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升压型DC-DC变换器电流环路补偿设计
来源:本站整理  作者:佚名  2010-04-07 11:26:22




    因为图4中的Q1和Q2匹配,偏置相同,所以Q1和Q2的发射极电压近似相等,即:V2≈V3,因而可为v∑提供一个合适的直流电平。

4 仿真结果
    采用0.6μm BCD工艺时,可对设计的电路进行仿真验证。仿真条件为供电电压VIN=5 V,输出电压VOUT=13 V,负载电流为500 mA。由仿真条件可知,占空比D>50%,但必须引入斜坡补偿以保证电流环路的稳定。
    图5所示是整体电路在典型情况下(D>50%),加入斜坡补偿的仿真波形。其中,图5(a)是电感实际的电流波形。其电感电流峰值为Iinductor_PEAK=1.796 A;图5(b)是采样得到的电感电流波形,其采样电感电流峰值为Isensc_PEAK=10.505μA。


    由于设计中的典型值R2=R3=10 kΩ,RDS(MM)=150 mΩ,RDS(MS)=15 Ω,n=100,故其电流采样系数α为:7.5x10-6,采样精度为77.9%。
    图5(c)是斜坡补偿电路产生的斜坡电流波形,实测的补偿斜坡的斜率为5.487 A/s,时钟CLK为1.2 MHz,占空比为85.7%,T1=685.563 ns。由于本设计中的典型值为:V1=0.4 V,V2=1 V,R=65 kΩ。
    故可得其补偿斜坡的斜率为:m=6.732 A/s。
    因此可知,本设计的补偿斜坡已经达到较高精度(81.5%),可以满足设计要求;
    图5(d)是电感电流采样值与补偿斜坡的合成波形。可以看出,其斜坡补偿的加入有效的抑制了亚谐波振荡。

5 结束语
    本文针对峰值电流模式DC-DC转换器固有的不稳定性,设计了斜坡补偿电路。采用固定斜率补偿技术,虽然在小占空比条件下会减弱电流模式PWM控制的优点,但其电路结构简单,容易调节,可降低设计难度,同时针对一般的便携式设备,完全可以满足应用要求;而电流采样电路使用SENSE FET,同时结合缓冲级和V/I转换电路,可在采样精度得到提高的同时减小损耗。因此,本设计中的两个V/I转换电路可以较好地移植到其它DC-DC变换器电路中。
    目前,本电路已经应用在一款升压型DC-DC芯片中,并且已经完成了前期仿真。仿真结果达到了预期要求,证明了该电路的可行性。

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