一種實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱反饋放大的開關(guān)穩(wěn)壓器的制造方法
【專利摘要】一種實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱反饋放大的開關(guān)穩(wěn)壓器，開關(guān)穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)開放地接收一個(gè)輸入電壓并提供一個(gè)穩(wěn)定的恒定輸出電源電壓。該穩(wěn)壓器包括一個(gè)脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)電路，該電路響應(yīng)于一個(gè)反饋誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)輸出電壓。一個(gè)跨導(dǎo)誤差放大器產(chǎn)生一個(gè)誤差反饋信號(hào)，該信號(hào)與參考輸入電壓和輸出電壓之間的差值成比例。輸出電源電壓的過(guò)沖通過(guò)加入跨導(dǎo)誤差放大器提供了比正轉(zhuǎn)換率電流更高的負(fù)轉(zhuǎn)換率電流。這樣做就不必使用額外的引腳或者集成電路中的部分。
【專利說(shuō)明】一種實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱反饋放大的開關(guān)穩(wěn)壓器
【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]本發(fā)明涉及一般的開關(guān)穩(wěn)壓器，更特別的是，本發(fā)明中開關(guān)穩(wěn)壓器使用不對(duì)稱的反饋放大電路，并且提供一種操作方法。
【背景技術(shù)】:
[0002]廣泛的三端線性穩(wěn)壓器集成電路，可提供恒定的電源電壓以調(diào)節(jié)線路和負(fù)載的變化。眾所周知，這樣的穩(wěn)壓器是低效的，而且具有線性穩(wěn)壓器電路，它不可能得到比輸入電壓更聞的輸出電壓。
[0003]集成電路開關(guān)穩(wěn)壓器已經(jīng)可以實(shí)現(xiàn)。這種穩(wěn)壓器采用脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)電路，其中的調(diào)節(jié)是通過(guò)一個(gè)有源反饋網(wǎng)絡(luò)采樣輸出電壓，并產(chǎn)生一個(gè)電壓以控制調(diào)節(jié)切換器的脈沖寬度。開關(guān)穩(wěn)壓器可以獲得高于輸入電壓的輸出電壓，并且該電壓是高效的。
[0004]有源反饋電路所在的開關(guān)穩(wěn)壓器中遇到的問(wèn)題是，在提供輸入電源或短路被刪除時(shí)他們受到輸出電壓的制約。這是由典型的反饋網(wǎng)絡(luò)的響應(yīng)速度慢造成的。響應(yīng)速度慢是必要的，以確保穩(wěn)壓器不振蕩。
[0005]已經(jīng)有一些解決方案以防止或減少輸出電壓過(guò)沖。這些解決方案通常是不令人滿意的，因?yàn)樗鼈冃枰~外的元件，并且不在所有的條件下都工作，或者需要額外的管腳被添加到集成電路中。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種改進(jìn)的開關(guān)穩(wěn)壓器和一種操作方法。
[0007]本發(fā)明的另一個(gè)目的是為開關(guān)穩(wěn)壓器提供一種改進(jìn)的反饋誤差放大器。
[0008]本發(fā)明的再一個(gè)目的是為開關(guān)穩(wěn)壓器提供一個(gè)反饋放大器，并且具有不對(duì)稱的轉(zhuǎn)換率。
[0009]本發(fā)明的再一個(gè)目的是提供一種開關(guān)穩(wěn)壓器，其中過(guò)沖被最小化，并且可以在所有條件下工作，這樣導(dǎo)致過(guò)沖不需要集成電路中的額外引腳或者額外的部件。
[0010]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0011]本發(fā)明的上述內(nèi)容和其它目的通過(guò)一個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器實(shí)現(xiàn)，它接收一個(gè)輸入電壓，并提供一個(gè)穩(wěn)定的輸出電壓。該穩(wěn)壓器包括一個(gè)脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)電路，該電路響應(yīng)于一個(gè)反饋誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)輸出電壓。一個(gè)跨導(dǎo)誤差放大器對(duì)輸出電壓進(jìn)行采樣，將其與參考電壓進(jìn)行比較，并提供誤差反饋信號(hào)。跨導(dǎo)放大器的裝置包括提供一個(gè)比正的壓擺率更高的負(fù)壓擺率，以盡量減少過(guò)沖。
[0012]對(duì)比專利文獻(xiàn):CN202854636U新型穩(wěn)壓器201220571447.0【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】:
[0013]根據(jù)下面的附圖和詳細(xì)的描述，本發(fā)明的目的和特點(diǎn)將得到更充分的體現(xiàn)，其中:[0014]圖1為根據(jù)時(shí)間變化的輸出電壓函數(shù)，此時(shí)輸入功率被提供或者輸出短路被剔除；
[0015]圖2為一個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器的示意性框圖；
[0016]圖3為根據(jù)本發(fā)明得到的一個(gè)優(yōu)選的非對(duì)稱跨導(dǎo)誤差放大器示意圖；
[0017]圖4為非對(duì)稱的跨導(dǎo)誤差放大器的另一個(gè)實(shí)例示意圖；
[0018]圖5為非對(duì)稱的跨導(dǎo)誤差放大器的另一個(gè)不同的實(shí)例示意圖。
【具體實(shí)施方式】:
[0019]圖1示出了傳統(tǒng)的開關(guān)穩(wěn)壓器升高后，作為時(shí)間的函數(shù)的輸出電壓?？梢钥闯?，輸出電壓以基本上恒定的速率斜升。然而，輸出電壓過(guò)沖調(diào)節(jié)輸出電壓。反饋電壓控制開關(guān)穩(wěn)壓器使得過(guò)電壓斜坡回落。
[0020]圖2示出了一個(gè)開關(guān)穩(wěn)壓器，它包括一個(gè)開關(guān)網(wǎng)絡(luò)11，轉(zhuǎn)變輸入的直流電壓，以形成矩形波，它能夠適當(dāng)?shù)剡^(guò)濾，以提供輸出電壓。通過(guò)調(diào)制或控制響應(yīng)于在端子12的輸入反饋誤差信號(hào)的矩形波的脈沖寬度來(lái)調(diào)節(jié)輸出電壓的振幅。通過(guò)采樣電阻器13和14兩端的輸出電壓，并且應(yīng)用的采樣輸出作為誤差放大器16的一個(gè)輸入，以產(chǎn)生反饋信號(hào)。它的另一個(gè)輸入是一個(gè)參考電壓。誤差放大器是優(yōu)選的一個(gè)跨導(dǎo)型放大器，它的小信號(hào)輸出電壓Vout由(Gm) (Zload) (Vin)給出，其中(Zload)是外部元件Ce和Re的阻抗。過(guò)驅(qū)動(dòng)時(shí)，放大器的壓擺率限制條件(恒定輸出電流)在Ce上的電壓隨時(shí)間線性增加。誤差放大器16的控制電壓Vout在端子12上。
[0021]如上所述，開關(guān)穩(wěn)壓器一般在啟動(dòng)時(shí)或在輸出短路除去后的過(guò)沖下運(yùn)作。為產(chǎn)生過(guò)沖的數(shù)學(xué)模型，進(jìn)行了以下假設(shè)。輸出壓擺率由穩(wěn)壓器的輸出電流和輸出電容限制，dVout/dt=IIim/Cout?因此,斜坡上升時(shí)間(T)為(Cout) (Vout)/(Ilim)。在這段時(shí)間內(nèi)，誤差放大器的輸出將在正擺限制(SR+)，并且實(shí)現(xiàn)電容器Ce的電壓值等于(SR+) (T)。在過(guò)沖時(shí)間(AT)內(nèi)，誤差放大器的輸出必須擺負(fù)，直到它降低開關(guān)輸出電流為零。因此，AT等于(SR+) (T)/(SR-)。過(guò)沖電壓可從過(guò)沖的時(shí)間和穩(wěn)壓器的輸出壓擺率得出，可以發(fā)現(xiàn):
【權(quán)利要求】
1.一種實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱反饋放大的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征是:開關(guān)穩(wěn)壓器網(wǎng)絡(luò)用于接收輸入電壓，并提供了一個(gè)穩(wěn)壓器的輸出電壓，包括:一個(gè)脈沖寬度調(diào)制的開關(guān)電路，該電路響應(yīng)于一個(gè)反饋誤差信號(hào)以調(diào)節(jié)輸出電壓，一個(gè)跨導(dǎo)誤差放大器，用于采樣輸出電壓并且將其與參考電壓進(jìn)行比較，并提供上述反饋誤差信號(hào)，從而調(diào)節(jié)輸出電壓，上述跨導(dǎo)放大器用于提供一個(gè)比正極反饋誤差信號(hào)的變化率更高的負(fù)極反饋誤差信號(hào)的變化率。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種實(shí)現(xiàn)非對(duì)稱反饋放大的開關(guān)穩(wěn)壓器，其特征是:包括上述反饋誤差信號(hào)所在的阻抗網(wǎng)絡(luò)，并且上述跨導(dǎo)放大器提供一個(gè)不同的最大電流對(duì)上述阻抗網(wǎng)絡(luò)進(jìn)行充電，而不是讓上述阻抗網(wǎng)絡(luò)放電以提供不同的壓擺率。
【文檔編號(hào)】G05F1/56GK103616918SQ201310617447
【公開日】2014年3月5日 申請(qǐng)日期:2013年11月27日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月27日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請(qǐng)人:蘇州貝克微電子有限公司