一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎鞯闹圃旆椒?br> 【專利摘要】一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎鳌Ｒ环N單片開關(guān)式穩(wěn)壓器芯片上的回路頻率補(bǔ)償電路。一個具有常規(guī)的小頻率補(bǔ)償電容的運(yùn)算放大器，該電容決定了其單位增益頻率和輸入電阻。運(yùn)算放大器吸收了100%的負(fù)反饋，當(dāng)驅(qū)動頻率低于其單位增益頻率時，運(yùn)算放大器的同相輸入端就表現(xiàn)為一個電容值為納法拉級的電容，如果做成實際電容的話，該電容值通常會使芯片面積變得很大。該電容值對于開關(guān)式穩(wěn)壓器芯片上的回路頻率補(bǔ)償電路是十分有用的，其中開關(guān)穩(wěn)壓器工作時的開關(guān)頻率大約為150千赫茲。
【專利說明】一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎?br> 【技術(shù)領(lǐng)域】:
[0001]集成電路(IC)開關(guān)式穩(wěn)壓器因為其高性能、多功能性和經(jīng)濟(jì)性而應(yīng)用廣泛。圖1展示了穩(wěn)壓器的一個應(yīng)用，該應(yīng)用可以產(chǎn)生12伏的輸出，電流可以達(dá)到800毫安。該電路可以維持12伏的輸出，而不受負(fù)載和輸入電壓波動的影響。端子11 (引腳5)上加+5伏的電壓，端子12 (引腳3)接地。一個電容值相當(dāng)?shù)?0.1微法)的電容13接在輸入電源線上，以此來對輸入進(jìn)行去I禹。一個典型值為100微亨的電感f禹合在IC引腳5和4之間。一個肖特基功率二極管15 I禹合在電感14和輸出端16間,輸出端16處具有輸出電壓。一個電容值較大(幾百微法)的濾波電容19耦合在輸出端16和接地端之間。電阻17和18作為一個分壓器在端子16處對穩(wěn)壓輸出進(jìn)行分壓，以此來產(chǎn)生一個反饋，加在IC引腳2上。電阻21和電容20耦合在IC引腳I和接地端之間，為穩(wěn)壓器提供頻率補(bǔ)償。
【背景技術(shù)】:
[0002]在工作時，穩(wěn)壓器包括一個開關(guān)，該開關(guān)使得引腳4周期接地。當(dāng)該開關(guān)閉合時，流過電感14的電流就會逐步增加。當(dāng)開關(guān)打開時，電流就會下降至零，電感就會產(chǎn)生一個一定極性的感應(yīng)回沖，增加端子11處的電勢。感應(yīng)回沖通過整流器15給電容19充電，使得其電勢高于端子5。電容19上的升壓是引腳4處平均電壓的函數(shù)。因此，電容19上所充的電就是穩(wěn)壓器工作周期的函數(shù)。當(dāng)電容19上的電壓超過某一值，即在引腳2處產(chǎn)生1.3伏的電壓，穩(wěn)壓器的開關(guān)脈沖寬度就會減小。當(dāng)電阻18為2千歐、電阻17為17.4千歐時，端子16處就會保持12伏的輸出。因此，引腳2處的反饋就會控制開關(guān)脈沖寬度，并調(diào)整輸出電壓，并且不受輸入電壓或是連接在穩(wěn)壓器上負(fù)載波動的影響。
[0003]電容20相對于IC元件是相當(dāng)大的。其典型值是納法級的，于是它必須做到芯片夕卜。所以我們就希望將穩(wěn)壓回路補(bǔ)償元件完全整合到IC芯片中。

【發(fā)明內(nèi)容】
:
[0004]本發(fā)明的一個目的是將開關(guān)式穩(wěn)壓器IC的頻率補(bǔ)償元件整合到芯片內(nèi)；
[0005]本發(fā)明的另一個目的是在IC中產(chǎn)生一個虛擬的補(bǔ)償電容，在該IC中，電容倍增器產(chǎn)生一個較大的有效電容，該電容可以作為開關(guān)式穩(wěn)壓器的頻率補(bǔ)償元件；
[0006]本發(fā)明的進(jìn)一步目的是采用一個依靠電容倍增來工作的放大器(運(yùn)放)，其具有較小的內(nèi)部補(bǔ)償電容，同時還將放大器作為一個單位增益電壓跟隨器，其同相和反相輸入端間的阻值較低，等效輸入電容是運(yùn)放內(nèi)部較小補(bǔ)償電容的倍數(shù)。
[0007]本發(fā)明的技術(shù)解決方案:
[0008]這些以及其他目的通過以下方法達(dá)到。開關(guān)穩(wěn)壓器工作在相當(dāng)高的開關(guān)頻率下，構(gòu)成了一個需要很大補(bǔ)償電容的誤差放大器。一個具有較小內(nèi)部補(bǔ)償電容的運(yùn)算放大器，其輸出端耦合在其反相輸入端上，并且包含一個連接在其輸入端上的第一電阻。一個第二電阻將電容倍增運(yùn)算放大器的同相輸入端耦合在穩(wěn)壓器誤差放大器輸出端，以此來增加一個R和等效C的頻率補(bǔ)償。電容倍增運(yùn)算放大器的同相輸入端表現(xiàn)為一個與第一電阻阻值和運(yùn)算放大器單位增益頻率乘積成反比的等效電容。這會產(chǎn)生一個足夠大的電容來作為芯片上的元件，第二電阻會提供一個串聯(lián)電阻回路補(bǔ)償元件。等效電容和第二電阻串聯(lián)表示為整個開關(guān)穩(wěn)壓器的頻率補(bǔ)償元件，該開關(guān)穩(wěn)壓器位于跨導(dǎo)型誤差放大器輸出端處的。
[0009]對比專利文獻(xiàn):CN202221961U電能倍增裝置201120245494.1
【專利附圖】

【附圖說明】:
[0010]圖1為一個眾所周知的升壓式開關(guān)穩(wěn)壓器的系統(tǒng)框圖；
[0011]圖2為本發(fā)明電路的等效電路表不；
[0012]圖3的框圖展示了本發(fā)明的電路是如何與開關(guān)穩(wěn)壓放大器聯(lián)系在一起的；
[0013]圖4為本發(fā)明電路的原理圖。
【具體實施方式】:
[0014]圖2舉例說明了本發(fā)明的基本電路。運(yùn)算放大器22的輸出端耦合在其反相輸入端上，電阻23接在同相和反相輸入端間。當(dāng)該電路由端子24處的信號驅(qū)動，該信號的工作頻率為每十個開環(huán)增益斜升_20db，運(yùn)算放大器在其同相輸入端就有一個等效電容20’。電容20’用虛線表示，因為它是等效電容，而不是實際電容。電容20'的值為:
【權(quán)利要求】
1.一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎?，其特征?一種用于集成電路芯片的電容倍增電路，可以提供相當(dāng)大的芯片式電容，對于回路頻率補(bǔ)償十分有用，上述電路包括:一個運(yùn)算放大器，該運(yùn)算放大器具有反相和同相輸入端，單個輸出端，并且具有一定的單位增益頻率；一個第一電阻，連接在上述同相和反相輸入端之間；將上述運(yùn)算放大器輸出端耦合在其反相輸入端上的端子；以一定頻率驅(qū)動上述運(yùn)算放大器同相輸入端的端子，該頻率低于運(yùn)算放大器單位增益頻率，這樣，在上述同相輸入端就會出現(xiàn)一個相當(dāng)大的等效寄生電容。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎?，其特征?上述運(yùn)算放大器進(jìn)一步包括一個小的內(nèi)部頻率補(bǔ)償電容，該電容決定了上述運(yùn)算放大器的單位增益頻率。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎?，其特征?上述等效寄生電容與上述第一電阻阻值乘以上述單位增益頻率的倒數(shù)成比例。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎?，其特征?一個第二電阻耦合在上述運(yùn)算放大器同相輸入端上，以此來完整實現(xiàn)上述芯片上的回路頻率補(bǔ)償功能。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎?，其特征?一種在上述運(yùn)算放大器同相端提供較大有效電容的方法，上述運(yùn)算放大器的反相端和同相端間具有一定阻抗，上述方法包括的步驟為:在上述同相端上加一個輸入信號；在上述運(yùn)算放大器的輸出端就會產(chǎn)生一個輸出信號以響應(yīng)上述輸入信號；在上述反相輸入端提供上述輸出信號；產(chǎn)生通過上述阻抗的信號以響應(yīng)位于上述輸入端的輸出信號，通過上述阻抗的信號就會在上述同相端引起一個有效寄生電容。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種用于開關(guān)式穩(wěn)壓集成電路內(nèi)部頻率補(bǔ)償?shù)碾娙荼对銎?，其特征?上述等效寄生電容與上述阻抗和上述運(yùn)算放大器的單位增益頻率的乘積成反比。
【文檔編號】H02M3/156GK103618452SQ201310608536
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月26日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月26日
【發(fā)明者】不公告發(fā)明人 申請人:蘇州貝克微電子有限公司