專利名稱：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，以及通過電容器C1和電阻器R1的串聯(lián)連接至節(jié)點(diǎn)COMP，來可接收放大器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，通過一個(gè)恒流發(fā)生器電路來成功實(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。可編程的電阻器分別參考不同的電源軌(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)開關(guān)器件(例如PMOSFET和NMOSFET開關(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)路徑通過兩個(gè)開關(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)的開關(guān)器件導(dǎo)通。在它相關(guān)的開關(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)的開關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)。在放大器的開關(guān)器件導(dǎo)通的情況下，一個(gè)源電流會(huì)從電源軌通過第一可編程電阻器，單個(gè)可編程端，和導(dǎo)通的開關(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路的。因此，第二放大器就會(huì)導(dǎo)致與其相關(guān)的開關(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。在第二放大器的開關(guān)器件導(dǎo)通時(shí)，一個(gè)陷落電流會(huì)從電源軌通過第二可編程電阻器，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)要說明圖1圖示說明了一個(gè)常規(guī)脈寬調(diào)制轉(zhuǎn)(PWM)開關(guān)直流(DC)變換器的結(jié)構(gòu)；圖2圖示說明根據(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開關(guān)DC功率電源互連的第一實(shí)施例；以及圖4圖示說明了圖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開關(guān)DC功率電源之間的互連；以及圖6圖示說明了用于產(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，雖然附圖所示的是非限制電路實(shí)施方式使用了MOSFET器件來實(shí)現(xiàn)可控的開關(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)人士隱藏顯而易見的細(xì)節(jié)披露。通篇文章和附圖采用相同的數(shù)字來表示所對(duì)應(yīng)的部分。
現(xiàn)在關(guān)注圖2；該示說明了根據(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，通過第一電壓V2參考上部電壓(VCC)，且它的輸出213作為一個(gè)開關(guān)控制輸入耦合著第一輸出開關(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，通過第二直流電壓V3參考下部電壓(VSS)，且它的輸出223作為開關(guān)控制輸入耦合著第二輸出開關(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流出的電流可專門由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的電流可專門由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必須通過電阻器R4流向參考電壓V1，以及沒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，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)人士來說還有相當(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)技能的人士來說是顯而易見的所有相關(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，通過所述開關(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關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過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關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過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)通過電感元件與應(yīng)用負(fù)載的輸出電壓端相耦合；和(b)通過下列步驟來控制所述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，通過所述開關(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關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過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關(guān)器件處于截止?fàn)顟B(tài)，使得電流通過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)的第二開關(guān)器件的輸出；所述第一和第二開關(guān)器件具有通過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