专利名称：提供具有适应性温度系数的参考信号产生器及方法
技术领域：
本发明涉及一种参考信号产生器，具体地说，是一种提供具有适应性温度系数的 参考信号产生器及方法。
背景技术：
图1是传统的降压式电压调节器，其包括上桥晶体管Ml经相节点12连接下桥晶 体管M2，控制芯片10提供控制信号UG及LG分别切换上桥晶体管Ml及下桥晶体管M2，以 控制电感电流IL对电容Co充电而产生输出电压Vout。为了避免电压调节器损毁，因此电 压调节器内会设置一些保护电路。以过电流保护为例，传统的方法是以通过下桥晶体管M2 的电流来判断是否过电流，一般都是检测相节点12的相电压VPH来确认通过下桥晶体管M2 的电流。为了判断是否发生过电流，需要参考信号产生器提供参考信号与相电压VPH做比 较，当相电压VPH大于所述参考信号时，即表示发生过电流。从图1可知，相电压VPH = ILX RDS, 公式 1其中RDS为下桥晶体管M2的导通阻值。下桥晶体管M2本身具有温度系数，因此 导通阻值RDS会随温度变化，所以实际上过电流保护发生时的电感电流IL常常受温度的影 响而有所差异。虽然也可以针对参考信号设定温度系数，但是过电流保护电路是在控制芯 片10中，而下桥晶体管M2是在控制芯片10的外部，所以热梯度(heat gradient)不相等， 这使得参考信号的温度系数难以设定。传统的方法通常利用偏移来补偿下桥晶体管M2的 温度系数，然而复杂的偏移计算将增加额外工作量以及未知的系统设计。因此已知的针对参考信号设定温度系数的装置及偏移计算方法存在着上述种种 不便和问题。
发明内容
本发明的目的，在于提出一种提供具有适应性温度系数的参考信号的参考信号产 生器。本发明的另一目的，在于提出一种提供具有适应性温度系数的参考信号的方法。为实现上述目的，本发明的技术解决方案是一种提供具有适应性温度系数的参考信号的参考信号产生器，其特征在于包括电压源，提供一无关温度变化且可变的第一电压；以及压降电路连接所述电压源，提供具有第一温度系数的第二电压与所述第一电压相 减以产生具有第二温度系数的参考信号，所述第二温度系数随所述第一电压改变。本发明的参考信号产生器还可以采用以下的技术措施来进一步实现。前述的参考信号产生器，其中所述电压源包括可变的第一电阻；以及第二电阻，与所述第一电阻串联以分压无关温度变化的第三电压以产生所述第一 电压。
前述的参考信号产生器，其中所述压降电路包括BJT，所述BJT具有基极连接所述 电压源以及射极提供所述参考信号，在所述BJT的基极及射极之间具有所述第二电压。前述的参考信号产生器，其中所述压降电路包括M0S，所述MOS具有闸极连接所述 电压源以及源极提供所述参考信号，所述MOS的临界电压为所述第二电压。前述的参考信号产生器，其中所述压降电路包括二极管，所述二极管具有阳极连 接所述电压源以及阴极提供所述参考信号，在所述二极管的阳极及阴极之间具有所述第二 电压。一种提供具有适应性温度系数的参考信号的方法，其特征在于包括下列步骤第一步骤提供一无关温度变化且可变的第一电压；第二步骤提供具有第一温度系数的第二电压；以及第三步骤将所述第一电压减去所述第二电压产生具有第二温度系数的参考信 号，所述第二温度系数随所述第一电压改变。采用上述技术方案后，本发明的提供具有适应性温度系数的参考信号的参考信号 产生器及方法具有提供具有适应性温度系数的参考信号的优点。
图1为已知的降压式电压调节器；图2为本发明的实施例示意图；图3为参考信号产生器的第二实施例示意图；以及图4为参考信号产生器的第三实施例示意图。图中，10、控制芯片12、相节点20、参考信号产生器22、电压源24、运算放大器26、 压降电路28、BJT晶体管30、电压对电压转换器32、电压电流转换器34、电流镜36、比较器 38、MOS晶体管40、二极管。
具体实施例方式以下结合实施例及其附图对本发明作更进一步说明。现请参阅图2，图2为本发明的实施例示意图。如图所示，所述参考信号产生器20 包括电压源22以及压降电路沈。在电压源22中，运算放大器M接成电压追随器将无关温 度变化的电压Vref施加至可变电阻Rl的一端，可变电阻Rl与电阻R2分压电压Vref产生 无关温度变化的电压VI0T。当可变电阻Rl的阻值变化时，电压VIOT也将跟着改变。可变电 阻Rl的阻值可以藉熔丝或外部微调来改变。压降电路沈包括双极性接面晶体管(BJT) 28， 其具有集极连接电源电压端Vcc、基极连接电压源22以及射极耦接地端GND，提供至BJT 28 的基极的电压VIOT在与BJT 28的基极及射极之间的电压VBE相减后，于BJT 28的射极上 产生参考信号VTC。电压VBE具有温度系数TC1，因此参考信号VTC也具有温度系数TC2。 根据参考信号VTC在两个不同温度Tl及T2的值VTC(Tl)及VTC(I^)可以求得温度系数
TC2 = [VTC (T2) -VTC (Tl) ] /VTC (Tl)= |VI0T-VBE(T2)-[VIOT-VBE(Tl)]}/VIOT-VBE (Tl)= [VBE(T2)-VBE(Tl)]/VIOT-VBE(Tl)，公式 2其中VBE(Tl)及VBE(T2)各代表电压VBE在温度Tl及T2的值。在公式2中，VBE(Tl)及VBE(T2)均为定值，因此温度系数TC2将随电压VIOT变化，换言之，藉由改变可 变电阻Rl的阻值可以调节电压VTC的温度系数TC2。电压对电压转换器30将参考信号VTC 放大产生信号V0C。比较器36比较信号VOC及相电压VPH以产生过电流保护信号0CP。在 电压对电压转换器30中，电压电流转换器32将参考信号VTC转换为电流Ia，电流镜34镜 射电流Ia产生电流Λ = NX Ia给电阻Rb以产生信号V0C。由图2可知VOC = IbXRb = NXIaXRb= NX (VTC/Ra) XRb= NXVTCXRb/Ra。公式 3设定电阻Ra及Rb具有相同的温度系数TC3，因此信号VOC与参考信号VTC具有相 同的温度系数TC2。参考信号产生器20藉由调节电压VIOT可以产生具有任何温度系数的参考信号 VTC,因此可以针对个别下桥晶体管M2的温度系数来调整用来做过电流保护的信号VOC之 温度系数，进而补偿温度的影响，使得过电流保护发生时的电感电流值不受温度的影响。参 考信号产生器20除了使用在过电流保护之外，也可以使用在其它需要产生任意温度系数 的电压或电流或是用以补偿温度产生无关温度变化的信号的应用中。图3为参考信号产生器20的另一实施例，其系将压降电路沈中的BJT 28改为 MOS 38。在此实施例中，MOS 38具有汲极连接电源电压端Vcc、闸极连接电压源22以及源 极耦接地端GND，提供至M0S38的闸极的电压VIOT在与MOS 38的临界电压VT相减后，于 MOS 38的源极上产生参考信号VTC，又MOS 38的临界电压VT具有温度系数TCl，因此参考 信号VTC也具有温度系数TC2。根据参考信号VTC在两个不同温度Tl及T2的值VTC(Tl) 及VTC (1 可以求得温度系数 TC2 = [VTC (T2) -VTC (Tl) ] /VTC (Tl)= |VI0T-VT(T2)-[VIOT-VT (Tl)]}/VIOT-VT (Tl)= [VT(T2)-VT(Tl)]/VIOT-VT(Tl)，公式 4其中VT(Tl)及VT(I^)各代表临界电压VT在温度Tl及T2的值。在公式4中， VT(Tl)及VT(D)均为定值，因此温度系数TC2将随电压VIOT变化，换言之，藉由改变可变 电阻Rl的阻值可以调节电压VTC的温度系数TC2。图4显示参考信号产生器20的第三实施例，其系将压降电路沈中的BJT 28改为 二极管40。在此实施例中，二极管40的阳极及阴极分别连接电压源22及地端GND，在二极 管40的两端之间具有顺向电压VD，提供至二极管40的阳极的电压VIOT在与二极管40的 顺向电压VD相减后，于二极管的阴极上产生参考信号VTC，由于二极管40的顺向电压VD具 有温度系数TCl，因此参考信号VTC也具有温度系数TC2。如同前述，温度系数TC2随电压 VIOT变化，藉由改变可变电阻Rl的阻值可以调节电压VTC的温度系数TC2。以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明的限制，有关技术领域的技术人 员，在不脱离本发明的精神和范围的情况下，还可以作出各种变换或变化。因此，所有等同 的技术方案也应该属于本发明的范畴，应由各权利要求限定。
权利要求
1.一种提供具适应性温度系数的参考信号产生器，其特征在于包括 电压源，提供一无关温度变化且可变的第一电压；以及压降电路连接所述电压源，提供具有第一温度系数的第二电压与所述第一电压相减以 产生具有第二温度系数的参考信号，所述第二温度系数随所述第一电压改变。
2.如权利要求1所述的参考信号产生器，其特征在于，所述电压源包括 可变的第一电阻；以及第二电阻，与所述第一电阻串联以分压无关温度变化的第三电压以产生所述第一电压。
3.如权利要求1所述的参考信号产生器，其特征在于，所述压降电路包括BJT，所述BJT 具有基极连接所述电压源以及射极提供所述参考信号，在所述BJT的基极及射极之间具有 所述第二电压。
4.如权利要求1所述的参考信号产生器，其特征在于，所述压降电路包括M0S，所述MOS 具有闸极连接所述电压源以及源极提供所述参考信号，所述MOS的临界电压为所述第二电压。
5.如权利要求1所述的参考信号产生器，其特征在于，所述压降电路包括二极管，所述 二极管具有阳极连接所述电压源以及阴极提供所述参考信号，在所述二极管的阳极及阴极 之间具有所述第二电压。
6.一种提供具适应性温度系数参考信号的方法，其特征在于包括下列步骤 第一步骤提供一无关温度变化且可变的第一电压；第二步骤提供具有第一温度系数的第二电压；以及第三步骤将所述第一电压减去所述第二电压产生具有第二温度系数的参考信号，所 述第二温度系数随所述第一电压改变。
全文摘要
一种提供具有适应性温度系数的参考信号产生器及方法，其特征在于包括电压源，提供一无关温度变化且可变的第一电压；以及压降电路连接所述电压源，提供具有第一温度系数的第二电压与所述第一电压相减以产生具有第二温度系数的参考信号，所述第二温度系数随所述第一电压改变。本发明的提供具有适应性温度系数的参考信号的参考信号产生器及方法具有提供具有适应性温度系数的参考信号的优点。
文档编号H03L1/02GK102064822SQ20091022092
公开日2011年5月18日 申请日期2009年11月11日 优先权日2009年11月11日
发明者吕绍鸿, 陈曜洲 申请人:立锜科技股份有限公司