基于自适应占空比调整的Buck-Boost型DC-DC变换器瞬态响应增强方法

针对传统脉冲宽度调制(PWM)峰值电流模的DC-DC变换器面临的瞬态响应能力有限的问题,提出了一种应用于Buck-Boost型变换器的瞬态响应增强方法,通过自适应时钟控制和DAC输出可变基准电压共同作用使得占空比迅速饱和,进一步提升了电感电流转换速率,从而加速瞬态响应;同时针对传统的负载瞬态检测产生的固有延时以及无法应用于动态电压调节(DVS)的系统等诸多的问题,提出了一种基于占空比采样的快速瞬态检测方法,该方法检测精度高、速度快且受PVT的影响较小.基于0.18μm高压BCD工艺,对提出的方法进行了具体电路设计与版图寄生参数提取,仿真验证结果表明:时钟频率为1~2 MHz,负载电流在5 ns内从-20 mA快速步进至-620 mA的设计环境下,本文提出的瞬态增强方法使得负载瞬态响应的过冲/跌落电压降至33 mV/39 mV;过冲/跌落恢复时间降至5μs/12μs.相比于现有系统,减小了62%/56%的过冲/跌落电压;过冲/跌落恢复时间减小了92%/80%,为快速瞬态响应的PWM峰值电流模DC-DC提供了一定理论支撑.