專(zhuān)利名稱：利用單個(gè)編程引腳在pwm控制器中設(shè)置雙向偏置的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明主要涉及電子線路和及其元件，特別涉及一項(xiàng)新的改進(jìn)型基于恒流發(fā)生器的線路設(shè)計(jì)，為基于PWM的DC-DC變換器的脈寬調(diào)制(PWM)控制器提供可編程的雙向電壓偏置。
背景技術(shù)：


圖1圖解顯示了一個(gè)由常規(guī)脈寬調(diào)制(PWM)控制著的轉(zhuǎn)換DC-DC功率器的結(jié)構(gòu)。如圖所示，電壓端10連接著例如由數(shù)模變換器(DAC)所提供的參考電壓V1，該參考電壓通過(guò)一個(gè)濾波器11與參考端引腳REF相連，濾波器11例如由電阻器R4和電容器器C3組成。電壓端REF依次與運(yùn)算放大器(OPAMP)的同相輸入端(+)21相連。運(yùn)算放大器(OPAMP)的輸出23與脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器電路30相耦合。PWM發(fā)生器電路30的輸出33通過(guò)電感器(L1)40與輸出節(jié)點(diǎn)50相耦合。
PWM發(fā)生器電路的輸出33，通過(guò)一個(gè)含有耦合在放大器20的輸出23的反饋路徑FB上的串聯(lián)電阻器R2的濾波器60，將輸出VOUT反饋至放大器20的反相輸入端(-)22，以及通過(guò)電容器C1和電阻器R1的串聯(lián)連接至節(jié)點(diǎn)COMP，來(lái)可接收放大器20的放大和濾波的錯(cuò)誤信號(hào)。PWM發(fā)生器電路30驅(qū)動(dòng)一個(gè)與輸出節(jié)點(diǎn)50相連接的負(fù)載(由電阻器R3表示)。COMP端控制著PWM發(fā)生器，使其最小化電壓REF與電壓VOUT之間的差異。
基于PWM的DC供電集成電路通常都需要有一個(gè)使用者可調(diào)的偏置。特別是，在一些應(yīng)用中，它要求在輸出節(jié)點(diǎn)VOUT產(chǎn)生的輸出與輸入?yún)⒖茧妷篤1相差一個(gè)預(yù)定的(即用戶可編程的)偏置數(shù)值。根據(jù)這種應(yīng)用，就需要這樣的偏置電壓是雙向的，而且必須是可重復(fù)和穩(wěn)定的。產(chǎn)生這種偏置所需最少數(shù)量的外接元件，并不取決于例如供電電壓大小之類(lèi)的其他因素，且基于封裝的經(jīng)濟(jì)性考慮，需要最小數(shù)量的集成電路引腳。還有，為了減輕撐持部件的設(shè)計(jì)，所述偏置并不需要一個(gè)穩(wěn)定的電流參考，但只需要一個(gè)穩(wěn)定的電壓參考(如，能帶間隙電壓參考)。

發(fā)明內(nèi)容
基于本發(fā)明，通過(guò)一個(gè)恒流發(fā)生器電路來(lái)成功實(shí)現(xiàn)上述目的，在恒流發(fā)生器電路結(jié)構(gòu)中，允許對(duì)一個(gè)正(+)或負(fù)(-)極性輸出電流中的任一電流進(jìn)行外部編程，且可迅速流入DC-DC電壓變換器的PWM控制器的兩個(gè)位置其中之一。如下所述，DC-DC變換器的偏置電壓參數(shù)取決于兩個(gè)可編程電阻器其中之一與單個(gè)可編程引腳的連接?？删幊痰碾娮杵鞣謩e參考不同的電源軌(supply rail)(VCC和VSS)，另一方面，也取決于流入PWM控制的DC-DC變換器中的可編程恒定電流的位置。
用戶可編程，雙向恒定電流發(fā)生器包括第一和第二運(yùn)算放大器，用于驅(qū)動(dòng)聯(lián)合互補(bǔ)開(kāi)關(guān)器件(例如PMOSFET和NMOSFET開(kāi)關(guān))。其中之一的放大器的輸入與參考第一DC電源軌(即，VCC)的第一DC電壓相耦合。另一個(gè)放大器的輸入與參考第二DC電源軌(即，VSS或接地)的第二DC電壓相耦合。電流流經(jīng)路徑通過(guò)兩個(gè)開(kāi)關(guān)器件串聯(lián)耦合在連接可編程輸入引腳的偏置輸入端與偏置電流輸出端之間。
第一可編程的電阻器耦合在VCC電源軌和第一可編程引腳之間；第二可編程的電阻器在在SCC電源軌和第二可編程引腳之間。通過(guò)選擇性地將可編程輸入引腳與第一或第二可編程引腳(以及與它們相關(guān)的電阻器)之一相連接，雙向恒定電流發(fā)生器可以用戶可編程的方式向偏置電流輸出端提供正極性或負(fù)極性偏置電流之一。
首先，“源”電流的可編程模式，第一可編程引腳與可編程輸入引腳相耦合，同時(shí)，第二可編程引腳是開(kāi)路的。因此，與第一可編程電阻器相耦合的放大器就會(huì)導(dǎo)致與其相關(guān)的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通。在它相關(guān)的開(kāi)關(guān)器件的導(dǎo)通的情況下，放大器就會(huì)試圖驅(qū)動(dòng)輸入點(diǎn)上的電壓，與放大器的參考電壓相匹配。同時(shí)，另一個(gè)放大器會(huì)保持與其相關(guān)的開(kāi)關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)。在放大器的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通的情況下，一個(gè)源電流會(huì)從電源軌通過(guò)第一可編程電阻器，單個(gè)可編程端，和導(dǎo)通的開(kāi)關(guān)的電流路徑流入電流源的輸出端。電流的幅值實(shí)際等于其相關(guān)的串聯(lián)電阻器所分壓的參考電壓。
其次，“陷落(sinking)”電流的設(shè)置模式，第二可編程引腳與可編程輸入引腳相連，同時(shí)，第一可編程引腳是開(kāi)路的。因此，第二放大器就會(huì)導(dǎo)致與其相關(guān)的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，同時(shí)，另一個(gè)放大器會(huì)保持其相關(guān)的開(kāi)關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)。第二放大器會(huì)試圖使輸入點(diǎn)上的電壓與放大器的參考電壓相匹配。在第二放大器的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，一個(gè)陷落電流會(huì)從電源軌通過(guò)第二可編程電阻器，單個(gè)可編程端，和第二放大器的相關(guān)導(dǎo)通開(kāi)關(guān)的電流路徑流入輸出端。電流的幅值實(shí)際等于其相關(guān)的串聯(lián)電阻器所分壓的參考電壓。
對(duì)于本發(fā)明的用戶可編程的雙向恒定電流發(fā)生器所產(chǎn)生的“源”電流或者“陷落”電流，可選擇其中之一與PWN開(kāi)關(guān)式DC功率電源的PWN控制器的兩個(gè)位置其中之一相連，以提供恒定的偏置電壓。在恒定電流源中所采用的參考電壓是基于一個(gè)帶隙電壓的(作為VSS或GND的參考)。在一個(gè)非限制性，較佳的實(shí)施例中，第一參考電壓(作為VCC的參考)可能源于第二電壓(作為VSS的參考)。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明圖1圖示說(shuō)明了一個(gè)常規(guī)脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)(PWM)開(kāi)關(guān)直流(DC)變換器的結(jié)構(gòu)；圖2圖示說(shuō)明根據(jù)本發(fā)明的一例單個(gè)引腳可編程雙向偏置發(fā)生器電路的實(shí)施例；圖3圖示說(shuō)明了圖2所示的單個(gè)引腳可編程雙向偏置發(fā)生器電路和圖1所示的PWM開(kāi)關(guān)DC功率電源互連的第一實(shí)施例；以及圖4圖示說(shuō)明了圖2所示的單個(gè)引腳可編程雙向偏置發(fā)生器電路和圖1所示的PWM開(kāi)關(guān)DC功率電源互連的第二實(shí)施例；圖5顯示了與圖2所示的單個(gè)引腳可編程雙向偏置發(fā)生器電路可編程參數(shù)的選擇的偏置電壓的極性有關(guān)的表格，以及該電路與圖3和圖4所示的PWM開(kāi)關(guān)DC功率電源之間的互連；以及圖6圖示說(shuō)明了用于產(chǎn)生圖2所示的單個(gè)引腳可編程雙向偏置發(fā)生器電路所分別采用的參考電壓V2和V3的電路的非限制實(shí)施例。
詳細(xì)的描述在描述根據(jù)本發(fā)明的可編程的雙向電壓偏置發(fā)生器電路之前，首先應(yīng)該提到的是本發(fā)明所主要關(guān)注的常規(guī)DC功率電源電路及其控制部件的設(shè)計(jì)以及它們集成在一起的方式。應(yīng)該理解，本發(fā)明可以包含于各種實(shí)施方式中，同時(shí)不應(yīng)該以為只限于本文所顯示討論的內(nèi)容。比如說(shuō)，雖然附圖所示的是非限制電路實(shí)施方式使用了MOSFET器件來(lái)實(shí)現(xiàn)可控的開(kāi)關(guān)操作，但是應(yīng)該理解本發(fā)明不限如此，它還可以由其他等效的電路器件構(gòu)成，例如，雙極晶體管。所要描述的實(shí)施例只是用于本發(fā)明相關(guān)的詳細(xì)說(shuō)明，并不是對(duì)了解本發(fā)明利益的熟練技術(shù)人士隱藏顯而易見(jiàn)的細(xì)節(jié)披露。通篇文章和附圖采用相同的數(shù)字來(lái)表示所對(duì)應(yīng)的部分。
現(xiàn)在關(guān)注圖2；該示說(shuō)明了根據(jù)本發(fā)明的單個(gè)引腳可編程雙向偏置發(fā)生器電路，以及與以上所討論的圖1所示DC-DC變換器和PWM控制構(gòu)成界面連接的實(shí)施例。如圖2所示，偏置發(fā)生器包括雙向恒流發(fā)生器，它分別含有第一和第二互補(bǔ)極性的放大器210和220。第一或者上部放大器210具有同相(+)輸入211，通過(guò)第一電壓V2參考上部電壓(VCC)，且它的輸出213作為一個(gè)開(kāi)關(guān)控制輸入耦合著第一輸出開(kāi)關(guān)器件的柵極，如PMOSFET Q1所示。在互補(bǔ)的方式中，第二或者下部的放大器220具有同相(+)輸入221，通過(guò)第二直流電壓V3參考下部電壓(VSS)，且它的輸出223作為開(kāi)關(guān)控制輸入耦合著第二輸出開(kāi)關(guān)器件的柵極，如PMOSFET Q2所示。
MOSFET Q1和Q2具有串聯(lián)耦合在用戶可編程的偏置輸入端OFS和偏置輸出端OFSOUT之間的源漏極電流路徑。首先，編程電阻器R5耦合在上部(VCC)電源軌和第一可編程引腳P1之間，同時(shí)，第二可編程電阻器R6耦合在下部(SCC)電源軌和第二可編程引腳P2之間。如下描述，Pprog連接輸入端OFS，通過(guò)可編程引腳選擇性地連接第一和第二可編程引腳P1和P2其中之一，用戶就能可編程控制雙向恒定電流發(fā)生器向OFSOUT端提供正極性的或者負(fù)極性的偏置電流。
OFS端分別與放大器210和220的各個(gè)反相(-)輸入212和222相耦合，同時(shí)也與PMOSFET Q1的源極SQ1和PMOSFET Q2的源極5Q2相耦合。OFSOUT端與PMOSFET Q1和Q2共連接的漏極DQ1和DQ2相耦合。需要注意，MOSFETs的源極和漏極的連接有可能交換。為了避免離散傳導(dǎo)路徑，PMOSFET Q1主體部分和VCC相耦合，NMOSFET Q2主體部分與VSS相耦合。
圖2所示的電路的工作參數(shù)如下。限制直流電壓V2和V3數(shù)值，使得施加于放大器210的同相(+)輸入211的電壓VA大于施加于放大器220的同相(+)輸入221的電壓VB。同樣，當(dāng)使用電阻器R5(OFS端與可編程引腳相耦合)時(shí)，電壓VA必須大于輸出端OFSOUT的電壓，以及當(dāng)使用電阻器R6(OFS端與可編程引腳相耦合)時(shí)，電壓VB必須小于輸出端OFSOUT的電壓。
在操作上，首先，“源”電流可編程模式，在此模式中，可編程引腳Pprog與引腳P1相連接的，電阻器R5連接在VCC和端OFS之間，同時(shí)引腳P2保持開(kāi)路。在這種連接下，放大器210的輸出213會(huì)驅(qū)動(dòng)PMOSFET Q1的柵極，使得PMOSFET Q1導(dǎo)通。在MOSFET Q1的導(dǎo)通的情況下，放大器210會(huì)試圖驅(qū)動(dòng)它的反相(-)輸入端212上的電壓端OFS使得它的同相(+)輸入端212上的電壓與電壓VA相匹配。在PMOSFET Q1被放大器210導(dǎo)通時(shí)，源電流從電源軌VCC通過(guò)電阻器R5，端OFS，PNOSFET Q1的源漏電流路徑流到輸出端OFSOUT。該電流IOFSOUT的幅值是V2/R5。
當(dāng)端OFS驅(qū)動(dòng)至等于電壓VA，以及電壓VA受限制而高于VB時(shí)，則放大器220的反相(-)輸入222的電壓高于同相(+)輸入221的電壓。放大器220驅(qū)動(dòng)它的輸出223，MOSFET Q2的柵極為低電平，MOSFET Q2截止。因此從OFSOUT流出的電流可專(zhuān)門(mén)由V2/R2定義。
其次，“陷落”電流可編程模式，在此模式中，可編程引腳Pprog連接著引腳P2，電阻器R6連接在VCC和端OFS之間，同時(shí)，引腳P1保持開(kāi)路。因這種連接，放大器220的輸出223會(huì)驅(qū)動(dòng)NMOSFET Q2的柵極升高，使NMOSFET Q2導(dǎo)通。在這種條件下，放大器220會(huì)試圖驅(qū)動(dòng)它的反相(-)輸入端222的電壓端OFS與它的同相(+)輸入端212上的電壓VA相匹配。放大器220導(dǎo)通NMOSFET Q2，陷落電流從電源軌VSS通過(guò)電阻器R6，端OFS，NMOSFET Q2的源漏電流路徑流到輸出端OFSOUT。電流IOFSOUT的幅值是V3/R6。
在驅(qū)動(dòng)端OFS等于電壓VB情況下，并且在電壓VB的數(shù)值受限制而小于電壓VA時(shí)，則放大器210的反相(-)輸入212低于同相(+)輸入211。然后，放大器210會(huì)驅(qū)動(dòng)它的輸出210，PMOSFET Q1柵極升高，PMOSFET Q1截止。OFSOUT的電流可專(zhuān)門(mén)由V3/R6定義。
由圖2所示的恒定電流發(fā)生器所產(chǎn)生的源電流或陷落電流可以與如圖1所示的PWM開(kāi)關(guān)DC功率電源的PWM控制器相連接，用于提供一個(gè)恒定偏置電壓。圖3圖示說(shuō)明了兩個(gè)電路互連的實(shí)施例，其中，圖2所示的恒定電流發(fā)生器的OFSOUT端與圖1所示的PWM開(kāi)關(guān)DC功率電源的反饋路徑FB相耦合。該恒定(源或陷落)電流的注入在圖1所示的PWM的DC功率電源中的電阻器R2兩端產(chǎn)生了相應(yīng)的壓降，使電壓VOUT產(chǎn)生與電阻器R2阻抗和注入端FB的電流IOFSOUT的乘積對(duì)應(yīng)的偏移。
如果電流的方向是從輸出引腳OFSOUT流出的，則電阻器R5兩端的壓降VR5使得點(diǎn)FB的電壓大于VOUT的電壓。響應(yīng)反相(-)輸出端222的電壓升高，放大器220會(huì)減少它的輸出電壓以及電壓VOUT，以此使得點(diǎn)FB的電壓又與點(diǎn)REF的電壓相平衡。反之，如果電流的方向是流入輸出引腳OFSOUT，則在電阻器R5兩端的壓降VR5使得在點(diǎn)FB的電壓小于VOUT的電壓。響應(yīng)反相(-)輸入端222的電壓下降，放大器220會(huì)增加它的輸出電壓以及VOUT電壓，以此使得點(diǎn)FB的電壓又與點(diǎn)REF的電壓相平衡。
需要注意，在FB電壓和VOUT電壓之間的電壓差或偏置電壓等于與電阻器R2阻抗值乘以輸出電流IOFSOUT的乘積。同時(shí)，IOFSOUT等于V2/R5或V3/R6。因此，偏置電壓的幅值就等于V2*R2/R5或V3*R2/R6。在典型的PWM控制器集成電路中，電壓V1，V2，V3都是內(nèi)部產(chǎn)生的，且穩(wěn)定的，同時(shí)電阻器R2，R5，R6也都是穩(wěn)定的外接元件。
圖4顯示了圖1和圖2所示電路互連的第二實(shí)例。其中，圖2所示的恒定電流發(fā)生器的OFSOUT端是與圖1所示的PWM開(kāi)關(guān)DC功率電源的參考端引腳REF相耦合。恒定(源或陷落)電流IOFSOUT的注入在圖1所示的基于PWM的DC-DC功率電源中的輸入電阻器R4兩端產(chǎn)生壓降，因?yàn)殡娏鱅OFSOUT必須通過(guò)電阻器R4流向參考電壓V1，以及沒(méi)有其它的有效直流路徑(電容器器C3阻斷了流向VSS的路徑，同時(shí)放大器20的輸入為高阻抗)。
在圖4所示的實(shí)施例中，電流IOFSOUT在圖1所示的基于PWM的DC-DC變換器的輸入電阻器R4兩端產(chǎn)生相應(yīng)的壓降，使得在端REF的直流電壓不同于參考電壓V1的直流電壓。如果電流IOFSOUT是流出端OFSOUT，則端REF的電壓就會(huì)高于電壓V1，從而升高施加在放大器20的同相(+)輸入21上的電壓。響應(yīng)該電壓的升高，放大器20升高在端VOUT的電壓，使得在FB的電壓與在REF的電壓相匹配。
另一方面，如果電流IOFSOUT流入端OFSOUT，則端REF的電壓低于電壓V1，從而降低施加在放大器20的同相(+)輸入21上的電壓。響應(yīng)該電壓的降低，放大器20降低端VOUT的電壓，使得在FB的電壓與在REF的電壓相匹配。在電壓V1與REF電壓之間的偏置或電壓差等于電流IOFSOUT乘以電阻器R4數(shù)值的乘積。同樣，電流IOFSOUT的數(shù)值等于V2/R5或V3/R6。因此，偏置電壓的數(shù)值等于V2*R4/R5或V3*R4/R6。
從上述描述看來(lái)，可以理解，偏置電壓的極性，也就是參考V1的VOUT的極性，是取決于對(duì)圖2所示恒定電流發(fā)生器的可編程電阻器(R5或者是R6)的選擇，同時(shí)也取決于連接著圖2所示OFSOUT(FB或REF)的圖1所示的引腳的選擇。由圖5所示的表顯示了適用于可編程參數(shù)選擇的偏置電壓的極性。
圖2所示的恒流源的電壓V3典型地采用帶隙電壓(參考VSS或地(GND))來(lái)實(shí)現(xiàn)的。電壓V2，參考VCC，可能取自于電壓V3。圖6顯示由電壓V3產(chǎn)生電壓V2(基于帶隙)的電路的非限制性實(shí)施例，它包括一個(gè)運(yùn)算放大器250，且其同相(+)端251與電壓源V3正極相耦合。
放大器250的輸出253耦合驅(qū)動(dòng)NMOSFET Q3的柵極。NMOSFET Q3的源漏極路徑與第一電阻器R7串聯(lián)耦合VSS電源軌以及與第二電阻器R8串聯(lián)耦合VCC電源軌。電壓V2取自電阻器R8兩端。PMOSFET Q3的源極/漏極與電阻器R7之間的連接與放大器250的反相(-)端252相耦合。在操作上，放大器250驅(qū)動(dòng)PMOSFETQ3使得電阻器R7兩端的壓降VR7等于電壓V3。這樣，就產(chǎn)生了一個(gè)大小等于V3/R7的電流，它施加于電阻器R8，從而在電阻器R8上產(chǎn)生一個(gè)等于(V3*R8)/R7的電壓V2。
從上所述，應(yīng)該理解，本發(fā)明的單個(gè)引腳可編程雙向偏置發(fā)生器電路可以迅速地使基于PWM的DC功率電源提供用戶所選擇的正極性或負(fù)極性的輸出電流。根據(jù)電流發(fā)生器的(單引腳的編程)以及它的輸出電流注入PWM控制器電路上的流入點(diǎn)，DC-DC變換器可在預(yù)置的偏置電壓下進(jìn)行操作。
雖然我已經(jīng)顯示和描述了幾個(gè)根據(jù)本發(fā)明的實(shí)施例，但應(yīng)該理解，同樣，并不僅限于此，對(duì)一個(gè)業(yè)內(nèi)熟練技術(shù)人士來(lái)說(shuō)還有相當(dāng)多的變化和改進(jìn)是很容易接受的，因此我不希望僅僅限于本文所描述的細(xì)節(jié)，而是試圖涵蓋對(duì)業(yè)內(nèi)一般技術(shù)技能的人士來(lái)說(shuō)是顯而易見(jiàn)的所有相關(guān)的變化和改進(jìn)。
權(quán)利要求
1.一種適用于產(chǎn)生可調(diào)節(jié)直流(DC)電壓的裝置，包括一個(gè)DC-DC變換器，它可用于從電源軌產(chǎn)生可調(diào)節(jié)DC輸出電壓，所述DC-DC變換器具有脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器，用于在其輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生基于PWM的輸出電壓，所述輸出電壓通過(guò)電感元件與應(yīng)用于負(fù)載的輸出電壓端相耦合；PWM控制器，用于控制所述PWM發(fā)生器的操作，所述PWM控制器，包括運(yùn)算放大器，它包括耦合以接收參考電壓的第一輸入，第二輸入，以及與所述PWM發(fā)生器相耦合的輸出；和電流反饋電阻器，它耦合在所述運(yùn)算放大器的所述輸出節(jié)點(diǎn)和所述第二輸入之間；以及用戶可編程雙向恒定電流發(fā)生電路，用于控制所述PWM控制器的操作，并構(gòu)成以產(chǎn)生用戶可編程的正極性(+)或者負(fù)極性(-)的電流，并將所述用戶可編程電流提供給用于控制所述PWM發(fā)生器操作的所述PWM發(fā)生器的用戶選擇位置。
2.如權(quán)利要求1所述的裝置，其特征在于，所述用戶可編程雙向恒定電流發(fā)生電路含有驅(qū)動(dòng)相關(guān)的開(kāi)關(guān)器件的第一和第二運(yùn)算放大器，耦合所述第一運(yùn)算放大器以接收參考第一DC電源軌的第一DC電壓，且耦合所述第二運(yùn)算放大器以接收參考第二DC電源軌的第二DC電壓，通過(guò)所述開(kāi)關(guān)器件的電流路徑串聯(lián)耦合在偏置輸入端和偏置電流輸出端之間，所述偏置輸入端與可編程輸入引腳相耦合，所述偏置電流輸出端輸出所述用戶可編程正(+)或負(fù)(-)極性電流之一，以及所述可編程輸入引腳通過(guò)所選擇的第一可編程電阻器與所述第一DC電壓電源軌相耦合，并且通過(guò)第二可編程電阻器與所述第二DC電壓電源軌相耦合。
3.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，對(duì)于電流源模式或者是電流陷落模式，所述可編程輸入引腳通過(guò)所述第一可編程電阻器與所述第一DC電壓電源軌相耦合，使所述第一運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)它的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，以致所述第一運(yùn)算放大器試圖使得它的輸入點(diǎn)電壓與所述第一參考電壓相匹配，同時(shí)第二運(yùn)算放大器保持所述第二開(kāi)關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過(guò)所述第一可編程電阻器，所述輸入可編程端和所述導(dǎo)通的第一開(kāi)關(guān)器件的電流路徑，在所述第一DC電源軌、所述偏置電流輸出端和所述PWM控制器的所述用戶選擇位置之間流動(dòng)。
4.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，對(duì)于所述電流源模式，所述PWM控制器的所述用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第一輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的所述用戶選擇位置。
5.如權(quán)利要求3所述的裝置，其特征在于，對(duì)于所述電流陷落模式，所述PWM控制器的所述用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第二輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的所述用戶選擇位置。
6.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，對(duì)于電流源模式或者是電流陷落模式，所述可編程輸入引腳通過(guò)所述第二可編程電阻器與所述第二DC電壓電源軌相耦合，使所述第二運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)它的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，以致所述第二運(yùn)算放大器試圖使得它的輸入點(diǎn)電壓與所述第二參考電壓相匹配，同時(shí)第一運(yùn)算放大器保持所述第一開(kāi)關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過(guò)所述第二可編程電阻器，所述輸入可編程端，和所述導(dǎo)通的第二開(kāi)關(guān)器件的電流路徑，在所述第二電源軌DC電源軌、所述偏置電流輸出端和所述PWM控制器的所述用戶選擇位置之間流動(dòng)。
7.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，對(duì)于所述電流源模式，所述PWM控制器的所述用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第二輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的所述用戶選擇位置。
8.如權(quán)利要求6所述的裝置，其特征在于，對(duì)于所述電流陷落模式，所述PWM控制器的所述用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第一輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的所述用戶選擇位置。
9.如權(quán)利要求2所述的裝置，其特征在于，還包括帶隙電壓發(fā)生器電路，它用于產(chǎn)生分別應(yīng)用于所述第一和第二運(yùn)算放大器的所述第一和第二DC電壓。
10.一種產(chǎn)生可調(diào)節(jié)直流(DC)電壓的方法，包括步驟(a)提供DC-DC變換器，它由脈寬調(diào)制(PWM)發(fā)生器控制，所述PWM發(fā)生器在其輸出節(jié)點(diǎn)產(chǎn)生基于PWM的輸出電壓，該輸出節(jié)點(diǎn)通過(guò)電感元件與應(yīng)用負(fù)載的輸出電壓端相耦合；和(b)通過(guò)下列步驟來(lái)控制所述PWM發(fā)生器的操作1-提供運(yùn)算放大器，它具有耦合以接收參考電壓的第一輸入和第二輸入，以及耦合于所述PWM發(fā)生器的輸出，2-將電流反饋電阻器耦合在所述運(yùn)算放大器的所述輸出節(jié)點(diǎn)和所述第二輸入之間，3-產(chǎn)生一個(gè)用戶可編程的正極性(+)或負(fù)極性(-)的恒定電流之一，以及4-將所述用戶可編程的正極性(+)或負(fù)極性(-)的恒定電流之一提供給所述PWM發(fā)生器的用戶選擇位置。
11.如權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，步驟(b)3包括提供用于驅(qū)動(dòng)相關(guān)的開(kāi)關(guān)器件的第一和第二運(yùn)算放大器，所述第一運(yùn)算放大器耦合接收作參考第一DC電源軌功率電源軌的第一DC電壓，以及所述第二運(yùn)算放大器耦合接收作參考第二DC能量電源軌的第二DC電壓，通過(guò)所述開(kāi)關(guān)器件的電流路徑串聯(lián)耦合在偏置輸入端和偏置電流輸出端之間，其中，所述偏置輸入端與可編程輸入引腳相耦合，而所述偏置電流輸出端輸出所述用戶可編程正(+)或負(fù)(-)極性電流之一，以及所述可編程輸入引腳通過(guò)所選擇的第一可編程電阻器與所述第一DC電源軌功率電源軌以及通過(guò)可選擇的第二可編程電阻器與所述第二DC電壓電源相耦合。
12.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟(b)4中，對(duì)于電流源模式或者是電流陷落模式，所述可編程輸入引腳通過(guò)所述第一可編程電阻器與所述第一DC電壓電源軌相耦合，導(dǎo)致所述第一運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)它的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，以致所述第一運(yùn)算放大器試圖使得它的輸入點(diǎn)電壓與所述第一參考電壓相匹配，同時(shí)所述第二運(yùn)算放大器保持所述第二開(kāi)關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過(guò)所述第一可編程電阻器，所述輸入可編程終端和所述導(dǎo)通的第一開(kāi)關(guān)器件的電流路徑，在所述第一電源軌DC電源軌、所述偏置電流輸出端和所述PWM控制器的所述用戶選擇位置之間流動(dòng)。
13.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟(b)4對(duì)應(yīng)于所述電流源模式，且其中，所述PWM控制器的所述用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第一輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的所述用戶選擇位置。
14.如權(quán)利要求12所述的方法，其特征在于，步驟(b)4對(duì)應(yīng)于所述電流陷落模式，且其中，所述PWM控制器的用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第二輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的用戶選擇位置。
15.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，在步驟(b)4中，對(duì)于電流源模式或者是電流陷落模式，所述可編程輸入引腳通過(guò)所述第二可編程電阻器與所述第二DC電壓電源軌相耦合，導(dǎo)致所述第二運(yùn)算放大器驅(qū)動(dòng)它的開(kāi)關(guān)器件導(dǎo)通，以致所述第二運(yùn)算放大器試圖使得它的輸入點(diǎn)電壓與所述第二參考電壓相匹配，同時(shí)所述第一運(yùn)算放大器保持所述第一開(kāi)關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過(guò)所述第二可編程電阻器，所述輸入可編程終端和所述導(dǎo)通的第二開(kāi)關(guān)器件的電流路徑，在所述第二電源軌、所述偏置電流輸出端和所述PW控制器的所述用戶選擇位置之間流動(dòng)。
16.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，步驟(b)4與電流源模式相對(duì)應(yīng)，且其中，所述PWM控制器的用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第二輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的所述用戶選擇位置。
17.如權(quán)利要求15所述的方法，其特征在于，步驟(b)4與所述電流源模式相對(duì)應(yīng)，所述PWM控制器的用戶選擇位置對(duì)應(yīng)于所述PWM控制器的所述運(yùn)算放大器的所述第一輸入端，所述偏置電流輸出端施加于所述PWM控制器的所述用戶選擇位置。
18.如權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，步驟(b)3包括由從一個(gè)帶隙電壓發(fā)生器電路中產(chǎn)生所述第一和第二DC電壓。
19.一種用戶可編程的恒定電流發(fā)生器電路，包括；輸入端；輸出端，用于輸出用戶可編程的恒定電流；第一運(yùn)算放大器，它含有耦合以接收參考第一電源軌的第一DC電壓的第一輸入，第二輸出，以及用于耦合以驅(qū)動(dòng)相關(guān)的第一開(kāi)關(guān)器件的輸出；第二運(yùn)算放大器，它含有耦合以接收參考第一電源軌的第二DC電壓的第一輸入、第二輸入以及用于耦合以驅(qū)動(dòng)相關(guān)的第二開(kāi)關(guān)器件的輸出；所述第一和第二開(kāi)關(guān)器件具有通過(guò)其耦合在所述輸入端和所述輸出端之間的電流路徑；以及第一可編程電阻器，將所述輸入端與所述第一和第二電源軌其中之一相耦合。
20.如權(quán)利要求19所述的用戶可編程恒定電流發(fā)生器電路，其特征在于，還包括了帶隙電壓發(fā)生器電路，用于產(chǎn)生分別應(yīng)用于所述第一和第二運(yùn)算放大器的所述第一和第二DC電壓。
全文摘要
一種用戶可編程，雙向的，恒定電流發(fā)生器電路允許對(duì)注入DC－DC電壓變換器中的PWM控制器的兩個(gè)位置點(diǎn)之一的正極性(+)或者是負(fù)極性(－)輸出電流進(jìn)行外部編程。DC－DC變換器的偏置電壓的參數(shù)將取決于單個(gè)可編程引腳與兩個(gè)可編程電阻器其中之一之間的連接?？删幊屉娮杵骺捎煞謩e參考不同的電源軌(VCC和VSS)。偏置的極性還取決于在PWM控制的DC－DC變換器內(nèi)部所注入的可編程電流的位置。
文檔編號(hào)H02M3/156GK1714496SQ200380103883
公開(kāi)日2005年12月28日 申請(qǐng)日期2003年11月12日 優(yōu)先權(quán)日2002年11月25日
發(fā)明者R·H·艾沙姆 申請(qǐng)人:英特賽爾美國(guó)股份有限公司