一种基于buck调制器的反馈电路结构的制作方法
【专利摘要】一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，本实用新型涉及降压调制器技术领域，其旨在解决现有技术其扫描开关寄生电容等非线性现象显著，判断关断时间和导通时间延迟严重，并造成过冲抑制信号有延迟等技术问题。输入电路，接收输入信号和输出信号；电流镜电路，转换输入电路对应输入信号和输出信号产生的电压信号为第一电流信号；扫描开关电路，接收电流镜电路输出的第一电流信号，其中包括开关场效应管，开关场效应管设置有外延层的硅片且在硅片的表面设置有栅氧化层；斜坡电路，接收扫描开关电路输出的第二电流信号；时间判断电路，至少接收斜坡电路输出的斜坡电压。本实用新型用于降低降压调制器中控制器检测关断时间与导通时间的延迟。
【专利说明】
一种基于BUCK调制器的反馈电路结构
技术领域
[0001]本实用新型涉及降压调制器检测技术领域，具体涉及一种基于BUCK调制器的反馈电路结构。
【背景技术】
[0002]DC到DC转换器通过DC输入电压的转换将稳定的经调节输出电压提供到功率处理器、ASICS、存储器和其它电路。已开发各种类型和形式的DC到DC转换器，包含用于提供低于输入电压的输出电压的降压转换器，以及能够提供高于输入电压的输出电压的升压转换器。升降压转换器提供按可大于或小于输入电压的电平提供经调节输出电压的能力。一种形式的升降压转换器被称为通过在降压功率级后接续升压功率级形成的级联升降压转换器。但是，目前的核心控制部分存在突出的时延问题，控制器的导通时间Ton和关断时间Toff检测发生在需要过冲抑制时，当发生过冲时，现有结构通过产生同频率的补偿信号让控制器发出过冲抑制信号，然而此时该过冲已经在波谱上时移，过冲抑制有延迟，对电路产生不利;现有结构比较器参考电压设置也不合理。
[0003]此外，VDMOS器件的制造方法通常是在形成有外延层的硅片表面形成栅氧化层，然后在栅氧化层的表面形成多晶硅层，之后在多晶硅层的表面依次形成氮化硅层、介质层和金属层。由于外延层和多晶硅层都是导电物质，分别作为漏极和栅极，栅氧化层是绝缘物质，则在多晶硅层、栅氧化层和外延层之间形成了寄生的栅漏电容，该寄生的栅漏电容会影响VDMOS器件的动态特性。
【发明内容】
[0004]针对上述现有技术，本实用新型目的在于提供，其旨在解决现有技术其扫描开关寄生电容非线性现象显著，对于判断关断时间和导通时间延迟严重，并造成了过冲抑制信号有延迟且比较参考电压设置不合理等技术问题。
[0005]为达到上述目的，本实用新型采用的技术方案如下:
[0006]一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，包括降压调制器的输入信号和输出信号，还包括输入电路，具有级联三极管结构，接收输入信号和输出信号；电流镜电路，具有电流井结构，转换输入电路对应输入信号和输出信号产生的电压信号为第一电流信号；扫描开关电路，用于控制关断周期和控制导通周期，接收电流镜电路输出的第一电流信号;斜坡电路，用于导通周期内充电和关断周期内放电，接收扫描开关电路输出的第二电流信号;时间判断电路，其中包括比较器，比较器设置有与斜坡电路匹配的参考电压，至少接收斜坡电路输出的斜坡电压。
[0007]上述方案中，所述的输入电路，包括第一三极管，其基极接收输出信号且集电极通过第一电阻连接有电源;第二三极管，其基极连接第一三极管的发射极且发射极接收输入信号。
[0008]上述方案中，所述的电流镜电路，包括一对共栅极场效应管和一对共源共栅极场效应管;其中，所述的一对共栅极场效应管接收输入信号和输出信号产生的电压信号;所述的一对共源共栅极场效应管连接所述的一对共栅极场效应管，还输出第一电流信号。
[0009]上述方案中，所述电流镜电路的电流井结构，包括一对共源场效应管，其漏极分别对应连接所述一对共栅极场效应管的源极;第一电流源，吸收所述一对共源场效应管的源极电流。
[0010]上述方案中，所述的扫描开关电路，包括开关场效应管，其栅极接收扫描时钟且漏极接收第一电流信号。
[0011]上述方案中，所述的扫描开关电路，还包括第一二极管，其低电极连接开关场效应管的漏极;第二二极管，其低电极连接开关场效应管的源极;其中，第一二极管和第二二极管高电极接地。抑制开关场效应管的寄生电容并补偿扫描时钟的非线性失真。
[0012]上述方案中，所述的斜坡电路，包括第一电位器，接收第二电流信号;第三三极管，其集电极连接基极、集电极还连接第一电位器且发射极接地;第二电位器，连接第一电位器;电容，其一端连接第一电位器且另一端接地;第二电流源，用于吸收电容的电荷，连接第二电位器。
[0013]上述方案中，所述的时间判断电路，包括比较器，其高电输入端连接斜坡电路且低电输入端连接有参考电压;与非门，其输入端口连接有使能信号且连接比较器的输出端，输出导通时钟信号。
[0014]上述方案中，所述的开关场效应管设置有外延层的硅片且在硅片的表面设置有栅氧化层;所述的开关场效应管，选用垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管;所述的开关场效应管，其中，所述外延层中设置有体区和源区;所述栅氧化层的表面设置有多晶硅区，所述多晶硅区包括间隔设置的第一多晶硅段和第二多晶硅段;所述第二多晶硅段与所述体区对应设置，所述第一多晶硅段与体区之外的外延层对应设置;所述第一多晶硅段、第二多晶硅段的表面以及所述栅氧化层的表面设置有氧化层，在氧化层的表面依次设置有介质层和正面金属电极;所述第一多晶硅段的表面和源区的表面开设有接触孔，以使第一多晶硅段通过所述正面电极层与所述源区电连接，所述第二多晶硅段作为所述场效应管的栅极。
[0015]与现有技术相比，本实用新型的有益效果:
[0016]消除了开关场效应管中寄生的栅漏电容，能够提高开关场效应管的动态性能;通过接收降压调制器的输入输出信号，利用电流镜电路，对满足扫描周期关系和比较逻辑的电流进行检测，有利于控制器在有过冲发生时进行检测和抑制，显著地降低了检测时延，更合理地设置了比较逻辑;抑制开关场效应管的寄生电容并补偿扫描时钟的非线性失真。
【附图说明】
[0017]图1为本实用新型的具体实施电路图；
[0018]图2为本实用新型的电位器示意图。
【具体实施方式】
[0019]本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
[0020]下面结合附图对本实用新型做进一步说明:
[0021]实施例1
[0022]如图1，上拉电源VDD通过电阻R6连接三极管Ql，三极管Ql基极接收降压控制器的输出信号Vout;三极管Q2发射极接收降压控制器的输入信号，其集电极连接有场效应管Q4的漏极;场效应管Q4的漏极连接其栅极，且其栅极还连接场效应管Q3的栅极;场效应管Q3的漏极连接场效应管Q5的漏极;场效应管Q5的漏极还连接其栅极，其源极连接上拉电源VDD，且其栅极连接场效应管Q6的栅极;场效应管Q6的源极连接上拉电源VDD，漏极输出电流I，电流I的电流值正比于输出信号Vout和输入信号Vin的电压差值;场效应管Q7的栅极所输入的扫描时钟CLK_SCAN表征导通周期和关断周期，场效应管Q7还通过电阻R7连接有电流检测端Isense，判断是否工作正常;三极管Ql发射极还通过串联的电阻Rl、二极管D3接地，可导向电流源12输出电流;场效应管Q9栅极连接有反馈电压Vfb，反馈电压Vfb由输出信号Vout采样所得，在电路不工作时，过采样的反馈电压Vfb可将回路中冗余电荷快速泄放;场效应管QlO栅极连接有参考电压Vrefl，设置可匹配反馈电压Vfb，也可由降压调制器的控制器直接提供。
[0023]实施例2
[0024]在扫描时钟CLK_SCAN导通周期内，设置参考电压Vref为三极管Q8的基极到发射极电压Vbe，预调电位计至合适阻值，电流I是远大于电流源Il的，此时可忽略不计，电容Cl被充电至平衡态，比较器U2此时没有输出，与非门输出为导通时钟信号Ton;在扫描时钟CLK_SCAN关断周期内，电容Cl在电流源Il的驱动下，快速放电，形成斜坡信号，该信号将使得比较器U2获得输出，此时与非门输出为关断时钟信号Toff，实现快速的关断信号与导通信号检测，没有使用输出反馈的形式进行检测，延时获得显著降低。
[0025]实施例3
[0026]如图2，所述的第一电位器或第二电位器，选用WIJ9266X型预调多圈玻璃釉电位器，(B)为正面外形结构，(A)为部分截面的侧面外形结构，主要结构包括外壳和调节杆，调节杆的内端头与玻璃釉预调电位器的上调节帽匹配插接，有效电行程等电器特性广，耐高温，抗振，结构简单且成本低廉。
[0027]以上所述，仅为本实用新型的【具体实施方式】，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何属于本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。
【主权项】
1.一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，包括降压调制器的输入信号Vin和输出信号Vout，其特征在于，还包括 输入电路，具有级联三极管结构，接收输入信号Vin和输出信号Vout; 电流镜电路，具有电流井结构，转换输入电路对应输入信号Vin和输出信号Vout产生的电压信号为第一电流信号； 扫描开关电路，用于控制关断周期和控制导通周期，接收电流镜电路输出的第一电流信号，其中包括开关场效应管Q7，开关场效应管Q7设置有外延层的硅片且在硅片的表面设置有栅氧化层； 斜坡电路，用于导通周期内充电和关断周期内放电，接收扫描开关电路输出的第二电流?目号； 时间判断电路，其中包括比较器，比较器设置有与斜坡电路匹配的参考电压，至少接收斜坡电路输出的斜坡电压。2.根据权利要求1所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的输入电路，包括 第一三极管Ql，其基极接收输出信号Vout且集电极通过第一电阻R6连接有电源VDD; 第二三极管Q2，其基极连接第一三极管Ql的发射极且发射极接收输入信号Vin。3.根据权利要求1所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的电流镜电路，包括 一对共栅极场效应管和一对共源共栅极场效应管； 其中，所述的一对共栅极场效应管接收输入信号Vin和输出信号Vout产生的电压信号； 所述的一对共源共栅极场效应管连接所述的一对共栅极场效应管，还输出第一电流信号。4.根据权利要求3所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述电流镜电路的电流井结构，包括 一对共源场效应管，其漏极分别对应连接所述一对共栅极场效应管的源极； 第一电流源12，吸收所述一对共源场效应管的源极电流。5.根据权利要求1所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的扫描开关电路，包括 开关场效应管Q7，其栅极接收扫描时钟CLK_SCAN且漏极接收第一电流信号。6.根据权利要求5所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的扫描开关电路，还包括 第一二极管Dl，其低电极连接开关场效应管Q7的漏极； 第二二极管D2，其低电极连接开关场效应管Q7的源极； 其中，第一二极管Dl和第二二极管D2高电极接地。7.根据权利要求1所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的斜坡电路，包括 第一电位器，接收第二电流信号； 第三三极管Q8，其集电极连接基极、集电极还连接第一电位器且发射极接地； 第二电位器，连接第一电位器； 电容Cl，其一端连接第一电位器且另一端接地； 第二电流源II，用于吸收电容Cl的电荷，连接第二电位器。8.根据权利要求1所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的时间判断电路，包括 比较器U2，其高电输入端连接斜坡电路且低电输入端连接有参考电压Vref2; 与非门U1A，其输入端口连接有使能信号Ven且连接比较器U2的输出端，输出导通时钟信号Ton ο9.根据权利要求5所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的开关场效应管Q7，选用垂直双扩散金属氧化物半导体场效应管。10.根据权利要求9所述的一种基于BUCK调制器的反馈电路结构，其特征在于，所述的开关场效应管Q7，其中， 所述外延层中设置有体区和源区； 所述栅氧化层的表面设置有多晶硅区，所述多晶硅区包括间隔设置的第一多晶硅段和第二多晶娃段； 所述第二多晶硅段与所述体区对应设置，所述第一多晶硅段与体区之外的外延层对应设置； 所述第一多晶硅段、第二多晶硅段的表面以及所述栅氧化层的表面设置有氧化层，在氧化层的表面依次设置有介质层和正面金属电极； 所述第一多晶硅段的表面和源区的表面开设有接触孔，以使第一多晶硅段通过所述正面电极层与所述源区电连接，所述第二多晶硅段作为所述场效应管的栅极。
【文档编号】H02M3/156GK205681314SQ201620590984
【公开日】2016年11月9日
【申请日】2016年6月16日 公开号201620590984.8, CN 201620590984, CN 205681314 U, CN 205681314U, CN-U-205681314, CN201620590984, CN201620590984.8, CN205681314 U, CN205681314U
【发明人】童卫东
【申请人】四川启兴电子有限公司