[發明專利]用于開關電容器電路的驅動器及其驅動方法

有效

• 申請號: 201510330610.2
• 申請日: 2015-06-15
• 公開（公告）號: CN105281745B
• 公開（公告）日: 2019-06-11
• 發明（設計）人: 法比奧·塞巴斯蒂亞諾
• 申請（專利權）人: 恩智浦有限公司
• 主分類號: H03K19/003
• 分類號: H03K19/003
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 王波波

本發明提出了一種用于開關電容器電路的驅動器，驅動器包括(a)電壓放大器，包括信號輸入端，反饋輸入端和放大器輸出端，(b)耦合在放大器輸出端和反饋輸入端之間的反饋網絡。反饋網絡包含跟蹤保持電路，跟蹤保持電路適于掩蓋在開關電容器電路充電階段的開始時在放大器輸出端(216，316)處發生的電壓降。本發明還提出了一種包括這樣的驅動器的開關電容器電路，傳感器設備，以及驅動開關電容器電路的方法。

技術領域

本申請涉及開關電容器電路領域，特別涉及用于開關電容器電路的驅動器、包含這種驅動器的開關電容器電路、傳感器設備、和驅動開關電容器電路的方法。

背景技術

開關電容器(SC)電路用于執行從濾波器到模擬數字轉換器的多個信號處理功能。SC電路的輸入級可以包含電容器C_L，該電容器C_L必須在每一個時鐘周期充電。由于SC電路的等效輸入阻抗可能是低的(由于大電容C_L和/或高時鐘頻率)，需要驅動器來隔離信號源和SC電路。驅動器是時間連續的電路，它將輸入電容器C_L充電到與輸入信號成比例的電壓水平。由于SC電路中的信息由內部的電容器上的電荷表示，所以驅動器必須保證妥善穩定充電階段最后的輸入電容C_L上的電壓。

典型的SC驅動器使用在反饋結構中的放大器來在充電階段給電容器C_L充電。如果放大器的輸出阻抗和開關的電阻足夠低，那么充電瞬態是快速的以及在電容器C_L上將精確復制輸入電壓，該開關是由充電階段控制信號驅動的。然而，如果放大器的輸出阻抗(或者上述開關電阻)不夠低，那么將會發生充電瞬態。在這種情況下，如果放大器和反饋網絡的帶寬是大的，那么電容器上的電壓在瞬態的最后穩定在合適的值。

實施具有低的輸出阻抗的放大器需要很大的成本。減少放大器的輸出阻抗需要增加能量和放大器輸出設備的尺寸。為了抵消高輸出阻抗的影響，可能使用帶寬寬的放大器。然而，這也可能導致放大器的功率消耗增加。另外，如果對驅動器的參考輸入的偏移有嚴格要求，那么放大器必須具有低的固有偏移或者是偏移補償的。在第一種情況中，放大器需要大的面積以獲得它的輸出設備的良好匹配，并因此得到低的輸入偏移。在后一種情況中，必須使用偏移補償技術來執行，例如斬波或自動調零。然而，已知的是這種技術限制放大器的帶寬(參見Enz，C.C.和Temes，G.C.于1996年11月在IEEE，vol.84，no.11，pp.1584，1614中發表的文章“Circuit techniques for reducing effects of op-amp imperfections：autozeroing，correlated double sampling，and chopper，″)。只有通過增加電路的復雜性才能避免這種情況(參見Qinwen Fan；Huijsing，J.H.；Makinwa，K.AA于2012年2月在Solid-State Circuits，IEEE Journal of，vol.47，no.2，pp.464，475發表的文章″A 21nV/√HzChopper-Stabilized Multi-Path Curtent-Feedback Instrumentation AmplifierInstrumentation Amplifier With 2μV Offset，″)。

因此，可能需要一種用于開關電容器電路的驅動器，它可以適當地驅動開關電容器電路而不需要具有寬的帶寬和/或低的輸出阻抗的放大器。

發明內容

這種要求可能由根據獨立權利要求的主題來滿足。優選的實施例在從屬權利要求中提出。

根據第一方面，提供了一種用于開關電容器電路的驅動器，驅動器包括(a)電壓放大器，電壓放大器包括信號輸入端，反饋輸入端和放大器輸出端，和(b)耦合在放大器輸出端和反饋輸入端之間的反饋網絡，其中(c)反饋網絡包括跟蹤保持電路，跟蹤保持電路適于掩蓋在開關電容器電路充電階段的開始時在放大器輸出端處出現的電壓突降。