峰值电流模DC-DC转换器中多功能误差放大器电路设计

doi:10.3969/j.issn.0372-2112.2017.02.033

电子学报 ›› 2017, Vol. 45 ›› Issue (2): 508-512.DOI: 10.3969/j.issn.0372-2112.2017.02.033

峰值电流模DC-DC转换器中多功能误差放大器电路设计

杨骁, 娄付军, 徐锦里, 李靖坤, 邱伟彬

华侨大学信息科学与工程学院, 福建厦门 361021

收稿日期:2015-10-08 修回日期:2016-07-23 出版日期:2017-02-25
- 作者简介:
- 杨骁,男,1978年1月出生,湖南邵东人,讲师,硕士导师,2001年,2004年在西安科技大学分别获得工学学士和工学硕士学位,2009年在西安交通大学获得工学博士学位.现为华侨大学信息科学与工程学院讲师,主要从事模拟/RF集成电路设计等方面的研究工作.E-mail:xiaooyanghqu@hqu.edu.cn;娄付军,男,1989年4月出生,河南平顶山人,2014年毕业于华侨大学信息科学与工程学院并获工学学士学位,现为华侨大学信息科学与工程学院硕士研究生,从事高效率电源芯片设计方面的研究工作.
- 基金资助:
- 福建省科技计划重点项目 (No.2013H0029）; 泉州市科技计划 (No.2013Z33）

Design of Error Amplifier with Multi-functions for Peak-Current Mode DC-DC Converters

YANG Xiao, LOU Fu-jun, XU Jin-li, LI Jing-kun, QIU Wei-bin

College of Information Science and Engineering, Huaqiao University, Xiamen, Fujian 361021, China

Received:2015-10-08 Revised:2016-07-23 Online:2017-02-25 Published:2017-02-25
- Supported by:
- Key Program of Science and Technology Program of Fujian Province (No.2013H0029); Quanzhou Science and Technology Project (No.2013Z33)

摘要/Abstract

摘要：

提出了一种适合于峰值电流模DC-DC转换器的新型多功能误差放大器电路.与斜坡电压信号结合可实现软启动功能，实现了从启动阶段到稳定工作状态的平滑过渡，无扰动出现，并有效地消除了启动阶段的浪涌电流和电压过冲；同时还具有最大电流限制和模式切换功能.该误差放大器集成到一款峰值电流模升压型DC-DC转换器中，电路采用CSMC 0.5μm BCD工艺实现.仿真结果表明：3.5V的输入电压下，误差放大器消耗的静态电流为4.48μA，并且能够实现软启动、最大电流限制、模式切换功能.电路具有简单易实现，功耗低的特点.

关键词: 误差放大器, DC-DC转换器, 电流模, 软启动, 低功耗

Abstract:

A novel error amplifier with integration of multi-functions for peak-current mode DC-DC converters is presented.Soft-start is achieved by the error amplifier combined with a ramp voltage signal.A smooth transition from start-mode to the steady state is achieved without disturbance,and the inrush current and the overshoot of the output voltage during start-up are eliminated effectively.Moreover,this novel error amplifier has other two functions,which are the maximum current limit and working mode switching.The error amplifier is applied to a peak-current mode BOOST DC-DC converter that is implemented with CSMC 0.5 μ m BCD process.Simulation results show that the static current consumption of the error amplifier is 4.48 μ A with 3.5V supply voltage,and the soft-start,maximum current limit and working mode switching functions are achieved by the multi-functions error amplifier.The presented circuit is concise and simple to implement,and has features of low power.

Key words: error amplifier, DC-DC converter, current mode, soft-start, low power

中图分类号:

TN432

杨骁, 娄付军, 徐锦里, 等. 峰值电流模DC-DC转换器中多功能误差放大器电路设计[J]. 电子学报, 2017, 45(2): 508-512.

YANG Xiao, LOU Fu-jun, XU Jin-li, et al. Design of Error Amplifier with Multi-functions for Peak-Current Mode DC-DC Converters[J]. Acta Electronica Sinica, 2017, 45(2): 508-512.

参考文献

[1] LEE C S,KO H H,KIM N S.Integrated current-mode DC-DC boost converter with high-performance control circuit[J].Analog Integrated Circuits and Signal Processing,2014,80(1):105-112.
[2] 张立森,王立志.PWM型开关电容DC-DC变换器的非线性动力学行为研究[J].电子学报,2008,36(2):266-270. ZHANG Li-sen,WANG Li-zi.Study on nonlinear dynamics behavior in PWM switched capacitor DC-DC converter[J].Acta Electronica Sinica,2008,36(2):266-270.(in Chinese)
[3] WANG Ke-jun,PI Chang-ming,YAN Wei,LI Wen-hong.A novel high efficiency low ripple switched-capacitor DC/DC converter[J].Analog Integrated Circuits and Signal Processing,2012,71(1):81-94.
[4] 丘东元,郑春芳,张波.一类零电流谐振开关电容变换器的特性分析[J].电子学报,2005,33 (11):1921-1924. QIU Dong-yuan,ZHEN Chun-fang,ZHANG Bo.Characteristic analysis of ZCS resonant switched capacitor DC-DC converters[J].Acta Electronica Sinica,2005,33(11):1921-1924.(in Chinese)
[5] LIU P J,HSU C Y,CHANG Y H.Techniques of dual-Path error amplifier and capacitor multiplier for on-chip compensation and soft-start function[J].IEEE Transactions on Power Electronics,2015,30(3):1403-1410.
[6] WANG Hong-yi,MA Yan-zhao,CHENG Jun.Soft-start method with small capacitor charged by pulse current and gain-degeneration error amplifier for on-chip DC-DC power converters[J].IEEE Transactions on Veryarge Scale Integration Systems,2013,21(8):447-1453.
[7] 李演明,来新泉,袁冰,等.一种DC-DC开关电源片上软启动电路[J].半导体学报,2008,29(6):1210-1215. LI Yan-ming,LAI Xin-quan,YUAN Bing,et al.An on-chip soft-start circuit for DC-DC switching regulators[J].Journal of Semiconductors,2008,29(6):1210-1215.(in Chinese)
[8] 吕婧,吴晓波,赵梦恋.开关型DC-DC控制芯片片上软启动电路设计[J].固体电子学研究与进展,2011,31(2):185-189. LV Jing,WU Xiao-bo,ZHAO Meng-lian.On-chip soft-start cell for switching DC-DC controller[J].Research & Progress of Solid State Electronics,2011,31(2):185-189.(in Chinese)
[9] 袁冰,来新泉,李演明,等.便携应用DC-DC轻负载高效率的实现[J].半导体学报,2008,29(6):1198-1203. YUAN Bing,LAI Xin-quan,LI Yan-ming,et al.High efficiency realization of a DC-DC converter at light loads for portable applications[J].Journal of Semiconductor,2008,29(6):1198-1203.(in Chinese)

[1]	王强, 李森, 王天施, 刘晓琴. 辅助电路损耗低的并联谐振直流环节逆变器[J]. 电子学报, 2022, 50(11): 2813-2816.
[2]	蒋万春, 廖凯琴. 节能以太网的节能策略综述[J]. 电子学报, 2021, 49(9): 1830-1839.
[3]	唐晓庆, 谢桂辉, 佘亚军, 俞杨. 基于MCU的无源Wi-Fi散射通信方法[J]. 电子学报, 2019, 47(10): 2069-2075.
[4]	孙海洋, 陈珍, 杨冠男, 高波. 基于采样精度切换的毫米波无线通信空闲侦听机制研究[J]. 电子学报, 2018, 46(9): 2115-2122.
[5]	杜世民, 夏银水, 杨润萍, 钱利波. 固定边框的多电压布图规划算法[J]. 电子学报, 2017, 45(8): 1873-1881.
[6]	陈田, 易鑫, 王伟, 刘军, 梁华国, 任福继. 一种低功耗双重测试数据压缩方案[J]. 电子学报, 2017, 45(6): 1382-1388.
[7]	雷才洪. 单片CDCTA-C低功耗电控调谐双模式三阶正交振荡器的设计[J]. 电子学报, 2017, 45(3): 599-604.
[8]	汪正锋, 宁宁, 吴霜毅, 杜翎, 蒋旻, 闫小艳, 王伟. 一种基于电压窗口技术的超低功耗SAR ADC[J]. 电子学报, 2016, 44(1): 211-215.
[9]	仇径, 罗嘉蕙, 项晓燕, 陈志坚. 基于热点行搜索的低功耗数据高速缓存[J]. 电子学报, 2016, 44(1): 110-114.
[10]	曹向荣, 张晓林. 采用预测校正的动态可重构指令Cache[J]. 电子学报, 2014, 42(5): 982-986.
[11]	郭家荣, 冉峰, 徐美华. 基于电阻电流镜的低压灵敏放大器设计[J]. 电子学报, 2014, 42(5): 1030-1034.
[12]	姜小波, 叶德盛, 吴文涛, 徐向民. 低功耗异步LDPC解码器运算通路设计[J]. 电子学报, 2013, 41(4): 685-689.
[13]	唐枋, 唐建国. 用于CMOS图像传感器的12位低功耗单斜坡模数转换器设计[J]. 电子学报, 2013, 41(2): 352-356.
[14]	姜小波, 叶德盛. 一种新型低功耗异步比较器的设计方法[J]. 电子学报, 2012, 40(8): 1650-1654.
[15]	邓立宝;乔立岩;俞洋;彭喜元. 一种改进的层次化SOCs并行测试封装扫描单元[J]. 电子学报, 2012, 40(5): 949-954.

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