[發明專利]誤差放大器、直流變換器及電子設備

在審

• 申請號: 202011606581.5
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112769403A
• 公開（公告）日: 2021-05-07
• 發明（設計）人: 羅冬哲;丁然;黃澤君
• 申請（專利權）人: 深圳芯智匯科技有限公司
• 主分類號: H03F1/52
• 分類號: H03F1/52;H02M1/08;H02M1/32;H02M3/00
• 代理公司: 珠海智專專利商標代理有限公司 44262
• 代理人: 林永協

本發明提供一種誤差放大器、直流變換器及電子設備，該誤差放大器包括第一放大器，第一放大器的第一輸入端接收前級電路輸出的信號，第一放大器的第二輸入端接收基準電壓信號，并且，該誤差放大器還包括鉗位電路，鉗位電路包括第二放大器，第二放大器的輸入端接收第一放大器輸出的信號，第二放大器的輸出端連接有補償電路，且第二放大器的輸出端向開關器件輸出控制信號，開關器件通過第一電阻連接至第一放大器的第一輸入端。該直流變換器包括電壓變換電路、上述的誤差放大器以及電壓比較器。該電子設備包括上述的直流變換器。本發明能夠有效的對誤差放大器的輸出電壓進行鉗位，避免鉗位電路誤觸發，避免直流變換器輸出的電壓過沖的問題。

技術領域

本發明涉及模擬信號處理的技術領域，具體地，是一種誤差放大器、直流變換器及電子設備。

背景技術

DC-DC變換器也稱為直流變換器，是一種實現直流電壓轉換的裝置。直流變換器內通常設置有電壓變換電路，例如設置直流升壓電路。并且，直流變換器內通常還設置有誤差放大器，直流變換器通過誤差放大器將電壓變換電路輸出的電壓與預期電壓之間的差值進行放大，誤差放大器的輸出電壓通過與斜坡電壓相比較，例如使用電壓比較器進行比較，電壓比較器的兩個輸入端分別接收誤差放大器輸出的信號與鋸齒波信號，并產生PWM信號，PWM信號可用于控制功率開關管，并調節輸出電壓到預期值。

一般情況下，誤差放大器的輸出電壓在斜坡電壓的谷值電壓與峰值電壓之間，這屬于誤差放大器的輸出電壓的正常范圍，從而實現輸出的PWM信號的占空比從0％到100％的調節。但是，一旦出現異常情況，例如直流變換器的輸出負載過重，或者直流變換器輸入電壓與輸出電壓非常接近，會導致直流變換器輸出的電壓持續低于預期值，而誤差放大器的輸出電壓會持續升高至電源電壓，遠高于其正常的工作范圍。

為了保證直流變換器工作的穩定性，通常會在誤差放大器的輸出端設置一個較大的電容，電容的連接方式主要有兩種，一種是如圖1所示的反饋型誤差放大器接法，另一種是如圖2所示的跨導型誤差放大器的接法。圖1所示的反饋型誤差放大器接法中，誤差放大器A1的一個輸入端接收電壓變換電路輸出的電壓Vout，另一個輸入端接收基準電壓Vref，誤差放大器A1的輸出端向電壓比較器A2的一個輸入端輸出電壓信號Vea，電壓比較器A2的另一個輸入端接收鋸齒波信號，電壓比較器A2可以輸出PWM信號。并且，在誤差放大器A1的輸出端與輸入端之間連接有反饋支路，該反饋支路包括串聯連接的電容C1與電阻R1。

圖2所示的跨導型誤差放大器的接法，誤差放大器A4的一個輸入端接收電壓變換電路輸出的電壓Vout，另一個輸入端接收基準電壓Vref，誤差放大器A4的輸出端向電壓比較器A5的一個輸入端輸出電壓信號Vea，電壓比較器A5的另一個輸入端接收鋸齒波信號，電壓比較器A5可以輸出PWM信號。并且，在誤差放大器A4的輸出端與連接有電容C5，電容C5的一端接地。

當直流變換器的異常情況消失后，例如過重的負載消失，誤差放大器輸出需要回歸到正常范圍。由于誤差放大器的輸出端設置有電容，不論是反饋型誤差放大器接法，或者是反饋型誤差放大器接法，都存在較長的回歸時間，導致輸出的PWM信號的占空比回歸的時間也很長，從而導致直流變換器輸出的電壓存在較大的過沖，即輸出電壓的峰值或者谷值超過設定的電壓，并形成一個尖端脈沖，有可能會導致后級的電路元器件失效。

為了避免這種情況，需要使用輔助放大器或者比較器檢測誤差放大器輸出的電壓，當其超過斜坡電壓的最高電壓，則對誤差放大器輸出端進行放電；當其低于斜坡電壓的最低電壓，則對誤差放大器輸出端進行充電，也就是設置了一個鉗位電路，通過鉗位電路來鉗住誤差放大器輸出的電壓。但是，現有的技術中，鉗位電路容易誤觸發，且鉗位電路的精度差，沒有對誤差放大器的反向輸入端進行鉗位。