專利名稱：一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，確切地說涉及一種可應(yīng)用于集成DC/DC環(huán)路的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路。
背景技術(shù)：
電源管理單元(Power Management Unit,簡稱PMU)具有高效和適應(yīng)各種負(fù)載需求的特點(diǎn)，因此被廣泛的應(yīng)用于各類便攜式電子產(chǎn)品中，比如手機(jī)、平板電腦、MP3等。一個(gè)PMU中一般包含幾路DC/DC變換器。DC/DC變換器按照控制方式可分為電壓模和電流模，電壓模具有更簡單的控制電路、更低的噪聲敏感度和更高的效率等優(yōu)勢。因此，實(shí)際應(yīng)用電 路中更多的是采用電壓模控制方式。為了獲得更快的響應(yīng)速度，Buck變換器中一般采用三型補(bǔ)償。如公開號(hào)為CN201708696U，
公開日為2011年I月12日的中國專利文獻(xiàn)公開了一種適用于輸出電源電壓連續(xù)變化的Buck變換器的電路。該電路輸入端為一個(gè)雙差分輸入單端輸出放大器接成的單位增益反饋放大器。通過該放大器取出反饋電壓和參考電壓的差值送給后級(jí)的補(bǔ)償器網(wǎng)絡(luò)，與一般的Buck變換器中將參考電壓直接加在補(bǔ)償器網(wǎng)絡(luò)的正輸入端相比，去除了由于補(bǔ)償器正輸入端到輸出的前饋通路引入的誤差量，使Buck變換器的輸出能夠準(zhǔn)確跟隨信號(hào)幅度，產(chǎn)生一個(gè)連續(xù)時(shí)間的與信號(hào)成比例的電壓，供給信號(hào)放大、功率輸出的電源。但以上述專利文獻(xiàn)為代表的Buck變換器中一般采用三型補(bǔ)償，傳統(tǒng)的三型補(bǔ)償需要很大的電阻和電容，無法片內(nèi)集成，其結(jié)構(gòu)如圖I所示。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種可應(yīng)用于集成DC/DC環(huán)路的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，該偽三型補(bǔ)償不僅可以產(chǎn)生類似傳統(tǒng)三型補(bǔ)償?shù)念l率響應(yīng)，而且只需要一個(gè)小于3pF的電容，極大地減少了片上器件面積，降低了電路成本。本發(fā)明是通過采用下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的
一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于包括高通濾波器、低通濾波器和鋸齒波產(chǎn)生電路，所述高通濾波器將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓的差值轉(zhuǎn)換成誤差電流，所述低通濾波器將誤差電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，為PWM比較器提供一個(gè)輸入電壓，所述鋸齒波產(chǎn)生電路將電源成正比的電流與誤差電流之和轉(zhuǎn)化成鋸齒波電壓，為PWM比較器提供另一個(gè)輸入電壓。所述高通濾波器由偏置電路，零極點(diǎn)產(chǎn)生電路，電流轉(zhuǎn)電壓電路，跨導(dǎo)放大電路和誤差電流鏡像電路五部分組成；偏置電路由一個(gè)偏置源IB和一個(gè)NMOS管M21組成；零極點(diǎn)產(chǎn)生電路由六個(gè)PMOS管一分別是Ml、M2、M5、M6、M7和M8，六個(gè)NMOS管一分別是M3、M4、M22、M23、M24和M25，兩個(gè)電阻一分別是Rl、R2，和兩個(gè)電容一分別是Cl和C2組成；電流轉(zhuǎn)電壓電路由兩個(gè)PMOS管一分別是Mll和M12，兩個(gè)NMOS管一分別是M9和MlO和兩個(gè)電阻一分別是R3和R4組成；跨導(dǎo)放大電路由四個(gè)PMOS管一分別是M15、M16、M17和M18，和五個(gè)NMOS管一分別是M13、M14、M19、M20和M26組成；誤差電流鏡像電路由一個(gè)PMOS管M印和一個(gè)NMOS管Men組成。所述偏置電路的連接關(guān)系為偏置源IB跨接在電源VDD和NMOS管M21的漏上，NMOS管M21柵與漏短接，其源接地電位VSS ;偏置電路為零極點(diǎn)電路、電流轉(zhuǎn)電壓電路和跨導(dǎo)放大電路提供電流偏置。所述零極點(diǎn)產(chǎn)生電路的連接關(guān)系為PM0S管Ml、M2的柵分別連接輸入信號(hào)Vfb和Veef,電阻Rl與R2串聯(lián)連接到PMOS管Ml和M2的源兩端，PMOS管M5和M6的漏分別連接到PMOS管Ml和M2的源，PMOS管M5和M6的源均連接到電源VDD ；電容Cl跨接在PMOS管Ml的源和PMOS管M5的柵上；電容C2跨接在PMOS管M2的源和PMOS管M6的柵上；PM0S管M7的漏與柵短接并與PMOS管M5的柵相連；PM0S管M8的漏與柵短接并與PMOS管M6的柵相連；PM0S管M7與M8的源連接到電源VDD ；NM0S管M3與M4的柵分別連接到NMOS管Ml 與M2的漏，NMOS管M3與M4的漏分別連接到NMOS管Ml與M2的源；NM0S管M3與M4的源均連接到地點(diǎn)位VSS ；NM0S管M22、M23、M24、M25的柵連接到偏置電路中NMOS管M21的柵；NMOS管M22、M23、M24、M25的源均接地電位VSS ；NM0S管M22、M23、M24、M25的漏分別連接到PMOS管M7、M1、M2和M8的漏，零極點(diǎn)產(chǎn)生電路的輸出為流過NMOS管M3和M4的電流。所述電流轉(zhuǎn)電壓電路的連接關(guān)系為NM0S管M9與MlO的柵分別和PMOS管Ml與M2的漏相連；PM0S管Mll和M12的柵與漏短接，源都連接到電源VDD ；電阻R3與R4分別跨接在PMOS管Mll的漏與NMOS管M9的漏兩端和PMOS管M12的漏與NMOS管MlO的漏兩端；NMOS管M9與MlO的源均連接到地點(diǎn)位VSS ；NM0S管M9和MlO分別鏡像流過NMOS管M3和M4的電流，并通過PMOS管M11、M12，電阻R3和R4轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。所述跨導(dǎo)放大電路的連接關(guān)系為NM0S管M13與M14的柵分別連接到NMOS管M9與MlO的漏，NMOS管M13與M14的源短接并與NMOS管M25的漏相連；PM0S管M15柵與漏短接，并連接到NMOS管M13的漏；PM0S管M16柵與漏短接，并連接到NMOS管M14的漏；PM0S管M17的柵與PMOS管M15的柵相連，漏與NMOS管M19的漏和柵相連；PM0S管M18的柵與PMOS管M16的柵相連，漏與NMOS管M20的漏相連；NM0S管M20的柵與NMOS管M19的柵相連；PM0S管M15、M16、M17和M18的源均連接到電源VDD ；NM0S管M19、M20、M26的源均接地電位VSS，其柵均連接到偏置源IB的負(fù)端；跨導(dǎo)放大電路為誤差信號(hào)提供增益，其輸出為電流誤差信號(hào)。誤差電流鏡像電路的連接關(guān)系為PM0S管M印的柵與PMOS管M16柵相連，PMOS管Mep的源連接電源VDD，PMOS管M印的漏為輸出端iP ；NM0S管Men的柵與NMOS管M19柵相連，NMOS管Men的源連接地電位VSS，NM0S管Men的漏為輸出端iN ;誤差電流鏡像電路鏡像誤差電流的差分量為低通濾波電路提供輸入信號(hào)。所述低通濾波器由ADC、數(shù)字積分器和DAC組成，ADC將誤差電流數(shù)字化，數(shù)字積分器將數(shù)字化的信號(hào)積分，最后通過DAC將積分后的數(shù)字信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為模擬量，連接關(guān)系為，誤差信號(hào)iP和iN流入ADC輸入端，ADC輸出連接到數(shù)字積分器的輸入端，數(shù)字積分器輸出連接到DAC的輸入端，DAC的輸出為最終的輸出信號(hào)。數(shù)字積分器構(gòu)成了一個(gè)低通濾波器，通過ADC和DAC的轉(zhuǎn)換，使其處理的信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)也不需要模擬低通濾波器的大電容。所述鋸齒波產(chǎn)生電路，由三個(gè)PMOS管一分別是Ml、M2和M3，三個(gè)NMOS管一分別是M4、M5、放電管M。，兩個(gè)電流源一分別是IB和Ictoge,和電容Cc組成，其中NM0S管M4、M5，PMOS管M2、M3和電流源IB組成了偏置電路，給PMOS管Ml提供固定偏置電壓；輸入電流ie OT與Idmge在PMOS管Ml的源相加給電容C。充電，在時(shí)鐘CLK控制開關(guān)下產(chǎn)生鋸齒波；連接關(guān)系為輸入電流信號(hào)與電流源Idiaw的負(fù)端和PMOS管Ml的源相連；PM0S管M2的柵和漏與PMOS管M3的源相連；PM0S管M3的柵和漏與NMOS管M4的漏相連；NM0S管M5的柵、漏與偏置源IB的負(fù)端連接在一起，并與NMOS管M4的柵相連；電容C。正端、PMOS管Ml的漏與放電管Mc的漏相連；電流源Ieha,ge、IB的正端與PMOS管M2的源均連接到電源VDD ;放電管Mc的源、電容C。的負(fù)端和匪OS管M4、M5的源均連接到地點(diǎn)位VSS。偏置電路將PMOS管Ml的柵電位固定，Ml的源電位也基本不變，避免了充點(diǎn)電容C。正端鋸齒波電壓對(duì)輸入端靜態(tài)工作點(diǎn)的影響；時(shí)鐘信號(hào)CLK為占空比極小的方波，其為O時(shí)，電容C。正端電位線性上升，其變?yōu)镮時(shí)，電容C。正端電位被迅速拉低到地電位VSS，產(chǎn)生鋸齒波輸出信號(hào)Vramp,為PWM比較器提供一個(gè)輸入端。 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所達(dá)到的技術(shù)效果如下
本發(fā)明所述的面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償，在保證與傳統(tǒng)的三型補(bǔ)償相同性能的前提下極大地減少了片上器件面積，降低了芯片成本。本發(fā)明提出的補(bǔ)償主要應(yīng)用于Buck變換器。將本發(fā)明所述偽三型補(bǔ)償應(yīng)用到一例具體的Buck變換器中，圖7、圖8、圖9和圖10分別為利用MATLAB仿真軟件對(duì)低通濾波器、高通濾波器，偽三型補(bǔ)償和變換器整體環(huán)路的頻率響應(yīng)仿真圖，從圖中可以看出低通濾波器和高通濾波器通過組合在PWM比較器前相加得到了類似傳統(tǒng)三型補(bǔ)償?shù)念l率響應(yīng)。圖11是采用了本發(fā)明所述的偽三型補(bǔ)償?shù)腂uck電路負(fù)載電流從800mA階躍到400mA和從400mA階躍到800mA的仿真圖，其中，輸入電壓為
3.3V，輸出電壓為IV，開關(guān)頻率為2. 25MHz ο除此之外，還具有以下優(yōu)點(diǎn)
I、片上器件面積會(huì)極大地減小
傳統(tǒng)的補(bǔ)償需要很大的電容，片上電位面積電容值很小，大電容意味著很大的片上面積。本發(fā)明所述偽三型補(bǔ)償?shù)牡屯V波器采用數(shù)字方法實(shí)現(xiàn)，高通濾波器采用電容倍增技術(shù)，使其需要的電容減小80%以上，因此，片上電容極大地減小，片上器件面積極大地減小。2、有效抑制開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的高頻噪聲
在本發(fā)明所述的偽三型補(bǔ)償中，誤差信號(hào)經(jīng)過高通濾波器產(chǎn)生誤差電流與電源電壓成正比的電流相加對(duì)電容充電產(chǎn)生鋸齒波。由于電容器具有積分作用，誤差信號(hào)中的開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的高頻噪聲會(huì)被電容濾去，所以所述偽三型補(bǔ)償可以有效抑制開關(guān)動(dòng)作產(chǎn)生的高頻噪聲。


下面將結(jié)合說明書附圖和具體實(shí)施方式
對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，其中
圖I:傳統(tǒng)三型補(bǔ)償電路示意圖。圖2 :應(yīng)用了本發(fā)明所述補(bǔ)償?shù)腂uck變換器。圖3:高通濾波器電路圖。
圖4:低通濾波器框圖。圖5:鋸齒波產(chǎn)生電路圖。圖6 :采用本發(fā)明的偽三型補(bǔ)償?shù)腂uck電路的小信號(hào)環(huán)路傳輸函數(shù)。圖7 :采用本發(fā)明的一例Buck變換器中數(shù)字低通濾波器的頻率響應(yīng)MATLAB仿真圖。圖8 :采用本發(fā)明的一例Buck變換器中高通濾波器的頻率響應(yīng)MATLAB仿真圖。圖9 :采用本發(fā)明的一例Buck變換器中偽三型補(bǔ)償?shù)念l率響應(yīng)MATLAB仿真圖。圖10 :采用本發(fā)明的一例Buck變換器環(huán)路頻率響應(yīng)MATLAB仿真圖。
圖11 :采用本發(fā)明的偽三型補(bǔ)償?shù)腂uck電路的負(fù)載階躍響應(yīng)仿真波形。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例I
作為本發(fā)明的一較佳實(shí)施方式，本發(fā)明公開了一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，包括高通濾波器、低通濾波器和鋸齒波產(chǎn)生電路，所述高通濾波器將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓的差值轉(zhuǎn)換成誤差電流，所述低通濾波器將誤差電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，為PWM比較器提供一個(gè)輸入電壓，所述鋸齒波產(chǎn)生電路將電源成正比的電流與誤差電流之和轉(zhuǎn)化成鋸齒波電壓，為PWM比較器提供另一個(gè)輸入電壓。實(shí)施例2
本發(fā)明的最佳實(shí)施方式為本發(fā)明所述一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路框圖如圖2中虛線部分所示，其特征在于，包括高通濾波器、低通濾波器、鋸齒波產(chǎn)生電路。所述高通濾波器將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓的差值轉(zhuǎn)換成誤差電流。所述低通濾波器是將誤差電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，為PWM比較器提供一個(gè)輸入電壓。所述鋸齒波產(chǎn)生電路是將電源成正比的電流與誤差電流之和轉(zhuǎn)化成鋸齒波電壓，為PWM比較器提供另一個(gè)輸入電壓。所述高通濾波器，如圖3所示，由偏置電路，零極點(diǎn)產(chǎn)生電路，電流轉(zhuǎn)電壓電路，跨導(dǎo)放大電路和誤差電流鏡像電路五部分組成。偏置電路由一個(gè)偏置源(IB)和一個(gè)NMOS管(M21)組成；零極點(diǎn)產(chǎn)生電路由六個(gè)PMOS管(M1、M2、M5、M6、M7、M8)，六個(gè)NMOS管(M3、M4、M22、M23、M24、M25)，兩個(gè)電阻(Rl、R2)和兩個(gè)電容(Cl、C2)組成；電流轉(zhuǎn)電壓電路由兩個(gè)PMOS管(M11、M12)，兩個(gè)NMOS管(M9、M10)和兩個(gè)電阻(R3、R4)組成；跨導(dǎo)放大電路由四個(gè)PMOS 管(M15、M16、M17、M18)和五個(gè) NMOS 管(M13、M14、M19、M20、M26)組成；誤差電流鏡像電路由一個(gè)PMOS管(Mep)和一個(gè)NMOS管(Men)組成。偏置電路的連接關(guān)系為偏置源(IB)跨接在電源VDD和NMOS管M21的漏上，NMOS管M21柵與漏短接，其源接地電位VSS。偏置電路為零極點(diǎn)電路、電流轉(zhuǎn)電壓電路和跨導(dǎo)放大電路提供電流偏置。零極點(diǎn)產(chǎn)生電路的連接關(guān)系為PM0S管Ml、M2的柵分別連接輸入信號(hào)Vfb和VKEF，電阻Rl與R2串聯(lián)連接到PMOS管Ml和M2的源兩端，PMOS管M5和M6的漏分別連接到PMOS管Ml和M2的源，他們的源均連接到電源VDD，電容Cl跨接在PMOS管Ml的源和PMOS管M5的柵上，電容C2跨接在PMOS管M2的源和PMOS管M6的柵上，PMOS管M7的漏與柵短接并與PMOS管M5的柵相連；PM0S管M8的漏與柵短接并與PMOS管M6的柵相連；PM0S管M7與M8的源連接到電源VDD ；NM0S管M3與M4的柵分別連接到NMOS管Ml與M2的漏，NMOS管M3與M4的漏分別連接到NMOS管Ml與M2的源；NM0S管M3與M4的源均連接到地點(diǎn)位VSS ；NM0S管M22、M23、M24、M25的柵連接到偏置電路中NMOS管M21的柵；NM0S管M22、M23、M24、M25的源均接地電位VSS ；NM0S管M22、M23、M24、M25的漏分別連接到PMOS管M7、Ml、M2和M8的漏，零極點(diǎn)產(chǎn)生電路的輸出為流過NMOS管M3和M4的電流。電流轉(zhuǎn)電壓電路的連接關(guān)系為NM0S管M9與MlO的柵分別連接和PMOS管Ml與M2的漏相連，PMOS管Mll和M12柵與漏短接，源都連接到電源VDD，電阻R3與R4分別跨接在PMOS管Mll的漏與NMOS管M9的漏兩端和PMOS管M12的漏與NMOS管MlO的漏兩端，NMOS管M9與MlO的源均連接到地點(diǎn)位VSS。NMOS管M9和MlO分別鏡像流過NMOS管M3和M4的電流，并通過PMOS管Mil、M12，電阻R3、R4轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。跨導(dǎo)放大電路的連接關(guān)系為NM0S管M13與M14的柵分別連接到NMOS管M9與MlO的漏，MOS管M13與M14的源短接并與NMOS管M25的漏相連，PMOS管M15柵與漏短接，并連接到NMOS管M13的漏，PMOS管M16柵與漏短接，并連接到NMOS管M14的漏，PMOS管M17的柵與PMOS管M15的柵相連，漏與匪OS管M19的漏和柵相連，PMOS管M18的柵與PMOS管 M16的柵相連，漏與NMOS管M20的漏相連，NMOS管M20的柵與NMOS管M19的柵相連，PMOS管M15、M16、M17、M18的源均連接到電源VDD，NMOS管M19、M20、M26的源均接地電位VSS，其柵均連接到偏置源IB的負(fù)端?？鐚?dǎo)放大電路為誤差信號(hào)提供增益，其輸出為電流誤差信號(hào)。誤差電流鏡像電路的連接關(guān)系為PM0S管M印的柵與PMOS管M16柵相連，源連接電源VDD，漏為輸出端iP，NMOS管Men的柵與NMOS管M19柵相連，源連接地電位VSS，漏為輸出端iN。誤差電流鏡像電路鏡像誤差電流的差分量為低通濾波電路提供輸入信號(hào)。所述低通濾波器，如圖4所示，由ADC、數(shù)字積分器和DAC組成。其特征在于，ADC將誤差電流數(shù)字化，數(shù)字積分器將數(shù)字化的信號(hào)積分，最后通過DAC將積分后的數(shù)字信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為模擬量，達(dá)到低通濾波的效果。其連接關(guān)系為，誤差信號(hào)iP和iN流入ADC輸入端，ADC輸出連接到數(shù)字積分器的輸入端，數(shù)字積分器輸出連接到DAC的輸入端，DAC的輸出為最終的輸出信號(hào)。數(shù)字積分器構(gòu)成了一個(gè)低通濾波器，通過ADC和DAC的轉(zhuǎn)換，使其處理的信號(hào)均為數(shù)字信號(hào)，同時(shí)也不需要模擬低通濾波器的大電容。所述鋸齒波產(chǎn)生電路，如圖5所示，由三個(gè)PMOS管(M1、M2、M3)，三個(gè)NMOS管(M4、M5、Mc)，兩個(gè)電流源(IB、Icharge)和電容Cc組成。其特征在于，NMOS管M4、M5，PMOS管M2、M3和電流源IB組成了偏置電路，給PMOS管Ml提供固定偏置電壓。輸入電流ie OT與Ictoge在PMOS管Ml的源相加給電容C。充電，在時(shí)鐘CLK控制開關(guān)下產(chǎn)生鋸齒波。其連接關(guān)系為，輸入電流信號(hào)iem,與電流源Icharge的負(fù)端，PMOS管Ml的源相連，PMOS管M2的柵和漏與PMOS管M3的源相連，PMOS管M3的柵和漏與NMOS管M4的漏相連，NMOS管M5的柵、漏與偏置源IB的負(fù)端連接在一起，并與NMOS管M4的柵相連，電容C。正端、PMOS管Ml的漏與放電管Mc的漏相連，電流源Ieha,ge、IB的正端與PMOS管M2的源均連接到電源VDD，放電管Mc的源、電容C。的負(fù)端和NMOS管M4、M5的源均連接到地點(diǎn)位VSS。偏置電路將PMOS管Ml的柵電位固定，Ml的源電位也基本不變，避免了充點(diǎn)電容C。正端鋸齒波電壓對(duì)輸入端靜態(tài)工作點(diǎn)的影響。時(shí)鐘信號(hào)CLK為占空比極小的方波，其為O時(shí)，電容C。正端電位線性上升，其變?yōu)镮時(shí)，電容C。正端電位被迅速拉低到地電位VSS，產(chǎn)生鋸齒波輸出信號(hào)vramp，為PWM比較器提供一個(gè)輸入端。
實(shí)施例3
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償?shù)脑磉M(jìn)行闡述。該面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償應(yīng)用于Buck變換器的框圖如圖2所示。Buck電路輸出電壓Vfb與高通濾波器的正向輸入端相連，參考基準(zhǔn)電壓與高通濾波器的負(fù)端相連。經(jīng)過高通濾波器的處理，輸出電流U其對(duì)Buck輸出電壓與參考基準(zhǔn)電壓的差值的放大，其輸出電流可以表不為
權(quán)利要求
1.一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于包括高通濾波器、低通濾波器和鋸齒波產(chǎn)生電路，所述高通濾波器將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓的差值轉(zhuǎn)換成誤差電流，所述低通濾波器將誤差電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，為PWM比較器提供一個(gè)輸入電壓，所述鋸齒波產(chǎn)生電路將電源成正比的電流與誤差電流之和轉(zhuǎn)化成鋸齒波電壓，為PWM比較器提供另一個(gè)輸入電壓。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于所述高通濾波器由偏置電路，零極點(diǎn)產(chǎn)生電路，電流轉(zhuǎn)電壓電路，跨導(dǎo)放大電路和誤差電流鏡像電路五部分組成；偏置電路由一個(gè)偏置源IB和一個(gè)NMOS管M21組成；零極點(diǎn)產(chǎn)生電路由六個(gè) PMOS 管一分別是 Ml、M2、M5、M6、M7 和 M8，六個(gè) NMOS 管一分別是 M3、M4、M22、M23、M24和M25，兩個(gè)電阻一分別是Rl、R2，和兩個(gè)電容一分別是Cl和C2組成；電流轉(zhuǎn)電壓電路由兩個(gè)PMOS管一分別是Mll和M12，兩個(gè)NMOS管一分別是M9和MlO和兩個(gè)電阻一分別是R3和R4組成；跨導(dǎo)放大電路由四個(gè)PMOS管一分別是M15、M16、M17和M18，和五個(gè)NMOS管一分別是M13、M14、M19、M20和M26組成；誤差電流鏡像電路由一個(gè)PMOS管M印和一個(gè)NMOS管Men組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于所述偏置電路的連接關(guān)系為偏置源IB跨接在電源VDD和NMOS管M21的漏上，NMOS管M21柵與漏短接，其源接地電位VSS ;偏置電路為零極點(diǎn)電路、電流轉(zhuǎn)電壓電路和跨導(dǎo)放大電路提供電流偏置。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于所述零極點(diǎn)產(chǎn)生電路的連接關(guān)系為=PMOS管M1、M2的柵分別連接輸入信號(hào)Vfb和VKEF，電阻Rl與R2串聯(lián)連接到PMOS管Ml和M2的源兩端，PMOS管M5和M6的漏分別連接到PMOS管Ml和M2的源，PMOS管M5和M6的源均連接到電源VDD ；電容Cl跨接在PMOS管Ml的源和PMOS管M5的柵上；電容C2跨接在PMOS管M2的源和PMOS管M6的柵上；PM0S管M7的漏與柵短接并與PMOS管M5的柵相連；PM0S管M8的漏與柵短接并與PMOS管M6的柵相連；PM0S管M7與M8的源連接到電源VDD ；NM0S管M3與M4的柵分別連接到NMOS管Ml與M2的漏，NMOS管M3與M4的漏分別連接到NMOS管Ml與M2的源；NM0S管M3與M4的源均連接到地點(diǎn)位VSS ;NM0S管M22、M23、M24、M25的柵連接到偏置電路中NMOS管M21的柵；NM0S管M22、M23、M24、M25的源均接地電位VSS ;NM0S管M22、M23、M24、M25的漏分別連接到PMOS管M7、Ml、M2和M8的漏，零極點(diǎn)產(chǎn)生電路的輸出為流過NMOS管M3和M4的電流。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于所述電流轉(zhuǎn)電壓電路的連接關(guān)系為=NMOS管M9與MlO的柵分別和PMOS管Ml與M2的漏相連；PMOS管Mll和M12的柵與漏短接，源都連接到電源VDD ；電阻R3與R4分別跨接在PMOS管Mll的漏與NMOS管M9的漏兩端和PMOS管M12的漏與NMOS管MlO的漏兩端；NM0S管M9與MlO的源均連接到地點(diǎn)位VSS ；NM0S管M9和MlO分別鏡像流過NMOS管M3和M4的電流，并通過PMOS管Mil、Ml2，電阻R3和R4轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于所述跨導(dǎo)放大電路的連接關(guān)系為NM0S管M13與M14的柵分別連接到NMOS管M9與MlO的漏，NMOS管M13與M14的源短接并與NMOS管M25的漏相連；PM0S管M15柵與漏短接，并連接到NMOS管M13的漏；PM0S管M16柵與漏短接，并連接到NMOS管M14的漏；PM0S管M17的柵與PMOS管M15的柵相連，漏與NMOS管M19的漏和柵相連；PM0S管M18的柵與PMOS管M16的柵相連，漏與NMOS管M20的漏相連；NM0S管M20的柵與NMOS管M19的柵相連；PM0S管M15、M16、M17和M18的源均連接到電源VDD ;NM0S管M19、M20、M26的源均接地電位VSS，其柵均連接到偏置源IB的負(fù)端；跨導(dǎo)放大電路為誤差信號(hào)提供增益，其輸出為電流誤差信號(hào)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于誤差電流鏡像電路的連接關(guān)系為PM0S管M印的柵與PMOS管M16柵相連，PMOS管M印的源連接電源VDD，PMOS管M印的漏為輸出端iP ；NM0S管Men的柵與NMOS管M19柵相連，NMOS管Men的源連接地電位VSS，NM0S管Men的漏為輸出端iN ;誤差電流鏡像電路鏡像誤差電流的差分量為低通濾波電路提供輸入信號(hào)。
8.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于所述低通濾波器由ADC、數(shù)字積分器和DAC組成，ADC將誤差電流數(shù)字化，數(shù)字積分器將數(shù)字化的信號(hào)積分，最后通過DAC將積分后的數(shù)字信號(hào)再次轉(zhuǎn)換為模擬量，連接關(guān)系為，誤差信號(hào)ip和iN流入ADC輸入端，ADC輸出連接到數(shù)字積分器的輸入端，數(shù)字積分器輸出連接到DAC的輸入端，DAC的輸出為最終的輸出信號(hào)。
9.根據(jù)權(quán)利要求I所述的一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，其特征在于所述鋸齒波產(chǎn)生電路，由三個(gè)PMOS管一分別是Ml、M2和M3，三個(gè)NMOS管一分別是M4、M5、放電管M。，兩個(gè)電流源一分別是IB和Ietoge,和電容C。組成，其中NM0S管M4、M5，PMOS管M2、M3和電流源IB組成了偏置電路，給PMOS管Ml提供固定偏置電壓；輸入電流ie OT與Ictoge在PMOS管Ml的源相加給電容C。充電，在時(shí)鐘CLK控制開關(guān)下產(chǎn)生鋸齒波；連接關(guān)系為輸入電流信號(hào)iem,與電流源Icharge的負(fù)端和PMOS管Ml的源相連；PM0S管M2的柵和漏與PMOS管M3的源相連；PM0S管M3的柵和漏與NMOS管M4的漏相連；NM0S管M5的柵、漏與偏置源IB的負(fù)端連接在一起，并與NMOS管M4的柵相連；電容C。正端、PMOS管Ml的漏與放電管Mc的漏相連；電流源Ieha,ge、IB的正端與PMOS管M2的源均連接到電源VDD ;放電管Mc的源、電容C。的負(fù)端和NMOS管M4、M5的源均連接到地點(diǎn)位VSS。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種面積優(yōu)化的混合信號(hào)偽三型補(bǔ)償電路，涉及電源技術(shù)領(lǐng)域，包括高通濾波器、低通濾波器和鋸齒波產(chǎn)生電路，所述高通濾波器將反饋電壓與基準(zhǔn)電壓的差值轉(zhuǎn)換成誤差電流，所述低通濾波器將誤差電流轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)，為PWM比較器提供一個(gè)輸入電壓，所述鋸齒波產(chǎn)生電路將電源成正比的電流與誤差電流之和轉(zhuǎn)化成鋸齒波電壓，為PWM比較器提供另一個(gè)輸入電壓。該偽三型補(bǔ)償不僅可以產(chǎn)生類似傳統(tǒng)三型補(bǔ)償?shù)念l率響應(yīng)，而且只需要一個(gè)小于3pF的電容，極大地減少了片上器件面積，降低了電路成本。
文檔編號(hào)H02M3/155GK102882374SQ20121034341
公開日2013年1月16日 申請(qǐng)日期2012年9月17日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月17日
發(fā)明者甄少偉, 胡烽, 龔靖, 龔劍, 羅萍, 賀雅娟 申請(qǐng)人:電子科技大學(xué)