[發明專利]一種零溫可調的ACOT充電電流電路

有效

• 申請號: 202111127933.3
• 申請日: 2021-09-26
• 公開（公告）號: CN113741613B
• 公開（公告）日: 2022-05-17
• 發明（設計）人: 周澤坤;龔州;任航;王卓;張波
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: G05F1/567
• 分類號: G05F1/567
• 代理公司: 成都點睛專利代理事務所(普通合伙) 51232
• 代理人: 孫一峰

本發明屬于開關電源技術領域，具體涉及一種零溫可調的ACOT充電電流電路。本發明利用三極管基極?發射極(BE結)電壓的負溫度特性，分別利用電阻與三極管BE結串聯、并聯的方式，產生正溫度系數電流和負溫度系數電流，通過合理地設置電流系數，可實現零溫度系數充電電流。本發明的有益效果為，克服了傳統的ACOT充電電流隨溫度變化以及成片后不可調的缺點。該ACOT充電電流電路不僅產生了一股與溫度無關的電流，并且可以通過改變外部電阻的大小，調整內部充電電流的大小。

技術領域

本發明屬于開關電源技術領域，具體涉及一種零溫可調的ACOT充電電流電路。

背景技術

隨著電子產業的不斷發展，電子產品對于高性能電源管理芯片的需求也越來越大。恒定導通時間(Constant On-time,COT)控制的Buck變換器憑借結構簡單、效率高和響應速度快的優勢而備受青睞。而在COT電路基礎上發展而來的自適應恒定導通時間(Adaptive Constant On-time,ACOT)技術，依靠其偽恒定頻率的特性，能夠消除開關電源頻率抖動帶來的電磁干擾(Electromagnetic Interference，EMI)問題，使得ACOT開關電源應用更加廣泛。ACOT電路實現恒頻的核心在于產生一股與電源電壓正相關的充電電流電路，但傳統的ACOT充電電流電路不僅充電電流會隨充電時間改變，而且沒有考慮充電電流的溫度系數。這些缺點會導致開關電源芯片在不同環境下工作時，系統的工作頻率變化，從而影響芯片系統的穩定性。

另外，對于變頻應用場景(如：LED驅動)，傳統的ACOT充電電流只與芯片內部電路有關，芯片封裝完成后系統開關頻率固定，無法實現變頻控制，這就大大限制了ACOT開關電源的應用。

發明內容

本發明的目的是產生一股不隨充電時間和外界溫度改變的充電電流，極大地提高ACOT的偽恒頻特性，保證了系統在不同環境下工作的穩定性。另外根據芯片的工作環境設置，通過調整外部電阻可以線性化地改變充電電流的大小，從而高精度地調整芯片工作頻率，大大拓寬了ACOT開關電源電路的電感電容選型范圍。

為實現上述目的，本發明的技術方案為：

本發明的目的是解決現有ACOT充電電流的上述問題，提出了一種零溫可調ACOT充電電流電路，不但實現了充電電流的零溫特性，而且可以通過調整芯片外部電阻的大小，改變ACOT充電電流大小來設定開關電源的工作頻率。

本發明的技術方案是：零溫可調的ACOT充電電流電路包括：正溫度系數(Proportional to absolute temperature，PTAT)充電電流電路、負溫度系數(Complementary to absolute temperature，CTAT)充電電流電路、電流疊加電路。PTAT充電電流電路主要由BJT、高壓使能管LDMOS和外部電阻R串聯組成；利用BJT的負溫度特性在外部電阻上產生PTAT電流，同時修改外部電阻的大小可以改變充電電流大小，從而改變工作頻率。CTAT充電電流電路主要由BJT與電阻R1并聯組成，將BJT的負溫度特性電壓轉移到電阻R1上，從而產生負溫度系數電流。電流疊加電路主要由一些低壓MOS電流鏡和BJT電流鏡構成，最終實現PTAT電流與CTAT電流的疊加，得到零溫電流。

所述正溫度系數充電電流電路，包括第一NLDMOS管、第一NPN管和外部電阻；所述負溫度系數充電電流電路，包括內部偏置電流I_BIAS、第二PMOS管、第三PMOS管、第四PMOS管、第三NPN管、第四NPN管和第一電阻R1；所述電流疊加電路，包括第一PMOS管、第一NMOS管、第二NMOS管和第二NPN管；

其中，內部電阻的一端連接外部輸入信號VIN，另一端連接第一NLDMOS管漏極；第一NLDMOS管柵極連接內部ACOT使能信號，其源極連接第一NPN管集電極和基極以及第二NPN管的基極；