[實用新型]開關穩壓器反饋環路中的模擬乘法器

有效

• 申請號: 201220721522.7
• 申請日: 2012-12-24
• 公開（公告）號: CN203326882U
• 公開（公告）日: 2013-12-04
• 發明（設計）人: 包興坤
• 申請（專利權）人: 蘇州硅智源微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/157
• 分類號: H02M3/157
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

開關穩壓器，像所有的反饋系統，必須適當的“補償”來確定反饋回路不會振蕩。在開關穩壓器中補償是特別困難的，因為電感器和電阻(在LC濾波器網絡)通常用來轉換開關波形，得到穩定的直流輸出電壓，從而在反饋回路的前置部分引起大的相移。此外，環路的“增益”通常是直流輸入電壓的函數。當輸入電壓在很大的范圍內變化時，將導致不穩定問題或低回路響應。?

開關穩壓器的另一個問題是在輸入電壓或負載電流突然變化時響應速度慢。穩壓器具有高直流增益，這使它能夠在輸入電壓和負載電流具有大的變化時保持良好的穩壓輸出，但如果這些變化迅速，將會有較大的瞬態輸出電壓的變化，而反饋回路試圖糾正輸出誤差。整體的慢響應速度是由上述提到的LC濾波器網絡的響應時間和AC環路增益需要小于0db(單位)的十分之一或更小的開關頻率的要求決定的。100khz的開關頻率將需要10khz或以下的單位增益頻率。?

線性穩壓器，于此相反，在幾百千赫到幾兆赫的范圍內，可以具有單位增益頻率。它們對線路的波動或負載條件迅速作出響應。然而，線性穩壓器將不會起到開關穩壓器的作用。?

背景技術

為了實現更好的時間與輸入波動的響應，現有技術的開關穩壓器電路中所使用的被稱為“前饋”校正。這些電路的原理是把輸出校正信號加到回路的前置部分。這個信號與輸入電壓成比例，在輸出電壓端引起一個相等的偏移，這也可以由穩壓器輸入電壓改變而引起。此校正信號具有響應速度快，因為它沒有直通整體穩壓環路慢“反饋”的一部分。一種完成這個反饋功能的方法是使?振蕩器的振幅是輸入電壓的函數。由于這會導致頻率與輸入電壓成反比例變化，振蕩器的充電電流也需要一個輸入電壓函數來保持穩定的開關頻率。其它各種方案也被設計插入一個前饋信號。然而，這些前饋信號也有缺點。這些現有方案遇到的問題包括：不精確的補償，小范圍的可允許輸入電壓，以及開關頻率和抖動。?

鑒于上述情況，在開關穩壓器電路中提供一個反饋輸出糾正，以此允許精確的補償和大的可允許的輸入電壓范圍，在開關頻率中不會引起抖動，這是可取的。?

發明內容

本發明將對開關穩壓器中響應速度慢、補償不精確問題提出改進措施。?

一種開關穩壓器反饋環路中的模擬乘法器，即開關穩壓器反饋環路中的集成電路，開關穩壓器反饋環路包括一個與驅動開關穩壓器反饋環路輸入電壓源相連的輸入端，一個電流轉換裝置，一個用來控制電流轉換裝置(1)和截止開關頻率的振蕩器裝置，并且還包括開關穩壓器反饋環路中的差分放大器裝置，集成電路包括：用來提供一個信號控制電流轉換裝置斷開開關占空比的模擬乘法裝置，該信號具有一個立即變化的幅度與來自差分放大端的差分信號幅度除以開關電壓調節器電路輸入電壓幅度成比例；電流轉換裝置連接乘法器，乘法器分別連接電流轉換裝置和差分放大器、比較器，比較器連接振蕩器。?

本發明提出的模擬乘法器將提高開關穩壓電路的響應的速度與準確性，而且不會影響開關頻率。?

本發明的技術解決方案?

乘法器的輸出(V_m)的廣義公式是V_m=X*Y／Z，其中X，Y和Z是乘法器三個輸入“端口”。為了在開關穩壓器降壓模式中實現正確的前置功能，X和Y端?口分別連接到誤差放大器的輸出和一個穩定的基準信號源(電壓或電流)，Z端口連接到穩壓器的輸入電壓端。模擬乘法器消除了差分放大器在穩壓輸入電壓改變時輸出電壓改變的可能性，以及使輸入電壓環路“增益”獨立。?

對比文獻，?

發明專利：開關式穩壓器，申請號：200610164198.2；?

發明專利：開關穩壓器，申請號：201110334671.8。?

附圖說明

圖1是一個開關調節模擬乘法器和單片集成振蕩器電路，包括一個單片集成電路開關穩壓器的設備，結合了模擬倍頻器的前饋方法和本發明的一個示例性實施的比較器組件的框圖。?

圖2是圖1開關穩壓單片集成電路中的模擬乘法器與比較器的典型實現方式的電路圖。?

具體實施方式

參照圖1，在以一種正降壓模式工作的開關穩壓器電路102中展示了一個單片集成電路的穩壓器的移動設備，開關穩壓器設備100與分立元件相連接。例如，雖在圖1中未畫出，設備100優先地包括了一個或多個終端以及執行各種功能的電路，諸如頻率補償，電流限制，軟啟動操作和關閉。另外，裝置100中包含的各種電路的功能可以被交替使用的分立元件所實現(例如，一個額外的開關或差分放大器可以被使用)。?