[發明專利]總諧波失真優化模擬乘法器

有效

• 申請號: 201010179884.3
• 申請日: 2010-05-21
• 公開（公告）號: CN101877044A
• 公開（公告）日: 2010-11-03
• 發明（設計）人: 來新泉;王松林;王輝;劉晨;杜鵬飛;王安
• 申請（專利權）人: 西安電子科技大學
• 主分類號: G06G7/161
• 分類號: G06G7/161
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華;朱紅星

技術領域

本發明屬于電子元器件技術領域，涉及模擬集成電路，特別是一種乘法器，用于開關電源設計中的有源功率因數校正器。

背景技術

在開關電源領域中，任何使輸入電網電流為非正弦，或即使是正弦波但和正弦輸入電壓不同相位，或使輸入電流具有諧波的電路結構都會降低功率因數PF，從而產生功率損耗。功率因數校正器PFC是提高電子產品的功率因數、降低諧波干擾的有效方法之一。模擬乘法器主要應用有源功率因數校正器APFC中，是APFC電路的核心，它將正弦輸入信號經整流、分壓后與誤差放大器輸出信號進行相乘，得到一個與整流輸入電壓同頻同相的正弦波形，提供輸入電流的峰值比較電平，從而保證輸入電壓與輸入電流同頻同相，達到提高功率因數的目的。

一般整流輸出端都接有高頻濾波電容，同時功率開關管漏極節點存在體電容，再加之整流二極管還存在正向導通壓降，所有這些都會導致橋式整流器的交流輸入電壓過零時整流信號會產生交越失真，這也決定了輸入電流隨之產生交越失真，失真波形程度通常用總諧波失真THD系數來衡量。在現有技術中大多采用吉爾伯特單元作為模擬乘法器，由于其工藝兼容性差，控制電路復雜，線性輸入范圍較窄，并且會帶來一定程度上的交越失真，進而降低系統的功率因數，難以滿足集成電路發展的要求。

發明內容

本發明的目的在于避免現有技術的不足，提供一種總諧波失真優化模擬乘法器，以擴大線性輸入范圍，簡化控制電路，減小交越失真，提高系統的功率因數，滿足集成電路發展的要求。

為實現上述目的，本發明包括：

第一電壓/電流轉換電路，用于接收第一輸入信號MULTIN，輸出電流信號I₁到乘積電路中；

第二電壓/電流轉換電路，用于接收第二輸入信號COMP，輸出電流信號I₂到乘積電路中；

第三電壓/電流轉換電路，用于接收第一基準電壓信號VREF1，輸出兩路電流信號I₃和I₄到乘積電路中；

乘積電路，用于對各轉換電路輸出的電流信號I₁、I₂、I₃和I₄進行乘除運算，輸出總電流信號I_O＝I₁×(I₂-I₃)/I₄到電流/電壓轉換電路中；

電流/電壓轉換電路，用于將乘積電路輸出的總流信號I_O進行電流-電壓轉化，輸出乘積信號PRODUCT到輸出電壓的高箝位電路中；

輸出電壓的高箝位電路，用于將乘積信號PRODUCT高箝位在第二基準電壓信號VREF2上。

上述的總諧波失真優化模擬乘法器，其中所述的第一電壓/電流轉換電路，包括第一運算放大器OP1、補償電壓源Voff、兩個PMOS管M4～M5、兩個NMOS管M6～M7、NPN三極管Q6以及轉化電阻R2；第一運算放大器OP1和三極管Q6構成緩沖器，兩個PMOS管M4～M5以及兩個NMOS管M6～M7組成電流鏡；該緩沖器保證OP1的兩輸入端電壓信號相等，且正相輸入端接補償電壓源Voff的正極，Voff的負極接第一輸入信號MULTIN，反相輸入端通過跨接轉化電阻R2將輸入電壓信號轉化為電流信號，該電流鏡將緩沖器轉換的電流信號鏡像，產生輸出電流信號I₁到乘積電路中。

上述的總諧波失真優化模擬乘法器，其中所述的第二電壓/電流轉換電路，包括第二運算放大器OP2、兩個PMOS管M8～M9、三極管Q7以及轉化電阻R3；第二運算放大器OP2和三極管Q7構成緩沖器，兩個PMOS管M8～M9組成電流鏡；該緩沖器保證OP2的兩輸入端電壓信號相等，且正相輸入端接第二輸入信號COMP，反相輸入端通過跨接轉化電阻R3將輸入電壓信號轉化為電流信號，該電流鏡將緩沖器轉換的電流信號鏡像，產生輸出電流信號I₂到乘積電路中。