本发明属于集成电路，具体涉及一种自适应的dc-dc变换器驱动电路。
背景技术：
1、开关电源是通过控制功率管的开关，以及电感电容二极管相互配合来进行电压的变换，功率管开关的频率对电路有很大影响，更高的频率一方面有利于减小电感电容的体积，另一方面可以提高电路的动态响应，能够更快调节输出电压以响应负载变化。然而更高的开关频率会产生较大的di/dt和dv/dt转换，芯片上都有寄生电感和寄生电容，大的di/dt和dv/dt变化会引起电压和电流的突变，干扰芯片内部电路的正常工作，如果不加以控制会引起严重的emi问题，影响到周围器件的正常工作，甚至引发故障。目前已有一些方案来减小emi噪声的影响，一种是优化内部电路，把驱动电路做慢，比如分两段电流进行驱动或者在功率管栅端加电阻以减慢管子开启或关断的速度，一种是在外部加输入滤波器，以防止emi噪声进入总线。目前大多数优化emi问题都是采用这两种方案。
2、缺点：首先在功率管栅端加电阻的方式会导致在整个开关管导通与关断过程中的速度比较慢，会产生很大开关损耗导致发热和效率降低，其次对驱动电路进行分段的方法相对于前一种方法有所改善，但具体在什么时候去分这个点不好把握，还有就是在设计电路时通常需要按照最严酷条件去设计，比如要从最大输出电压和最大输入电流的方式去考虑，但这又会导致正常工作或者低压低电流工作情况下速度比较慢，仍然会产生一部分开关损耗导致效率降低。最后在外部加输入滤波器的方法能够很大程度上减轻emi问题，但无法减轻其对芯片内部电路的影响，并且输入滤波器体积较大，价格也较为昂贵。因此除非对体积和成本没有要求，一般不会选择此种方法。
技术实现思路
1、为解决驱动过快或者过慢导致的emi问题和效率降低问题，通过采样输入电流和输出电压的大小去控制功率管的充电电流，实现一种自适应输入电流和输出电压的dc-dc变换器驱动电路，本发明的技术方案如下：一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，所述电路包括电流采样电路、电流大小判别电路、运算跨导放大器电路以及功率管驱动电路，电流采样电路把输入电流信号转化为电压信号，所述运算跨导放大器电路把输出电压转化为驱动电流，电流大小判别电路对该电压信号进行判定并输出控制信号到驱动电路，驱动电路会根据该控制信号的高低去控制功率管驱动电流的大小。
2、作为本发明的一种改进，所述电流采样电路中，电感电流在采样电阻rsense上产生压降，导致vr+和vr-两端电压不相等，pm3管的源极接在运放的负向输入端，漏极串联电阻到地，运放的输出接至pm3管的栅极，由此构成反馈结构，从而保证运放在正常工作时的两个输入端电压vin-等于vin+，其中二极管d1和d2用于钳位。
3、作为本发明的一种改进，所述电流采样电路中，当电感电流增大时vin-电压升高，pm1漏端电压升高，导致pm3漏端电压降低，采样电流isense将增大，使得r1上电压降增大，最终vin-电压降低，当电感电流减小时vin-电压降低，pm1漏端电压降低，导致pm3漏端电压升高，采样电流isense将减少，使得r1上电压降减少，最终vin-电压升高，使得vin-＝vin+，设流经电阻r1和r2的电流分别为i1和i2，则运放的两个输入端电压为：
4、vr+-vr-＝rsenseil (1-1)
5、vin-＝vin+ (1-2)
6、vr+-vin-＝i1r1 (1-3)
7、vr--vin+＝i2r2 (1-4)
8、isense＝i1-i2 (1-5)
9、其中r1＝r2，将式(1-1)到(1-5)联合可得：
10、
11、电流在电阻上产生压降为：
12、
13、通过式(1-4)可知，可以适当的选择采样电阻rsense和r1的电阻值就可以得到想要的电流增益，然后通过电阻r3将采样的电流转化为电压，以供后续电流大小判别电路使用。
14、作为本发明的一种改进，所述电流大小判别电路包括前置放大级、中间级和输出级，前置放大器的作用是放大输入信号，降低失调电压，提高比较器的速度，该电路采用pmos对管输入，mos二极管做负载，三级级联构成，中间级采用以pmos为对管的五管差分结构，输出级采用共源级，通过增加五管结构的尾电流，增大输出摆率，以加快比较器速度，施密特触发器用于模数转换，最后两级反相器增加驱动能力。
15、作为本发明的一种改进，所述运算跨导放大器电路输入级采用了自偏置分流电流镜结构以及输出级的共源共栅结构以提高增益，前者增大跨导，后者增加输出电阻，自偏置结构由pm2-pm3，nm2-nm5构成，pm2和pm3构成一组差分对，nm2、nm3、nm4、nm5构成两组分流电流镜，nm2和nm5分别镜像nm3和nm4的电流，在a点和b点实现电流的分流，这样能够保证pm1和pm2，pm3和pm4的跨导相加，增大电路的有效跨导，同时由于nm2和nm5的分流，使得最终到输出级的电流减小。
16、作为本发明的一种改进，当采样电阻r4上的压降较大即输出电压比较大的时候，相当于在输入端加负的阶跃信号，当vin->vin+时，pm1(pm16)电流迅速减小，pm2(pm15)电流迅速增加，a点降低b点升高，a点降低导致nm12栅端升高，nm12导通，通路pm14-pm15-nm14-nm13-nm12形成，输出可通过此通路进行电流泄放。
17、作为本发明的一种改进，当nchon功率管开启信号为高时，由于同属不同的电压域，nchon属于数字阈，驱动电路属于功率阈，需要经过level shifter之后作为驱动电路内部功率管开启信号，当nchon为高时，驱动电路会采样功率管gate电压，当vgate<vth时，pm2导通，会有多一路电流给功率管gate充电加速功率管的导通，当vgate>vth之后，pm2截止，该电流消失，电感电流开始上升，此时电流采样电路会对电流进行采样。
18、作为本发明的一种改进，当vsense<vref1时，v_oc1＝0，v_oc2＝0，在mos管导通过程中，驱动电流i2和i3全部去充功率管的gate，当vsense>vref1时，v_oc1＝1，v_oc2＝0，在mos管导通过程中，去除一路充电电流i2，当vsense>vref2时，v_oc1＝1，v_oc2＝1，在mos管导通过程中，再去除一路充电电流i3，以降低di/dt的大小，vgate>vth+vov时，一路与输出电压成反比的电流去给功率管栅端充电，vgate>2vth时认为mos管已经基本导通，此时增加一路电流i5给功率管栅端充电加速功率管的完全导通，当nchon为低时，mos管栅端会通过nm4管放电，使得mos栅端电压降为零，mos管截止。
19、相对于现有技术，本发明的有益效果为：
20、1)结合电流采样电路和输出电压采样电路，根据输入电流和输出电压的大小，自适应的控制驱动电流的大小从而能够获得相对可控的di/dt和dv/dt，有效的抑制了emi噪声；
21、2)传统驱动电路为了降低emi噪声，把驱动做的很慢从而会产生很大开关损耗导致发热和效率降低，本发明由于能够自适应的调节功率管的充电速度，在一定程度上可以减少开关损耗，优化效率。
1.一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，所述电路包括电流采样电路、电流大小判别电路、运算跨导放大器电路以及功率管驱动电路，电流采样电路把输入电流信号转化为电压信号，所述运算跨导放大器电路把输出电压转化为驱动电流，电流大小判别电路对该电压信号进行判定并输出控制信号到驱动电路，驱动电路会根据该控制信号的高低去控制功率管驱动电流的大小。
2.根据权利要求1所述的一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，所述电流采样电路中，电感电流在采样电阻rsense上产生压降，导致vr+和vr-两端电压不相等，pm3管的源极接在运放的负向输入端，漏极串联电阻到地，运放的输出接至pm3管的栅极，由此构成反馈结构，从而保证运放在正常工作时的两个输入端电压vin-等于vin+，其中二极管d1和d2用于钳位。
3.根据权利要求1所述的一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，所述电流采样电路中，当电感电流增大时vin-电压升高，pm1漏端电压升高，导致pm3漏端电压降低，采样电流isense将增大，使得r1上电压降增大，最终vin-电压降低，当电感电流减小时vin-电压降低，pm1漏端电压降低，导致pm3漏端电压升高，采样电流isense将减少，使得r1上电压降减少，最终vin-电压升高，使得vin-＝vin+，设流经电阻r1和r2的电流分别为i1和i2，则运放的两个输入端电压为：
4.根据权利要求1所述的一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，所述电流大小判别电路包括前置放大级、中间级和输出级，前置放大器的作用是放大输入信号，降低失调电压，提高比较器的速度，该电路采用pmos对管输入，mos二极管做负载，三级级联构成，中间级采用以pmos为对管的五管差分结构，输出级采用共源级，通过增加五管结构的尾电流，增大输出摆率，以加快比较器速度，施密特触发器用于模数转换，最后两级反相器增加驱动能力。
5.根据权利要求1所述的一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，所述运算跨导放大器电路输入级采用了自偏置分流电流镜结构以及输出级的共源共栅结构以提高增益，前者增大跨导，后者增加输出电阻，自偏置结构由pm2-pm3，nm2-nm5构成，pm2和pm3构成一组差分对，nm2、nm3、nm4、nm5构成两组分流电流镜，nm2和nm5分别镜像nm3和nm4的电流，在a点和b点实现电流的分流，这样能够保证pm1和pm2，pm3和pm4的跨导相加，增大电路的有效跨导，同时由于nm2和nm5的分流，使得最终到输出级的电流减小。
6.根据权利要求5所述的一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，当采样电阻r4上的压降较大即输出电压比较大的时候，相当于在输入端加负的阶跃信号，当vin->vin+时，pm1电流迅速减小，pm2电流迅速增加，a点降低b点升高，a点降低导致nm12栅端升高，nm12导通，通路pm14-pm15-nm14-nm13-nm12形成，输出可通过此通路进行电流泄放。
7.根据权利要求5所述的一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，当nchon功率管开启信号为高时，由于同属不同的电压域，nchon属于数字阈，驱动电路属于功率阈，需要经过level shifter之后作为驱动电路内部功率管开启信号，当nchon为高时，驱动电路会采样功率管gate电压，当vgate<vth时，pm2导通，会有多一路电流给功率管gate充电加速功率管的导通，当vgate>vth之后，pm2截止，该电流消失，电感电流开始上升，此时电流采样电路会对电流进行采样。
8.根据权利要求7所述的一种自适应的dc-dc变换器驱动电路，其特征在于，当vsense<vref1时，v_oc1＝0，v_oc2＝0，在mos管导通过程中，驱动电流i2和i3全部去充功率管的gate，当vsense>vref1时，v_oc1＝1，v_oc2＝0，在mos管导通过程中，去除一路充电电流i2，当vsense>vref2时，v_oc1＝1，v_oc2＝1，在mos管导通过程中，再去除一路充电电流i3，以降低di/dt的大小，vgate>vth+vov时，一路与输出电压成反比的电流去给功率管栅端充电，vgate>2vth时认为mos管已经基本导通，此时增加一路电流i5给功率管栅端充电加速功率管的完全导通，当nchon为低时，mos管栅端会通过nm4管放电，使得mos栅端电压降为零，mos管截止。
