[發明專利]一種電流鏡及由其構成的新型非線性乘法器

無效

• 申請號: 200710045858.X
• 申請日: 2007-09-12
• 公開（公告）號: CN101387895A
• 公開（公告）日: 2009-03-18
• 發明（設計）人: 林立謹;劉海濤;郭亮
• 申請（專利權）人: 上海源賦創盈電子科技有限公司
• 主分類號: G05F3/26
• 分類號: G05F3/26
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司
• 代理人: 郭 蔚

技術領域

本發明涉及一種非線性的電流鏡，以及包含該電流鏡的乘法器。

背景技術

在開關電源(Switching?Mode?Power?supply，以下簡稱SMPS)系統中，功率因子校正(Power?Factor?Correction，以下簡稱PFC)系統是很重要的一類。相比于傳統的全波整流和大容量的電容濾波電路從AC電網獲得DC電壓的方法，PFC系統可以將系統功率因數從傳統的0.55～0.65提高到0.9～0.99。PFC系統控制回路通常包含一個兩輸入的乘法器，其中一個輸入是反饋信號，另一個輸入一般是AC供電電壓的取樣或者相關參數。圖1為一種典型PFC系統的組成示意框圖，該系統是一個升壓轉換系統。從輸出電壓Vout來的反饋電壓與基準電壓比較后得到一個誤差信號Verror，這個誤差信號Verror就是兩輸入的乘法器10的第一個輸入信號，另一個信號是從整流后的主線分壓Vmult得到。乘法器10的輸出作為參考信號檢測流過外接功率管的電流大小。這個參考信號可表示為：

V_out＝K*V_error*V_mult(1)

其中K是乘法器的特征常數。

圖2給出了一個傳統線性乘法器的線路圖。

在PFC的應用中，控制系統可以提高系統穩定性并降低從AC總線及系統自身來的噪聲。其中，系統的穩定性與其開環增益相關，增益越大系統穩定性越差。圖1所示系統的開環增益與VAC總線電壓，負載阻抗R_LOAD以及乘法器的常數K成正比關系：

GLOOP=∝VAC2*RLOAD*K---(2)]]>

隨著VAC總線電壓以及負載阻抗R_LOAD的增大，開環增益也增大，這可能會導致系統不穩定。如果減小乘法器10的常數K，開環增益就能夠降下來；同樣，常數K對于噪聲抑制有同樣的效果。

發明內容

針對上述問題，本申請提供一個電流鏡，以及采用該電流鏡的乘法器，該乘法器實現在小信號輸入狀態下以非線性實現降低常數K的非線性乘法器，最終可以改善PFC控制系統增益。

為了實現上述發明目的，本發明公開了一種電流鏡，包括第一、第二、第三晶體管與第一電阻組成，其中：所述三個晶體管基極相連，第一晶體管的發射極通過所述第一電阻接地，第二、三晶體管發射極接地，第一晶體管的集電極連接第二晶體管的基極和集電極。

比較好的是，所述電流鏡進一步包括一第四晶體管，所述第四晶體管的基極與所述第一、二晶體管的集電極連接，所述第四晶體管的發射極連接所述三個晶體管的基極。

比較好的是，所述晶體管為NPN型晶體管。

比較好的是，所述晶體管為PNP型晶體管。

比較好的是，所述第一晶體管的面積是第二晶體管的N倍，第三晶體管的面積是第二晶體管的M倍，其中M和N均為大于1的整數。

比較好的是，一種包括上述電流鏡的新型非線性乘法器，其特征在于，所述乘法器進一步包括：一電流乘法電路，用以接收所述電流鏡第三晶體管的集電極提供的輸出電流，并與第一輸入電壓進行乘法運算；一電壓-電流轉換電路，用以將第二輸入電壓轉換為所述電流鏡第一晶體管的集電極電流。

比較好的是，所述電流乘法電路由第五～八晶體管和第二、三電阻構成第一級差分輸入級，其中兩個電阻阻值相等，由第九～十二晶體管構成第二級差分輸入級，用以提供所述輸出電流。

比較好的是，所述電流轉換電流由第十三～十六晶體管和第四、五電阻構成。

比較好的是，所述第二、三電阻阻值相等，第四、五電阻阻值相等。

附圖說明

下面，參照附圖，對于熟悉本技術領域的人員而言，從對本發明方法的詳細描述中，本發明的上述和其他目的、特征和優點將顯而易見。

圖1是一種典型PFC系統的組成示意框圖；

圖2給出了一個傳統線性乘法器的線路圖；