本發(fā)明專利技術(shù)屬于集成電路技術(shù)領(lǐng)域，公開了一種用于開關(guān)電源芯片的新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路設(shè)計(jì)，這種電路運(yùn)用BiCMOS技術(shù)，由延時(shí)電路、控制電路、鎖定電路等部分組成，在延時(shí)模塊中采用一種可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)难訒r(shí)電路，采用很小的電容即可實(shí)現(xiàn)延時(shí)要求，有效的結(jié)合控制信號實(shí)時(shí)的檢測電壓信號幅度變化并有效的去除開關(guān)電路初始時(shí)刻產(chǎn)生的電壓尖峰，并將峰值電壓快速鎖定保存。
【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術(shù)涉及集成電路
，更具體的說，本專利技術(shù)涉及集成電路中用于開關(guān)電源芯片的新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路技術(shù)。技術(shù)背景開關(guān)電源中，電流諧波分量倒流入電路，會造成電路的諧波污染，為提高電源工作效率，功率因數(shù)校正技術(shù)日益受到關(guān)注，有源功率因數(shù)校正技術(shù)中，峰值電流控制法與平均電流控制法相比，具有電路結(jié)構(gòu)簡單，環(huán)路補(bǔ)償容易等優(yōu)點(diǎn)，在峰值電流控制電路中，需要對電路電流進(jìn)行采樣，將其轉(zhuǎn)換為電壓信號，并將峰值電壓保存起來，供給后續(xù)電路模塊，在工作過程中，開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)刻，初級繞組上的導(dǎo)通電流開始從零線性增加，直至達(dá)到峰值，在功率開關(guān)管的源端和地之間串接一個(gè)小電阻，對這個(gè)電流波形進(jìn)行采樣，實(shí)現(xiàn)電流到電壓的轉(zhuǎn)換。但是在實(shí)際應(yīng)用中的功率開關(guān)管通常會有很大的寬長比，所以會有幾個(gè)納法的柵極電容存在，當(dāng)功率管柵端的控制信號由低變高使開關(guān)管導(dǎo)通時(shí)，這個(gè)變化會通過柵源之間的電容傳輸?shù)焦β书_關(guān)管的源端，在初始時(shí)刻會產(chǎn)生一個(gè)電壓尖峰，而這個(gè)電壓尖峰會給內(nèi)部邏輯電路造成紊亂，使電路系統(tǒng)無法正常工作，為防止這種干擾使芯片發(fā)生誤動作，一般需要避開這個(gè)電壓尖峰產(chǎn)生的時(shí)間。本專利技術(shù)目的在于提供一種用于開關(guān)電源芯片的新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路，該設(shè)計(jì)運(yùn)用BiCMOS技術(shù)，電路采用可實(shí)現(xiàn)溫度補(bǔ)償?shù)拈L延時(shí)電路，通過較小的電容即可實(shí)現(xiàn)延時(shí)要求，從而提高電路的集成度，降低成本，并有效的去除開關(guān)電路初始時(shí)刻產(chǎn)生的尖峰電壓，并能快速鎖定保存所需要的電壓。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
本專利技術(shù)提出了一種用于開關(guān)電源芯片的新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路，這種電路運(yùn)用BiCMOS技術(shù)，由延時(shí)電路、控制電路、鎖定電路等部分組成，該設(shè)計(jì)的主要內(nèi)容為：(1)電路包含了BiCOMS延時(shí)電路、控制電路、鎖定電路。(2)所述的BiCOMS延時(shí)電路包括：M1、M2構(gòu)成的MOS管電流鏡電路、M3構(gòu)成的MOS控制管，M4，M5，M6，M9構(gòu)成的電流偏置電路以及Bipolar晶體管Q1和充電電容C0，為后續(xù)的邏輯門電路提供一個(gè)延時(shí)信號。(3)所述的控制電路結(jié)構(gòu)包括一個(gè)NMOS管M7，M8構(gòu)成的反相器以及反相器INV1，INV2和或非門NOR1，NOR2。(4)所述的鎖定電路包括M10，M11，M12，M13構(gòu)成的兩個(gè)傳輸門和單位增益電壓緩沖器構(gòu)成。本專利技術(shù)針對開關(guān)電源在初始時(shí)刻會產(chǎn)生一個(gè)電壓尖峰，而這個(gè)電壓尖峰會給內(nèi)部邏輯電路造成紊亂，使電路系統(tǒng)無法正常工作，為防止這種干擾使芯片發(fā)生誤動作，一般需要避開這個(gè)電壓尖峰產(chǎn)生的時(shí)間，因此設(shè)計(jì)了一種用于開關(guān)電源芯片的新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路。附圖說明圖1為電壓峰值鎖存電路整體電路；圖2為單位增益電壓緩沖器結(jié)構(gòu)示意圖。具體實(shí)施方式下面結(jié)合附圖對本專利技術(shù)的具體實(shí)施方式作詳細(xì)說明。電壓峰值鎖存電路整體電路如圖1所示，虛線左側(cè)為延時(shí)電路，控制端信號VC為邏輯信號，當(dāng)VC為高電平時(shí)，功率開關(guān)管處于關(guān)斷狀態(tài)，M3管導(dǎo)通，電容C0兩端電壓被強(qiáng)制拉低，當(dāng)VC由高變低時(shí)，M3管截止，功率開關(guān)管開啟，此時(shí)偏置電流通過電流鏡鏡像及晶體管Q1作用后對電容C0進(jìn)行充電，電容的充電電流等于Bipolar晶體管Q1的基極電流：其中M為M1與M2的寬長比之比，Ie為晶體管Q1發(fā)射極電流，β為晶體管Q1的電流放大倍數(shù)。充電時(shí)刻，a點(diǎn)電壓Va開始線性上升，當(dāng)Va為電源電壓時(shí)，M4管截止，M5和M6管導(dǎo)通，此時(shí)Vb為低電平，Vd為高電平，M7管導(dǎo)通，M6管短路，Ve為低電平，Vf為高電平，傳輸門處于延時(shí)導(dǎo)通狀態(tài)。Va下降過程中，當(dāng)M4管電流大于M5管電流時(shí)，Vb、Vd電平翻轉(zhuǎn)，此時(shí)a點(diǎn)翻轉(zhuǎn)電壓為：其中g(shù)m4和gm5分別為M4和M5管的跨導(dǎo)，VDD為電源電壓。當(dāng)Va為零時(shí)，M4管導(dǎo)通，M5和M6管截止，此時(shí)Vb為高電平，Vd為低電平，M7管截止。Va上升過程中，當(dāng)M5管電流比M4管電流大時(shí)，Vb、Vd電平翻轉(zhuǎn)，此時(shí)a點(diǎn)翻轉(zhuǎn)電壓為：a點(diǎn)上升翻轉(zhuǎn)電壓Va2大于下降翻轉(zhuǎn)電壓Va1，故該控制電路具有滯回功能a尖峰電壓存在的時(shí)間一般在開關(guān)管初始導(dǎo)通時(shí)刻，這個(gè)時(shí)間約在200ns之內(nèi)，考慮到前沿閉鎖時(shí)間的設(shè)定，既要避過該尖峰，同時(shí)不影響電壓信號采樣，考慮一定的余量，本專利技術(shù)中設(shè)定為300ns，由延時(shí)電路可知，當(dāng)控制信號VC為低電平時(shí)，M3管截止，延時(shí)電路通過電流鏡和晶體管Q1對電容進(jìn)行充電。鎖存電路由傳輸門和單位增益電壓緩沖器構(gòu)成，鎖存電路中單位增益電壓緩沖器電路如圖2所示，這里采用PMOS差分對管的自偏置折疊共源共柵結(jié)構(gòu)，可以使輸出電壓很好的跟隨輸入檢測電壓，輸出級采用源隨器，提高電流輸出能力供后續(xù)電路使用，為能夠?qū)崟r(shí)跟隨檢測輸入電壓，并快速高精度的鎖定其峰值電壓，對運(yùn)放的低頻開環(huán)增益、輸入失調(diào)電壓及其建立時(shí)間有一定的要求。由于該運(yùn)放在電路中用作單位增益電壓緩沖器，輸入失調(diào)會在輸出端等效的輸出，由于輸入電壓為檢測電壓，檢測值可能會低至200mV，輸入失調(diào)電壓要控制在2mV以內(nèi)，最大輸入電壓為3V的情況下，其偏差為0.66‰，單位增益運(yùn)放的精度可由下式得到：其中A0為運(yùn)放的低頻開環(huán)增益。計(jì)算可得為滿足要求，運(yùn)放的低頻開環(huán)增益應(yīng)不低于63.5dB。為了達(dá)到快速鎖存峰值電壓的目的，這里對運(yùn)放的建立時(shí)間有一定要求，為了使輸出電壓能夠緊隨輸入電壓變化，根據(jù)電路中開關(guān)管最小導(dǎo)通時(shí)間2μs，預(yù)留一定的余量這里將運(yùn)放的建立時(shí)間設(shè)定在1μs以下。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
一種新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路設(shè)計(jì)，其特征在于包含以下步驟：1)BiCMOS電壓峰值鎖存電路由延時(shí)電路、控制電路、鎖定電路構(gòu)成；2)BiCOMS延時(shí)電路包括：M1、M2構(gòu)成的MOS管電流鏡電路、M3構(gòu)成的MOS控制管，M4，M5，M6，M9構(gòu)成的電流偏置電路以及Bipolar晶體管Q1和充電電容C0；3)控制電路結(jié)構(gòu)包括一個(gè)MOS管M7，M8構(gòu)成的反相器以及反相器INV1，INV2和或非門NOR1，NOR2；4)鎖定電路包括M10，M11，M12，M13構(gòu)成的兩個(gè)傳輸門和單位增益電壓緩沖器。
【技術(shù)特征摘要】
1.一種新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路設(shè)計(jì)，其特征在于包含以下步驟：1)BiCMOS電壓峰值鎖存電路由延時(shí)電路、控制電路、鎖定電路構(gòu)成；2)BiCOMS延時(shí)電路包括：M1、M2構(gòu)成的MOS管電流鏡電路、M3構(gòu)成的MOS控制管，M4，M5，M6，M9構(gòu)成的電流偏置電路以及Bipolar晶體管Q1和充電電容C0；3)控制電路結(jié)構(gòu)包括一個(gè)MOS管M7，M8構(gòu)成的反相器以及反相器INV1，INV2和或非門NOR1，NOR2；4)鎖定電路包括M10，M11，M12，M13構(gòu)成的兩個(gè)傳輸門和單位增益電壓緩沖器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種新型BiCMOS電壓峰值鎖存電路設(shè)計(jì)，其特征在于：所述步驟(1)電路包含的BiCMOS電壓峰值鎖存電路由延時(shí)電路、控...
【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：馬利峰，
申請(專利權(quán))人：馬利峰，
類型：發(fā)明
國別省市：四川;51
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