基于BOOST型DCDC转换器的斜坡补偿电路

升压型DC-DC转换器中的动态斜坡补偿电路设计[1]

R M 12 = R M 13 = R M 3 = 0. 2 * R0 （13） Vout − Vin
图 5 中，M4 ～M7 、R1 、R 2 构成了第一级斜率转换电路，其输入级采用带源极负反馈的形式[1,3]，有：
V
RAMP
= I1 * R1 +
I1 * 2 (V
2 µ *C
R3 * R 5 0 .2 * R 0 * R 1 *m
RAMP
>
R SENSE 2L
(22)
就可在任何（V out －Vin ）情况下，实现系统电流环稳定性设计，并且消除了由于（V out －Vin ）的减小而引起的过补偿现象。由（21）式还可看出，这一电路利用电阻之间的比值实现斜率转换，即产生的补偿电压斜率与电阻相对精度有关，而与其绝对精度无关，这样的设计在实际投片中会有很高的精度。 3.3 仿真结果图 6 为传统的单一斜率补偿波形，这一补偿技术在 V dif 减小时会出现过补偿现象。图 7 为本文设计电路仿真结果，产生的补偿斜坡斜率能随着输入输出电压差的变化而变化，实现了动态的斜坡补偿。
V Vslope Vout-Vin
０
t
图4 动态斜坡补偿示意图
3 电路实现与仿真验证
图3 引入斜坡补偿后的开环稳定性示意图
图 3 为引入了斜坡补偿信号后的示意图。经简单的数学推导，可得：
∆ I1 = ∆I 0 m
2
+ m
（5）
m1 + m
由（5）式可知，引入具有适当斜率 m 的补偿斜坡，使下式成立：
SENSE
图1
D <5 0 %时开环稳定性示意图

（8）
max
Vc I0 m1 DT T m2 I 1

一种基于峰值电流模DC-DC转换器的斜坡补偿电路

一种基于峰值电流模DC-DC转换器的斜坡补偿电路
张洪俞;夏晓娟
【期刊名称】《电子器件》
【年(卷),期】2007(030)002
【摘要】设计电流模脉冲宽度调制直流转换器时,人们广泛采用斜坡补偿电路来消除谐波振荡.提出了一种基于峰值电流模直流电压转换器的斜坡补偿电路,在不影响PWM时钟斜率的情况下,该斜坡补偿具有稳定、易于叠加的特点.该电路采用0.6μm线宽的标准CMOS工艺仿真.
【总页数】3页(P511-513)
【作者】张洪俞;夏晓娟
【作者单位】东南大学集成电路学院,南京,210096;东南大学集成电路学院,南京,210096
【正文语种】中文
【中图分类】TN43;TP331.1
【相关文献】
1.一种适用于高频电流模式转换器的斜坡补偿电路的设计与实现 [J], 罗小勇;毕长红;文皓
2.峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的分析与设计 [J], 陈慧宁
3.峰值电流模升压转换器的动态斜坡补偿电路设计 [J], 章剑;徐江涛;张国辉;姚素英;张之圣
4.峰值电流模式升压型DC-DC变换器中斜坡补偿信号产生电路设计 [J], 王侠
5.一种DC-DC转换器中斜坡与反斜坡补偿电路的设计 [J], 万超;代辛恩;张国俊因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

峰值电流控制中的斜坡补偿研究

本科毕业设计（论文）峰值电流控制中的斜坡补偿研究***燕山大学2012年 6 月本科毕业设计（论文）峰值电流控制中的斜坡补偿研究学院（系）：***专业：08级应用电子学生姓名：***学号：***指导教师：***答辩日期：2012年6月17日燕山大学毕业设计（论文）任务书摘要摘要相比传统的线性电源，DC-DC开关电源由于具有高效率、高可靠性、体积小等优点，使其成为国内外研究的热点。

电流模式DC-DC开关电源具有响应速度快、稳定性高、内在限流保护等特点在电源管理芯片中得到了广泛的运用。

在这一背景下，本文以Boost变换器为例，设计峰值电流控制的斜坡补偿电路；输入电压48V，输出电压200V。

本文主要研究电流模式DC-DC开关电源中斜坡补偿理论，分析了电感电流扰动导致控制环路产生不稳定的原因，给出抑制这种不稳定因素的处理办法即斜坡补偿方法。

针对此问题提出斜坡补偿设计思想，在此理论基础上完成了相应的斜坡补偿控制电路路设计。

本文中完成了DC-DC开关电源系统的各个单元电路设计与分析，重点分析斜坡补偿控制电路的设计。

最后采用MATLAB软件进行仿真。

通过整体仿真，实现稳定电压，系统具有良好的负载调整特性和快速的稳态恢复时间和优良的电源调整率。

关键词开关电源，峰值电流模式，斜坡补偿AbstractAbstractThe switch power possesses the advantages of high efficiency, high reliability and compact size compared with conventional linear power which becomes a pop research object home and abroad. Due to its characteristics of fast response, good stability, inherent current limiting, current-mode controller has been widely applied in power management circuits. In this background, this paper to Boost converter as an example, the design of peak current control slope compensation circuit; the input voltage 48V, output voltage 200V.This paper mainly studies the current mode switching power supply DC-DC slope compensation in theory, analysis of inductor current disturbance causes the control loop to generate unstable reason given, inhibition of the unstable factors approach that slope compensation method. The slope compensation design, on the basis of the theory to accomplish the corresponding slope compensation control circuit design. This paper completed the DC-DC switching power supply system each unit circuit design and analysis, focusing on the analysis of the slope compensation control circuit design. Finally using the MATLAB software simulation. Through the simulation, to achieve stable voltage, the system has a good load regulation characteristics and rapid steady state recovery time and excellent power adjustment rate.Keywords Switch power supply, peak current mode, slope compensation目录摘要 (I)Abstract ................................................................................................................ I I 第1章绪论.. (1)1.1课题背景 (1)1.2开关电源的发展阶段 (2)1.3开关电源的发展趋势 (4)1.4论文的主要内容和设计目标 (4)1.5本章小结 (5)第2章电流峰值控制 (6)2.1开关电源基础知识 (6)2.2升压型(BOOST)变换器电路 (7)2.2.1工作原理和工作过程 (7)2.2.2稳态波形和主要参数计算 (8)2.3电流峰值控制 (11)2.3.1 电流峰值控制的概念 (13)2.3.2 电流控制的稳定性问题 (15)2.4本章小结 (20)第3章斜坡补偿电路设计 (21)3.1锯齿波补偿稳定电流控制的稳定性分析 (21)3.2常见的几种斜坡产生电路 (25)3.2.1线性斜坡 (25)3.2.2 n阶线性斜坡 (27)3.2.3带箝位的斜坡补偿电路 (31)3.2.4可外同步的斜坡补偿电路 (32)3.2.5非线性斜坡产生电路 (32)3.2.6总结这几种斜坡补偿电路 (33)3.3本章小结 (34)第4章仿真结果 (35)4.1仿真 (35)4.2本章小结 (40)结论 (41)参考文献 (42)致谢 (43)附录1 (44)附录2 (47)附录3 (50)附录4 (54)附录5 (60)第1章绪论第1章绪论1.1 课题背景随着电子技术的飞速发展和不断创新，电子电力设备与人们工作和生活的关系日益密切，其性能的优劣直接关系到电子设备的技术指标及能否安全可靠地工作，由此也带来了电源管理技术的腾飞。

带斜坡补偿的BOOST变换器

带斜坡补偿的BOOST变换器摘要本文根据UC3842芯片输出脉冲脉宽可调的特性，结合Boost拓扑结构以及斜坡补偿的基本原理，设计出具有良好输出特性的升压Boost变换器。

关键词Boost变换器；斜坡补偿；UC3842Boost变换器有很多优点，首先它结构比较简单，所以体积较小；又因为它具有较高的转换效率，所以它克服了传统串联型稳压电源能耗大的缺点。

但它也有一些缺点：第一，变换器的输入、输出电流存在着脉动现象，这就对输入电源有着电磁干扰且输出有较大纹波的电流。

所以实际应用时常加有电容作为输入，输出源的滤波器；第二，开关管发射极不接地，这使得驱动电路复杂化。

这些都是限制升压Boost变换器在实际中的应用的主要因素。

总之，在Boost变压器自身的电路结构的基础上，结合PWM控制芯片的特点，再参考斜坡补偿的作用，设计出了的大功率输出且具有良好输出特性的升压电路结构。

1 电路原理分析和开关芯片的介绍1.1 Boost变换器Boost变换器是输出电压高于输入电压的一种升压电路，开关通的是直流。

假设所有的器件都工作在理想的状态下，我们从变换器充电和放电这两个过程分析电路。

充电过程：开关闭合，开关可以用导线代替。

电流从电感流过。

这里二极管的作用是为了防止电容与地短路，击穿。

由于电感的特性，电感上的直流电流会缓慢的增大，而随着电感中电流的增大，电感储存越来越多的能量。

放电过程：开关断开，相当于断路。

由于电感具有阻碍其自身电流变化的特性，电感的电流值会由充电完毕时的电流值缓缓趋于零。

而此时开关管已断开，电感通过输出电路开始对电容充电，那么随着充电的继续，输出电路中电容两端的电压就高于了输入电压。

总之，说起来升压过程就是一个电感的能量传递过程。

充电时，电感吸收能量，放电时电感放出能量。

1.2 UC3842控制芯片UC3842 是一个PWM脉冲宽度可调的控制芯片，以下为其几个主要引脚的说明：1脚接的是芯片内部误差放大器的输出端；2脚接的是反馈电压的输入端，使测得的电压与2.5V 基准电压进行比较，从而产生电压差值，达到控制输出脉宽的目的；3脚的作用是对电流进行检测；4脚接的是芯片内的振荡器，而振荡器的频率则由芯片外部连接的阻容时间常数决定，，5脚是接地端；6脚是空脚；7脚是直流电源供电端；8脚是内部自带5V 基准电压输出端。

一种基于峰值电流模DC-DC转换器的斜坡补偿电路

第30卷　第2期2007年4月电子器件Ch inese Jou r nal Of Elect ro n DevicesVol.30　No.2Ap r.2007Slope Compensat ion Cir cuit B a sed on Pea k Cur r ent Mode DC 2DC Conver terZ H A N G H on g 2yu ,X I A Xi ao 2j uan(S chool of I nt egr at ed Ci rcuit ,S out heast Univers it y ,N anj i ng 210096,Chi na)Abstract :In t he design of current 2mode PWM DC 2DC converter s ,t he slope co mpensation met hod i s widely used to prevent sub 2harmonic oscil lation.A slope compensation ci rcuit is presented and t hi s ci rcuit is based on pea k cur re nt mode DC 2DC convert er.This ci rcui t i s st able and can easily be a dded wit hout loadi ng down t he PWM clock ramp.Thi s slope compensat ion ci rcui t i s sim ulated by st andard 0.6μm ,CMOS proce ss.K ey w or ds :Peak current mode ;Slope co mpensation ;DC 2DC co nverte r ;Sub 2harmonic o scillation EEACC :8110D;2570一种基于峰值电流模DC 2DC 转换器的斜坡补偿电路张洪俞,夏晓娟(东南大学集成电路学院,南京210096)收稿日期6225作者简介张洪俞(82),男,攻读硕士学位,研究方向为模拟集成电路的设计与研究,x xj @摘　要:设计电流模脉冲宽度调制直流转换器时,人们广泛采用斜坡补偿电路来消除谐波振荡.提出了一种基于峰值电流模直流电压转换器的斜坡补偿电路,在不影响PWM 时钟斜率的情况下,该斜坡补偿具有稳定、易于叠加的特点.该电路采用0.6μm 线宽的标准CMOS 工艺仿真.关键词:峰值电流模;斜坡补偿;直流转换器;谐波振荡中图分类号:TN 43;TP331.1 文献标识码:A 文章编号:100529490(2007)022******* 随着电子技术的飞速发展,电源技术也得到了很大的发展,它从过去不太复杂的电子电路变为今日具有较强功能的功能模块.目前,电源管理集成电路市场大部分被国外产品占据,研究开发国内的电源管理电路产品,能夺回巨大的市场[123].DC 2DC CONV ER TER 是电源管理器中一个非常大的组成部分,而采用峰值电流模控制方法的直流电压转换器是这类产品的主流,它具有瞬态响应快、稳定范围广、易于补偿等优点[426].峰值电流模控制模式的一项关键技术就是斜坡补偿.它能有效去除直流转换器在使用过程中占空比大于50%时产生的谐波振荡,对整个系统的稳定性有着至关重要的作用.设计电流模脉冲宽度调制直流转换器时,通常需要采用斜坡补偿电路来消除谐波振荡.本文设计的斜坡信号产生电路是直接在系统振荡器的基础上通过增加少量电路而得到的,充分利用了系统的资源,实现了一个高稳定性、容易叠加的斜坡信号产生电路[728].1　斜坡信号产生电路设计该斜坡产生电路和振荡器融合在一起,所以在本文中,把振荡器和斜坡产生电路放在一起描述.电路中用到两个参考电压和一个能够产生零温度系数电流的偏置电压,由于峰值电流模DC 2DC CON 2V ER TER 系统中都会存在这样的电路,为了重点介绍斜坡补偿信号产生电路,本文对这两个电路不再进行叙述,而只是作为系统资源直接利用.图1中,振荡器由P 1、P 2、P 3、P 4、P 5、P 6、P 7、N 1、N 2、N 3、N 4、N 5、C 1、C 2、i nv 1、inv 2还有一个R S 触发器组成,核心电路斜坡信号产生部分由P 8、P 9、P 10、P 11、P 12、N 6、R 1、R 2组成.刚上电瞬间,由于电容上的电压不能突变,电容C 1两端的电压为零,比较器P 6的gate 端为高电压,从而使得RS 触发器的R 端为,另一方面,上电瞬8:200092:190ia seu.ed u.c n1图1　OSC &SL OP SI G NAL 模块电路间电容C 2两端电压也为零,经过两级倒相,使得R S 触发器的S 端为0,这样RS 触发器输出端就为0,经过inv 2倒相,osc 为1(即振荡器输出为1),P 4管中的电流对电容C 2进行充电,C 2上的电压线性上升.osc 为1导致N 1管开启,C 1上电荷迅速泄放,使得P 6gate 端变为0,使得R 为0,这个时候R S 触发器为保持状态.该状态会一直维持到C 2的上升电压使得N 5管导通.由此可以看出,osc 信号高电平的维持时间由P 4对C 2充电这条支路决定.当N 5导通后,RS 触发器的S 端为1,此时R 端仍然为0,R S 触发器输出为1,经过倒相器inv 2,使得o sc 为0,N 1管截止,P 1管中电流对电容C 1进行充电,P 6管gat e 端电压线性上升,此时RS 触发器R 端和S 端均为0,处于保持状态,该状态会一直维持到P 6的gat e 端电压达到V ref 1时比较器输出翻转为止.由此可以看出,o sc 信号低电平的维持时间由P 1对C 1充电这条支路决定.该电路中,除了C 1和C 2这两条支路外,其他电路的延迟时间极短,所以该振荡器的占空比就等于这两个支路的充电时间的比.这对设计特定频率和占空比的振荡器非常方便,在普通的环振电路中,调节占空比时,频率会发生变化,而在调节频率时,占空比又会变化,很难调节.而对于这个振荡器电路,我们可以根据频率和占空比算出充电时间T on 和放电时间T off ,然后对C 1和C 2这两条支路分别进行调节,非常方便.一般的峰值电流模直流转换器中,osc 信号是作为一个复位信号使用,占空比为10%.结合电路不难看出,P 6管的gat e 端信号为一个幅度固定为V ref 1的三角波信号,我们定义为V ramp .这个信号非常有用,本文正是利用这个信号来产生同步的斜坡补偿信号的.P 8、P 9、P 10构成源跟随电路,使得P 9管的源极电压为V ramp +V gsp9.为了更方便的描述,我们将图1中的部分电路单独画出来进行讨论.假设图这条支路的电流为I ,那么从信号V +V 到V f ,我们可以得到如下等式V +V I R =V +V f ()图2　斜坡信号产生电路则有:I s =V ramp -V ref 2+V gsp 9-V gsp 11R 1(2)当设置支路电流,使得P 9管和P 11管的电流变化不太大,而且P 9和P 11管的宽长比都比较大的时候,V gsp 9≈V gsp 11.那么就有:I s =V ramp -V ref 2R 1(3)那么就有:V slope =I s R 2=(V ramp -V ref 2R 1)R 2(4)我们知道,V ramp 为一个具有固定幅度的三角波信号,由式(4)可以看出,V slope 也具有三角波的性质,其斜率为V ramp 斜率的R 2/R 1倍,调节R 2和R 1的大小比例,就可以得到我们所需要的斜率了.从式(4)可以看出,只有当V ramp >V ref 2时,V slope 才开始产生我们所需要的斜率信号.而电流模DC 2DC CONV ERT 2ER 的系统要求占空比大于50%时,斜坡补偿信号是从复位信号开始时就以一定的斜率进行补偿.P 12和N 6管就是为了满足上面的要求而采用的电路.当复位信号开始后,P 12管就以一恒定电流对电阻R 2进行充电,使得R 2上的电压降抵消式(4)中的常数项,从而使得V slope 信号的补偿效果满足系统的要求.具体示意图如图3.图3　N 6和P 12管电路的作用示意图由图3可以看出,经过抵消常数项的处理电路后,V slope 的补偿效果,等效于从原点开始就进行补偿,满足系统的要求.另外该斜坡补偿还有易于叠加的特点,只需要把需要叠加的电流信号直接注入到P 11管的漏端,那么V slope 信号就是该电流信号和斜坡补偿信号叠加后的信号.　模拟仿真结果我们采用S TR 对图进行了仿真,其中取V f =3V ,V f =5V ,R =Ω,R =8Ω215电　子　器　件第30卷82s ramp gsp9re 2:ram p gsp 9-s 1gsp 11re 212P EC E 1re 11.r e 20.140k 2k .由图4可以看出,V ramp 三角波的信号的最大幅度为1.3V.图5和图6对比,发现其斜率都为93K ,而且图6中波形起始的台阶电压为100mV 左右(常数项),和理论计算的常数项为R 2R 1V ref 2=100mV 非常吻合.图4　osc 以及V ramp 信号波形图5　V slo pe 波形(没有抵消常数相时)图6　V s lo pe 波形(抵消常数相后)3　结束语本文设计了一种结构简单、稳定性好、易于叠加的斜坡补偿信号发生电路.并通过SP EC TR E 进行了电路仿真.仿真结果显示,该斜坡补偿电路符合峰值电流模直流转换器的系统要求.具有很好的实用价值.参考文献:[1]　Philli p E.All en Do ugl as R.CMOS Analo g Cicrcuit Design[M].Hol berg.[2]　Behzad Razavi Des i gn of Analog CMOS Int egrat ed Ci rcuit s[M].[3]　K est er W and Eris man B ,Swit chi ng Regul at ors [C ]//AnalogDevices Techni cal Li brary on Po wer Management ,1999.[4]　Di xon L H ,C l osing t he Feedback Loop [R ].App endi x C ,Uni t ro de Power Supply Design Seminar ,1983,2C122C18,.[5]　Dei s ch Cecil W.Simple Switchin g Cont rol Met ho d C han gesPower Converter i nt o a Current So urce[C ]//IEEE Power E 2lect ronicsS p eciali st sConference ,1978Record :3002306(IEEE Publicat ion 78C H133725A ES).[6]　Holland B.Mo deli ng ,Anal ys i s and Compensatio n of t he Cur 2rent 2Mode C o nvert er[C ]//Proceedi ngs of Powerco n1984,11:122.[7]　Hs u Shi 2Ping ,Brown Art ,Rensin k Lo m an and MiddlebrookR D.Modeli ng and Anal ysis of Swi tching DC 2to 2DC i n Con 2st ant 2Frequency Current 2Programmed Mode[C ]//IEEE Pow 2er El ect ronics Speci ali st s C o nference 1979Reco rd :2842301(IEEE Publicat ion 79C H146123A ES ).[8]　Middlebrook R D ,Topics i n Mult ipl e 2Loop Regul at or s andCurrent Mode Programmin g [C ]//IEEE Power El ect ro nics S p eciali st s C o nference ,1985Reco rd.315第2期张洪俞,夏晓娟:一种基于峰值电流模DC 2DC 转换器的斜坡补偿电路8。

一种用于DC-DC变换器的带斜坡补偿电路的振荡器设计的开题报告

一种用于DC-DC变换器的带斜坡补偿电路的振荡器设计的开题报告1. 研究目的及意义DC-DC变换器广泛应用于电子设备中，如手机充电器、笔记本电脑等。

为了实现高效率、低成本和高可靠性，需要设计稳定的输出电压。

而周期性稳定的振荡器则是DC-DC变换器的核心。

因此，在DC-DC变换器的设计中，如何设计稳定的振荡器是非常重要和关键的。

本研究旨在设计一种带斜坡补偿电路的振荡器，以实现高效率、低成本和高可靠性的DC-DC变换器设计。

斜坡补偿电路可以有效地抑制振荡器的不稳定性，改善输出电压精度，提高DC-DC变换器的性能。

2. 研究内容及方法本研究的内容主要包括以下几个方面：（1）设计带斜坡补偿电路的振荡器。

通过仿真和实验，调整电路参数，优化振荡器的稳定性和输出电压精度。

（2）分析振荡器的工作原理。

研究振荡器的各种参数对其性能的影响和作用。

（3）比较不同类型的振荡器的性能。

通过实验比较，考虑不同类型的振荡器的优缺点，从而选择最适合DC-DC变换器的振荡器类型。

本研究的方法主要包括仿真和实验两种方法。

首先通过电路仿真软件（如LTSpice）进行仿真和优化，然后在实验室中进行实验验证。

在实验中，采用高精度的电压表、电流表等测试仪器，对变换器输出电压、输出电流和效率等参数进行测试和分析。

3. 预期成果及应用本研究预期将设计出稳定性高、输出电压精度高的带斜坡补偿电路的振荡器，并研究其工作原理和参数的选择方法。

通过实验对比，选出最适合DC-DC变换器的振荡器类型和电路参数，从而实现高效率、低成本和高可靠性的DC-DC变换器设计。

本研究成果可以应用于各种DC-DC变换器设计中，提高电源稳定性和输出电压精度，从而适应各种应用需求。

如手机充电器、笔记本电脑、LED驱动器、电力电子等。

同时，本研究方法和思路也可应用于其他电子电路的设计和优化中。

一种用于Boost DC-DC转换器的新型动态斜坡补偿电路

２原理分析
２１斜坡补偿基本原理．
是扰动电流，ｍ分别是电感电流的上升和下降ｍ、
斜率。由图２可知，过一个周期，Ａ０起的经由１引
峰值电流控制模式ＢｏｔＣ—ＤｏｓＤＣ变换器控制
收到本文时间：０７年１月２２０６日
摘
要
介绍一种用于升压型ＤＣ—ＤＣ转换器的动态斜坡补偿电路。从斜坡补偿的基本原理出发，实现补偿量随占
空比的自动调节，避免因过补偿而带来的系统瞬态响应慢和带载能力低等不良影响。电路基于０６ｍＢＣＯ．ｕｉＭＳ工艺设计，经Ｈｐｃ仿真验证达到设计目标。ｓｉｅ
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第３（０７第１５卷２０）０期
计算机与数字工程
１９５
一
种用于ＢｏｔＣ—ＤｏｓＤＣ转换器的新型动态斜坡补偿电路
胡水根邹雪城张兢孔令荣
武汉４０７）３０４（中科技大学电子科学与技术系华
作者简介：胡水根，，男硕士研究生，研究方向：大规模数模混合集成电路的设计。邹雪城，，男教授，研究方向：大规
模集成电路设计。
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１０６
计算机与数字工程
第３５卷
ｍＥ
电流误差 △ ・ＩＩ＝△ 。‘
关键词斜坡补偿升压型。Ｃ—ＤＤＣ转换器动态中图分类号Ｔ４２Ｎ３
１引言
峰值电流模式控制技术由于具有动态响应快、增益带宽大、出电感小及易于实现限流和过流保输

基于BOOST型DC／DC转换器的斜坡补偿电路

Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＡｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｗａｓｄｅｓｉｇｎｅｄｆｏｒＢＯＯＳＴＤＣ－ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ．Ｔｈｉｓｃｉｒｃｕｉｔ，ｗｈｉｃｈｆｅａｔｕｒｅｓａｓｉｍｐｌｅ
ｏｕｔｐｕｔｖｏｌｔａｇｅ，ｗｈｉｃｈｉｓｏｆｌａｒｇｅｒｖａｌｕｅｏｆｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎ．
Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣ－ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ；ｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ｐｅａｋｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｅ；ｄｙｎａｍｉｃｒｅｓｐｏｎｓｅ
ＤｅｓｉｇｎｏｆａｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｃｉｒｃｕｉｔｆｏｒＢＯＯＳＴＤＣ－ＤＣｃｏｎｖｅｒｔｅｒ
ＴｉａｎＬｅｉ・
（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＰｏｓｔｓａｎｄＴｅｌｅｃｏｍｍｕｎｉｃａｔｉｏｎｓ，Ｘｉａｎ７１０１２１，Ｃｈｉｎａ；２．ＫｅｙＬａｂ．ｏｆＨｉｇｈ —ＳｐｅｅｄＣｉｒｃｕｉｔＤｅｓｉｇｎａｎｄＥＭＣ，ＭｉｎｉｓｔｒｙｏｆＥｄｕｃａｔｉｏｎ，ＸｉｄｉａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉａｎ７１００７１，Ｃｈｉｎａ）

峰值电流型DC-DC Boost变换器斜坡补偿技术优化

２０１６年１月第３１卷第１期
西安石油大学学报（自然科学版）ＪｏｕｒｎａｌｏｆＸｉａｎＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ（ＮａｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅＥｄｉｔｉｏｎ）
文章编号：ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１６７３－０６４Ｘ．２０１６．０１．０２０中图分类号：ＴＭ４６
ＯｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｏｆＳｌｏｐｅＣｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙｏｆＤＣ—ＤＣＢｏｏｓｔＣｏｎｖｅｒｔｅｒｏｆＰｅａｋＣｕｒｒｅｎｔＭｏｄｅ
ＷＡＮＧＳｉｓｉ，ＣＨＥＮＧＷｅｉｂｉｎ，ＧＵＯＹｉｎｇｎａ，ＳＯＮＧＪｉｕｘｕ，ＹＡＮＧＺｈｉｌｏｎｇ（ＣｏｌｌｅｇｅｏｆＥｌｅｃｔｒｏｎｉｃＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＸｊＳｈｉｙｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｘｉｈｎ７１００６５，Ｓｈａａｎｘｉ，Ｃｈｉｎａ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：ＴｈｅｐｅａｋｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＤＣ－ＤＣＢｏｏｓｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｉｔｈｏｕｔｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｗｉｌｌｐｒｏｄｕｃｅｔｈｅｉｎｓｔａｂｉｌｉｔｙｐｈｅｎｏｍｅ— ｎｏｎｏｆｔｈｅｓｅｃｏｎｄｈａｒｍｏｎｉｃｏｓｃｉｌｌａｔｉｏｎ，ａｎｄｔｈｅｐｅａｋｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＤＣ—ＤＣＢｏｏｓｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｉｔｈｆｉｘｅｄｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｗｉｌｌｒｅｄｕｃｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒ．Ｆｏｒｓｏｌｖｉｎｇｔｈｅｓｅｐｒｏｂｌｅｍｓ，ａｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｉｓｐｕｔｆｏｒｗａｒｄ．Ｔｈｅｐｅａｌ（ｃｕｒｒｅｎｔｍｏｄｅｃｏｎｔｒｏｌｌｅｄＤＣ—ＤＣＢｏｏｓｔｃｏｎｖｅｒｔｅｒｗｉｔｈｏｕｔｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ，ｗｉｔｈｆｉｘｅｄｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎａｎｄｗｉｔｈｏｐｔｉｍｉｚｅｄｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｉｓａｎａｌｙｚｅｄｓｅｐａｒａｔｅｌｙ，ａｎｄｔｈｅｉｒａｖｅｒａｇｅｒｅｆｅｒｅｎｃｅｃｕｒｒｅｎｔａｎｄｉｎｄｕｃｔｉｖｅｃｕｒｒｅｎｔｅｘｐｒｅｓｓｉｏｎｓａｒｅｄｅｒｉｖｅｄ．Ｔｈｅｃｏｒ－ｒｅｃｔｎｅｓｓｏｆｔｈｅｔｈｅｏｒｅｔｉｃａｌａｎａｌｙｓｉｓａｎｄｔｈｅｅｆｅｃｔｉｖｅｎｅｓｓｏｆｔｈｅｓｌｏｐｅｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｓｔｒａｔｅｇｙｉｎｔｈｉｓｐａｐｅｒａｌｅｖｅｒｉｆｉｅｄｔｈｒｏｕｇｈｔｈｅｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｔｈｅｃｏｎｔｒａｓｔｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓ．Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＤＣ—ＤＣＢｏｏｓｔｃｏｎｖｅ￣ｅｒ；ｏｐｔｉｍｉｚａｔｉｏｎｃｏｍｐｅｎｓａｔｉｏｎ；ｒｅｆｅｒｅｎｃｅｃｕｒｒｅｎｔ；ｉｎｐｕｔｐｏｗｅｒ

boost斜坡补偿

斜坡补偿的原理
图3.4-1为峰值电流控制脉冲宽度调制（PWM ）升压型DC-DC 变换器的系统工作原理：
图3.4-1 PWM 升压型DC-DC 变换器系统工作原理图
该电路工作原理如下：锁存器Lock 在时钟信号上升沿输出高电平，功率管导通，电感电流开始上升。

电流检测感应电感电流并在比较器COMP 正端转化为电压信号，此电压信号增大到误差放大器EA 输出电压时，比较器COMP 状态翻转，锁存器输出低电平，功率管截止，电感电流开始下降，如图3.4-2所示。

图3.4-2 电感电流扰动情况
设电感电流上升的斜率为m1，下降的斜率为-m2，电感电流在一个周期开始的时候产生0I ∆的误差，经过一个周期误差变为1I ∆，得：
1201
1I m D
I D m ∆==∆- （3.4.1）占空比小于50%时，m1>m2，误差逐级减小；占空比大于50%时，m1<m2，
误差逐级放大，系统不再稳定。

在误差放大器的输出端叠加斜率为-m 的信号如图所示：
图3.4-3 加入斜坡补偿后电感电流扰动情况
12011I m m D
I D m m
∆-==∆-+ （3.4.2）要保持系统稳定，必须满足
211m m
m m
-<+ （3.4.3）根据图3.4-3可以得到：
12(1)D T m D T m ⨯⨯=-⨯⨯ （3.4.4）
将（3.4.4）带入（3.4.3），得：
21
(1)2m m D
>-⨯ （3.4.5）
将D=1（最大占空比）带入，得：
20.5m m >。

斜坡补偿电路、生成斜坡补偿电流的方法及转换器[发明专利]

专利名称：斜坡补偿电路、生成斜坡补偿电流的方法及转换器专利类型：发明专利
发明人：严之嶽
申请号：CN202010989304.0
申请日：20200918
公开号：CN112104231B
公开日：
20220322
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种斜坡补偿电路、生成斜坡补偿电流的方法及转换器，由于第一电流为固定电流，因此，可以在第一时段如占空比小于50％的时段，通过固定的较小斜率的斜坡补偿电流对DC‑DC转换器的电感电流进行补偿。

由于第二电流随第一电容的电压或电流变化而变化，且第三电流是第二电流的镜像电流，因此，在采用第一电流和第三电流对第一电容进行充电的过程中，第二电流的斜率是逐渐增大的，从而使得斜坡补偿电流即第二电流的另一个镜像电流第四电流的斜率也是逐渐增大的，进而可以在第二时段如在占空比大于50％的时段，采用斜率逐渐增大的斜坡补偿电流对电感电流进行补偿，进而可以保证DC‑DC转换器的稳定输出。

申请人：上海艾为电子技术股份有限公司
地址：201199 上海市闵行区秀文路908弄2号1201室
国籍：CN
代理机构：北京集佳知识产权代理有限公司
代理人：李婷婷
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开关DC＿DC变换器双斜坡补偿技术设计

开关DC＿DC变换器双斜坡补偿技术设计孙大成;陈智【摘要】讨论了一种采用双斜坡补偿技术的峰值电流模式控制PWM升压型DC ＿DC变换器结构，利用双斜坡信号差模输入方法有效消除了单斜坡补偿技术中存在的电路干扰对斜坡信号斜率造成的误差。

利用一个求和比较器电路同时实现了电压和电流的双环反馈以及双斜坡补偿，提高了变换器的瞬态响应速度。

%AstrructureforPWMboostDC_DCconverterbasedonPCM(PeakCurrent Mode)is discussed in this paper,in which the dual slope compensation is utilized.The dual slope compensation can effectively eliminate the circuit interference error by the common-mode rejection of a sum-compa-rator.The converter can realize the function of slope compensation and dual feedback of current inner loop and voltage outer loop at the same time.The instant response of converters has improved.【期刊名称】《微处理机》【年(卷),期】2014(000)006【总页数】4页(P8-11)【关键词】峰值电流模式;双斜坡补偿技术;脉冲宽度调制【作者】孙大成;陈智【作者单位】中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳 110032;中国电子科技集团公司第四十七研究所，沈阳 110032【正文语种】中文【中图分类】TN432开关电源常用的反馈控制技术有电压型控制和电流型控制两大类。

峰值电流模式升压型DC-DC变换器中斜坡补偿信号产生电路设计

峰值电流模式升压型DC-DC变换器中斜坡补偿信号产生电路
设计
王侠
【期刊名称】《河南大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2013(43)5
【摘要】在分析引起电流控制模式升压型DC-DC变换器产生亚谐波振荡的因素的基础上,阐述了斜坡补偿原理,采用UMC 0.6μm BiCMOS工艺设计了相应斜坡补偿电路,HSPICE仿真结果表明所设计的斜坡补偿电路所产生的补偿信号满足斜坡补偿的要求,可用作电流控制模式升压型DC-DC变换器的斜坡补偿信号.
【总页数】3页(P509-511)
【关键词】升压型DC;DC转换器;斜坡补偿;电流模式
【作者】王侠
【作者单位】西安科技大学电气与控制工程学院
【正文语种】中文
【中图分类】TP391
【相关文献】
1.峰值电流模式升压DC-DC变换器中斜坡补偿的分析与设计 [J], 陈慧宁
2.峰值电流模式变换器自适应斜坡补偿电路设计 [J], 田锦明;王经卓;曹双贵;胡全斌;董自健;樊纪山
3.峰值电流控制模式Boost DC-DC变换器的斜坡补偿研究 [J], 李璐
4.峰值电流控制模式DC-DC BUCK变换器的斜坡补偿研究 [J], 高鹏飞
5.峰值电流控制DC-DC Boost变换器优化斜坡补偿 [J], 程为彬; 李璐; 郭颖娜; 宋久旭
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峰值电流控制模式Boost DC—DC变换器的斜坡补偿研究

峰值电流控制模式Boost DC—DC变换器的斜坡补偿研究作者：李璐来源：《电脑知识与技术》2017年第13期摘要：该文简要地介绍了峰值电流控制中斜坡补偿的基本原理以及优点，并对系统的稳定条件进行了分析，研究了斜坡补偿和系统稳定的关系，最后通过斜坡补偿设计解决了系统中出现的不稳定的因素。

关键词：峰值电流；斜坡补偿中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2017）13-0228-021概述DC-DC功率变换器有许多种控制模式，最常用的有电压控制和电流控制，电流模式具有补偿电路简单，动态响应快，增益带宽大，稳定性好等优点与电压控制模式相比。

在峰值电流控制的Boost电路中，由于采用了功率开关等非线性的器件，给系统带来了非线性现象，影响变换器的性能，所以我们引入斜坡补偿的手段来实现系统的稳定性控制。

2峰值电路控制的电路原理及优缺点图1为峰值电流控制的DC-DC Boost功率变换器的原理图，输出电压u0经过采样后与设定的参考电压u ref通过电压误差放大器比较，比较后得到的信号与整流后采样电压相乘，其乘积信号作为参考电流信号，将此电流信号与流过开关管的电感电流采样信号进行比较，将电流比较器的输出PWM波形作为驱动信号来控制开关管的开通和关断。

当电感电流i L的值达到参考电流的值之前，开关管S一直处于导通状态。

当电感电流达到参考电流之时，电流比较器就会输出关断信号，使开关S处于截止状态。

峰值电流模式与平均电流模式相比具有以下优点：闭环响应速度快，具有良好的线性调整率；控制环易于设计；对并联工作的多台电源能够实现自动均流；具有瞬时峰值的电流限流功能。

3系统稳定条件分析如图2可以看出，当占空比大于0.5时，后一个开关周期的电感电流扰动误差比前一个开关周期的扰动误差要大，电感电流误差信号是振荡发散的，系统处于不稳定状态。

接下来将以数学推导的方式得到系统不稳定的条件，根据峰值电流型DC-DC Boost变换器的工作原理，可以得到系统的微分方程：即占空比小于0.5时系统稳定，占空比大于0.5时系统不稳定。

一种DC-DC转换器中斜坡与反斜坡补偿电路的设计

出震荡。此时就需要斜坡补偿电路来消除这种放大效应，维持这种电路架构的稳定性[2]。在普通的斜坡补偿电路中，通常采用在峰值流限处叠加斜坡信号来减小峰值电流，这样做显然会影响电路的带负载能力，甚至在占空比较大时无法向负载输出足够的电流。这就需要反斜坡补偿电路将“损失”的带负载能力补偿回来。本文首先从一般的分段线性补偿电路入手。通过分析分段补偿对峰值电流的影响，进一步推导和设计出一种反斜坡补偿电路，在不影响稳定性的情况下，将下降的峰值电流补偿回来。
中图分类号： TN432 文献标识码： A 文章编号： 1004-3365(2014)03-xxxx-xx
Design of Slope and Antislope Compensation in DC-DC Buck Converter
WAN Chao, DAI Xinen, ZHANG Guojun
本文设计的电路是应用于一款 500KHz 的电流模式 BUCK 型开关电源芯片。其等效电路框图如图 1 所示。
Vin
I LIMIT 1 m (m2 m1 ) t 2
(1)
也就是说，普通的斜坡补偿是以降低电源的驱动能力（ I LIMIT ）为代价提高电路稳定性的。占空比超过 50%时，电流峰值会加速下降，下降到
[1] Abraham, I, Pressman. Switching Power Supply Design, Third Edition[M]. America:The McGraw-Hill Companies Inc., 1999. 101-102 [2] Karl, Edwards. Cancellation Of Slope Compensation On Current Limit[P]. US: US6498466 Effect [3]

一种用于Boost DC-DC转换器的新型动态斜坡补偿电路

一种用于Boost DC-DC转换器的新型动态斜坡补偿电路胡水根;邹雪城;张兢;孔令荣
【期刊名称】《计算机与数字工程》
【年(卷),期】2007(35)10
【摘要】介绍一种用于升压型DC-DC转换器的动态斜坡补偿电路.从斜坡补偿的基本原理出发,实现补偿量随占空比的自动调节,避免因过补偿而带来的系统瞬态响应慢和带载能力低等不良影响.电路基于0.6um BiCMOS工艺设计,经Hspice仿真验证达到设计目标.
【总页数】4页(P159-162)
【作者】胡水根;邹雪城;张兢;孔令荣
【作者单位】华中科技大学电子科学与技术系,武汉,430074;华中科技大学电子科学与技术系,武汉,430074;华中科技大学电子科学与技术系,武汉,430074;华中科技大学电子科学与技术系,武汉,430074
【正文语种】中文
【中图分类】TN432
【相关文献】
1.一种用于Buck DC-DC转换器的自适应斜坡补偿电路 [J], 李帅;张志勇;赵武;程东
2.一种基于峰值电流模DC-DC转换器的斜坡补偿电路 [J], 张洪俞;夏晓娟
3.一种DC-DC转换器中斜坡与反斜坡补偿电路的设计 [J], 万超;代辛恩;张国俊
4.升压型DC-DC转换器中的动态斜坡补偿电路设计 [J], 来新泉;周丽霞;陈富吉
5.一种精准的升压型DC-DC转换器自调节斜坡补偿电路 [J], 刘永根;游剑;罗萍;张波;李肇基
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一种用于DC-DC变换器的指数型斜坡补偿电路

一种用于DC-DC变换器的指数型斜坡补偿电路
屠浩;张国俊
【期刊名称】《电子科学技术》
【年(卷),期】2017(004)003
【摘要】本文设计了一种指数型斜坡补偿电路,适用于峰值电流模式降压型DC-DC变换器,该电路利用固定的斜坡补偿斜率与指数型反斜坡补偿斜率的效果叠加得到补偿斜率随占空比连续变化的指数型补偿斜率,能够在低占空比时提供较小的斜坡补偿斜率,减小斜坡补偿对变换器带载能力的限制,在高占空比时提供足够的补偿斜率防止电路产生次谐波震荡.电路采用0.35μm BCD工艺,利用Hspice进行仿真,在变换器输入3.3V,占空比66%的条件下,反斜坡补偿电压斜率在导通时间达到设定值后开始呈现指数变化,证明了所设计电路的正确性.
【总页数】5页(P22-26)
【作者】屠浩;张国俊
【作者单位】电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成
都,610054;电子科技大学电子薄膜与集成器件国家重点实验室,四川成都,610054【正文语种】中文
【中图分类】TN431.1
【相关文献】
1.一种用于Buck DC-DC转换器的自适应斜坡补偿电路 [J], 李帅;张志勇;赵武;程东
2.一种用于Boost DC-DC转换器的新型动态斜坡补偿电路 [J], 胡水根;邹雪城;张兢;孔令荣
3.降压型DC-DC变换器中的自调节斜坡补偿电路设计 [J], 赵雪浩;刘文昊
4.峰值电流模式升压型DC-DC变换器中斜坡补偿信号产生电路设计 [J], 王侠
5.一种用于PWM变换器的斜坡补偿电路设计 [J], 徐静平;王虎;钟德刚;谭亚伟因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。