本發(fā)明涉及dc-dc穩(wěn)壓器，具體涉及一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器方法和電路。

背景技術(shù)：

1、dc-dc穩(wěn)壓器是一種將一個(gè)固定的直流電壓轉(zhuǎn)換為另一個(gè)固定或可調(diào)的直流電壓的電子設(shè)備。它們在各種電子系統(tǒng)中廣泛應(yīng)用，用于提供穩(wěn)定的電源，確保電路的正常工作。

2、在dc-dc穩(wěn)壓器中，普遍包含如鎖相環(huán)pll、壓控振蕩器vco和功率放大器pa等對噪聲敏感的器件，因此在利用dc-dc變換器的變換過程中，必須要注意降低噪聲，來保證信號的準(zhǔn)確性和可靠性。針對dc-dc穩(wěn)壓器中的噪聲問題，目前主要是利用ldo低壓差線性穩(wěn)壓器和dc-dc變換器結(jié)合的方式來進(jìn)行優(yōu)化，這是因?yàn)椋?dāng)前主流的dc-dc變換器對高頻噪聲的抑制效果較好，但低頻噪聲較大，低頻噪聲是100khz以內(nèi)的噪聲，而ldo低壓差線性穩(wěn)壓器的低頻噪聲抑制效果好但高頻噪聲抑制效果差，所以將二者結(jié)合，使用dc-dc變換器+ldo低壓差線性穩(wěn)壓器的組合方式，來實(shí)現(xiàn)全頻段低噪聲的電源供電，使得最終噪聲的測量值也能夠控制在幾百uv到幾mv之間。

3、但是，目前采取的這些措施至少包含以下三種問題：

4、1）布局面積增大，效率相對于單dc-dc變換器而言略有降低；

5、2）需要考慮dc-dc變換器的開關(guān)頻率和ldo低壓差線性穩(wěn)壓器帶寬的限制，實(shí)際設(shè)計(jì)時(shí)受器件限制較多并且需要考慮大量參數(shù)的兼容，極為繁瑣；

6、3）對低頻噪聲的抑制效果仍然不足，進(jìn)而導(dǎo)致最終輸出的噪聲也仍然較大。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、針對上述三個(gè)問題，本發(fā)明的目的是提出一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器方法和電路，利用超低噪聲電流源作為誤差放大器同相輸入端的基準(zhǔn)并省卻了輸出端vout的分壓網(wǎng)絡(luò)，有效的降低了輸出端vout的低頻噪聲，還優(yōu)化了dc-dc穩(wěn)壓器的整體電路結(jié)構(gòu)，得到一個(gè)超低噪聲的dc-dc穩(wěn)壓器，使得設(shè)計(jì)更簡單且效率更高。

2、通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

3、首先，提出了一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器方法，包括如下步驟：s1、設(shè)置pwm控制器、高側(cè)mos管q1和低側(cè)mos管q2，將高側(cè)mos管q1和低側(cè)mos管q2接收輸入端vin的供電，同時(shí)利用pwm控制器控制高側(cè)mos管q1和低側(cè)mos管q2的開關(guān)；s2、設(shè)置電流采樣電路、比較器和斜坡補(bǔ)償電路，利用電流采樣電路對步驟s1中高側(cè)mos管q1的漏極進(jìn)行采樣，將采樣的結(jié)果輸出至比較器并利用斜坡補(bǔ)償電路對采樣的結(jié)果進(jìn)行補(bǔ)償；s3、設(shè)置功率電感l(wèi)和補(bǔ)償放大電路，將補(bǔ)償放大電路連接在輸出端vout和比較器之間，同時(shí)在步驟s1的高側(cè)mos管q1和低側(cè)mos管q2之間通過功率電感l(wèi)連接輸出端vout完成對外輸出；其中，補(bǔ)償放大電路包括誤差放大器ea、type2型補(bǔ)償電路和采用電流基準(zhǔn)的參考電壓電路，誤差放大器ea的反相輸入端連接到輸出端vout，誤差放大器ea的同相輸入端接收參考電壓電路的參考電壓，誤差放大器ea的輸出端連接至比較器且并接type2型補(bǔ)償電路。

4、此外，還提出了一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器電路，采用上述的方法進(jìn)行運(yùn)行，包括電流采樣電路、高側(cè)mos管q1、低側(cè)mos管q2、pwm控制器、斜坡補(bǔ)償電路、比較器、補(bǔ)償放大電路、輸入端vin和輸出端vout；其中，電流采樣電路包括采樣電阻r4和電流采樣放大器；輸入端vin經(jīng)過采樣電阻r4后進(jìn)入高側(cè)mos管q1的漏極，高側(cè)mos管q1的源極連接低側(cè)mos管q2的漏極，高側(cè)mos管q1和低側(cè)mos管q2的柵極均連接pwm控制器，兩個(gè)mos管之間通過功率電感l(wèi)連接到輸出端vout，在功率電感l(wèi)和輸出端vout之間還并接有接地的電容cout；電流采樣放大器用于對采樣電阻r4進(jìn)行采樣并輸出鋸齒波信號到比較器的同相輸入端，比較器的輸出端輸出到pwm控制器；斜坡補(bǔ)償電路用于對鋸齒波信號進(jìn)行斜坡補(bǔ)償；補(bǔ)償放大電路包括誤差放大器ea、type2型補(bǔ)償電路和參考電壓電路，誤差放大器ea的反相輸入端連接到輸出端vout，誤差放大器ea的同相輸入端接收參考電壓電路的參考電壓，誤差放大器ea的輸出端連接至比較器的反相輸入端且并接type2型補(bǔ)償電路。

5、在輸出端vout舍棄分壓網(wǎng)絡(luò)，轉(zhuǎn)而使用超低噪聲電流源作為誤差放大器同相輸入端的基準(zhǔn)來實(shí)現(xiàn)超低噪聲，既方便進(jìn)行調(diào)節(jié)，又能夠避免分壓網(wǎng)絡(luò)本身在運(yùn)行時(shí)的熱噪聲影響，使得電路設(shè)計(jì)更簡單且效率更高。

6、優(yōu)選地，參考電壓電路包括電容c2、電阻r4和電流源iref；電容c2和電阻r4并聯(lián)在電流源iref的兩端且均接地，用于濾除電流源iref的噪聲，同時(shí)電流源iref通過電阻r4產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓降作為誤差放大器ea的同相輸入端的電壓。利用電流源通過電阻r4產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓降，可以有效的為誤差放大器ea提供參考電壓并降低噪聲。

7、優(yōu)選地，type2型補(bǔ)償電路包括電阻r3、接地的電容c1和接地的電容c3，電容c3并聯(lián)在誤差放大器ea的輸出端，電容c1經(jīng)過電阻r3并接在誤差放大器ea的輸出端。利用type2型補(bǔ)償電路進(jìn)行補(bǔ)償，可以提升穩(wěn)定性以及實(shí)現(xiàn)精確的開關(guān)控制。

8、優(yōu)選地，電流源iref采用超低噪聲電流源。選用超低噪聲電流源，可以有效降低最終的輸出端vout的噪聲。

9、本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比具有的有益效果是：

10、本發(fā)明的技術(shù)方案，利用超低噪聲電流源作為誤差放大器同相輸入端的基準(zhǔn)并省卻了輸出端vout的分壓網(wǎng)絡(luò)，有效的降低了輸出端vout的噪聲，還優(yōu)化了dc-dc穩(wěn)壓器的整體電路結(jié)構(gòu)，得到一個(gè)超低噪聲的dc-dc穩(wěn)壓器，使得設(shè)計(jì)更簡單且效率更高。

技術(shù)特征：

1.一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器方法，其特征在于，包括如下步驟：

2.一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器電路，采用如權(quán)利要求1所述的一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器方法進(jìn)行運(yùn)行，其特征在于，包括電流采樣電路、高側(cè)mos管q1、低側(cè)mos管q2、pwm控制器、斜坡補(bǔ)償電路、比較器、補(bǔ)償放大電路、輸入端vin和輸出端vout；

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器電路，其特征在于，參考電壓電路包括電容c2、電阻r4和電流源iref；電容c2和電阻r4并聯(lián)在電流源iref的兩端且均接地，用于濾除電流源iref的噪聲，同時(shí)電流源iref通過電阻r4產(chǎn)生穩(wěn)定的電壓降作為誤差放大器ea的同相輸入端的電壓。

4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器電路，其特征在于，type2型補(bǔ)償電路包括電阻r3、接地的電容c1和接地的電容c3，電容c3并聯(lián)在誤差放大器ea的輸出端，電容c1經(jīng)過電阻r3并接在誤差放大器ea的輸出端。

5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲dc-dc穩(wěn)壓器電路，其特征在于，電流源iref采用超低噪聲電流源。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲DC?DC穩(wěn)壓器電路，包括電流采樣電路、高側(cè)MOS管、低側(cè)MOS管、PWM控制器、斜坡補(bǔ)償電路、比較器和補(bǔ)償放大電路；電流采樣放大器用于采樣并輸出信號到比較器，比較器輸出到PWM控制器；補(bǔ)償放大電路包括誤差放大器、type2型補(bǔ)償電路和參考電壓電路，誤差放大器的同相輸入端接收參考電壓，輸出端連接至比較器且并接type2型補(bǔ)償電路。此外，還公開一種采用電流基準(zhǔn)的超低噪聲DC?DC穩(wěn)壓器方法，用上述電路實(shí)現(xiàn)超低噪聲DC?DC穩(wěn)壓器的設(shè)計(jì)。本發(fā)明用超低噪聲電流源作為誤差放大器同相輸入端的基準(zhǔn)并省卻了輸出端的分壓網(wǎng)絡(luò)，有效的降低了輸出端的噪聲。

技術(shù)研發(fā)人員：黃積淼,徐劍
受保護(hù)的技術(shù)使用者：南京星問科技有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/6