[發(fā)明專利]恒流DC-DC轉(zhuǎn)換器

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201010556281.0
• 申請(qǐng)日: 2010-11-19
• 公開（公告）號(hào): CN102469664A
• 公開（公告）日: 2012-05-23
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 李國(guó)軍;宋偉
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 意法半導(dǎo)體研發(fā)(深圳)有限公司
• 主分類號(hào): H05B37/02
• 分類號(hào): H05B37/02;H02M3/155
• 代理公司: 北京市金杜律師事務(wù)所 11256
• 代理人: 王茂華;唐文靜

技術(shù)領(lǐng)域

本申請(qǐng)主要涉及集成電路，并且具體地涉及用于生成低靜態(tài)和高度精確的電流的恒流DC-DC轉(zhuǎn)換器。

背景技術(shù)

在某些應(yīng)用如與發(fā)光器件(LED)有關(guān)的應(yīng)用中需要高度穩(wěn)定和精確的電流。例如LED需要高度精確的電流從而可以精確地控制LED的亮度。DC-DC轉(zhuǎn)換器在集成電路中常用于提供精確電流。在DC-DC轉(zhuǎn)換器中，生成不隨溫度變化、電壓變化和工藝變化而變化的參考電壓、然后參考電壓被轉(zhuǎn)換成也將是高度精確和穩(wěn)定的電流。

發(fā)明內(nèi)容

根據(jù)一個(gè)實(shí)施例，一種器件包括：正電源電壓節(jié)點(diǎn)；以及第一運(yùn)算放大器，包括第一輸入、第二輸入和耦合到第二輸入的輸出。該器件還包括：第一電阻器，耦合于第一運(yùn)算放大器的第二輸入與正電源電壓節(jié)點(diǎn)之間；第二電阻器，耦合于第一運(yùn)算放大器的輸出與電接地之間，并且配置成接收流過第一電阻器的相同電流；第二運(yùn)算放大器，包括耦合到第二電阻器的第一輸入和耦合到輸出節(jié)點(diǎn)的輸出；以及第三電阻器，耦合于電接地與第二運(yùn)算放大器的第二輸入之間。

附圖說明

為了更完整地理解實(shí)施例及其優(yōu)點(diǎn)，現(xiàn)在參照與以下附圖結(jié)合的下文描述：

圖1圖示了用于提供穩(wěn)定輸出電流的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中使用電流鏡；以及

圖2圖示了根據(jù)實(shí)施例的用于提供穩(wěn)定輸出電流的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中未使用電流鏡。

具體實(shí)施方式

所討論的具體實(shí)施例僅為舉例而不限制公開內(nèi)容的范圍。

圖1圖示了DC-DC轉(zhuǎn)換器，該轉(zhuǎn)換器包括生成輸出電壓Vbg的帶隙參考生成器RVG’。向運(yùn)算放大器A1’的正輸入提供輸出電壓Vbg。放大器A1’的負(fù)輸入耦合到晶體管M3’的源極并且還通過電阻器Rset’耦合到電接地GND。由晶體管M1’和M2’形成的電流鏡包括與晶體管M3’的漏極耦合的第一支路(具有晶體管M1’的支路)和與電阻器R1’耦合的第二支路(具有晶體管M2’的支路)。運(yùn)算放大器A2’包括與電流鏡的第二支路耦合的正輸入和通過電阻器R2’耦合到電接地GND的負(fù)輸入。

圖1中所示電路可以生成可以表達(dá)如下的穩(wěn)定輸出電流I：

I＝n1*n2*Vbg/Rset′????[等式1]

其中n1為晶體管M2’的驅(qū)動(dòng)電流與晶體管M1’的驅(qū)動(dòng)電流之比，n2為電阻器R1’的電阻與電阻器R2’的電阻之比。觀察到輸出電流I受比值n1影響，該比值n1進(jìn)一步受晶體管M1’和M2’的工藝和溫度變化所影響。另外，存在流過電流鏡的電流，這些電流被浪費(fèi)掉。因而根據(jù)一個(gè)實(shí)施例提供一種如圖2中所示改進(jìn)的恒流DC-DC轉(zhuǎn)換器。

圖2圖示了用于將參考電壓發(fā)生器生成的DC(直流)參考電壓轉(zhuǎn)換成DC電流的恒流DC-DC轉(zhuǎn)換器的電路圖。恒流DC-DC轉(zhuǎn)換器包括用于生成穩(wěn)定參考電壓VA的參考電壓生成器RVG。在一個(gè)實(shí)施例中，參考電壓生成器RVG為帶隙參考電壓生成器。向運(yùn)算放大器A1的正輸入提供參考電壓VA。運(yùn)算放大器A1的負(fù)輸入耦合到晶體管M1的漏極，該漏極又通過電阻器Rset耦合到正電源電壓VCC。正電源電壓VCC又由電源(未示出)提供。在一個(gè)實(shí)施例中，恒流DC-DC轉(zhuǎn)換器形成于芯片C中，并且晶體管M1的漏極耦合到芯片C的外部焊盤或者管腳(下文稱為焊盤/管腳)P1。電阻器Rset可以在芯片C外部，盡管它也可以構(gòu)建于芯片C內(nèi)部。

晶體管M1的源極通過電阻器R1耦合到電接地GND(或者VSS)。另外，晶體管M1的源極耦合到運(yùn)算放大器A2的正輸入。晶體管M1用來減少運(yùn)算放大器A1的輸出阻抗，并且提高運(yùn)算放大器A1的驅(qū)動(dòng)能力，以保證在晶體管M1的漏極的電壓VB等于電壓VA。運(yùn)算放大器A2的負(fù)輸入也通過電阻器R2耦合到電接地GND(或者VSS)。也分別使用標(biāo)號(hào)R1和R2來表示電阻器R1和R2的電阻。在一個(gè)實(shí)施例中，電阻R1等于R2。在替代實(shí)施例中，比值n(R1/R2)不等于1并且可以針對(duì)恒流DC-DC轉(zhuǎn)換器被用于的應(yīng)用來相應(yīng)地選擇。運(yùn)算放大器A2的負(fù)輸入可以耦合到芯片C的外部焊盤/管腳P3。

在一個(gè)實(shí)施例中，運(yùn)算放大器A2的輸出直接連接到輸出節(jié)點(diǎn)P2，該節(jié)點(diǎn)也可以是相應(yīng)芯片C的外部焊盤/管腳。在替代實(shí)施例中，可以在運(yùn)算放大器A2的輸出與輸出節(jié)點(diǎn)P2之間添加控制器電路以緩和輸出電流I2。輸出節(jié)點(diǎn)P2可以耦合到負(fù)載器件LD，該器件可以是發(fā)光器件(LED)或者任何其它類型的加載器件。另外，負(fù)載器件LD耦合于運(yùn)算放大器A2的負(fù)輸入與輸出節(jié)點(diǎn)P2之間。負(fù)載器件LD可以是在芯片C外部的器件。