整率差于電流模，以及電壓?？刂扑璧母鼜?fù)雜的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)。
[0003]也可以在下管MN源端加電阻RS，如圖2，來引入電流反饋，從而實(shí)現(xiàn)電流限制或電流模控制。但它僅檢測了 PWM周期中一個(gè)相位的電流，不能精確反應(yīng)輸出電流的大小。
[0004]電池充電器等應(yīng)用中，輸出電壓即電池電壓，則輸出電流即充電電流，為了精準(zhǔn)控制充電電流，必須在輸出路徑中加入檢測電阻Rs，如圖3。為了實(shí)現(xiàn)電流?？刂?，若與圖2—樣額外在MN源端加檢測電阻，則會(huì)惡化轉(zhuǎn)換效率。
[0005]若采用傳統(tǒng)的單端調(diào)制器，如圖4，比較器CMP比較的是單端控制電壓Vctrl和斜坡電壓Vramp，并不適用于圖3的應(yīng)用。
【實(shí)用新型內(nèi)容】
[0006]本實(shí)用新型的目的是為了解決傳統(tǒng)單端調(diào)制器不適用于利用片外電阻檢測輸出電流的電流模DCDC轉(zhuǎn)換器的問題，本實(shí)用新型提供一種差分PWM調(diào)制器及基于該調(diào)制器的電流模D⑶C轉(zhuǎn)換器。
[0007]本實(shí)用新型的差分PffM調(diào)制器，所述調(diào)制器包括:
[0008]差動(dòng)放大器，用于輸入?yún)⒖茧妷篤ref和反饋電壓Vqut，獲得單端控制電壓Vctru
[0009]增益級Al，用于將單端控制電壓Vctrl和共模電壓Vccim的差分電壓Vctrl-Vccim放大，獲得差分信號Vai ；
[0010]增益級A2，用于將反饋電流的差分電壓放大，獲得差分信號Va2;
[0011]比較器，用于將差分信號Vai和差分信號Va2比較后產(chǎn)生PffM調(diào)制輸出。
[0012]所述共模電壓VCQM，還用于斜坡補(bǔ)償。
[0013]所述共模電壓V.的產(chǎn)生電路包括NMOS管Ms1、NMOS管Ms2、電容Ccqm和電流源I com;
[0014]匪OS管^的源極與WOS管Ms2的漏極連接，匪OS管Msi的柵極和漏極同時(shí)接電流源和電容Ccqm的一端，電容Ccqm的另一端與NMOS管MS2的源極連接;NMOS管MS2的柵極連接方波信號d;
[0015]NMOS管Msi的的漏極與所述電容Cccim的一端之間的電壓為共模電壓Vcom。
[0016]所述增益級Al包括NMOS管Ma1、NMOS管MA2、電阻R1、電阻R2和電流源Iai;
[0017]NMOS管Mai的棚■極輸入控制電壓Vctrl，NMOS管Ma2的棚■極輸入共模電壓Vcom;
[0018]NMOS管Mai的源極和NMOS管Ma2的源極同時(shí)接電流源I Al ；
[0019]NMOS管Mai的漏極與電阻辦的一端連接，電阻Ri的另一端與電阻R2的一端連接，電阻R2的另一端與NMOS管Ma2的漏極連接；[0020 ] NMOS管Ma2的漏極輸出和NMOS管Mai的漏極輸出輸入至比較器進(jìn)行比較。
[0021 ] 所述增益級A2包括NMOS晶體管MB1、NM0S晶體管Mb2和電流源Ia2 ；
[0022] NMOS管Mb1的柵極輸入第一反饋電壓CS，匪OS管Mb2的柵極輸入第二反饋電壓Vout ;所述第一反饋電壓CS與所述第二反饋電壓V.的差值為反饋電流的差分電壓；
[0023 ] NMOS管Mb1的源極和NMOS管Mb2的源極同時(shí)接電流源Ia2 ；
[0024]NMOS管Mb2的漏極輸出和NMOS管Mbi的漏極輸出輸入至比較器進(jìn)行比較。
[0025]還提供一種基于所述的差分HVM調(diào)制器的電流模DCDC轉(zhuǎn)換器，所述電流模DCDC轉(zhuǎn)換器的檢測電阻Rs設(shè)置在輸出路徑中，利用電阻Rs上的差分電壓實(shí)現(xiàn)峰值或谷值電流模PWM調(diào)制，所述電阻Rs上的差分電壓即為所述反饋電流的差分電壓。
[0026]所述電流模DCDC轉(zhuǎn)換器包括差分PWM調(diào)制器、logic控制器、兩個(gè)緩沖器、非門、NMOS管MN、PMOS管MP、電感L、電解電容Cqut和電阻Rs;
[0027]差分HVM調(diào)制器的輸出輸入至logic控制器，所述logic控制器輸出方波信號d，所述方波信號d通過第一緩沖器并經(jīng)過非門輸入至PMOS管MP的柵極，所述方波信號d通過第二緩沖器輸入至匪OS管麗的柵極，所述PMOS管MP的漏極與匪OS管麗的漏極同時(shí)與電感L的一端連接，所述電感L的另一端與電阻Rs的一端連接，所述電阻Rs的另一端與電解電容Cqut的正極連接，所述電解電容Cqut的負(fù)極與NMOS管MN的源極同時(shí)接電源地;所述PMOS管MP的源極接電源的正極Vin。
[0028]本實(shí)用新型的有益效果在于，本實(shí)用新型的差分PWM調(diào)制器適用于電池充電器等需要片外電阻檢測輸出電流的應(yīng)用，可以復(fù)用這個(gè)電阻即作輸出電流控制，又作電流紋波檢測用于PWM調(diào)制;共模電壓Vom的產(chǎn)生電路極其簡單，同時(shí)實(shí)現(xiàn)了共模電壓產(chǎn)生和斜坡補(bǔ)償功能。本實(shí)用新型增益級Al和增益級A2的存在，便于獨(dú)立調(diào)整各路輸入差分信號的增益，從而調(diào)節(jié)PWM調(diào)制器的總增益，使得穩(wěn)定性設(shè)計(jì)更加容易。Vctrl-Vcqm差模信號作為控制電壓，大大增加了動(dòng)態(tài)范圍，允許在更低的工作電壓下支持更寬的電流范圍。
【附圖說明】
[0029]圖1為電壓模D⑶C轉(zhuǎn)換器的原理示意圖；
[0030]圖2為采用單端電流反饋的電流模D⑶C轉(zhuǎn)換器的原理示意圖；
[0031]圖3為【具體實(shí)施方式】中所述的電流模DCDC轉(zhuǎn)換器的原理示意圖；
[0032]圖4為傳統(tǒng)單端調(diào)制器的原理示意圖；
[0033]圖5為【具體實(shí)施方式】中所述的差分PffM調(diào)制器的原理示意圖；
[0034]圖6為圖5中增益級Al、增益級A2和比較器的具體實(shí)現(xiàn)電路；
[0035]圖7為【具體實(shí)施方式】中共模電壓Vccim的產(chǎn)生電路；
[0036]圖8為【具體實(shí)施方式】中方波信號d的波形圖；
[0037]圖9為【具體實(shí)施方式】中共模電壓Vccim的波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0038]本實(shí)施方式具體為一種電流模DCDC轉(zhuǎn)換器，如圖3所示，包括差分PWM調(diào)制器、logic控制器、兩個(gè)緩沖器、非門、NMOS管麗、PMOS管MP、電感L、電解電容Cqut和電阻Rs;
[0039]差分HVM調(diào)制器的輸出輸入至logic控制器，logic控制器輸出方波信號d，方波信號d通過第一緩沖器并經(jīng)過非門輸入至PMOS管MP的柵極，方波信號d通過第二緩沖器輸入至WOS管麗的柵極，PMOS管MP的漏極與WOS管麗的漏極同時(shí)與電感L的一端連接，電感L的另一端與電阻Rs的一端連接，電阻Rs的另一端與電解電容Cciut的正極連接，電解電容Cciut的負(fù)極與NMOS管麗的源極同時(shí)接電源地;PMOS管MP的源極接電源的正極VIN。
[0040]其中，差分P麗調(diào)制器、logic控制器和兩個(gè)緩沖器構(gòu)成P麗控制器，精準(zhǔn)控制充電電流，輸出固定電壓。
[0041]本實(shí)施方式需要利用電阻Rs上的差分電壓來實(shí)現(xiàn)峰值或谷值電流模PWM調(diào)制，所以采用如圖5所示的差分PffM調(diào)制器，包括:
[0042]差動(dòng)放大器，用于輸入?yún)⒖茧妷篤ref和反饋電壓VQUT，獲得單端控制電壓Vcm;
[0043]增益級Al，用于將單端控制電壓Vctrl和共模電壓Vccim的差分電壓Vctrl-Vcqm放大，獲得差分