一种精准的升压型DC_DC转换器自调节斜坡补偿电路
升压型DC—DC变换器电流环路补偿设计
升压型DC-DC变换器电流环路补偿设计摘要：针对固定频率峰值电流模式PWM升压型DC-DC变换器。
给出了一种结构简单、易于集成的电流环路补偿电路的设计方法。
该电路的斜坡产生电路可对片内振荡器充放电电容上的电压作V／I转换，其所得到的斜坡电流具有稳定、斜率易于调节等特点；而电流采样电路主体采用SENSEFET结合优化的缓冲级和V／I转换电路，从而在提高采样精度的同时，还减小了损耗。
整个电路可采用0．6 μm 15 V BCD工艺实现。
通过Cadence Spectre进行的仿真结果表明，该电路可有效地抑制亚谐波振荡，采样精度达到77．9％，补偿斜率精度达到81．5％。
关键词：斜坡补偿；电流采样；电流模式；V／I转换O 引言固定频率峰值电流模式PWM(Pulse WidthModulation) DC-DC变换器同传统的电压模式控制相比，具有瞬态响应好，输出精度高，带载能力强等优点，因而被广泛应用。
作为重要的模拟单元，斜坡补偿电路和电流采样电路是电流模式PWM控制的根基，对电流模式控制中电流环路的稳定性起着重要作用。
1 电路结构图1所示是典型峰值电流模式PWM Boost DC-DC控制系统的结构框图。
当电压外环的电压反馈信号经过误差放大器放大得到的误差信号VE送至PWM比较器后，将与电流内环的一个变化的、其峰值代表输出电感电流峰值的三角波或梯形尖角状合成波信号VE比较，从而得到PWM脉冲关断阈值。
即：在(1)式中：第一项为斜坡补偿部分，用于保证电流环路的稳定；第二项反映了电感电流的大小，通常由电流采样电路产生；第三项用于产生一个固定的基础电平，以为PWM比较器输入端图1 典型峰值电流模式PWMBoostDC—DC控制系统框图提供一个合适的直流工作点。
因此，峰值电流模式控制不是用电压误差信号直接控制PWM脉冲宽度，而是通过控制峰值输出端的电感电流大小，然后来间接地控制PWM脉冲宽度。
但是，电流模式的结构决定了其应用时存在电流内环在占空比大于50％时的开环不稳定现象、亚谐波振荡、非理想的环路响应，以及容易受噪声影响等几个固有缺点。
升压型DC_DC转换器中的动态斜坡补偿电路设计
文章编号:100423365(2005)0420420204升压型DC2DC转换器中的动态斜坡补偿电路设计来新泉,周丽霞,陈富吉(西安电子科技大学CAD研究所,陕西西安 710071)摘 要: 文章给出了一种用于升压型DC2DC转换器的动态斜坡补偿电路。
该设计引入了输入、输出电压反馈控制电路,利用工作于线性区的MOS管压控电阻特性,实现了动态、优化的斜坡补偿。
与传统的设计相比,引入的斜坡补偿对系统带载能力、瞬态响应的负面影响有效减小,并给出了仿真结果。
关键词: DC2DC转换器;斜坡补偿;反馈控制;压控电阻中图分类号: TN432 文献标识码:ADesign of a Dynamic Slope Compensation Circuit for Boost DC2DC ConverterL A I Xin2quan,ZHOU Li2xia,C H EN Fu2ji(I nstit ute of Elect ronic CA D,X i dian Uni versit y,X i’an,S haanx i710071,P1R1China)Abstract: A dynamic slope compensation circuit for boost DC2DC converter is presented in this paper1With the utilization of the voltage controlled resistor characteristics of MOS transistor and the introduction of a feedback cir2 cuit controlled by input and output voltages,a dynamic and optimal slope compensation circuit is realized1Compared with the traditional design,negative effects on the system’s output current capability and transient response are ef2 fectively reduced1Finally,the simulation results are provided1K ey w ords: DC2DC converter;Slope compensation;Feedback control;Voltage controlled resistorEEACC: 2570D1 引 言电流模脉宽调制(PWM)开关电源由于其优越的电源电压和负载调整特性,得到越来越广泛的应用。
一种自适应斜坡补偿电路的设计与实现
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从 上式得 到 ：
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＊国家 自然 科 学 基 金 （ 准 号 ：０ ７ ０ ４ 和 国家 教 育 部 博 士 点 基 金 （ 准 号 ：０ １ ７ １ ０ ） 助 项 目 批 ６１２０） 批 ２００００３资 十通 信 作 者 ． ｍａｌｆｊ ｃ ｅ ＠ １３ ｔ ｍ Ｅ ｉ：ｕｉ ｈ ｎ ６ ．ｏ —
益带 宽大 等优 点 而 获 得 广 泛应 用 ． 是 ， 峰 值 电流 模 但 在 图 １ Ｄ＞ ５ ％ 时 开 环 稳 定 性 示 意 图 ０ 式 中存 在 如下 问 题 ： 占空 比大 于 ５ ％ 时 系 统 的 开 环 不 ０ Ｆｉ １ Ｄｉ ｇｒ ｍ ｇ． ａ ａ ｏｆｏｐｅ ｏｏｐ ｓ ａ ｌｔ ｏ ＞ ５ ｎｌ ｔ ｂｉｉｙ ｆ ｒ Ｄ Ｏ％ 稳定 ； 由于峰值 电流而 非平 均 电感 电流 而产 生 的 系统 开 环不稳 定 性 ； 谐 波振 荡 ； 干 扰 能力 差 ， 别 是 当 电感 次 抗 特 中的纹 波 电流成 分 很 小 时 ， 种 情 况 更 为 严 重 ． 决 上 这 解 ｍ ｌ ： 阜 ＲＳ Ｄ Ｏ Ｎ Ｌ （ １ ） 述 问题 的办法 就是 增加 一个 斜坡 补偿 电路 ＿ 。 ． 】］ ￣ 本 文基 于升 压 型 ＤＣ ＤＣ 转换 器 ， 先 介 绍 了开 关 ． 首 ｍ。 ： Ｒ。 ∞ （） ２ 电源 中斜坡 补偿 原 理 ， 此 基 础 上对 升 压 型 ＤＣ ＤＣ 的 在 ． 在 连 续导 通模 式下 ， 上两 式得 到 ： 从 斜 坡补 偿原 理进 行 了分 析 ， 计 了一 种 实 用 的 自适 应斜 设 坡 补偿 电路 ． 设计 通 过 电压 电流 转 换 （ Ｃ ， 反 映 该 ＶＩ ） 把 一 ㈦ ｍ １ ｌ — 占空 比的功 率开 关管 驱 动信 号 ， 及输 入 电压信 号 转 换成 不 考虑 斜坡 补偿 ， ： 有 电流 ， 用跨 导线 性 电路 对 电流 信 号进 行 运 算 ， 而无 利 从 △ ＝△ 。 （） ４ 需 另加 引脚 引入 输 出 电压 ， 现 了 动 态 的 斜 坡 补 偿 ． 实 这 设 计 节省 了芯 片 引 脚 数 目， 小 了 板 级 应 用 空 间 ， 减 引 由上 式 可 知 ： 占空 比小 于 ５ ％ 时 ， 周 期 性 减 当 ０ △ 入 的斜 坡 补偿 对 系 统 带 载 能 力 和 瞬 态 响 应 的 负 面影 响 小， 系统 是 收敛 的 ； 占空 比大 于 ５ ％ （ Ｄ＞ １一Ｄ） 当 ０ 即 减至 最小 ． 文给 出 了实 际 电路 的设 计过 程 以及 仿 真和 本 时 ， 则 呈 现增 大 趋 势 ， 图 １所 示 ， 生 了开 环 不 稳 ＡＩ 如 发 验证结 果 ． 定 现象 ． 考虑 斜坡 补偿 ， 图 ２所示 ， 如 引入 斜 率 为 ｍ 的斜 坡 ２ 自 适 应 斜 坡 补 偿 的 思 想 电流 信号 ， 到 得
一种用于DC-DC变换器的带斜坡补偿电路的振荡器设计的开题报告
一种用于DC-DC变换器的带斜坡补偿电路的振荡器设计的开题报告1. 研究目的及意义DC-DC变换器广泛应用于电子设备中，如手机充电器、笔记本电脑等。
为了实现高效率、低成本和高可靠性，需要设计稳定的输出电压。
而周期性稳定的振荡器则是DC-DC变换器的核心。
因此，在DC-DC变换器的设计中，如何设计稳定的振荡器是非常重要和关键的。
本研究旨在设计一种带斜坡补偿电路的振荡器，以实现高效率、低成本和高可靠性的DC-DC变换器设计。
斜坡补偿电路可以有效地抑制振荡器的不稳定性，改善输出电压精度，提高DC-DC变换器的性能。
2. 研究内容及方法本研究的内容主要包括以下几个方面：（1）设计带斜坡补偿电路的振荡器。
通过仿真和实验，调整电路参数，优化振荡器的稳定性和输出电压精度。
（2）分析振荡器的工作原理。
研究振荡器的各种参数对其性能的影响和作用。
（3）比较不同类型的振荡器的性能。
通过实验比较，考虑不同类型的振荡器的优缺点，从而选择最适合DC-DC变换器的振荡器类型。
本研究的方法主要包括仿真和实验两种方法。
首先通过电路仿真软件（如LTSpice）进行仿真和优化，然后在实验室中进行实验验证。
在实验中，采用高精度的电压表、电流表等测试仪器，对变换器输出电压、输出电流和效率等参数进行测试和分析。
3. 预期成果及应用本研究预期将设计出稳定性高、输出电压精度高的带斜坡补偿电路的振荡器，并研究其工作原理和参数的选择方法。
通过实验对比，选出最适合DC-DC变换器的振荡器类型和电路参数，从而实现高效率、低成本和高可靠性的DC-DC变换器设计。
本研究成果可以应用于各种DC-DC变换器设计中，提高电源稳定性和输出电压精度，从而适应各种应用需求。
如手机充电器、笔记本电脑、LED驱动器、电力电子等。
同时，本研究方法和思路也可应用于其他电子电路的设计和优化中。
一种用于Boost DC-DC转换器的新型动态斜坡补偿电路
２ 原 理 分 析
２ １ 斜 坡 补偿基 本原 理 ．
是扰动电流 ， ｍ 分别是 电感电流的上升和下降 ｍ 、
斜率 。由 图 ２可 知 ， 过 一 个 周 期 ， Ａ０ 起 的 经 由 １引
峰值 电流控 制模 式 Ｂｏｔ Ｃ—Ｄ ｏｓＤ Ｃ变 换器 控制
收 到本 文时间 ：０７年 １月 ２ ２０ ６日
摘
要
介绍一种用于升压型 Ｄ Ｃ—Ｄ Ｃ转换器 的动态斜坡 补偿 电路 。从斜 坡补偿 的基本 原理 出发 ， 实现补偿 量随 占
空比的 自动调 节 ， 避免 因过补偿而带来 的系统 瞬态响应慢 和带 载能力低 等不 良影响 。电路基于 ０ ６ ｍ ＢＣ Ｏ ． ｕ ｉＭ Ｓ工艺 设计 ， 经 Ｈ ｐｃ 仿 真验证达 到设计 目标 。 ｓｉ ｅ
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第 ３ （ ０７ 第 １ ５卷 ２ ０ ） ０期
计算机 与数 字工程
１９ ５
一
种 用 于 Ｂ ｏｔ Ｃ—Ｄ ｏｓ Ｄ Ｃ转 换 器 的 新 型动 态 斜 坡 补 偿 电路
胡水 根 邹 雪城 张 兢 孔令 荣
武汉 ４０７ ） ３０ ４ （ 中科技大学 电子科学 与技术 系 华
作 者简 介 ： 胡水根 ， ， 男 硕士研究生 ， 研究 方向 ： 大规 模数模 混合集 成 电路 的设计 。邹雪城 ， ， 男 教授 ， 研究 方 向： 大规
模集成 电路设计 。
维普资讯
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计算机与数字工程
第３ ５卷
ｍ Ｅ
电流 误 差 △ ・ Ｉ Ｉ ＝△ 。‘
关键 词 斜坡 补偿 升压型 。 Ｃ—Ｄ Ｄ Ｃ转换器 动态 中图分类号 Ｔ ４２ Ｎ３
１ 引言
峰值电流模式控制技术由于具有动态响应快 、 增 益带 宽 大 、 出 电感 小及 易 于实 现限 流和过 流保 输
一种可自动调节斜坡补偿斜率的斜坡补偿电路[实用新型专利]
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专利名称：一种可自动调节斜坡补偿斜率的斜坡补偿电路专利类型：实用新型专利
发明人：李国勇
申请号：CN201720239726.X
申请日：20170313
公开号：CN206517286U
公开日：
20170922
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：一种可自动调节斜坡补偿斜率的斜坡补偿电路，一种可跟随电源电压信号自动调节斜坡补偿斜率的技术，为了解决斜坡补偿斜率无法自动调节而导致电流控制模式占空比不稳定、瞬态响应慢或者丧失电流控制模式特性优势的问题。
本实用新型的斜坡发生电路，用于根据电压采样信号和PWM驱动信号输出斜坡电压信号；加法器电路，用于根据斜坡发生电路输出的斜坡电压信号和电感电流采样信号输出斜坡补偿后的电感电流采样信号。
有益效果为不影响电流控制模式占空比的稳定性，瞬态响应快，不会使电流控制模式丧失电流控制模式特性优势。
适用于峰值电流控制模式的电源。
申请人：黑龙江特通电气股份有限公司
地址：150029 黑龙江省哈尔滨市开发区巨宝一路588号企业加速器7号楼
国籍：CN
代理机构：哈尔滨市松花江专利商标事务所
代理人：岳泉清
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一种自适应斜坡补偿电路的设计
一种自适应斜坡补偿电路的设计
余泞江;徐兰
【期刊名称】《数字技术与应用》
【年(卷),期】2016(000)010
【摘要】本文设计了一种适用于降压型DC-DC变换器的自适应斜坡补偿电路,基于NEC 0.35μm_30V_BCD工艺对电路进行了仿真验证。
仿真结果显示,在输出电压为3.3V,输入电压从6V到18V线性增大时,斜坡补偿斜率逐渐减小；将本文设计的斜坡补偿电路引入峰值电流控制模式开关电源变换器系统中,开关电源变换器系统可以稳定工作。
【总页数】1页(P160-160)
【作者】余泞江;徐兰
【作者单位】重庆邮电大学光电工程学院重庆 400065;重庆邮电大学光电工程学院重庆 400065
【正文语种】中文
【中图分类】TN432
【相关文献】
1.一种用于Buck DC-DC转换器的自适应斜坡补偿电路 [J], 李帅;张志勇;赵武;程东
2.一种基于CASFVF的自适应斜坡补偿电路 [J], 陈钢;王卫东
3.一种新型自适应斜坡补偿电路的设计 [J], 黄淑燕
4.一种自适应斜坡补偿电路的设计 [J], 余泞江;徐兰
5.一种自适应斜坡补偿电路的设计与实现 [J], 陈富吉;来新泉;李玉山
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峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的分析与设计
峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的分析与设计摘要：本文通过分析固定频率、峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的基本原理，提出了一种简单实用的斜坡补偿电路。
该电路利用恒定电流充放电型振荡器产生的斜坡电压信号，通过一个V-I电路转换成可作为斜率补偿用的斜坡电流信号。
关键词：峰值电流模式；振荡器；斜坡补偿引言开关电源按控制模式可以分为电压模式和电流模式两大类。
相比电压模式而言，电流模式因动态响应快、补偿电路简单、增益带宽大、易于并行输出等优点而获得广泛应用。
但是，在峰值电流模式中存在如下问题：占空比大于50%时系统的开环不稳定；由于峰值电流而非平均电感电流而产生的系统开环不稳定性；次谐波振荡；抗干扰能力差，特别是当电感中的纹波电流成分很小时，这种情况更为严重。
解决上述问题的办法很简单，就是增加一个斜坡补偿电路。
本文介绍了固定频率、峰值电流模式升压DC-DC变换器斜坡补偿的基本原理，设计了一种简单实用的斜坡补偿电路。
斜坡补偿的基本原理i_sense是对功率开关管的电流采样，相当于对ton时间内电感电流的采样。
将采样电流i_sense转换成电压信号Vi，再输入到PWM比较器，与误差放大器的输出Vea比较，从而控制功率开关管的导通与关断，实现稳定输出电压的功能。
显然，误差放大器的输出Vea确定了电感电流的峰值，这里假设这个电流为Iref。
首先考虑无斜坡补偿的情况。
从t=nT到t=(n+1)T的一个周期内(T为开关周期)，电感电流线性上升到Iref，然后开始下降。
设t=nT 时的电感电流为in，t=(n+1)T时电感电流为in+1，输出电压为v，占空比为D。
若考虑稳态情况下电流in存在的微小扰动，由升压公式v/Vin=1/(1-D)，并且忽略公式(2)中后两项in的高阶项，则有：设l=-D/(1-D)，则为使系统稳定，l必须满足-1<L<1，即D<0.5。
现在考虑叠加一个斜率为mc的斜坡补偿电流信号到电感电流上的情况，这里mc>0。
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收稿日期:2006205229; 定稿日期:2006208225基金项目:国家自然科学基金重点项目资助(60436030)一种精准的升压型DC 2DC 转换器自调节斜坡补偿电路刘永根,游 剑,罗 萍,张 波,李肇基(电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都 610054)摘 要: 设计了一种精准的升压型DC 2DC 转换器自调节斜坡补偿电路,包括反馈信号产生电路,固定斜率的斜坡信号产生电路,反馈信号转移电路和自调节斜坡信号产生电路四部分。
其产生的斜坡信号斜率随输入电压变化而自动精确调节,消除了欠补偿和过补偿现象。
与传统的设计相比,该结构具有精度高、电路结构相对简单等特点。
最后,给出了具体的仿真结果。
关键词: 升压型DC/DC 转换器;斜坡补偿;自调节中图分类号: TN432 文献标识码: A 文章编号:100423365(2007)0120076204A Precise Self 2R egulation Slope Compensation Circuitfor DC 2DC Boost ConverterL IU Y ong 2gen ,YOU Jian ,L UO Ping ,ZHAN G Bo ,L I Zhao 2ji(S tate Key L ab.of Elect ronic T hin Fil ms and I nteg rated Devices ,Univ.of Elec.S ci.and Technol.of China ,Cheng du ,S ichuan 610054,P.R.Chi na )Abstract : A precise self 2regulation slope compensation circuit for DC 2DC boost converter is proposed ,whichcontains a feedback signal generator ,a defined slope signal generator ,a feedback signal transfer circuit and a self 2regulation slope signal generator.The slope compensation signal can be self 2regulated as the input voltage changes ,which eliminates under 2compensation and over pared with other designs of slope compensator ,this circuit is accurate and simple.Finally ,simulation results are also provided.K ey w ords : Boost DC/DC converter ;Slope compensation ;Self 2regulationEEACC : 2570F 1 引 言开关电源因体积小、重量轻、效率高、性能稳定等优点在电子、电器设备和家电领域得到了广泛的应用,进入了快速发展期[1]。
开关电源反馈控制电路可分为电流模式和电压模式,电流模式又可分为峰值电流模式和平均电流模式。
峰值电流模式因动态响应快、补偿电路简单、增益带宽大、输出电感小、易于均流等优点而被广泛应用[2]。
但是,当占空比大于50%时,峰值电流模式会引起开环不稳定、次谐波振荡和振铃电流等问题。
研究表明,引入斜坡补偿能有效地解决上述问题[3]。
升压型转换器电路中,为了保证系统稳定,补偿斜坡应大于电感电流下降斜率的1/2,但此时可能存在振铃电流。
为消除振铃电流,补偿斜坡一般取电感电流下降斜率,即(V out -V in )/L [3]。
由于升压型转换器补偿斜坡为输入电压的函数,而输入电压随电网变化,所以,补偿斜坡也应随输入电压的变化而变化,即自调节斜坡补偿。
否则,就可能出现斜坡过补偿或补偿不足,降低电路性能并导致波形畸变。
但是,自调节斜坡补偿的具体电路实现比较困难,当今大部分升压型电路通常采用平均电流控制模式代替峰值电流控制模式,以避免需要斜坡补偿,减小芯片面积。
目前,国第37卷第1期2007年2月微电子学Microelect ronicsVol 137,№1Feb 12007内外关于升压型转换器斜坡补偿电路具体实现的文献报道也比较少。
但是,峰值电流模式具有不可替代的优点。
如果能设计出一种电路结构简单、精度较高的自调节斜坡补偿电路,则能采用峰值电流模式提高升压型转换器的性能。
本文针对升压型转换器,研究设计补偿斜坡随输入电压变化的自调节斜坡补偿电路。
传统的自调节斜坡补偿电路结构比较复杂,精确度不高,并且在具体的电路设计中,许多地方没有考虑实际的工程应用情况[4,5]。
因此,在文献[5]所提出的结构基础上,本文设计出一种改进的结构相对简单、精确度高的自调节斜坡补偿电路。
2 结构及原理斜坡补偿可分为上斜坡补偿和下斜坡补偿,上斜坡补偿因其电路实现相对简单而得到广泛的应用。
图1给出了升压型转换器采用上斜坡补偿的基本原理。
其用检测电阻对电感的峰值电流进行检测,然后与自调节的斜坡信号相加,并转化为电压信号送到比较器。
本文采用图2所示的自调节斜坡补偿电路结构框架,包括反馈信号产生电路,反馈信号转移电路,斜率固定的斜坡信号产生电路和自调节的斜坡信号产生电路四部分。
在此框架的基础上,设计出如图3所示的具体电路。
下面分别介绍组成图3自调节斜坡补偿电路四个部分的工作原理及具体电路实现。
图1 升压型转换器上斜坡补偿的基本原理Fig.1 Basic principle of slope compensation for boostconverter图2 自调节斜坡补偿电路的结构框架Fig.2 Structure of the self 2regulation slop compensationcircuit图3 补偿斜坡随输入电压变化的自调节斜坡补偿电路Fig.3 Detailed implementation of self 2regulation slop compensation circuit2.1 反馈信号产生电路电阻R 1和MOS 管M F 1～M F 9构成反馈信号产生电路,流过M F 8中的电流即为反馈信号。
为了实现自调节的功能,首先检测输入输出电压,然后通过电位平移,将其电压差作用到电阻上,转化为电流信号。
图3中,M F 1～M F 4和M F 5～M F 8分别构成Cascode 电流镜,保证电流的精确匹配。
由于通过M F 3的电流与通过M F 4的电流精确相等,从而有V sg (MF 3)=V sg (M F 4),电阻R 1上的电流为: I =V out -V inR 1(1)此电流即为反馈信号,其大小会随输入电压的变化而变化,呈线性关系。
然后,反馈电流信号经M F 9部分镜像到M F 5～M F 8组成的Cascode 电流镜,再送到反馈信号转移电路中。
由于反馈信号只有一部分传到反馈信号转移电路,在此设比例系数为K 1,则相对于文献[5],此电路结构大大减少了系统电路的功耗。
另外,该电路模块比文献[5]中对应部分精度要高。
这是因为文献[5]中没有考虑MOS 管的栅源电压随流过的电流变化而变化,导致加在电阻上的电压不能精确等于输入输出电压差,特别是当输入电压变化范围较大时,文献[5]中的反馈信号会产生很大的误差。
2.2 反馈信号转移电路图3中,三极管Q 8、MOS 管M 9、M C 0、M C 1和运放组成了反馈信号转移电路。
反馈信号即流过M F 8中的电流经Q 8流入M 9,运放的一端接基准源电压1.2V ,另一端经三极管Q 8,使M 9的漏源电压始终保持0.6V 。
Q 8在此起电压降低的作用,保证M 9工作在线性区。
虽然三极管Q 8的V b e 随流过的电流变化呈对数关系变化,但由于只有反馈信号的一部分流过Q 8,并且M 9的漏源电压比较高,因此,V b e 的微小变化,在此可以忽略。
M 9工作在线性区,且漏源电压保持不变,则当反馈电流信号变化时,强迫M 9的栅源电压发生变化,从而反馈电流信号的变化转移为工作在线性区的M 9栅源电压的变化,M 9的过驱动电压为:V gs -V th =1μC ox (W /L )30.6(V out -V in R 3K 1)(2)图4给出了本文所设计的反馈信号转移电路的具体实现。
该电路非常简单,很适合工程应用。
图4 反馈信号转移电路的具体实现Fig.4 Implementation of the feedback signal transfer circuitM 1～M 6构成差分运放,M 4～M 6组成Cascode电流镜,M 2和M 3为运放的输入管。
当M 9中的电流变化引起M 9的栅极(即M 7的漏极)变化时,改变的只是M 4的漏源电压,只要保证其始终工作在饱和区,漏源电压变化对其工作情况基本没有影响,始终能保证运放正常工作。
在文献[5]中,由于CMOS 工艺下运算放大器的失调电压一般约为40mV ,而其运放输入端只接0.2V 的基准电压,实际工作中,失调电压会严重影响其斜坡补偿的精度。
另外,文献[5]中也没有给出运放的具体结构和仿真结果。
本文设计的运算放大器输入电压为1V 以上,M 9的漏源电压也相对比较大,所以,运放的失调电压和电路的噪声可以忽略,保证了斜坡补偿的精度。
2.3 斜率固定的斜坡信号产生电路图3中,三极管Q 0、电容C 和一个恒流源I 组成了斜率固定的斜坡信号产生电路。
开关电源中,振荡器产生的锯齿波信号V OS C 经三极管Q 0电位平移,然后由交流耦合电容C 将交流分量耦合到M 2的栅极,从而在M 2的栅极产生了斜率固定的斜坡信号V OS CA 。
Q 0是为了减少斜坡补偿电路对振荡器分流产生的影响。
此电路结构比文献[5]相应部分实现相对简单,不需要非常大的源极负反馈电阻,精确度也有所提高。
2.4 自调节的斜坡信号产生电路图3中,M C 0～M C 7和电阻R 2构成自调节的斜坡信号产生电路,电阻R 和电流源I 2为其提供偏置。
M C 0～M C 6构成带源极负反馈的差分运放,作为单端输入单端输出结构。
其输入端一端接斜率固定的斜坡信号V OS CA 和偏置电压的叠加,另一端只接偏置电压;运放输出端接M C 6的漏极。
M C 0和M C 1的栅极接M 9的栅极,其工作在线性区。
这样,反馈信号就转移到M C 0的栅极。
当输入信号从0慢慢增大时,M C 2中的电流也随之增大,而M C 1中的电流保持不变,从而M C 5中的电流也保持不变,使得M C 4中的电流始终保持不变。