运算放大电路及开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种运算放大电路及开关电源，通过电流产生电路产生与开关电源的输入电压或输出电压成一定比例关系的偏置电流信号，控制所述偏置电流信号随着所述输入电压或输出电压的增大而减小，可以调整运算放大电路的跨导，使得开关电源在低输出电压时运算放大器的跨导高，而在高输入电压或高输出电压时运算放大器的跨导低，降低高输入电压或高输出电压时系统的带宽，从而保证在不同情况下系统的稳定性均好。定性均好。定性均好。

【技术实现步骤摘要】
运算放大电路及开关电源


[0001]本专利技术涉及电力电子
，具体涉及一种运算放大电路及开关电源。

技术介绍

[0002]在电源电路内部补偿方案中，通常采用同一套补偿参数去满足不同应用场景的需求，在低输出电压时，希望运算放大器的跨导高；在高输出电压时，当存在前馈电容，在补偿参数固定的情况下系统带宽会过大，很容易接近或超过开关频率的一半，使得系统变得不稳定，需要适当降低运算放大器跨导，以降低带宽提高系统稳定性。
[0003]因此，内部补偿方案难以兼顾低输出电压下的动态响应和高输出电压下的稳定性，无法实现性能的最优化。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种运算放大电路及开关电源，用于解决现有技术存在的低输出电压下的动态响应和高输出电压下的稳定性难以兼顾的技术问题。
[0005]本专利技术的技术解决方案是，提供一种运算放大电路，用于开关电源中，所述运算放大电路包括电流产生电路以及误差放大电路，所述电流产生电路接收所述开关电源的输入电压或输出电压，以产生与所述输入电压或输出电压成比例的偏置电流信号，其中，所述偏置电流信号随着所述输入电压或输出电压的增大而减小；所述误差放大电路包括电流输入端，第一电压输入端以及第二电压输入端，所述电流输入端接收所述偏置电流信号，第一电压输入端和第二电压输入端分别接收差分电压信号，以输出误差放大信号。
[0006]优选地，所述电流产生电路包括电压电流转换电路以及第一电流源，
[0007]所述第一电流源输出第一电流信号；所述电压电流转换电路接收所述输入电压或输出电压，以根据所述输入电压或输出电压产生第二电流信号，所述第一电流信号与所述第二电流信号的差值作为所述偏置电流信号。
[0008]优选地，所述第二电流信号与所述输入电压或输出电压成正比关系。
[0009]优选地，所述电流产生电路包括第二电流源，所述第二电流源输出第三电流信号，所述第三电流信号小于所述第一电流信号，所述第一电流信号与所述第二电流信号的差值作为差值电流信号，所述第三电流信号和所述差值电流信号相加后的信号作为所述偏置电流信号。
[0010]优选地，所述电流产生电路包括第一电流镜电路、第二电流镜电路以及第三电流镜电路，所述第一电流镜电路通过第一电阻接收所述输入电压或输出电压，以产生所述第二电流信号；所述第一电流信号与所述第二电流信号的电流方向相同，所述第二电流镜电路的输入端连接在所述第一电流信号与所述第二电流信号的电流分支节点上，所述差值电流信号输入至所述第二电流镜电路，所述第二电流镜电路输出第一中间电流信号；所述第三电流镜电路接收所述第一中间电流信号，以输出第二中间电流信号，所述第二中间电流信号与所述第三电流信号的电流方向相同，两者叠加后的信号作为所述偏置电流信号。
[0011]优选地，当所述运算放大电路接收所述输入电压时，所述运算放大电路与所述开关电源的输入端连接，以采样所述开关电源输入端的电压作为所述输入电压；当所述运算放大电路接收所述输出电压时，所述运算放大电路与所述开关电源的输出端连接，以采样所述开关电源输出端的电压作为所述输出电压。
[0012]优选地，所述开关电源包括主功率开关管和电感，所述主功率开关管和电感的公共节点为开关节点，当所述运算放大电路接收所述输出电压时，所述运算放大电路包括滤波电路，所述滤波电路连接所述开关节点，以将所述开关节点的电压进行滤波处理后作为所述开关电源的输出电压。
[0013]优选地，所述误差放大电路为CMOS跨导放大器。
[0014]本专利技术的另一技术解决方案是，提供一种开关电源，包括功率级电路以及控制电路，其中，所述功率级电路接收输入电压，通过开关管的开关动作以将所述输入电压转换为期望的输出电压输出，所述控制电路包括上述的运算放大电路，所述控制电路根据所述运算放大电路产生的误差放大信号控制所述功率级电路中开关管的开关动作。
[0015]优选地，所述运算放大电路接收所述输出电压反馈信号和表征期望输出电压的基准电压以作为所述误差放大电路的差分电压信号。
[0016]采用本专利技术的运算放大电路及开关电源，通过电流产生电路产生与开关电源的输入电压或输出电压成一定比例关系的偏置电流信号，调整运算放大电路的跨导。所述偏置电流信号随着所述输入电压或输出电压的增大而减小，从而使得开关电源在低输出电压时运算放大器的跨导高，而在高输入电压或高输出电压时运算放大器的跨导低，降低高输入电压或高输出电压时系统的带宽，从而保证在不同情况下系统的稳定性均好。
附图说明
[0017]图1为依据本专利技术的运算放大电路的第一实施例的电路框图；
[0018]图2为依据本专利技术的运算放大电路的第二实施例的电路框图；
[0019]图3为依据本专利技术的运算放大电路的一实施例的电流产生电路的电路图；
具体实施方式
[0020]以下结合附图对本专利技术的优选实施例进行详细描述，但本专利技术并不仅仅限于这些实施例。本专利技术涵盖任何在本专利技术的精神和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。
[0021]为了使公众对本专利技术有彻底的了解，在以下本专利技术优选实施例中详细说明了具体的细节，而对本领域技术人员来说没有这些细节的描述也可以完全理解本专利技术。
[0022]在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本专利技术。需说明的是，附图均采用较为简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。
[0023]参考图1为依据本专利技术的运算放大电路的第一实施例的电路框图，参考图2为依据本专利技术的运算放大电路的第一实施例的电路框图。本实施例的运算放大电路用于开关电源中，如buck开关电源中，但不限于此，还可以用于其他合适的开关型开关电源中。开关电源包括功率级电路和控制电路，以buck开关电源为例，功率级电路包括输入电容C00，输出电容C01，主功率开关管M00、续流二极管D00以及电感L00。
[0024]示例地，所述运算放大电路包括电流产生电路10以及误差放大电路20，所述电流产生电路10接收所述开关电源的输入电压或输出电压，以产生与所述输入电压或输出电压成比例的偏置电流信号Iss，其中，所述偏置电流信号随着所述输入电压或输出电压的增大而减小；所述误差放大电路20包括电流输入端，第一电压输入端以及第二电压输入端，所述电流输入端接收所述偏置电流信号，第一电压输入端和第二电压输入端分别接收差分电压信号，以输出误差放大信号Vc。一个示例中，所述运算放大电路与所述开关电源的输出端连接，以采样所述开关电源输出端的电压作为所述输出电压Vout，所述运算放大电路接收所述输出电压反馈信号VFB和表征期望输出电压的基准电压VREF以作为所述误差放大电路的差分电压信号。
[0025]一个示例中，所述电流产生电路10包括电压电流转换电路以及第一电流源，所述第一电流源输出第一电流信号I01；所述电压电流转换电路接收所述输入电压或输出电压，以根据所述输入电压或输出电压产生第二电流信号I02，所本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种运算放大电路，用于开关电源中，其中，所述运算放大电路包括电流产生电路以及误差放大电路，所述电流产生电路接收所述开关电源的输入电压或输出电压，以产生与所述输入电压或输出电压成比例的偏置电流信号，其中，所述偏置电流信号随着所述输入电压或输出电压的增大而减小；所述误差放大电路包括电流输入端，第一电压输入端以及第二电压输入端，所述电流输入端接收所述偏置电流信号，第一电压输入端和第二电压输入端分别接收差分电压信号，以输出误差放大信号。2.根据权利要求1所述的运算放大电路，其中，所述电流产生电路包括电压电流转换电路以及第一电流源，所述第一电流源输出第一电流信号；所述电压电流转换电路接收所述输入电压或输出电压，以根据所述输入电压或输出电压产生第二电流信号，所述第一电流信号与所述第二电流信号的差值作为所述偏置电流信号。3.根据权利要求2所述的运算放大电路，其中，所述第二电流信号与所述输入电压或输出电压成正比关系。4.根据权利要求2所述的运算放大电路，其中，所述电流产生电路包括第二电流源，所述第二电流源输出第三电流信号，所述第三电流信号小于所述第一电流信号，所述第一电流信号与所述第二电流信号的差值作为差值电流信号，所述第三电流信号和所述差值电流信号相加后的信号作为所述偏置电流信号。5.根据权利要求4所述的运算放大电路，其中，所述电流产生电路包括第一电流镜电路、第二电流镜电路以及第三电流镜电路，所述第一电流镜电路通过第一电阻接收所述输入电压或输出电压，以产生所述第二电流信号；所述第一电流信号与所述第二电流信号的电流方向相同，所述第二电流镜电路的输入端连接在所述第一电流信号与所述第二电流信...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦训金，
申请(专利权)人：杰华特微电子杭州有限公司，
类型：发明
国别省市：