一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器的制造方法
【专利摘要】一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器。一种单片开关式稳压器芯片上的回路频率补偿电路。一个具有常规的小频率补偿电容的运算放大器，该电容决定了其单位增益频率和输入电阻。运算放大器吸收了100%的负反馈，当驱动频率低于其单位增益频率时，运算放大器的同相输入端就表现为一个电容值为纳法拉级的电容，如果做成实际电容的话，该电容值通常会使芯片面积变得很大。该电容值对于开关式稳压器芯片上的回路频率补偿电路是十分有用的，其中开关稳压器工作时的开关频率大约为150千赫兹。
【专利说明】一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器
【技术领域】:
[0001]集成电路(IC)开关式稳压器因为其高性能、多功能性和经济性而应用广泛。图1展示了稳压器的一个应用，该应用可以产生12伏的输出，电流可以达到800毫安。该电路可以维持12伏的输出，而不受负载和输入电压波动的影响。端子11 (引脚5)上加+5伏的电压，端子12 (引脚3)接地。一个电容值相当低(0.1微法)的电容13接在输入电源线上，以此来对输入进行去I禹。一个典型值为100微亨的电感f禹合在IC引脚5和4之间。一个肖特基功率二极管15 I禹合在电感14和输出端16间,输出端16处具有输出电压。一个电容值较大(几百微法)的滤波电容19耦合在输出端16和接地端之间。电阻17和18作为一个分压器在端子16处对稳压输出进行分压，以此来产生一个反馈，加在IC引脚2上。电阻21和电容20耦合在IC引脚I和接地端之间，为稳压器提供频率补偿。
【背景技术】:
[0002]在工作时，稳压器包括一个开关，该开关使得引脚4周期接地。当该开关闭合时，流过电感14的电流就会逐步增加。当开关打开时，电流就会下降至零，电感就会产生一个一定极性的感应回冲，增加端子11处的电势。感应回冲通过整流器15给电容19充电，使得其电势高于端子5。电容19上的升压是引脚4处平均电压的函数。因此，电容19上所充的电就是稳压器工作周期的函数。当电容19上的电压超过某一值，即在引脚2处产生1.3伏的电压，稳压器的开关脉冲宽度就会减小。当电阻18为2千欧、电阻17为17.4千欧时，端子16处就会保持12伏的输出。因此，引脚2处的反馈就会控制开关脉冲宽度，并调整输出电压，并且不受输入电压或是连接在稳压器上负载波动的影响。
[0003]电容20相对于IC元件是相当大的。其典型值是纳法级的，于是它必须做到芯片夕卜。所以我们就希望将稳压回路补偿元件完全整合到IC芯片中。
【发明内容】
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[0004]本发明的一个目的是将开关式稳压器IC的频率补偿元件整合到芯片内；
[0005]本发明的另一个目的是在IC中产生一个虚拟的补偿电容，在该IC中，电容倍增器产生一个较大的有效电容，该电容可以作为开关式稳压器的频率补偿元件；
[0006]本发明的进一步目的是采用一个依靠电容倍增来工作的放大器(运放)，其具有较小的内部补偿电容，同时还将放大器作为一个单位增益电压跟随器，其同相和反相输入端间的阻值较低，等效输入电容是运放内部较小补偿电容的倍数。
[0007]本发明的技术解决方案:
[0008]这些以及其他目的通过以下方法达到。开关稳压器工作在相当高的开关频率下，构成了一个需要很大补偿电容的误差放大器。一个具有较小内部补偿电容的运算放大器，其输出端耦合在其反相输入端上，并且包含一个连接在其输入端上的第一电阻。一个第二电阻将电容倍增运算放大器的同相输入端耦合在稳压器误差放大器输出端，以此来增加一个R和等效C的频率补偿。电容倍增运算放大器的同相输入端表现为一个与第一电阻阻值和运算放大器单位增益频率乘积成反比的等效电容。这会产生一个足够大的电容来作为芯片上的元件，第二电阻会提供一个串联电阻回路补偿元件。等效电容和第二电阻串联表示为整个开关稳压器的频率补偿元件，该开关稳压器位于跨导型误差放大器输出端处的。
[0009]对比专利文献:CN202221961U电能倍增装置201120245494.1
【专利附图】
【附图说明】:
[0010]图1为一个众所周知的升压式开关稳压器的系统框图；
[0011]图2为本发明电路的等效电路表不；
[0012]图3的框图展示了本发明的电路是如何与开关稳压放大器联系在一起的；
[0013]图4为本发明电路的原理图。
【具体实施方式】:
[0014]图2举例说明了本发明的基本电路。运算放大器22的输出端耦合在其反相输入端上，电阻23接在同相和反相输入端间。当该电路由端子24处的信号驱动，该信号的工作频率为每十个开环增益斜升_20db，运算放大器在其同相输入端就有一个等效电容20’。电容20’用虚线表示，因为它是等效电容，而不是实际电容。电容20'的值为:
【权利要求】
1.一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器，其特征是:一种用于集成电路芯片的电容倍增电路，可以提供相当大的芯片式电容，对于回路频率补偿十分有用，上述电路包括:一个运算放大器，该运算放大器具有反相和同相输入端，单个输出端，并且具有一定的单位增益频率；一个第一电阻，连接在上述同相和反相输入端之间；将上述运算放大器输出端耦合在其反相输入端上的端子；以一定频率驱动上述运算放大器同相输入端的端子，该频率低于运算放大器单位增益频率，这样，在上述同相输入端就会出现一个相当大的等效寄生电容。
2.根据权利要求1所述的一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器，其特征是:上述运算放大器进一步包括一个小的内部频率补偿电容，该电容决定了上述运算放大器的单位增益频率。
3.根据权利要求2所述的一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器，其特征是:上述等效寄生电容与上述第一电阻阻值乘以上述单位增益频率的倒数成比例。
4.根据权利要求2所述的一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器，其特征是:一个第二电阻耦合在上述运算放大器同相输入端上，以此来完整实现上述芯片上的回路频率补偿功能。
5.根据权利要求1所述的一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器，其特征是:一种在上述运算放大器同相端提供较大有效电容的方法，上述运算放大器的反相端和同相端间具有一定阻抗，上述方法包括的步骤为:在上述同相端上加一个输入信号；在上述运算放大器的输出端就会产生一个输出信号以响应上述输入信号；在上述反相输入端提供上述输出信号；产生通过上述阻抗的信号以响应位于上述输入端的输出信号，通过上述阻抗的信号就会在上述同相端引起一个有效寄生电容。
6.根据权利要求5所述的一种用于开关式稳压集成电路内部频率补偿的电容倍增器，其特征是:上述等效寄生电容与上述阻抗和上述运算放大器的单位增益频率的乘积成反比。
【文档编号】H02M3/156GK103618452SQ201310608536
【公开日】2014年3月5日 申请日期:2013年11月26日 优先权日:2013年11月26日
【发明者】不公告发明人 申请人:苏州贝克微电子有限公司