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【嘉勤点评】南芯的升降压控制器专利，通过误差电压信号减去电感电流采样信号，并结合两路斜坡补偿信号实现对升降压比较器的翻转控制，从而实现转换器在不同的升降压模式下工作，切换更加平滑，电流纹波和电压纹波更小。
集微网消息，南芯推出集成Power MOS同步升降压变换器，支持最大22V的输入及输出电压，无论是输出电压高于、低于或等于输入电压，都能提供出色的电源效率和电压调节，非常适合USB-HUB、移动电源、适配器等应用。
升降压DC-DC转换器的应用非常灵活，当输出设定电压低于输出电压的时候，转换器工作在BUCK降压模式，反之为BOOST升压模式，而当输出电压与输入电压接近时，转换器工作在BUCK-BOOST模式，转换器可以根据输入/输出电压大小自动调节工作模式，在上述三种模式下无缝切换，稳定输出。然而现有升降压转换器在BUCK-BOOST模式下的控制比较复杂，且在三种模式间的切换连续度上还有优化空间。
为此，南芯于2020年2月20日申请了一项名为“一种升降压DC-DC转换器及控制方法”的发明专利（申请号: 202010103461.7）,申请人为上海南芯半导体科技股份有限公司。
图1 升降压DC-DC转换器电路结构示意图
图1为本发明提出的一种升降压DC-DC转换器电路结构示意图，其中包括PWM逻辑控制器，功率管Q1、Q2、Q3、Q4的栅极均与PWM逻辑控制器相连，电感L连接于功率管Q2、Q3的漏极之间，比较器COMP1、COMP2的输出端与PWM逻辑控制器相连，减法器输出端与比较器COMP1的正极和比较器COMP2的负极均相连，电流采样电路与减法器的负极相连，误差放大器A1的输出端与减法器的正极相连，斜率补偿电路两路输出端分别与比较器COMP1的负极和比较器COMP2的正极相连，时钟电路与斜率补偿电路相连。
其中，电流采样电路的另一端与输入端Vin、输出端Vout或者电感L中的一端相连；时钟电路还与PWM逻辑控制器相连，功率管Q1的漏极与输入端Vin相连，源极与功率管Q2的漏极相连，功率管Q4的漏极与输出端Vout相连，功率管Q4的源极与功率管Q3的漏极相连，功率管Q2、Q3的源极均接地，误差放大器A1的正极接基准电压VREF。转换器还包括反馈模块，模块中包括一端与功率管Q4的漏极相连的电阻R1，以及与电阻R1的另一端相连并接地的电阻R2；其中，电阻R1与电阻R2的连接端与误差放大器A1的负极相连。
电流采样电路可以检测输入端Vin输入电流、输出Vout端的输出电流，或者是电感L电流。误差放大器将输出的反馈电压FB和输入的参考电压VREF的差值放大并输出VC1，误差放大信号VC1减去电流采样信号VSNS得到VC2。时钟电路产生时钟信号CLK驱动PWM逻辑控制模块，同时CLK驱动斜率补偿电路。
斜率补偿电路输出两路斜坡信号RAMP_BST和RAMP_BCK，两路斜坡信号均包含输入、输出电压信息，其中RAMP_BST斜率为负，RAMP_BCK斜率为正，在周期结束的时候RAMP_BST和RAMP_BCK相交。包含误差放大信号和电流信号的VC2和两个斜坡信号被送至PWM比较器比较输出TRIP_BST和TRIP_BCK，并驱动PWM逻辑控制模块。
简而言之，南芯的升降压控制器专利，通过误差电压信号减去电感电流采样信号，并结合两路斜坡补偿信号实现对升降压比较器的翻转控制，从而实现转换器在不同的升降压模式下工作，切换更加平滑，电流纹波和电压纹波更小。
南芯凭借其优秀的产品性能，已进入很多国际化知名客户的供应链，销售额持续快速增长。同时，南芯凭借其技术优势，打造出技术领先、品质优异、产品性价比高的“高端中国芯”的领军品牌形象。
关于嘉勤
深圳市嘉勤知识产权代理有限公司由曾在华为等世界500强企业工作多年的知识产权专家、律师、专利代理人组成，熟悉中欧美知识产权法律理论和实务，在全球知识产权申请、布局、诉讼、许可谈判、交易、运营、标准专利协同创造、专利池建设、展会知识产权、跨境电商知识产权、知识产权海关保护等方面拥有丰富的经验。
（校对/holly）
