一种自适应斜坡补偿电路的设计

余泞江+徐兰

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。

关键词：斜坡补偿 自适应 降压变换器

中图分类号：TN432 文献标识码：A 文章编号：1007-9416（2016）10-0160-01

1 引言

当峰值电流控制模式开关电源变换器工作在连续电流模式且占空比大于50%时，系统会发生次谐波振荡。此时需要加入一小斜坡进行补偿来防止次谐波振荡[1-2]。为了解决次谐波振荡的问题，本文设计了一种自适应斜坡补偿电路。

2 自适应斜坡补偿电路的设计

本文所设计的适用于Buck DC-DC变换器的自适应斜坡补偿电路如图1所示，主要由运算放大器OPA，电阻R1-R4，晶体管M1-M9和电容C1组成。

如图1所示，R1和R2对Vin进行分压得到V1，其分压比为0.35。运算放大器OPA、晶体管M1以及R3产生一个与Vin和Vout相关的高精度电流，NMOS晶体管M2和M2构成电流镜，镜像比例为1：A，晶体管M4用来抑制M3的沟道调制效应，并可以防止晶体管M3在Vin很大时被击穿。M5-M8以及R4构成自偏置共源共栅电流镜，对I2进行复制从而得到电流源I3，镜像复制比例为1：B，电流源I3对C1进行充电，因而斜坡电压的斜率可表示为：

C1的负极接电流采样电路对开关管采样的信号Vsense，实现斜坡信号和Vsense的叠加。通过适当的设置（1）式中的R3、C1、A和B，即可得到符合要求的斜坡补偿斜率。

3 仿真结果

本文采用NEC 0.35 μm _30V_BCD工艺以及Cadence对电路进行了仿真。图2为Vout=3.3V时，输入电压与斜坡补偿斜率mc的仿真曲线图。仿真结果显示，当输入电压Vin从6V到18V线性增大时，斜坡补偿斜率mc逐渐减小。将本文设計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，图3为在Vin=6V情况下，输出电压和电感电流仿真曲线图，仿真结果显示，电路工作在连续电流模式且占空比大于50%时，电路可以稳定工作。

4 结语

本文设计了一种适用于Buck型峰值电流模式DC-DC变换器的自适应斜坡补偿电路。仿真结果显示，该斜坡补偿电路的补偿斜率能跟随输入电压的变化而变化，且该斜坡补偿电路能使峰值电流控制模式的Buck型峰值电流模式DC-DC变换器稳定工作。

参考文献

[1]刘雪飞，丁召，郝红蕾等.一种降压型DC-DC变换器动态斜坡补偿电路的设计[J].微电子学，2013，43（2）：206-209.

[2]周泽坤，王锐，张波.一种自适应斜坡补偿电路[J].电子科技大学学报，2007，36（1）：47-49.

收稿日期：2016-08-24

作者简介：余泞江（1991—），男，四川宜宾人，研究生在读，主要研究方向是CMOS模拟集成电路设计。