CN106656066B - 开关电源的反馈信号的放大电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种开关电源的反馈信号的放大电路，包括输入电路和放大器电路；所述输入电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第一电容、第二电容、第一晶体管和第一电阻；所述第一输入端用于接入所述开关电源的反馈信号，所述第一电阻和所述第一电容并联，所述第一电阻的一端与所述第一输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一晶体管的漏极相连，所述第一晶体管的栅极接入所述第二输入端，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端与所述第一晶体管的源极接至所述第一输出端。本发明提供的开关电源的反馈信号的放大电路通过归零的采样方式，改善了开关电源***的动态响应速度，降低输出纹波，避免出现整个***稳定性问题。

Description

开关电源的反馈信号的放大电路
技术领域
本发明涉及集成电路技术领域，特别涉及一种开关电源的反馈信号的放大电路。
背景技术
众所周知，开关电源***中，控制电路需要对***输出的反馈信号进行检测放大，再根据放大后产生的误差信号调节***输出，从而形成稳定的闭环控制。在开关电源***的一个开关周期内，开关电源的反馈信号可以细分为如图1所示的五个相位区间，分别为p1、p2、p3、p4和p5，反馈信号在p1相位区间处于稳定的低电平，在p2相位区间快速上升，在p3相位区间处于不稳定的高电平，在p4相位区间处于稳定的高电平，此时可以反映***输出电压，是有效信号，在p5相位处于不稳定的低电平。仅在其中的p4相位区间内的电压值能有效反映***输出，需要放大电路对这个相位区间的信号当作有效信号予以保留，对其他相位区间的信号当作噪声予以滤除。
对于传统的开关电源的反馈信号的放大电路，通常对反馈信号在有效的相位区间内采样后再用比例放大电路放大得到误差信号，为了使放大电路的速度满足要求，往往采用不归零的采样方式，即每个周期的采样电压持续保持到下一个周期的采样时刻。具体为，第一个开关周期在S1位置采样，改变了采样电容在第二个开关周期的初始状态，导致第二个开关周期在S2位置采样时，采样值误差发生变化，同时再次改变采样电容在第三个开关周期的初始状态，导致第三个开关周期在S3位置采样时，采样误差再次变化。这种方式将控制环路设计成低速***，虽然避免了电路速度的需求，但是会降低开关电源***的动态响应速度；同时这种方式会使采样误差不断累积，增加输出纹波，极端情况会使***稳定性变差，并且误差累积的效果会使***响应速度较慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中开关电源的反馈信号的放大电路使得开关电源***的动态响应速度慢、输出纹波较多并且***不稳定的缺陷，提供一种能够提高开关电源***的动态响应速度、降低输出纹波并且提高稳定性的开关电源的反馈信号的放大电路。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种开关电源的反馈信号的放大电路，其特点在于，包括输入电路和放大器电路；所述输入电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第一电容、第二电容、第一晶体管和第一电阻；所述第一输入端用于接入所述开关电源的反馈信号，所述第一电阻和所述第一电容并联，所述第一电阻的一端与所述第一输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一晶体管的漏极相连，所述第一晶体管的栅极接入所述第二输入端，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端与所述第一晶体管的源极接至所述第一输出端；当所述反馈信号处于稳定的低电平时，所述第二输入端切换为高电平，当所述反馈信号处于稳定的高电平时，所述第二输入端切换为低电平；所述第一输出端与所述放大器电路的输入端相连，所述放大器电路用于输出误差信号。
本方案中，采用归零的采样方式，通过控制信号控制第二输入端的电平切换实现对第一晶体管的导通和断开的控制。当反馈信号在p1相位区间处于稳定的低电平时，第一晶体管在控制信号即第二输入端的信号的控制下切换到导通状态，第二电容用作采样电容，其存储的电荷通过第一电阻释放，实现采样电容复位。当反馈信号在在p2相位区间快速上升时，第一电容为第二电容提供交流充电通路，可以使得第一输出端快速提高到最终的采样电压附近。当反馈信号在p4相位区间处于稳定的高电平时，第一晶体管在控制信号的控制下切换到断开状态，使第二电容在S2位置完成本次开关周期的采样。当反馈信号在p5相位处于不稳定的低电平时，第一晶体管在控制信号的控制下维持断开状态，此时误差信号不会受到反馈信号波动的影响。
通过这种方式，开关电源的反馈信号的放大电路可以在每次开关周期时间内，完成采样电容复位、采样电压快速建立、误差信号稳定输出等一系列过程，保证每个开关周期的采样都是独立的，不会受到前面开关周期的采样信息的影响，从而避免了采样误差的不断累积，改善了开关电源***的动态响应速度慢、输出纹波较多并且***不稳定的问题。
较佳地，所述输入电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端接地。
本方案中，第一电阻和第二电阻对反馈信号进行分压处理，产生分压后的反馈信号，该分压后的反馈信号用于匹配放大器电路的输入端的电压需求。
较佳地，所述放大器电路包括放大器和反馈网络，所述第一输出端与所述放大器的反向输入端相连；所述反馈网络包括第三电容和第四电阻，所述第三电容和所述第四电阻并联于所述放大器的反向输入端和所述放大器的输出端。
本方案中，当反馈信号在p3相位区间处于不稳定的高电平时，反馈信号包含一部分高频噪声成分，第三电容起到低通滤波的作用，使误差信号中高频噪声成分降低，防止触发后续电路误动作。
较佳地，所述放大器电路还包括第三电阻，所述第三电阻串联于所述第一输出端和所述放大器的反相输入端。
本方案中，放大器对反馈信号放大，放大的比例由第三电阻和第四电阻的比例调节，采用模拟滤波器实现一个开关周期内精确的采样放大。
较佳地，所述第一晶体管为NMOS(N型金属-氧化物-半导体)管。
本发明的积极进步效果在于：本发明提供的开关电源的反馈信号的放大电路通过归零的采样方式，可以在每次开关周期时间内，完成采样电容复位、采样电压快速建立、反馈信号噪声滤除、误差信号稳定输出等一系列过程，改善了开关电源***的动态响应速度，降低输出纹波，避免出现整个***稳定性问题。
附图说明
图1为开关电源的反馈信号的示意图。
图2为本发明一较佳实施例的开关电源的反馈信号的放大电路的电路图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
如图2所示，一种开关电源的反馈信号的放大电路，包括输入电路101和放大器电路102。其中输入电路101包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第一电容C1、第二电容C2、第一晶体管M1、第一电阻R1和第二电阻R2，其中第一晶体管M1为NMOS管。
第一输入端用于接入开关电源的反馈信号VFB，第二输入端接入一外部控制信号Vsw，第一输出端输出第二反馈信号Vf2至放大器电路102，放大器电路102用于根据输入的第二反馈信号Vf2输出误差信号Verr。
第一电阻R1和第一电容C1并联，第一电阻R1的一端与第一输入端连接，第一电阻R1的另一端与第一晶体管M1的漏极相连，第一晶体管M1的栅极接入第二输入端，第二电容C2的一端接地，第二电容C2的另一端与第一晶体管M1的源极接至第一输出端。当反馈信号VFB处于稳定的低电平时，第二输入端在外部控制信号Vsw的控制下切换为高电平，控制第一晶体管M1切换为导通状态；当反馈信号VFB处于稳定的高电平时，第二输入端在外部控制信号Vsw的控制下切换为低电平，控制第一晶体管M1切换为关断状态；第二电阻R2的一端与第一电阻R1的另一端相连，第二电阻R2的另一端接地。
放大器电路102包括第三电阻R3、放大器AMP和反馈网络1021，反馈网络1021包括第三电容C3和第四电阻R4。第一输出端与放大器AMP的反向输入端相连；第三电容C3和第四电阻R4并联于放大器AMP的反向输入端和放大器AMP的输出端。第三电阻R3串联于第一输出端和放大器AMP的反相输入端，第二反馈信号Vf2经第三电阻R3后产生求和电压Vsum。求和电压Vsum输出至放大器AMP的反向输入端，放大器AMP的同相输入端接一参考电压Vref，放大器电路102输出误差信号Verr。
本实施例提供的开关电源的反馈信号的放大电路改用归零的采样方式，当反馈信号VFB在p1相位区间处于稳定的低电平时，将第二电容C2的初始状态复位，当反馈信号VFB在p4相位区间处于稳定的高电平时，第二电容C2完成对反馈信号的采样，保证每个开关周期的采样都是独立的，不会受到前面开关周期的采样信息的影响。改用这种方式后，第二电容C2在S2时刻采样之前的初始状态，由S1处的较高的电位变更为p1处的较低的电位，本放大电路提高了开关电源***的响应速度。
本实施例中，第一电阻R1和第二电阻R2对反馈信号VFB分压，产生第一反馈信号Vf1。当反馈信号在p1相位区间处于稳定的低电平时，第一晶体管M1在外部控制信号Vsw的控制下切换到导通状态，第二电容C2用作采样电容，其存储的电荷通过第一电阻R1和第二电阻R2释放，实现采样电容复位。当反馈信号在在p2相位区间快速上升时，第一电容C1为第二电容C2提供交流充电通路，可以使第二反馈信号Vf2快速提高到最终的采样电压附近。
本实施例中，放大器AMP对第二反馈信号Vf2放大，放大的比例由第三电阻R3和第四电阻R4的比例调节。当反馈信号VFB在p3相位区间处于不稳定的高电平时，第二反馈信号Vf2也会包含一部分高频噪声成分，第三电容C3起到低通滤波的作用，使误差信号Verr中高频噪声成分降低，防止触发后续电路误动作。当反馈信号VFB在p4相位区间处于稳定的高电平时，第一晶体管M1在外部控制信号Vsw的控制下切换到断开状态，使第二电容C2在S2位置完成本次开关周期的采样。当反馈信号在p5相位处于不稳定的低电平时，第一晶体管M1在外部控制信号Vsw的控制下维持断开状态，此时误差信号Verr不会受到反馈信号VFB波动的影响。
通过这种方式，开关电源的反馈信号的放大电路可以在每次开关周期时间内，完成采样电容复位、采样电压快速建立、反馈信号噪声滤除、误差信号稳定输出等一系列过程，改善了开关电源***的动态响应，避免出现整个***的稳定性问题。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (4)

1.一种开关电源的反馈信号的放大电路，其特征在于，包括输入电路和放大器电路；
所述输入电路包括第一输入端、第二输入端、第一输出端、第一电容、第二电容、第一晶体管和第一电阻；
所述第一输入端用于接入所述开关电源的反馈信号，所述第一电阻和所述第一电容并联，所述第一电阻的一端与所述第一输入端连接，所述第一电阻的另一端与所述第一晶体管的漏极相连，所述第一晶体管的栅极接入所述第二输入端，所述第二电容的一端接地，所述第二电容的另一端与所述第一晶体管的源极接至所述第一输出端；当所述反馈信号处于稳定的低电平时，所述第二输入端切换为高电平，当所述反馈信号处于稳定的高电平时，所述第二输入端切换为低电平；所述第一输出端与所述放大器电路的输入端相连，所述放大器电路用于输出误差信号；
所述输入电路还包括第二电阻，所述第二电阻的一端与所述第一电阻的另一端相连，所述第二电阻的另一端接地。
2.如权利要求1所述的开关电源的反馈信号的放大电路，其特征在于，所述放大器电路包括放大器和反馈网络，所述第一输出端与所述放大器的反向输入端相连；所述反馈网络包括第三电容和第四电阻，所述第三电容和所述第四电阻并联于所述放大器的反向输入端和所述放大器的输出端。
3.如权利要求2所述的开关电源的反馈信号的放大电路，其特征在于，所述放大器电路还包括第三电阻，所述第三电阻串联于所述第一输出端和所述放大器的反相输入端。
4.如权利要求1至3任一项所述的开关电源的反馈信号的放大电路，其特征在于，所述第一晶体管为NMOS管。
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Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102347758A (zh) * 2010-08-05 2012-02-08 中国人民解放军国防科学技术大学 一种斜率可配置的斜坡补偿与求和电路
CN203674971U (zh) * 2013-12-12 2014-06-25 深圳市金威源科技股份有限公司 一种开关电源反馈电路

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP6293516B2 (ja) * 2014-02-28 2018-03-14 ローム株式会社 ２重積分型ａ／ｄ変換器

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102347758A (zh) * 2010-08-05 2012-02-08 中国人民解放军国防科学技术大学 一种斜率可配置的斜坡补偿与求和电路
CN203674971U (zh) * 2013-12-12 2014-06-25 深圳市金威源科技股份有限公司 一种开关电源反馈电路

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