[發(fā)明專利]應(yīng)用于BOOST電流型電流運(yùn)算的帶隙跨導(dǎo)放大器

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910507970.3
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110266281B
• 公開（公告）日: 2023-05-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 林亞立;范龍;馮浪;張克林;曾泫鴻;楊宇嘯
• 申請（專利權(quán)）人: 成都華微電子科技股份有限公司
• 主分類號: H03F3/45
• 分類號: H03F3/45;H02M3/158;H02M1/00
• 代理公司: 成都惠迪專利事務(wù)所(普通合伙) 51215
• 代理人: 劉勛

應(yīng)用于BOOST電流型電流運(yùn)算的帶隙跨導(dǎo)放大器，屬于電源管理技術(shù)領(lǐng)域，本發(fā)明包括放大單元、脈寬調(diào)制單元、電流采樣單元、儲能電感和輸出單元，放大單元的輸出端接脈寬調(diào)制單元的負(fù)性輸入端，其特征在于，放大單元的輸入端和輸出單元的反饋端連接，所述放大單元包括：第一PMOS管，第二PMOS管，第一三極管，第二三極管，第三三極管，第四三極管，第五三極管。本發(fā)明極大簡化脈寬調(diào)制單元的結(jié)構(gòu)；將頻率補(bǔ)償結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)為密勒補(bǔ)償，減小了片內(nèi)電容的面積，降低了成本。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于電源管理技術(shù)領(lǐng)域，具體的說涉及一種應(yīng)用于BOOST電流型電流運(yùn)算的帶隙跨導(dǎo)放大器。

背景技術(shù)

一般的電力要經(jīng)過轉(zhuǎn)換才能達(dá)到使用的標(biāo)準(zhǔn)，這一轉(zhuǎn)換過程就需要電源芯片來實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)換電壓值以及穩(wěn)定輸出電壓的作用。出于綠色節(jié)能的目的，對電源變換器的效率要求越來越高，而開關(guān)電源正是高效率變換器的最佳選擇。開關(guān)變換器的本質(zhì)是從輸出端采集電壓或電流信號與內(nèi)部產(chǎn)生的帶隙基準(zhǔn)電壓作比較，產(chǎn)生功率開關(guān)管的柵極控制方波，達(dá)到升高或降低輸出電壓以及提供較大負(fù)載電流的功能。典型的電流模式BOOST型變換器如圖1所示，具體包括：電感L、肖特基二級管D1、功率開關(guān)管MNX、采樣電阻R_S、電容C、負(fù)載電阻R_LOAD、反饋電阻R_FF和R_FB、帶隙基準(zhǔn)單元Bandgap、電流采樣單元A_i、誤差放大器A_V以及脈寬調(diào)制器PWM。基本工作原理為：反饋電阻將輸出電壓反饋給A_V，該電壓與帶隙基準(zhǔn)電壓V_ref比較產(chǎn)生控制電壓V_C；當(dāng)功率開關(guān)管導(dǎo)通時，電感電流全部流過功率管MNX和一個很小的采樣電阻R_S,電流采樣單元通過采樣電阻R_S上的壓降對電感電流進(jìn)行采樣，產(chǎn)生的采樣電壓V_S和斜坡電壓V_RAMP之和與控制電壓V_C在PWM單元作比較產(chǎn)生控制方波控制功率管柵極電壓，由此形成環(huán)路。由于V_ref連接在R_FF和R_FB之間，所以輸出電壓為

V_OUT＝V_ref(1+R_FF/R_FB)

實(shí)際DC-DC電路設(shè)計(jì)中，需要帶隙基準(zhǔn)單元Bandgap產(chǎn)生帶隙電壓V_ref，這意味著電路需要更多的面積，需要更多的中壓或高壓器件。同時，由于傳統(tǒng)的DC-DC電路中使用電壓-電壓的誤差放大器，PWM模塊還需要一個高精度比較器。最后，DC-DC電路還需要采用大電容的補(bǔ)償網(wǎng)絡(luò)，維持電壓環(huán)的穩(wěn)定。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是，提供一種能夠解決開關(guān)電源在提供穩(wěn)定輸出電壓和負(fù)載電流時遇到的問題，簡化脈寬調(diào)制器PWM結(jié)構(gòu)并且減小了片內(nèi)補(bǔ)償電容的大小的帶隙跨導(dǎo)放大器。

本發(fā)明解決所述技術(shù)問題采用的技術(shù)方案是，

應(yīng)用于BOOST電流型電流運(yùn)算的帶隙跨導(dǎo)放大器，包括放大單元、脈寬調(diào)制單元、電流采樣單元、儲能電感和輸出單元，放大單元的輸出端接脈寬調(diào)制單元的負(fù)性輸入端，其特征在于，放大單元的輸入端和輸出單元的反饋端連接，所述放大單元包括：

第一PMOS管MP1，其源極接輸入電壓VDD，柵極和漏極接第一電流源I1的輸入端，第一電流源I1的輸出端接地；

第二PMOS管MP2，其源極接輸入電壓VDD，柵極接第一PMOS管MP1的柵極，漏極作為放大單元的輸出端IC；

第一三極管Q1，其發(fā)射極接輸入電壓VDD，基極和集電極接第三三極管的集電極；

第二三極管Q2，其發(fā)射極接輸入電壓VDD，基極接第一三極管的基極，集電極接參考點(diǎn)；