改善瞬态响应的DC-DC转换器

摘要

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种DC-DC转换器。改善瞬态响应的DC-DC转换器，包括，一设置有储能元件的工作电路；可切换的连接于一输入端、一输出端、一交汇结点及一接地端之间，于PWM调制信号或PFM调制信号作用下控制所述工作电路于充电模式和放电模式之间交替切换；一控制单元，用以根据一由选择开关选择的输入信号、一采样自所述工作电路的电流检测信号作用下产生PWM调制信号或PFM调制信号。本发明可以在负载瞬间增加时，通过一选择开关对比较器的输入信号及时切换，可以提高电路的瞬态响应，以确保系统稳定。

说明书

技术领域

本发明涉及电子技术领域，具体涉及一种DC-DC转换器。

背景技术

DC-DC转换器由于电路结构简单、调整方便、可靠性高等优点，被广泛 应用于电子通信技术领域；根据控制机制不同，DC-DC转换器分为PWM (PulseWidthModulation)控制方式、PFM(PulseFrequencyModulation)控 制方式和混合控制方式三种，混合控制方式在重负载情况下，采用PWM工 作方式，在轻负载情况下，切换为PFM工作方式，以利用PWM工作方式和 PFM工作方式各自的优点，提高转换器的转换效率，被越来越多地应用到开 关电源的控制电路中，然而，如图1所示的DC-DC转换器在应用过程中， 受控负载突然增加时，电路瞬态响应较差，不利于系统的稳定。

发明内容

本发明的目的在于，提供一种改善瞬态响应的DC-DC转换器，解决以 上技术问题；

本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：

改善瞬态响应的DC-DC转换器，其中，包括，

一设置有储能元件的工作电路；可切换的连接于一输入端、一输出端、 一交汇结点及一接地端之间，于PWM调制信号或PFM调制信号作用下控制 所述工作电路于充电模式和放电模式之间交替切换；

一控制单元，用以根据一由选择开关选择的输入信号、一采样自所述工 作电路的电流检测信号作用下产生所述调制信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，所述控制单元包括，

一比较器，用于对所述输入信号与所述电流检测信号进行比较，产生比 较信号；

一时钟单元，用于产生时钟信号；

一PWM/PFM调制器，所述PWM/PFM调制器连接所述时钟信号，用于 依据所述比较信号和所述时钟信号产生所述PWM调制信号或所述PFM调制 信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，所述选择开关在一第一控制 信号的作用下于一第一信号和一第二参考信号之间选择其中一路输出作为所 述输入信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，所述第一信号由一误差放大 器提供，所述误差放大器通过对一基准电压与一采样自所述DC-DC转换器 的输出端的电压反馈信号进行比较得到一误差放大信号，以所述误差放大信 号作为所述第一信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，所述第一控制信号通过一逻 辑控制单元产生，所述逻辑控制单元的输入端连接所述误差放大信号，用以 对所述误差放大信号与一第三基准电压进行比较，依据比较结果产生所述第 一控制信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，所述工作电路包括，

充电控制支路，连接于所述输入端与所述交汇结点之间；

充放电支路，连接于所述交汇结点与所述输出端之间；

放电控制支路，连接于所述交汇结点与所述接地端之间；

所述储能元件串联于所述充放电支路上；

所述工作电路于充电模式时，所述充电控制支路及所述充放电支路导通， 所述放电控制支路断开，使所述输入端输入的电流对所述储能元件充电；

所述工作电路于放电模式时，所述放电控制支路及所述充放电支路导通， 并控制所述充电控制支路断开，使所述储能元件对所述输出端放电。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，所述电压反馈信号通过一反 馈网络产生，所述反馈网络主要由一电阻分压电路形成，所述电阻分压电路 包括预订数量且相互串联地连接于所述输出端与所述接地端之间的分压电 阻，所述分压电阻间相连接的点形成分压节点，所述电压反馈信号自所述分 压节点引出。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，还包括一补偿网络，连接于 所述误差放大信号的输出端与所述接地端之间。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，所述电流检测信号通过一所 述电流检测电路产生，所述电流检测电路包括：

一检测电阻，串联于所述电流检测电路上；

一电流采样单元，连接所述检测电阻的两端，用以检测流过所述检测电 阻的电流；

一受所述脉宽调制信号控制通断的检测控制开关，连接于所述电流检测 电路上。

有益效果：由于采用以上技术方案，本发明可以在负载瞬间增加时，通 过一选择开关对比较器的输入信号及时切换，可以提高电路的瞬态响应，以 确保系统稳定。

附图说明

图1为现有技术的DC-DC转换器电路结构图；

图2为现有技术的相关信号的波形图；

图3为本发明的DC-DC转换器电路结构示意图；

图4为本发明的相关信号的波形图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而 不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作 出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特 征可以相互组合。

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步说明，但不作为本发明的 限定。

现有技术的电路结构的波形图如图2所示，负载突然增加时，误差放大 器的输出端信号Vea_out缓慢上升，导致电流采样信号CS缓慢上升，系统 反应速度过慢，电路瞬态响应差。

本发明提供一种改善瞬态响应的DC-DC转换器，参照图3、图4，包括，

一设置有储能元件的工作电路；可切换的连接于一输入端VDD、一输出 端Vout、一交汇结点Lx及一接地端GND之间，于PWM调制信号或PFM 调制信号作用下控制工作电路于充电模式和放电模式之间交替切换；

一控制单元，用以根据一由选择开关选择的输入信号、一采样自工作电 路的电流检测信号CS作用下产生调制信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，控制单元包括，

一比较器2，用于对输入信号与电流检测信号CS进行比较，产生比较信 号；

一时钟单元5，用于产生时钟信号；

一PWM/PFM调制器1，PWM/PFM调制器1连接时钟信号，用于依据 比较信号和时钟信号产生PWM调制信号或PFM调制信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，选择开关9可以在一第一控 制信号SEL的作用下于一第一信号和一第二参考信号Vref2之间选择其中一 路输出作为输入信号。通过选择开关9的切换，可以使得负载瞬间变大时， 将第二参考信号Vref2接入比较器2，使得电流采样信号CS的反应不至于太 过缓慢，可以改善电路的瞬态响应，以确保系统稳定。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，第一信号由一误差放大器6 提供，误差放大器6通过对一基准电压Vref与一采样自DC-DC转换器的输 出端的电压反馈信号Vfb进行比较，以得到的误差放大信号Vea_out作为第 一信号。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，第一控制信号SEL通过一逻 辑控制单元8产生，逻辑控制单元8的输入端VDD连接误差放大信号 Vea_out，用以对误差放大信号Vea_out与一第三基准电压进行比较，依据比 较结果产生第一控制信号SEL。逻辑控制单元8在负载突然增加时，产生第 一控制信号SEL。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，工作电路包括，

充电控制支路，连接于输入端VDD与交汇结点Lx之间；

充放电支路，连接于交汇结点Lx与输出端Vout之间；

放电控制支路，连接于交汇结点Lx与接地端之间；

储能元件L串联于充放电支路上；

工作电路于充电模式时，充电控制支路及充放电支路导通，放电控制支 路断开，使输入端VDD输入的电流对储能元件L充电；

工作电路于放电模式时，放电控制支路及充放电支路导通，并控制充电 控制支路断开，使储能元件L对输出端Vout放电。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，电流检测信号CS通过一电流 检测电路产生，电流检测电路包括：

一检测电阻Rb，串联于电流检测电路上；

一电流采样单元3，连接检测电阻Rb的两端，用以检测流过检测电阻 Rb的电流；

一受脉宽调制信号控制通断的检测控制开关Msen，连接于电流检测电路 上。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，电压反馈信号Vfb通过一反 馈网络产生，反馈网络主要由一电阻分压电路形成，电阻分压电路包括预订 数量且相互串联地连接于输出端Vout与接地端之间的分压电阻，分压电阻间 相连接的点形成分压节点，电压反馈信号自分压节点引出。

一种具体实施例，充电控制支路上串联一P沟道MOS管Mp，放电控制 支路上串联一N沟道MOS管Mn，一电容C连接于输出端Vout与接地端 GND之间，输出端Vout与接地端GND之间还连接相互串联的电阻R1和电 阻R2，电压反馈信号自电阻R1和电阻R2相连接的点处引出。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，还包括一补偿网络，连接于 误差放大器的输出端与接地端GND之间。补偿网络可以由一电阻R3和一电 容C2串联构成。

本发明的改善瞬态响应的DC-DC转换器，还包括一过零检测电路7，与 PWM/PFM调制器1连接。可以采用现有技术的过零检测电路来实现，在此 不作赘述。

本发明可以在负载瞬间增加时，通过一选择开关选择第二参考信号Vref2 接入比较器，与电流检测信号CS进行比较以产生相应的调制信号，实现了 对比较器的输入信号及时切换，可以提高电路的瞬态响应，以确保系统稳定。

以上所述仅为本发明较佳的实施例，并非因此限制本发明的实施方式及 保护范围，对于本领域技术人员而言，应当能够意识到凡运用本发明说明书 及图示内容所作出的等同替换和显而易见的变化所得到的方案，均应当包含 在本发明的保护范围内。