[發(fā)明專利]基準補償單元及開關型電壓調整電路

有效

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• 申請日: 2014-03-12
• 公開（公告）號: CN103956884B
• 公開（公告）日: 2017-01-04
• 發(fā)明（設計）人: 保羅·尤納坦恩;郭王瑞
• 申請（專利權）人: 成都芯源系統有限公司
• 主分類號: H02M1/00
• 分類號: H02M1/00;H02M3/156
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本公開的實施例涉及功率變換器，尤其涉及功率變換器中的基準補償電路。

背景技術

開關型電壓調整電路被廣泛用于為各種電子設備提供電源。由開關型電壓調整電路供電的電子設備通常可以看作該開關型電壓調整電路的負載。開關型電壓調整電路一般通過控制開關單元的周期性開關切換以將輸入電壓轉換為合適且穩(wěn)定的輸出電壓提供給負載，同時調整傳輸給負載的功率。

通常，開關型電壓調整電路中包括控制單元，該控制單元基于反映開關型電壓調整電路的輸出電壓的反饋信號和表征該輸出電壓期望值的參考信號控制開關單元的開關切換，以根據負載變化對輸出電壓進行及時調整。該參考信號通常由基準單元產生。然而，大多數開關型電壓調整電路中，控制單元、基準單元與開關單元集成在同一或不同的裸晶上，并被封裝在一個芯片中。封裝于芯片內部的各電路單元（例如控制單元、基準單元與開關單元）均以芯片的內部參考地為參考地電勢，該內部參考地通常通過阻性連接元件，例如焊線（bondwire）等連接至芯片的封裝接地引腳。在開關單元的周期性開關切換過程中，會產生開關切換電流，該切換電流經連接內部參考地和接地引腳的阻性連接元件流至接地引腳，將導致芯片的內部參考地和其接地引腳之間具有偏移電壓。

由于參考信號是由集成于開關型電壓調整電路芯片內部的基準單元提供，是以內部參考地為參考地電勢的，相對于接地引腳具有所述偏移電壓。當開關型電壓調整電路的負載電流變化時，開關單元的切換電流隨即變化，從而引起所述偏移電壓變化，那么用于為調節(jié)輸出電壓作基準的參考信號相對于接地引腳也在變化，使開關型電壓調整電路的負載調整率變差。該偏移電壓會導致開關型電壓調整電路的負載調整率變差，直接對該開關型電壓調整電路根據其負載的變化調節(jié)其輸出電壓的精確性和穩(wěn)定性造成不良的影響。開關型電壓調整電路的負載調整率通常指當該電壓轉換電路的負載電流變化時其輸出電壓相應的變化情況，通常以輸出電流從零變化到額定最大電流時，輸出電壓的變化量和輸出電壓的百分比值來表示，是衡量電壓轉換電路的穩(wěn)壓性能的一項重要指標。

因而，希望提供解決方案，以消除以上偏移電壓對開關型電壓調整電路的不良影響。

現有的一種解決方案是在芯片封裝層面上為芯片內部的開關單元提供獨立于其它電路單元（例如控制單元、基準單元等）的接地引腳。由此，相對較大的開關切換電流不再流經其它電路單元的接地引腳，則其它電路單元的內部參考地與其接地引腳之間的壓差基本可以忽略，使參考信號不再受負載電流變化的影響。然而這一解決方案需要為開關單元增加獨立的接地引腳，使開關型電壓調整電路的芯片尺寸增大、封裝成本走高。

現有的另一種解決方案是通過芯片級規(guī)模封裝或者倒裝芯片封裝以減小芯片內部參考地與封裝接地引腳之間的阻性連接元件的阻值。然而芯片級規(guī)模封裝或者倒裝芯片封裝單位面積的實現成本昂貴，而使所述阻性連接元件的阻值減小并不明顯。

發(fā)明內容

針對現有技術中的一個或多個問題，本公開的實施例提供開關型電壓調整電路及基準補償單元。

在本公開的一個方面，提出了一種開關型電壓調整電路，包括：輸入端，用于接收供電電壓；輸出端，用于提供輸出電壓及輸出電流；內部參考地，通過阻性連接元件耦接至接地引腳，相對于所述接地引腳具有與所述輸出電流成比例的平均偏移電壓，該平均偏移電壓與輸出電流的比例系數為第一比例系數；開關單元，具有第一端，耦接至所述輸入端，第二端，耦接至所述輸出端，第三端，耦接至所述內部參考地，以及第四端，被電耦接以接收控制信號，該開關單元被配置以基于該控制信號進行導通和關斷切換，從而將所述供電電壓轉換為所述輸出電壓；控制單元，被電耦接以接收表征所述輸出電壓的反饋信號，并接收表征所述輸出電壓之期望值的第一參考信號，該控制單元至少部分地基于該反饋信號和該第一參考信號提供所述控制信號；以及基準補償單元，被電耦接以接收相對于內部參考地具有帶隙基準電壓的第二參考信號，并接收與所述輸出電流成比例的基準補償信號，該基準補償信號與輸出電流的比例系數為第二比例系數，該基準補償單元基于采用所述基準補償信號對所述第二參考信號進行補償以產生所述第一參考信號，使第一參考信號以接地引腳為參考時的平均偏移電壓實質上被抵消。