一种自适应斜坡补偿电路

基于CMOS工艺设计了一种能够自动调节补偿斜率的斜坡补偿电路。该电路可以跟随输入和输出信号的变化，相应地给出适当的斜坡补偿量，不仅使得峰值电流模式BOOST变换器可以稳定工作，而且可以避免补偿不当的现象，保证变换器有足够快的瞬态响应。仿真结果表明该电路产生的斜坡补偿信号的精度可以达到83%以上。
关 键 词 峰值电流模式BOOST变换器; 斜坡补偿; 自动调节补偿斜率

随着便携式电子产品的增多，开关电源(Switching Mode Power Supply，SMPS)以其小型、轻量、稳压范围大和高效率等特点被广泛应用于以电子计算机为主导的各种终端设备、通信设备等的电子设备中，是当今电子信息产业飞速发展不可缺少的一种电源方式。
开关电源从电路的拓扑结构上分类，可以分为电压控制模式和电流控制模式两种。其中峰值电流控制模式开关电源以其动态响应快、补偿电路简单、增益带宽大、输出电感小、易于均流等特点被大量采用。由于峰值电流控制模式存在着诸如：(1) 信号占空比大于50%时，环路不稳定；(2) 电感平均电流波动；(3) 次谐波振荡等问题，所以需要斜坡补偿电路来消除这些缺陷[1-4]。
在实际应用中，应根据具体的开关电源电路给出适当的斜坡补偿量，否则在斜坡补偿量过大时会产生过补偿现象，降低整体电路的动态相应时间；反之，则会产生欠补偿现象，不能完全消除峰值电流控制模式存在的缺陷，不能可靠地保证整体电路稳定地工的[2-4]。由于BOOST变换器的斜坡补偿所要求的补偿量需同时考虑输入和输出信号的影响，所以需要使用能够自动调节补偿斜率的斜坡补偿电路。文献[4]中报道的自动调节补偿斜率的斜坡补偿电路是基于BiCMOS工艺实现的，由于电路中BE结电压不能够完全地被消除，所以产生的斜坡补偿信号精度不高；此外，在输入电压以还需一个电源供电，不适合实际的应用。本文完全基于互补金属-氧化物-半导体(Complementary Metal Oxide Semiconductor，CMOS)工艺设计了一种根据具体情况，自动调节补偿斜率的斜坡补偿电路，其精度可以达到83%以上，同时还保证了整体电路的稳定工作和足够的动态相应速度。