【技術實現步驟摘要】
本技術涉及電力電子，尤其涉及一種適用于rb-cot控制架構buck變換器的紋波補償電路。
技術介紹
1、隨著科學技術的快速發展，由集成電路實現的多功能電子產品快速滲透到人們的生活中，這些電子設備都需要一個高效、可靠的電源方案來支撐設備的正常運行。在各種電源方案中，dc-dc變換器的優勢最為顯著，其可以提供較大的負載電流驅動能力、在消耗靜態電流較小的同時還具有較高的轉換效率。近年來，應用于dc-dc變換器的rb-cot控制架構因為具有更高的輕載效率、更快的瞬態響應速度和更寬的帶寬而被廣泛使用。
2、如圖1為傳統的rb-cot控制架構buck變換器的原理框圖及其關鍵波形圖，其觸發機制在于，當反饋電壓vfb觸碰到vref時，比較器翻轉，上功率管s1開啟，開啟時間由cot產生電路中的計時器決定。傳統的rb-cot控制架構需要較大的輸出電壓紋波用來穩定環路，此紋波是由esr電阻產生的，這就使得該控制架構依賴于較大esr電阻，但是隨著集成化的需求，低esr、體積較小的貼片電容成為主流，這導致rb-cot控制架構的適用性受限。因此，可為rb-cot控制架構配置內部紋波補償電路，但不可避免的是，補償的紋波會給環路帶來直流失調從而影響輸出電壓的精度。
3、現有相關技術中，紋波補償電路通常缺少高精度的直流偏移消除電路，使得輸出電壓具有較大的直流偏移，最終難以滿足高精度輸出電壓的要求。
技術實現思路
1、本技術為了解決現有的rb-cot控制架構buck變換器存在的上述問題，提出了
2、為實現上述目的，本技術提供如下技術方案：
3、一種適用于rb-cot控制架構buck變換器的紋波補償電路，包括電感電流紋波采樣電路和直流偏移消除電路，電感電流紋波采樣電路將電感電流進行采樣后，輸入到直流偏移消除電路中；直流偏移消除電路將上述采樣到的電感電流紋波信號中存在的直流偏移量進行消除，使得僅有電感電流紋波信息中的交流量疊加到反饋電壓中。該疊加紋波通過等效增大esr電阻來提高電路的穩定性，并且通過直流偏移消除電路處理后的紋波不含直流偏移量，可以滿足高精度輸出電壓的要求。
4、具體的，所述電感電流紋波采樣電路包括：電感l、電感串聯rl、采樣電阻rsense、采樣電容csense。開關結點sw接電感l的一端和采樣電阻rsense的一端；電感l的另一端接電感串聯電阻rl；電感串聯rl的另一端與采樣電容csense相連，其連接點接輸出電壓端vout；采樣電阻rsense的另一端與采樣電容csense的另一端共同連接到結點vs，vs作為電感電流紋波采樣電路和直流偏移消除電路間的連接結點。
5、具體的，所述直流偏移消除電路包括：反饋電阻r2、反饋電阻r3、低通濾波器lpf1、低通濾波器lpf2、疊加器sum1、疊加器sum2、疊加器sum3、運算放大器a、nmos管mex1、nmos管mex2和電阻r9。反饋電阻r2的一端接輸出電壓端vout；反饋電阻r2的另一端、反饋電阻r3的一端、疊加器sum3的正輸入端與低通濾波器lpf2的輸入端相連，其連接點作為反饋電壓結點vfb；反饋電阻r3的另一端接地gnd；低通濾波器lpf2的輸出端vfb（dc）作為疊加器sum3的負輸入端和疊加器sum2的負輸入端；疊加器sum3的輸出端連接疊加器sum1的正輸入端；疊加器sum2的另一正輸入端接基準電壓vref；低通濾波器lpf1的輸入端、疊加器sum1的正輸入端、nmos管mex2的漏極與運算放大器的正輸入端共同連接到結點vs；nmos管mex2的柵極與nmos管mex1的柵極共同連接運算放大器a的輸出端；nmos管mex2的源極與nmos管mex1的源極共同接地gnd；電阻r9的一端接輸出電壓端vout；電阻r9的另一端與nmos管mex1的漏極共同連接到運算放大器a的負輸入端；低通濾波器lpf1的輸出端接疊加器sum2的另一正輸入端；疊加器sum2的輸出端接比較器的正端；疊加器sum1的輸出端接比較器的負端。
6、具體的，低通濾波器lpf1由電阻r7與電容c4組成。
7、具體的，低通濾波器lpf2由電阻r8與電容c5組成。
8、具體的，電阻r9與采樣電阻rsense阻值相等。
9、具體的，nmos管mex1與nmos管mex2的寬長比相等。
10、具體的，疊加器sum1包括兩個正輸入端；疊加器sum2包括兩個正輸入端和一個負輸入端；疊加器sum3包括一個正輸入端和一個負輸入端。
11、與現有技術相比，本技術的有益效果：本技術實施例提供的一種適用于rb-cot控制架構buck變換器的紋波補償電路，通過電感電流紋波采樣電路采集出電感電流紋波的信息，以得到與電感電流成一定比例關系的采樣電路，保證采樣電流與電感電流具有相同的相位信息，同時采樣電流與電感電流的比例是一個固定的常數，與功率管的導通電阻阻抗是無關的，即消除了工藝、溫度的影響，最后將所述采樣電流輸入到直流偏移消除電路中；直流偏移消除電路首先通過兩個低通濾波器分別提取出電感電流紋波和反饋電壓中的直流量，再基于三個疊加器間的方程關系，直接消除掉電感電流紋波中的直流量，使得比較器的輸入端僅有電感電流紋波中的交流量與基準電壓疊加，并且利用運算放大器a的鉗位關系，通過設計電阻r9和采樣電阻rsense的阻值，可以把電感電流紋波中未被濾波器去除掉的的直流量提取出來，進一步保證了所疊加的電感電流紋波中僅存在交流量，而不包含直流量。從而通過將電感電流紋波疊加在基準電壓上，等效得增大了輸出電容的esr電阻resr，消除了由于resr較小而產生的相位滯后的現象，提高系統的穩定性，進而解決了轉換器的次諧波震蕩問題，并且直流偏移消除電路可以使得輸出電壓有很高的精度，解決了傳統紋波補償電路所帶來的直流偏移問題。在整個紋波補償電路中，所有電路均有很大的線性輸入范圍，保證了大電流、高功率管導通電阻的應用中，紋波補償不受到任何影響，各器件的參數可以很容易的選取，使得rb-cot架構buck變換器的適用性大大提高。本技術實施例提供的一種適用于rb-cot控制架構buck變換器的紋波補償電路克服了rb-cot控制架構buck變換器的次諧波震蕩問題，保持了良好的穩定性，并改善了傳統紋波補償方式所帶來的直流偏移，大大提高了電路精度。相比于傳統的rb-cot控制架構buck變換器，本技術擺脫了對于輸出電容esr電阻的依賴，拓寬了輸出電容的可選范圍，使得電路設計靈活性增加；相對于片外的紋波補償電路減少了元器件的使用，降低了成本；相對于其他片內補償電路，在保證了系統穩定性的同時，還提高了電路精度，從而使得輸出電壓的精度不受片內紋波補償電路的影響，增大了電路的適用范圍。
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1.一種適用于RB-COT控制架構BUCK變換器的紋波補償電路，包括電感電流紋波采樣電路和直流偏移消除電路，其特征在于，所述直流偏移消除電路包括：反饋電阻R2、反饋電阻R3、低通濾波器LPF1、低通濾波器LPF2、疊加器SUM1、疊加器SUM2和疊加器SUM3；反饋電阻R2的一端接輸出電壓端Vout；反饋電阻R2的另一端、反饋電阻R3的一端、疊加器SUM3的正輸入端與低通濾波器LPF2的輸入端相連，其連接點作為反饋電壓結點VFB；反饋電阻R3的另一端接地GND；低通濾波器LPF2的輸出端VFB作為疊加器SUM3的負輸入端和疊加器SUM2的負輸入端；疊加器SUM3的輸出端連接疊加器SUM1的正輸入端；疊加器SUM2的另一正輸入端接基準電壓VREF；低通濾波器LPF1的輸入端、疊加器SUM1的正輸入端共同連接到結點VS；低通濾波器LPF1由電阻R7與電容C4組成；低通濾波器LPF2由電阻R8與電容C5組成。
2.根據權利要求1所述的一種適用于RB-COT控制架構BUCK變換器的紋波補償電路，其特征在于，所述疊加器SUM1包括兩個正輸入端；疊加器SUM2包括兩個正輸入端和一
3.根據權利要求2所述的一種適用于RB-COT控制架構BUCK變換器的紋波補償電路，其特征在于，所述直流偏移消除電路還包括運算放大器A、NMOS管MEX1、NMOS管MEX2和電阻R9。
4.根據權利要求3所述的一種適用于RB-COT控制架構BUCK變換器的紋波補償電路，其特征在于，NMOS管MEX2的漏極與運算放大器的正輸入端共同連接到結點VS；NMOS管MEX2的柵極與NMOS管MEX1的柵極共同連接運算放大器A的輸出端；NMOS管MEX2的源極與NMOS管MEX1的源極共同接地GND；電阻R9的一端接輸出電壓端Vout；電阻R9的另一端與NMOS管MEX1的漏極共同連接到運算放大器A的負輸入端。
5.根據權利要求3所述的一種適用于RB-COT控制架構BUCK變換器的紋波補償電路，其特征在于，所述NMOS管MEX1和NMOS管MEX2的寬長比尺寸相等，使得流過NMOS管MEX1的電流與流過NMOS管MEX2的電流相等。
6.根據權利要求3所述的一種適用于RB-COT控制架構BUCK變換器的紋波補償電路，其特征在于，所述電感電流紋波采樣電路包括：電感L、電感串聯電阻RL、采樣電阻Rsense和采樣電容Csense。
7.根據權利要求6所述的一種適用于RB-COT控制架構BUCK變換器的紋波補償電路，其特征在于，電感L的一端和采樣電阻Rsense的一端共同連接到開關結點SW；電感L的另一端接電感串聯電阻RL；電感串聯電阻RL的另一端與采樣電容Csense相連，其連接點接輸出電壓端Vout；采樣電阻Rsense的另一端與采樣電容Csense的另一端共同連接到結點Vs。
...【技術特征摘要】
1.一種適用于rb-cot控制架構buck變換器的紋波補償電路，包括電感電流紋波采樣電路和直流偏移消除電路，其特征在于，所述直流偏移消除電路包括：反饋電阻r2、反饋電阻r3、低通濾波器lpf1、低通濾波器lpf2、疊加器sum1、疊加器sum2和疊加器sum3；反饋電阻r2的一端接輸出電壓端vout；反饋電阻r2的另一端、反饋電阻r3的一端、疊加器sum3的正輸入端與低通濾波器lpf2的輸入端相連，其連接點作為反饋電壓結點vfb；反饋電阻r3的另一端接地gnd；低通濾波器lpf2的輸出端vfb作為疊加器sum3的負輸入端和疊加器sum2的負輸入端；疊加器sum3的輸出端連接疊加器sum1的正輸入端；疊加器sum2的另一正輸入端接基準電壓vref；低通濾波器lpf1的輸入端、疊加器sum1的正輸入端共同連接到結點vs；低通濾波器lpf1由電阻r7與電容c4組成；低通濾波器lpf2由電阻r8與電容c5組成。
2.根據權利要求1所述的一種適用于rb-cot控制架構buck變換器的紋波補償電路，其特征在于，所述疊加器sum1包括兩個正輸入端；疊加器sum2包括兩個正輸入端和一個負輸入端；疊加器sum3包括一個正輸入端和一個負輸入端。
3.根據權利要求2所述的一種適用于rb-cot控制架構buck變換器的紋波補償電路，其特征在于，所述直流偏移消除電路還包括運算放大器a、nmos管mex1、nmos管mex2和電阻r9。...
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