一種開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于集成電路領(lǐng)域,尤其涉及一種開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路。
【背景技術(shù)】
[0002]目前,開關(guān)電源電路工作在恒流輸出模式時(shí),為了檢測(cè)電感電流,通常需要一檢測(cè)電阻與其串聯(lián),將檢測(cè)電阻上的壓降作為電流檢測(cè)信號(hào),傳遞到控制電路進(jìn)行處理。當(dāng)需要調(diào)節(jié)開關(guān)電源電路恒流輸出時(shí),通常將一調(diào)節(jié)電壓傳遞到控制電路,根據(jù)調(diào)節(jié)電壓的電壓值調(diào)節(jié)開關(guān)電源電路的開關(guān)切換,以實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)恒流輸出的目的。
[0003]對(duì)于傳統(tǒng)的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,為了實(shí)現(xiàn)精確地調(diào)節(jié)電流,需要多個(gè)電路環(huán)節(jié)對(duì)調(diào)節(jié)電壓進(jìn)行多次處理,分別實(shí)現(xiàn)上鉗位、下鉗位、放大、平移等運(yùn)算,一方面需要消耗較多的硬件資源,另一方面在每次運(yùn)算都會(huì)引入誤差及噪聲,最終導(dǎo)致開關(guān)電源電路的恒流輸出誤差及噪聲增加,且量產(chǎn)一致性變差。因此,現(xiàn)有的開關(guān)電源控制電路已越來(lái)越不能滿足用戶的需要。
[0004]針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中所存在的問題,提供一種能夠同時(shí)實(shí)現(xiàn)上鉗位、下鉗位、放大、平移等運(yùn)算的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路具有重要意義。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]為解決上述問題,本發(fā)明提供一種開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,具備用于輸入調(diào)節(jié)電壓的調(diào)節(jié)電壓輸入端與用于輸入檢測(cè)電壓的檢測(cè)電壓輸入端,其特征在于,包括:
[0006]放大器,所述放大器的反相輸入端與所述調(diào)節(jié)電壓輸入端相連接,其正相輸入端與第一節(jié)點(diǎn)相連接;
[0007]第一 MOS管,所述第一 MOS管的源極連接至電源,柵極連接至第一偏置電壓,漏極與所述第一節(jié)點(diǎn)相連接;
[0008]第二 MOS管,所述第二 MOS管的柵極與所述放大器的輸出端相連接,漏極通過(guò)第一電阻與所述第一節(jié)點(diǎn)相連接;
[0009]第二電阻和第三電阻串聯(lián)連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與接地端之間,其中所述第二電阻與所述第三電阻相連接的節(jié)點(diǎn)為第二節(jié)點(diǎn);
[0010]比較器,所述比較器的正相輸入端與所述檢測(cè)電壓輸入端相連接,反向輸入端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連接,其輸出端用于輸出充電指示信號(hào)至所述開關(guān)電源電路。
[0011]優(yōu)選的,所述第一電阻的阻值遠(yuǎn)小于所述第二電阻阻值與所述第三電阻阻值之和。
[0012]優(yōu)選的,還包括第三MOS管,所述第三MOS管的源極連接至電源,柵極與所述第一偏置電壓端相連接,漏極與所述第二節(jié)點(diǎn)相連接。
[0013]優(yōu)選的,還包括第四MOS管,所述第四MOS管的源極接地,柵極與第二偏置電壓端相連接,漏極與所述第二節(jié)點(diǎn)相連接。
[0014]優(yōu)選的,所述第一 MOS管為PMOS管,所述第二 MOS管為NMOS管。
[0015]優(yōu)選的,所述第三MOS管為PMOS管。
[0016]優(yōu)選的,所述第四MOS管為NMOS管。
[0017]本發(fā)明提供了一種開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,該電路可以復(fù)用調(diào)節(jié)電壓的輸入緩沖放大器,僅增加一個(gè)反饋支路即可精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)電壓的上鉗位、下鉗位、放大、平移等運(yùn)算,減少了硬件資源消耗,并且降低了誤差及噪聲的引入。
【附圖說(shuō)明】
[0018]圖1為本發(fā)明的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路最佳實(shí)施方式的電路圖。
【具體實(shí)施方式】
[0019]下面,結(jié)合附圖,對(duì)本發(fā)明的結(jié)構(gòu)以及工作原理等作進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0020]如圖1所示,本發(fā)明的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路最佳實(shí)施方式的電路圖,如圖所示,放大器AMP的反相輸入端與調(diào)節(jié)電壓輸入端相連接,用于接受調(diào)節(jié)電壓Vadj,其中,調(diào)節(jié)電壓Vadj可以由控制芯片外部輸入,正相輸入端與第一節(jié)點(diǎn)A相連接。
[0021]第一 PMOS管Ml的柵極連接第一偏置電壓Vbl,源極連接電源,漏極與第一節(jié)點(diǎn)A相連接,用于提供一穩(wěn)定的電流。
[0022]第二 NMOS管M2的柵極與放大器AMP的輸出端相連接,源極接地,漏極通過(guò)第一電阻Rl與第一節(jié)點(diǎn)A相連接,從而,放大器AMP、第二 NMOS管M2和第一電阻Rl構(gòu)成了閉合反饋回路。由于放大器AMP控制第二 NMOS管M2的電流值,即流經(jīng)第一電阻Rl的電流值,從而在第一節(jié)點(diǎn)A與產(chǎn)生一反饋電壓Vfb。
[0023]用于分壓的第二電阻R2和第三電阻R3依次串聯(lián)在第一節(jié)點(diǎn)A與接地端之間,第二電阻R2與第三電阻R3之間形成第二節(jié)點(diǎn)B,用于輸出控制信號(hào)Vctrl至比較器CMP的反相輸入端。
[0024]比較器CMP的反相輸入端與第二節(jié)點(diǎn)B相連接,正相輸入端與電流檢測(cè)信號(hào)輸入端相連接,用于將控制信號(hào)Vctrl與電流檢測(cè)信號(hào)Vcs進(jìn)行比較,并輸出充電指示信號(hào)Vind至開關(guān)電源電路。
[0025]這里,電流檢測(cè)信號(hào)Vcs可采用現(xiàn)有技術(shù)中的使用檢測(cè)電阻上的壓降作為電流檢測(cè)信號(hào)Vcs。
[0026]另外,本實(shí)施方式中還包括用于對(duì)控制電壓Vctl進(jìn)行平移計(jì)算的第三PMOS管M3和第四NMOS管M4,第三PMOS管M3的源極連接至電源,柵極與第一偏置電壓Vbl相連接,漏極連接至第二節(jié)點(diǎn)B。第四NMOS管M4的源極接地,柵極與第二偏置電壓Vb2相連接漏極連接至第二節(jié)點(diǎn)B。
[0027]以下對(duì)本實(shí)施方式的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路的工作原理進(jìn)行解釋。
[0028]首先進(jìn)行說(shuō)明的是調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj對(duì)開關(guān)電源系統(tǒng)輸出電流的恒流值的調(diào)節(jié)功能的原理。
[0029]如前所述,放大器AMP、第二 NMOS管M2和第一電阻Rl構(gòu)成閉合反饋電路。放大器AMP根據(jù)所輸入的調(diào)劑信號(hào)Vadj反向控制第二 NMOS管的電流值,從而在第一節(jié)點(diǎn)A—一第一PMOS管Ml的漏極產(chǎn)生一個(gè)反饋電壓Vfb,該反饋電壓被直接輸入至放大器AMP的正相輸入端,。由于第二 NMOS管M2的反向作用,該反饋回路為負(fù)反饋,最終控制反饋電壓Vfb與調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj的電壓相同。
[0030]通常調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj可以由控制芯片外部輸入,此時(shí)放大器AMP同時(shí)用作輸入緩沖,僅需要微弱的輸入電流即可。
[0031]用于分壓的第二電阻R2和第三電阻R3對(duì)反饋電壓Vfb進(jìn)行分壓得到控制信號(hào)Vctrl。比較器CMP將控制信號(hào)Vctrl和電流檢測(cè)信號(hào)Vcs進(jìn)行比較,當(dāng)電流檢測(cè)信號(hào)Vcs的電壓值高于控制信號(hào)Vctrl的電壓值時(shí),說(shuō)明開關(guān)電源系統(tǒng)中電感電流已經(jīng)達(dá)到設(shè)計(jì)的控制目標(biāo)值,比較器CMP輸出的充電指示信號(hào)Vind變?yōu)楦唠娖?,用于指示后續(xù)控制電路斷開開關(guān)電源系統(tǒng)中的充電開關(guān)。以上實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj對(duì)開關(guān)電源系統(tǒng)輸出電流的恒流值的調(diào)節(jié)功能。
[0032]其次說(shuō)明對(duì)調(diào)節(jié)電壓Vadj的上鉗位、下鉗位運(yùn)算的原理。
[0033]第一 PMOS管Ml接收第一偏置電壓VbI,工作在電流源模式,輸出一精確的恒定電流,為第二 NMOS管M2提供偏置電流。
[0034]第一 PMOS管Ml同時(shí)用作對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj實(shí)現(xiàn)上鉗位運(yùn)算。當(dāng)?shù)诙?NMOS管M2工作在截止?fàn)顟B(tài),第一 PMOS管Ml的輸出電流全部流過(guò)第二電阻R2和第三電阻R3,此時(shí)反饋電壓Vfb得到最大值,即調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj的上鉗位電壓。當(dāng)調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj高于這個(gè)上鉗位電壓時(shí),反饋電壓Vfb不再增加,放大器AMP維持第二 NMOS管M2的截止?fàn)顟B(tài),此時(shí)控制信號(hào)Vctrl被精確地鉗位在最大值,即第一 PMOS管Ml的輸出電流與第三電阻R3的乘積。
[0035]第一 PMOS管Ml同時(shí)用作對(duì)調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj實(shí)現(xiàn)下鉗位運(yùn)算。當(dāng)?shù)诙?NMOS管M2工作在線性導(dǎo)通狀態(tài),其導(dǎo)通阻抗遠(yuǎn)低于第一電阻R1,可以將第一電阻Rl的電阻值設(shè)計(jì)成遠(yuǎn)小于第二電阻R2與第三電阻R3之和,第一 PMOS管Ml的輸出電流可以認(rèn)為全部流過(guò)第一電阻R1,此時(shí)反饋電壓Vfb得到最小值,即調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj的下鉗位電壓。當(dāng)調(diào)節(jié)信號(hào)Vadj低于這個(gè)下鉗位電壓時(shí),反饋電壓Vfb不再降低,放大器AMP維持第二 NMOS管M2的線性導(dǎo)通狀態(tài),此時(shí)控制信號(hào)Vctrl被精確地鉗位在最小值,即第一 PMOS管Ml的輸出電流與第一電阻Rl的乘積。
[0036]以下對(duì)平移運(yùn)算進(jìn)行說(shuō)明。
[0037]第三PMOS管M3的柵極連接至第一偏置電壓Vbl,工作在電流源模式,輸出一精確的恒定電流,流過(guò)第三電阻R3,從而使控制信號(hào)Vctrl的電壓值精確地增加一恒定的偏移量。
[0038]第四NMOS管M4的柵極連接至第二偏置電壓Vb2,工作在電流源模式,輸出一精確的恒定電流,流過(guò)第二電阻R2,從而使控制信號(hào)Vctrl的電壓值精確地降低一恒定的偏移量。
[0039]本發(fā)明的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,可以復(fù)用調(diào)節(jié)電壓的輸入緩沖放大器,僅增加一個(gè)反饋支路即可精確地實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)電壓的上鉗位、下鉗位、放大、平移等運(yùn)算,減少了硬件資源消耗,并且降低了誤差及噪聲的引入。
[0040]以上,僅為本發(fā)明的示意性描述,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該知道,在不偏離本發(fā)明的工作原理的基礎(chǔ)上,可以對(duì)本發(fā)明作出多種改進(jìn),這均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,具備用于輸入調(diào)節(jié)電壓的調(diào)節(jié)電壓輸入端與用于輸入檢測(cè)電壓的檢測(cè)電壓輸入端,其特征在于,包括: 放大器,所述放大器的反相輸入端與所述調(diào)節(jié)電壓輸入端相連接,其正相輸入端與第一節(jié)點(diǎn)相連接; 第一 MOS管,所述第一 MOS管的源極連接至電源,柵極連接至第一偏置電壓,漏極與所述第一節(jié)點(diǎn)相連接; 第二 MOS管,所述第二 MOS管的柵極與所述放大器的輸出端相連接,漏極通過(guò)第一電阻與所述第一節(jié)點(diǎn)相連接,源極接地; 第二電阻和第三電阻串聯(lián)連接在所述第一節(jié)點(diǎn)與接地端之間,其中所述第二電阻與所述第三電阻相連接的節(jié)點(diǎn)為第二節(jié)點(diǎn); 比較器,所述比較器的正相輸入端與所述檢測(cè)電壓輸入端相連接,反向輸入端與所述第二節(jié)點(diǎn)相連接,其輸出端用于輸出充電指示信號(hào)至所述開關(guān)電源電路。2.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,其特征在于,所述第一電阻的阻值遠(yuǎn)小于所述第二電阻阻值與所述第三電阻阻值之和。3.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,其特征在于,還包括第三MOS管,所述第三MOS管的源極連接至電源,柵極與所述第一偏置電壓端相連接,漏極與所述第二節(jié)點(diǎn)相連接。4.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,其特征在于,還包括第四MOS管,所述第四MOS管的源極接地,柵極與第二偏置電壓端相連接,漏極與所述第二節(jié)點(diǎn)相連接。5.如權(quán)利要求1所述的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,其特征在于,所述第一MOS管為PMOS管,所述第二 MOS管為NMOS管。6.如權(quán)利要求3所述的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,其特征在于,所述第三MOS管為PMOS 管。7.如權(quán)利要求4所述的開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,其特征在于,所述第四MOS管為NMOS 管。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種開關(guān)電源輸出幅度調(diào)節(jié)電路,包括:放大器,放大器的反相輸入端與調(diào)節(jié)電壓輸入端相連接,其正相輸入端與第一節(jié)點(diǎn)相連接;第一MOS管,第一MOS管的源極連接至電源,柵極連接至第一偏置電壓,漏極與第一節(jié)點(diǎn)相連接;第二MOS管,第二MOS管的柵極與放大器的輸出端相連接,漏極通過(guò)第一電阻與第一節(jié)點(diǎn)相連接;第二電阻和第三電阻串聯(lián)連接在第一節(jié)點(diǎn)與接地端之間,其中第二電阻與第三電阻相連接的節(jié)點(diǎn)為第二節(jié)點(diǎn);比較器,比較器的正相輸入端與檢測(cè)電壓輸入端相連接,反向輸入端與第二節(jié)點(diǎn)相連接,其輸出端用于輸出充電指示信號(hào)至開關(guān)電源電路??删_地實(shí)現(xiàn)對(duì)調(diào)節(jié)電壓的上鉗位、下鉗位、放大、平移等運(yùn)算,減少了硬件資源消耗。
【IPC分類】H02M1/00
【公開號(hào)】CN105071637
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510492402
【發(fā)明人】李淼
【申請(qǐng)人】上海貝嶺股份有限公司
【公開日】2015年11月18日
【申請(qǐng)日】2015年8月12日