本发明属于集成电路和功率电子领域，具体涉及一种用于自适应恒定导通时间(adaptive constant on- time mode ,acot)控制型 buck 变换器的谷值电流限产生电路。
背景技术：
1、dc- dc buck 变换器芯片在全负载范围具有良好的效率，体积小，是当下各种电子系统中最为常见的芯片，如服务器、通讯基站、手机等都会集成各种不同用途的电源芯片。目前电源芯片正朝着低功耗、高效率、小体积、高功率密度、更快的瞬态响应的方向发展。快速的瞬态响应意味着电源电压在负载跳变时能快速恢复，cot 控制型 buck 变换器由于其快速的瞬态响应、控制结构简单等优点获得了学术界和工业界的广泛研究和应用。采用 cot 控制的电流模式 buck 变换器通过对导通时间进行固定计时产生上管关断也即下管导通信号，后将电感电流与谷值电流限进行比较产生下管关断也即上管导通信号，以达到调整输出电压的目的。cot 控制的电流模式 buck 变换器即使占空比大于 50％也能够保持稳定，可以避免峰值电流模控制的次谐波振荡，无需设计斜坡补偿电路；轻负载时，cot 控制的电流模式buck 变换器根据是否允许电感反流可分为两种工作状态。不允许电感反流时，轻负载处于不连续导通模式(dcm)，频率降低，能够实现高的转换效率；允许电感反流时，轻负载处于连续导通模式(ccm)，频率不变，能够实现低的纹波，但效率很低。为了解决 cot 控制的电磁兼容问题，常采用 acot，其导通时间随输入输出变化而变化以维持恒定频率。对于轻载支持电感反流选项的 acot 控制的电流模 buck 变换器，在保持低输出纹波性能的同时，需产生正负平滑切换的谷值电流限。
技术实现思路
1、本发明的目的，在于提出一种适用于轻载支持电感反流选项的 acot 控制型buck 变换器的谷值电流限产生电路，重负载时可以为其提供正的谷值电流限，轻负载时可以为其提供负的谷值电流限。从而使 buck 变换器在全负载范围都具有低纹波性能，以及快速负载瞬态响应。应用本发明的 acot 控制型 buck 变换器相较传统的 acot 控制型buck 变换器不仅可以在轻载时处于不连续导通状态来获得高效率，还可以提供允许电感反流的选项，使轻载时处于连续导通状态，保持低输出纹波的特性。
2、为实现上述目的，本发明的技术方案为：一种适用于轻载支持电感反流选项的acot 控制型 buck 变换器的正负谷值电流比较器电路，包括误差放大器 ea、正负谷值电流比较器。正负谷值电流比较器将误差放大器的输出 vc 转化为在零值平滑切换的谷值电流限，并输出电感电流 il和该谷值电流限的比较结果。
3、图1为本发明的架构。所述误差放大器ea的同相端接buck内部基准电压vref，反相端接buck芯片的反馈电压vfb，输出端将正负谷值电流限与电感电流的比较结果输出给后续逻辑处理电路。电流差分谷值限比较电路的输出co接图2的逻辑与驱动模块。图2为应用本发明的buck变换器。自适应计时模块和本发明均连接逻辑与驱动模块，逻辑与驱动模块连接功率下管nld1和功率上管nld2的栅极。功率下管nld1的源极接地，功率上管nld2的漏极接电源。功率下管nld1的漏极接功率上管nld2的源极，该结点称为sw节点。电感l1一端接sw点，另一端接电容c2。电容c2一端接电阻r2，电容c2另一端接地，电阻r2的另一端接电阻r3，电阻r3另一端接地。电阻r2和电阻r3相连的结点接本发明误差放大器ea的反相端。
4、所述正负谷值电流比较器电路包括第一 nmos 管 mn1、第二 nmos 管 mn2、第三nmos管 mn3、第四 nmos 管 mn4、第五 nmos 管 mn5、第六 nmos 管 mn6、第七 nmos 管mn7、第八 nmos管 mn8、第九 nmos 管 mn9、第一 pmos 管 mp1、第二 pmos 管 mp2、第三pmos 管 mp3、第四 pmos管 mp4、第五 pmos 管 mp5、第六 pmos 管 mp6、第七 pmos 管mp7、第八 pmos 管 mp8、第九 pmos管 mp9、第一电阻 r1、第二电阻 r2、第三电阻 r3、第四电阻 r4、第五电阻 r5、第一电流源 i1。
5、第三 nmos 管 mn3 的栅极接误差放大器 ea 的输出端，第一 nmos 管 mn1 的源极接电流源的下端，漏极接地。第二 nmos 管 mn2 的源极接地，漏极与第一 pmos 管 mp1的漏极和第二pmos 管 mp2 的栅极相接。第三 nmos 管 mn3 的漏极与第二 pmos 管 mp2的漏极以及第六 nmos管 mn6 的栅极相接。第四 nmos 管 mn4 的漏极与第三 pmos 管mp3 的漏极以及第五 nmos 管 mn5的栅极相接，其栅极与第一电阻 r1 一端相接。第六nmos 管的漏极与第五 pmos 管 mp5 的漏极相接，源极与第七 nmps 管 mn7 的漏极相接。第八 nmos 管的漏极与第六 pmos 管 mp6 的漏极以及 mn9 的栅极相接。第九 nmos 管mn9 的漏极与第七 pms 管 mp7 的漏极相接，其源极与电阻r1 的一端相接。
6、第一 pmos 管 mp1 的漏极、源极、第二 pmos 管 mp2 的栅极、第三 pmos 管 mp3的栅极、第六 pmos 管 mp6 的栅极、第九 pmos 管 mp9 的栅极相接。第四 pmos 管 mp4栅极源极相接，第五 pmos 管 mp5 栅极源极相接，漏极与第六 pmos 管 mp6 的栅极相接。第七 pmos 管 mp7 的栅极与第八 pmos 管 mp8 的栅极相接，电阻 r4 的一端与电阻 r2的一端以及后续比较器的负端相接，电阻 r2 的另一端接 sw 电位。电阻 r5 的一点与电阻 r3 的一端以及后续比较的正端相接，电阻 r3 的另一端接地。
7、本发明的有益效果为，本发明可以为轻载支持电感反流选项的 acot 控制型buck 变换器提供谷值电流限，重负载时提供正的谷值电流限，轻负载时提供负的谷值电流限。应用本发明的 acot 控制型 buck 变换器相较传统的 acot 控制型 buck 变换器不仅可以在轻载时处于不连续导通状态来获得高效率，还可以提供允许电感反流的选项，牺牲效率换取低纹波的性能。
1.一种acot控制型buck变换器的谷值电流限产生电路，其特征在于，包括误差放大器ea、正负谷值电流产生电路和谷值电流比较电路，所述误差放大器ea的同相端接buck内部基准电压vref，反相端接buck芯片的反馈电压vfb，输出端接正负谷值电流限产生电路的输入端；正负谷值电流限产生电路的输出端接谷值电流比较器电路的输入端；谷值电流比较器电路的输出端接buck变换器的逻辑与驱动模块；所述正负谷值电流限电流产生电路包括第一nmos管mn1、第二nmos管mn2、第三nmos管mn3、第四nmos管mn4、第五nmos管mn5、第六nmos管mn6、第七nmos管mn7、第八nmos管mn8、第九nmos管mn9、第一pmos管mp1、第二pmos管mp2、第三pmos管mp3、第四pmos管mp4、第五pmos管mp5、第六pmos管mp6、第七pmos管mp7、第八pmos管mp8、第九pmos管mp9、第一电阻r1、第二电阻r2、第三电阻r3、第四电阻r4、第五电阻r5、第一电流源i1、；第三nmos管mn3的栅极接误差放大器ea的输出端，第一nmos管mn1的源极接电流源的下端，漏极接地。第二nmos管mn2的源极接地，漏极与第一pmos管mp1的漏极和第二pmos管mp2的栅极相接。第三nmos管mn3的漏极与第二pmos管mp2的漏极以及第六nmos管mn6的栅极相接。第四nmos管mn4的漏极与第三pmos管mp3的漏极以及第五nmos管mn5的栅极相接，其栅极与第一电阻r1一端相接。第六nmos管的漏极与第五pmos管mp5的漏极相接，源极与第七nmps管mn7的漏极相接。第八nmos管的漏极与第六pmos管mp6的漏极以及mn9的栅极相接。第九nmos管mn9的漏极与第七pms管mp7的漏极相接，其源极与电阻r1的一端相接；第一pmos管mp1的漏极、源极、第二pmos管mp2的栅极、第三pmos管mp3的栅极、第六pmos管mp6的栅极、第九pmos管mp9的栅极相接。第四pmos管mp4栅极源极相接，第五pmos管mp5栅极源极相接，漏极与第六pmos管mp6的栅极相接。第七pmos管mp7的栅极与第八pmos管mp8的栅极相接，电阻r4的一端与电阻r2的一端以及后续比较器的负端相接，电阻r2的另一端接sw电位。电阻r5的一点与电阻r3的一端以及后续比较的正端相接，电阻r3的另一端接地。
