[發明專利]電流模DC-DC轉換器

有效

• 申請號: 201310280330.6
• 申請日: 2013-07-05
• 公開（公告）號: CN103490616A
• 公開（公告）日: 2014-01-01
• 發明（設計）人: 來新泉;葉強;邵麗麗
• 申請（專利權）人: 西安啟芯微電子有限公司
• 主分類號: H02M3/06
• 分類號: H02M3/06
• 代理公司: 陜西電子工業專利中心 61205
• 代理人: 王品華

1.一種電流模DC-DC轉換器，包括反饋模塊（1）、補償模塊（2）和調制模塊（3），該反饋模塊（1）用于設置轉換器輸出電壓V_OUT的大小，并輸出反饋電壓V_FB給補償模塊（2）；補償模塊（2）對反饋電壓V_FB和基準電壓V_REF進行差分放大，得到誤差信號V_COMP；調制模塊（3）將誤差信號V_COMP與固定的斜坡信號進行比較，得到對應占空比的驅動信號，實現對轉換器輸出電壓V_OUT的調節，其特征在于：

補償模塊（2），包括誤差放大器EA、補償電阻R_C，補償電容C_C和跨導放大器OTA；

該誤差放大器EA，其正相輸入端連接轉換器內部產生的基準電壓V_REF，其反相輸入端連接反饋電壓V_FB，其輸出端輸出誤差信號V_COMP；

該補償電阻R_C與補償電容C_C串聯，并跨接于誤差放大器EA的輸出端與地之間；

該跨導放大器OTA，其正相輸入端a連接到補償電阻R_C與補償電容C_C的公共端；其負相輸入端b與自身輸出端O相連，并連接誤差信號V_COMP，用于對流過補償電容C_C的電流進行采樣放大，以實現電容的倍增；

所述補償模塊（2），完全集成在轉換芯片內部，以減少印刷電路板PCB的面積，精簡轉換芯片引腳。

2.根據權利要求1所述的一種電流模DC-DC轉換器，其特征在于補償模塊（2）中的誤差放大器EA，包括9個低壓NMOS管M₄₀₁～M₄₀₉，6個低壓PMOS管M₄₁₀～M₄₁₅和2個電阻R₃～R₄；

所述低壓NMOS管M₄₀₁，其漏極連接轉換器內部產生的偏置電流IB1，其柵極與自身漏極相連，并連接到低壓NMOS管M₄₀₂～M₄₀₅的柵極，為其提供偏置電壓；

所述低壓NMOS管M₄₀₂～M₄₀₉，構成共源共柵電流鏡結構，且低壓NMOS管M₄₀₂的漏極作為共源共柵電流鏡的輸入端，連接轉換器內部產生的偏置電流IB2；

所述低壓PMOS管M₄₁₀和M₄₁₁構成差分對結構，低壓PMOS管M₄₁₀的源極通過第三電阻R₃連接到低壓PMOS管M₄₁₃的漏極，其柵極連接基準電壓V_REF，其漏極連接到低壓PMOS管M₄₀₈的漏極；低壓PMOS管M₄₁₁的源極通過第四電阻R₄連接到低壓PMOS管M₄₁₃的漏極，其柵極連接反饋電壓V_FB，其漏極連接到低壓PMOS管M₄₀₉的漏極；

所述低壓PMOS管M₄₁₂和M₄₁₃，其柵極相連構成有源電流鏡，且低壓PMOS管M₄₁₂的漏極與自身柵極相連，并連接到低壓NMOS管M₄₀₃的漏極；

所述低壓PMOS管M₄₁₄和M₄₁₅，其柵極相連構成有源電流鏡，且低壓PMOS管M₄₁₄的漏極與自身柵極相連，并連接到低壓NMOS管M₄₀₄的漏極，低壓PMOS管M₄₁₅的漏極與低壓NMOS管M₄₀₅的漏極相連作為誤差放大器EA的輸出端，輸出誤差信號V_COMP。

3.根據權利要求1所述的一種電流模DC-DC轉換器，其特征在于補償模塊（2）中的跨導放大器OTA，包括9個低壓NMOS管M₅₀₁～M₅₀₉和13個低壓PMOS管M₅₁₀～M₅₂₂；

所述低壓NMOS管M₅₀₁～M₅₀₃串聯連接，其柵極連接到低壓NMOS管M₅₀₄和M₅₀₉的柵極，為其提供偏置電壓；

所述低壓NMOS管M₅₀₅和M₅₀₆，其柵極相連構成有源電流鏡結構，且低壓NMOS管M₅₀₅的漏極連接到低壓NMOS管M₅₀₄的源極，低壓NMOS管M₅₀₆的漏極與自身柵極相連，并連接到低壓PMOS管M₅₁₀的漏極；

所述低壓NMOS管M₅₀₇和M₅₀₈，其柵極相連構成有源電流鏡結構，且低壓NMOS管M₅₀₇的漏極與自身柵極相連，并連接到低壓PMOS管M₅₁₁的漏極，低壓NMOS管M₅₀₈的漏極連接到低壓NMOS管M₅₀₉的源極；

所述低壓PMOS管M₅₁₀和M₅₁₁構成差分對結構，其源極相連并連接到低壓PMOS管M₅₁₆的漏極，低壓PMOS管M₅₁₀的柵極作為跨導放大器OTA的負相輸入端b，低壓PMOS管M₅₁₁的柵極作為跨導放大器OTA的正相輸入端a；

所述低壓PMOS管M₅₁₂，其漏極連接轉換器內部產生的偏置電流IB3，其柵極與自身漏極相連并連接到低壓PMOS管M₅₁₃～M₅₁₇的柵極，為其提供偏置電壓；

所述低壓PMOS管M₅₁₈～M₅₂₀、M₅₁₃～M₅₁₄和M₅₁₆，構成共源共柵電流鏡結構，且低壓PMOS管M₅₁₃的漏極作為共源共柵電流鏡的輸入端，連接轉換器內部產生的偏置電流IB4；低壓PMOS管M₅₁₄的漏極作為共源共柵電流鏡的第一輸出端連接到低壓NMOS管M₅₀₁的漏極；

所述低壓PMOS管M₅₂₁～M₅₂₂、M₅₁₅和M₅₁₇，構成共源共柵電流鏡結構，且低壓PMOS管M₅₁₅的漏極作為共源共柵電流鏡的輸入端，并連接到低壓NMOS管M₅₀₄的漏極；低壓PMOS管M₅₁₇的漏極作為共源共柵電流鏡的輸出端連接到低壓NMOS管M₅₀₉的漏極，該低壓PMOS管M₅₁₇與低壓NMOS管M₅₀₉的公共端作為跨導放大器OTA的輸出端O。