本发明专利技术公开了一种电流镜，包括第一、第二、第三晶体管与第一电阻组成，其中：所述三个晶体管基极相连，第一晶体管的发射极通过所述第一电阻接地，第二、三晶体管发射极接地，第一晶体管的集电极连接第二晶体管的基极和集电极。本发明专利技术还公开了一种包括上述电流镜的新型非线性乘法器，所述乘法器进一步包括：一电流乘法电路，用以向所述电流镜第三晶体管的集电极提供一输出电流；一电压－电流转换电路，用以向所述电流镜第一晶体管的集电极提供一参考电流。本发明专利技术可以非常容易的得到需要的非线性输出曲线，从而就可以得到一个稳定，抗噪声的控制环路。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种非线性的电流镜，以及包含该电流镜的乘法器。
技术介绍
在开关电源(Switching Mode Power supply,以下简称SMPS)系统中，功率因子校正(Power Factor Correction,以下简称PFC)系统是很重要的一类。相比于传统的全波整流和大容量的电容滤波电路从AC电网获得DC电压的方法，PFC系统可以将系统功率因数从传统的0. 55 0. 65提高到0. 9 0. 99。 PFC系统控制回路通常包含一个两输入的乘法器，其中一个输入是反馈信号，另一个输入一般是AC供电电压的取样或者相关参数。图1为一种典型PFC系统的组成示意框图，该系统是一个升压转换系统。从输出电压"W来的反馈电压与基准电压比较后得到一个误差信号Verror，这个误差信号Verror就是两输入的乘法器10的第一个输入信号，另一个信号是从整流后的主线分压Vmult得到。乘法器10的输出作为参考信号检测流过外接功率管的电流大小。这个参考信号可表示为<formula>formula see original document page 4</formula> (i)其中K是乘法器的特征常数。 图2给出了一个传统线性乘法器的线路图。在PFC的应用中，控制系统可以提高系统稳定性并降低从AC总线及系统自身来 的噪声。其中，系统的稳定性与其开环增益相关，增益越大系统稳定性越差。图l所 示系统的开环增益与VAC总线电压，负载阻抗Rl,以及乘法器的常数K成正比关系<formula>formula see original document page 4</formula> (2)随着VAC总线电压以及负载阻抗R皿d的增大，开环增益也增大，这可能会导致系 统不稳定。如果减小乘法器10的常数K，开环增益就能够降下来；同样，常数K对 于噪声抑制有同样的效果。
技术实现思路
针对上述问题，本申请提供一个电流镜，以及采用该电流镜的乘法器，该乘法器 实现在小信号输入状态下以非线性实现降低常数K的非线性乘法器，最终可以改善 PFC控制系统增益。为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开了一种电流镜，包括第一、第二、第三晶体 管与第一电阻组成，其中所述三个晶体管基极相连，第一晶体管的发射极通过所述 第一电阻接地，第二、三晶体管发射极接地，第一晶体管的集电极连接第二晶体管的 基极和集电极。比较好的是，所述电流镜进一步包括一第四晶体管，所述第四晶体管的基极与所 述第一、二晶体管的集电极连接，所述第四晶体管的发射极连接所述三个晶体管的基 极。比较好的是，所述晶体管为NPN型晶体管。 比较好的是，所述晶体管为PNP型晶体管。比较好的是，所述第一晶体管的面积是第二晶体管的N倍，第三晶体管的面积是 第二晶体管的M倍，其中M和N均为大于1的整数。比较好的是， 一种包括上述电流镜的新型非线性乘法器，其特征在于，所述乘法 器进一步包括 一电流乘法电路，用以接收所述电流镜第三晶体管的集电极提供的输 出电流，并与第一输入电压进行乘法运算； 一电压-电流转换电路，用以将第二输入 电压转换为所述电流镜第一晶体管的集电极电流。比较好的是，所述电流乘法电路由第五 八晶体管和第二、三电阻构成第一级差 分输入级，其中两个电阻阻值相等，由第九 十二晶体管构成第二级差分输入级，用以提供所述输出电流。比较好的是，所述电流转换电流由第十三 十六晶体管和第四、五电阻构成。 比较好的是，所述第二、三电阻阻值相等，第四、五电阻阻值相等。附图说明下面，参照附图，对于熟悉本
的人员而言，从对本专利技术方法的详细描述 中，本专利技术的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。 图1是一种典型PFC系统的组成示意框图； 图2给出了一个传统线性乘法器的线路图； 图3给出一个常规电流镜的线路图4示意了非线性乘法器和线性乘法器的输出特性的对比曲线；图5是本专利技术的非线性乘法器的线路图6是图5中电流镜53最终实现的非线性曲线示意图7是另一个电流镜的较佳实施例线路图8是在图7基础上改进的一实施例；图9是在图5中的电流镜53的基础上改进的又一实施例。 具体实施例方式请参见附图5所示，所示即为使用了电流镜53的一个非线性乘法器示例。 其中电流乘法电路51由晶体管Ql， Q2， Q7， Q8和电阻R1， R2构成第一级差分输 入级，其中电阻R^R2。电阻Rl的作用是通过偏置电流Ibl产生一个压降来限制输 入电压V^T的动态输入范围。第一级的差分输入对的功能是把输入电压VMU (第一输 入电压)的输入电压转换成晶体管Q7和Q8的发射极间的差分信号。然后输入晶体管 Q3， Q4构成的第二级，第二级由晶体管Q3， Q4， Q5， Q6构成，产生一个输出电流Io， 输出电流Io经过由晶体管Q9和Q10组成的电流镜，并且由电阻R5产生输出信号V0ut。 经过此转换，得到<formula>formula see original document page 6</formula>( 3 )从这个关系式可以看出L,正比于输入电压PWr和第二输出电流电流/0。另外，在图4的非线性乘法器的右半部分，包括由晶体管Qll， Q12， Q13， Q14 与电阻R3， R4组成的电压-电流转换电路52，其中R3^R4。 同样，得到参考电流Ir:<formula>formula see original document page 6</formula>如果采用图3所示的传统电流镜，将第一参考电流Ir按要求放大或縮小到需要的电流<formula>formula see original document page 6</formula>这样最终得到<formula>formula see original document page 6</formula>V。"与输入电压V皿T和误差电压V^。r (第二输入电压)成正比，K因子保持恒定。 从而形成等比放大的线性乘法器电路。本申请改变了传统电流镜的构成，如图5所示，所示为一个产生非线性因子K的 电路结构。该电流镜由晶体管Q15， Q16， Q17与电阻R0组成，其中三个晶体管均为 NPN型晶体管，且其基极相连，参考电流Ir从晶体管Q15和Q16的集电极端进入该 电流镜53，晶体管Q15发射极通过电阻R0接地，晶体管Q16和Q17的发射极直接接 地，晶体管Q15的集电极连接晶体管Q16的基极和集电极，电流乘法电路51的输出 电流Io从晶体管Q17的集电极进入该电流镜53。其中晶体管Q15的面积是晶体管Q16的N倍，晶体管Q17的面积是Q16的M倍， 这样当参考电流Ir很小时，x i O << ^ ，其中)^=;07《，F&d5 F&el6，这时由于 晶体管Q15的面积是晶体管Q16的N倍，因此晶体管Q15与晶体管Q16的集电极电流 有/15^7Vx/16，我们得到/16 _^ (7)而晶体管Q17与Q16构成基本电流镜，/0 = /17 Mx/16，那么t！ (8) JV + 1当参考电流Ir很大时，/rxi 0&本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种电流镜，包括第一、第二、第三晶体管与第一电阻组成，其中： 所述三个晶体管基极相连，第一晶体管的发射极通过所述第一电阻接地，第二、三晶体管发射极接地，第一晶体管的集电极连接第二晶体管的基极和集电极。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：林立谨，刘海涛，郭亮，
申请(专利权)人：上海源赋创盈电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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