功率放大设备和方法_3

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操作可以通过另一个元件的连接(耦合)来实现。例如,在如图5(a)所示的开关模式转换器410中,可以将二极管用N-MOSFET 535来代替,如同P-MOSFET 525的栅极那样将N-MOSFET 535的栅极与滞后比较器408的输出端子相连,并且可以根据滞后比较器408的脉宽控制信号来接通/关断N-MOSFET 535和P-MOSFET 525。例如,当N-M0SFET 535处于接通状态时P-M0SFET 525可以处于关断状态,并且当N-MOSFET 535处于关断状态时P-MOSFET 525可以处于接通状态。
[0084]此外,在如图5(b)所示的开关模式转换器410中,漏极(而非P-MOSFET525)接入Vsupply,并且源极可以用接入电感器428的N-MOSFET 436来代替。在这种情况下,滞后比较器408的输入端子可以被改变并被配置。也就是说,与驱动P-MOSFET 525的情况相反,滞后比较器408可以用输出信号(nVcout)来驱动N-MOSFET 535。
[0085]根据本公开的实施例,滞后比较器408可以通过下面如图6所示的施密特触发器电路来配置。
[0086]图6(a)示出了包括两个N型双极晶体管(Ql 601和Q2 602)以及多个电阻(RCl603、RC2 604,Rl 607,RE 605和R2 606)在内的施密特触发器电路,图6(b)示出了包括一个比较器和两个电阻在内的施密特触发器电路。
[0087]在图6(a)的情况下,在两个晶体管601和602中,当一个晶体管处于截止状态时,另一个晶体管处于导通状态。因此,当不存在输入电压(例如Vinl 450)时,Ql 601处于截止状态,并且Ql 601的集电极电压通过两个电阻Rcl 603和Rl 607分压为分压电压,分压电压随后被施加至Q2 602的基极。结果,Q2 602的基极可以处于饱和状态,并且然后处于导通状态。当输入电压(例如,Vinl 450)增加时,Ql 601处于导通状态并且集电极电压变低,使得Q2 602可以处于截止状态。
[0088]例如,交替地执行两个晶体管601和602中的一个晶体管处于截止状态而另一个晶体管处于导通状态的操作,使得可以将输出电压输出为脉宽为矩形的波形。
[0089]换句话说,施密特触发器电路可以执行当输入电压(例如Vinl450)增加为大于或等于第一预定值时输出波形上升、并且当输入电压下降为小于或等于第二预定值时输出波形下降的操作。因此,施密特触发器电路可以获得这样的波,其中当输入波形进入时与转换电平相对应的脉宽是矩形。施密特触发器电路对应于根据输入电压值灵敏地操作的电路,并且输出状态可以通过两个不同的触发电压值(即,下面图7的第一参考电压700和第二参考电压710)来转换。滞后电压指的是值根据前一个电压状态改变而改变的电压,而不是限定为恒定状态下的规则值的电压。当确定了相对于输入电压的输出电压时,当输入电压值增加时所确定的输出电压值与当输入电压值降低时所确定的输出电压值不同。如上所述的电压特性指的是具有滞后特性。滞后特性可以在将输出电压确定为相对于输入电压值的任意阈值较高或较低时,防止输出电压值相对于阈值附近的输入值抖动。在这种情况下,使用滞后特性,在输出电压变高至预定值或者变得更高之后,所述输出电压可以在阈值降低为小于或等于特定值之前保持为高。相反,在输出电压变低至预定值或者变得更低之后,所述输出电压可以在阈值增加为大于或等于特定值之前保持为低。也就是,可以防止输出电压值由于阈值附近的小变化而改变。
[0090]可以通过电阻RCl 603或电阻RC2 604来调节两个不同的触发电压值。例如,当电阻RCl 603降低时第一触发电压可以增加,当电阻RCl 603增加时第一触发电压可以降低,当电阻RC2 604降低时第二触发电压可以增加,并且当电阻RC2 604增加时第二触发电压可以降低。
[0091]在图6(c)中,输出电压Voutl可以通过非反相输入电压(例如Vinl 450)的正反馈量而饱和,与正负方向无关。当利用正电压使输出电压Voutl饱和时,可以将正(+ )电压反馈到至非反相输入电压(例如,Vinl 450)。输出电压(Vout)I可以保持以下状态:在反相输入电压(例如,Vin2 451)小于第一阈值时,利用正电压使所述电压饱和。当输入电压(例如Vinl 450)增加时,输入电压增加为大于第一阈值。在这种情况下,误差电压可以改变极性,然后在负饱和状态下操作比较器650。当输出电压Voutl变为负时,可以通过反馈电阻Rl651和R2 652将负电压反馈至非反相输入端(+ )。将负电压称作第二阈值。当输入电压(例如Vinl 450)大于第二阈值时,输出电压Voutl保持负饱和状态。当输入电压(例如Vinl 450)小于第二阈值时,误差电压改变极性,并且输出电压Voutl的量可以再次改变为正饱和状
??τ O
[0092]这里,可以通过调节反馈电阻Rl 651或电阻R2 652来调节第一触发电压和第二触发电压。例如,当电阻RCl降低时第一触发电压可以增加,当电阻RCl增加时第一触发电压可以降低,当电阻RC2降低时第二触发电压可以增加,并且当电阻RC2增加时第二触发电压可以降低。
[0093]图7是示出了输入电压和输出电压之间的关系的曲线图,其示出了施密特触发器电路中的滞后特性。
[0094]参考图7,在输入电压增加至达到第二参考电压710之前,输出状态保持为O或低,并且当输入电压已经达到第二参考电压710时,输出状态改变为I或高。此外,在输入电压下降至小于或等于第一参考电压700之前,输出状态保持为I或高,并且当输入电压已经达到第一参考电压700时,输出状态可以改变为O或低。
[0095]第一参考电压700和第二参考电压710之间的差指的是施密特触发器的滞后。
[0096]图8至图12示出了当在施密特触发器电路中改变第一参考电压700和第二参考电压710时脉宽的占空比数目的变化。
[0097]根据本公开的各种实施例,施密特触发器电路的输出信号可以用作图4中的开关模式转换器420的脉宽控制信号。脉宽控制信号可以用作用于接通/关断开关模式转换器410的P型金属氧化硅场效应晶体管(M0SFET)412、525和536的控制信号。
[0098]图8示出了根据本公开各种实施例的当改变第一参考电压时改变脉宽的占空比的示例。
[0099]参考图8,描述了当第一参考电压700降低时改变脉宽的情况。
[0100]图8(a)示出了对施密特触发器电路的第一参考电压700和第二参考电压710进行比较,图8(b)示出了在第一参考电压700降低并且第二参考电压700增加之前施密特触发器电路的输出信号,并且图8(c)示出了由附图标记800表示的在第一参考电压700降低之后施密特触发器电路的输出信号。
[0101]当对图8(b)和图8(c)的输出信号进行比较时,可以考虑在预定的时间间隔850期间改变脉宽或占空比的数目。这里,脉宽可以指的是接通/关断晶体管的时间段,并且占空比可以指的是将晶体管接通一个时间段的那部分脉宽。可以将预定时间段期间接通/关断晶体管的次数定义为开关模式转换器420的开关频率。也就是说,可以将开关频率定义为在预定的时间间隔850期间将开关模式转换器410的P-MOSFET 412、525和536接通/关断的次数。
[0102]另外,可以将在预定的时间间隔850期间根据第一参考电压700的变化来改变多个脉宽或者占空比的数目称作改变开关模式转换器420的开关频率。例如,因为在图8(b)的预定时间间隔850期间存在2.5个脉冲,即三个接通部分和两个关断部分,因此当预定的时间间隔850是一秒时开关频率可以是2.5( = 5/2)Hz。例如,因为在图8(c)的预定时间间隔850期间存在两个脉冲,即两个接通部分和两个关断部分,因此当预定时间间隔850是一秒时开关频率可以是2Hz。
[0103]图9示出了根据本公开各种实施例的当改变第二参考电压时改变脉宽的占空比的示例。
[0104]图9示出了当第二参考电压710增加时改变脉宽或占空比数目的情况。
[0105]图9(a)示出了对施密特触发器电路的第一参考电压700和第二参考电压710进行比较,图9(b)示出了在第一参考电压700降低并且第二参考电压710增加之前施密特触发器电路的输出信号,并且图9(c)示出了由附图标记900表示的在第二参考电压710增加之后施密特触发器电路的输出信号。
[0106]当对图9(b)和图9(c)的输出信号进行比较时,可以考虑在预定时间间隔950期间改变脉宽或占空比数目。例如,因为在图9(b)的预定时间间隔950期间存在两个脉冲,即两个接通部分和两个关断部分,因此当预定时间间隔950是一秒时开关频率可以是2Hz。例如,因为在图9(c)的预定时间间隔950期间存在一个脉冲,即一个接通部分和一个关断部分,因此当预定时间间隔950是一秒时开关频率可以是1Hz。
[0107]图10示出了根据本公开各种实施例的当改变第一参考电压和第二参考电压时改变脉宽或占空比的示例。
[0108]参考图10,描述了当第一参考电压700和第二参考电压710都已经降低时改变脉宽的情况。
[0109]图10(a)示出了对施密特触发器电路的第一参考电压700和第二参考电压710进行比较,图10(b)示出了在第一参考电压700降低并且第二参考电压710增加之前施密特触发器电路的输出信号,并且图9(c)示出了由附图标记1000表示的第一参考电压700降低并且由附图标记1010表示的第二参考电压710增加之后施密特触发器电路的输出信号。
[0110]当对图10(b)和图10(c)的输出信号进行比较时,可以考虑在预定时间间隔1050期间改变脉宽或占空比数目。例如,因为在图10(b)的预定时间间隔1050期间存在两个脉冲,即两个接通部分和两个关断部分,因此当预定时间间隔1050是一秒时开关频率可以是2Hz。例如,因为在图10(c)的预定时间间隔1050期间存在1.5个脉冲,即一个接通部分和两个关断部分,因此当预定时间间隔1050是一秒时开关频率可以是1.5Hz。
[0111]尽管图8至图10已经使用利用两个参考电压的滞后特性,然而在各种实施例中可以使用一个参考电压来产生脉宽控制信号。
[0112]图11示出了根据本公开各种实施例的使用一个参考电压来产生脉宽控制信号的示例。
[0113]图11(a)示出了将输入电压1100和一个参考电压1110进行比较,图11(b)示出了当输入电压1100大于参考电压1110时处于高状态以及当输入电压1100低于参考电压1110时处于低状态的脉宽调制信号。
[0114]图12示出了根据本公开各种实施例的当减小参考电压时产生脉宽控制信号的示例。
[0115]图12(a)示出了像图11(a)那样对输入电压1100和一个参考电压1110进行比较,图12(b)是示出了当参考电压1110如附图标记1200所示那样降低时的输出信号。
[0116]当对图11(b)和图12(b)的输出信号进行比较时,可以考虑在预定时间间隔1150和1250期间改变脉宽的占空比数目。例如,因为在图11(b)的预定时间间隔115
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