一种被封装在芯片内部的内外设定恒定电流的自适应控制装置，包括：基准电压产生单元、运算放大器、恒定电流产生单元、选择单元、内置电阻，以及外置电阻连接端，根据外置电阻连接端电压，决定根据内置电阻产生恒定电流还是根据外置电阻产生恒定电流。另外提供一种应用该装置进行内外设定恒定电流的自适应控制方法。本发明专利技术将现有技术中的两种恒定电流产生方式相结合，产生一种既能够克服两种方式存在的问题，又能发挥各自优点的技术方案。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及设定一种设定恒定电流的装置及方法，尤其涉及一种内外设 定恒定电流的自适应控制装置及方法。
技术介绍
在集成电路中，往往需要输出恒定的电流给相应器件，这个恒定的电流要 求对工作条件以及外部条件变化不敏感。例如，变化的电源电压、温度、工 艺引起输出电流产生的变化，几乎可以忽略。恒定的电流可以用恒定的电压与恒定的电阻来产生。由于早期集成电路制 作工艺水平的限制，虽然可以获得一个随电源电压、温度变化几乎可以忽略 的恒定电压，但很难在芯片内部直接获得一个恒定阻值的电阻。而分立电阻 的阻值一般都比较精确，并且随工作条件的变化很小。所以在芯片封装过程 中，单独封装一个引脚出来，在这个引脚和地之间接一个分立电阻和芯片内 部的恒定电压来实现恒定电流的输出。如图l所示， 一种采用分立电阻实现恒定电流的系统中，恒定电流产生装置l包括基准电压产生单元ll、运算放大器12、 NMOS管MIO、比例电流 镜(CurrentMirror) 13、外置电阻连接端14和电流输出端16。恒定电流产生 装置1被封装在芯片内部，通过单独的外置电阻连接端14与外置分立电阻 R14相连，产生的恒定电流Iref经过比例电流镜13放大，得到的放大恒定电 流Iout通过电流输出端16提供给外部发光二极管Dl。基准电压产生单元11产生的基准电压V112是一个随电源电压、温度、工 艺的变化可以忽略的电压信号。基准电压V112加在运算放大器12正输入端， 通过电路调整，在运算放大器12负反馈端得到一个和基准电压V112电压值 相等的反馈电压V114。当基准电压V112与反馈电压V114相等时，流过NMOS管M10的电流Iref就由7>式(1 )可得:当基准电压V112电压恒定，外置分立电阻R14也是一个恒定阻值的电阻， 那么产生的Iref也是一个恒定电流。通过比例电流镜13镜像放大，就可以得 到一个方文大恒定lt出电流Iout。随着集成电路工艺的不断进步，可以制作绝对阻值比较准确，具有不同温 度系数的电阻，电路设计人员通过同时采用具有负温度系数的电阻和具有正 温度系数的电阻，通过温度补偿的方法获得温度系数相对较小的电阻，这样 就可以将这个电阻集成在集成电路内部，使集成电路应用简单，而且这个方 案的成本也有所降低。如图2所示， 一种采用内置电阻实现恒定电流的系统。在恒定电流产生 装置l，内部，集成了一个正温度系数的电阻R151和一个负温度系数的电阻 R152,通过温度补偿的方法，获得了温度系数相对较小的内置电阻R15。其 他部件的工作原理与图1中分立电阻实现的恒定电流产生装置l相同。但是，采用内置电阻实现恒定电流的方法，只能获得温度系数相对较小的 内置电阻，恒定电流产生装置内电阻的温度系数分布很离散，绝对阻值不能 满足高精度输出电流的需求。此时，需要在电路设计中增加电阻微调电路， 以方便在电路封装前测试时通过修调技术(trimming),对内置电阻做孩i调以 保证其绝对阻值和温度系数满足电流精度要求。这样无疑增加了电路设计以 及测试的复杂度。而且由于集成电路工艺的限制得到的输出电路的温度系数 相对外接分立电阻的方式来说比较大。同时，由于这个电阻是内置的，用户 不能根据自己的要求方便的调整输出电流的大小。
技术实现思路
本专利技术要解决上述两种电流设定方法所存在的问题，同时发挥各自优点，提供一种新的内外设定恒定电流的自适应控制装置和方法。为解决上述问题，本专利技术提出一种内外设定恒定电流的自适应控制装置， 包括基准电压产生单元、运算放大器、恒定电流产生单元；还包括选择单元、内置电阻，以及用于连接外置电阻的外置电阻连接端；所述基准电压产生单元分别提供第一基准电压至所述运算放大器正向输入端，提供第二基准电压至所述选择单元；所述运算放大器负反馈端连接至选择单元，使所述第 一反馈电压和所述第一基准电压相等，输出端连接至所述恒定电流产生单元； 所述恒定电流产生单元输出恒定电流，并且输出分压电压至所述选择单元； 所述选择单元还分别连接至所述内置电阻、所述外置电阻连接端；其中，所 述选择单元依据所述外置电阻连接端的状态，输出第一反馈电压至所述运算 放大器负反馈端。所述自适应控制装置还包括比例电流镜，所述比例电流镜接收所述恒定 电流产生单元输出的所述恒定电流，输出放大的恒定电流。所述外置电阻连接端的状态包括所述外置电阻连接端悬空，所述外置 电阻连接端的电压与所述分压电压相等并且高于所述第二基准电压；所述外 置电阻连接端连接所述外置电阻，所述外置电阻连接端的电压根据所述分压 电压产生并且低于所述第二基准电压；其中，当所述外置电阻连接端悬空， 所述第一反馈电压为根据所述分压电压产生的内置电阻的电压；当所述外置 电阻连接端连接所述外置电阻，所述第 一反馈电压为根据所述分压电压产生 的外置电阻连接端的电压。所述运算放大器输出第一控制电压至所述恒定电流产生单元；当所述第 一反馈电压低于所述第一基准电压时，所述第一控制电压增大；当所述第一 反馈电压等于所述第一基准电压时，所述第一控制电压趋于固定；当所述第 一反馈电压高于所述第 一基准电压时，所述第 一控制电压减小。所述选冲奪单元包括电压比较器、反相器、第一传输门、第二传输门、第三传输门、第一分压电阻、第二分压电阻；所述电压比较器正向输入端连接至所述基准电压产生单元，用于接收所述第二基准电压，所述电压比较器负 反馈端连接所述外置电阻连接、所述第一传输门第一数据端、所述第二分压 电阻第二端，所述电压比较器输出端连接至所述反相器输入端、所述第一传输门正向控制端，所述第二传输门反向控制端、所述第三传输门反向控制端； 所述反相器输出端连接至所述第一传输门反向控制端，所述第二传输门正向 控制端、所述第三传输门正向控制端；所述第一传输门第二数据端连接至所 述运算放大器负反馈端、所述第三传输门第二数据端；所述第二传输门第一 数据端连接至所述第二分压电阻第一端、所述恒定电流产生单元，所述第二 传输门第二数据端连接至所述第 一分压电阻第一端；所述第三传输门第一数 据端连接至所述第一分压电阻第二端、所述内置电阻。所述电压比较器接收所述第二基准电压信号和所述比较电压，产生所述 第二控制信号；所述反相器反相处理所述第二控制信号，输出反相第二控制 信号。所述第二基准电压信号高于所述比较电压，则所述第二控制信号为高电 平，所述反相第二控制信号为低电平，所述第一传输门导通，所述第二传输 门和所述第三传输门截止；所述第二基准电压信号低于所述比较电压，则所 述第二控制信号为低电平，所述反相第二控制信号为高电平，所述第二传输 门和所述第三传输门导通，所述第一传输门截止。.本专利技术还提出 一种应用上述装置进行内外设定恒定电流的自适应控制方 法，包括所述选择单元依据外置电阻连接端的状态，输出第一反馈电压至 所述运算放大器；所述运算放大器依据第一基准电压和所述第一反馈电压， 输出第一控制电压至所述恒定电流产生单元，并且依据所述第一控制电压， 使第一反馈电压与第一基准电压跟随；所述恒定电流产生单元依据所述第一 控制电压，输出相应的分压电压至所述选"f奪单元；当第一反馈电压与第一基8准电压相等时，恒定电流产生单元才艮据第一反々贵电压产生恒定电流。获得所述外置电阻连接本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种内外设定恒定电流的自适应控制装置，包括：基准电压产生单元、运算放大器、恒定电流产生单元，其特征在于，还包括选择单元、内置电阻，以及用于连接外置电阻的外置电阻连接端； 所述基准电压产生单元分别提供第一基准电压至所述运算放大器正向输入 端，提供第二基准电压至所述选择单元； 所述运算放大器负反馈端连接至选择单元，使所述第一反馈电压和所述第一基准电压相等，输出端连接至所述恒定电流产生单元； 所述恒定电流产生单元输出恒定电流，并且输出分压电压至所述选择单元； 所述选择单元还分别连接至所述内置电阻、所述外置电阻连接端； 其中，所述选择单元依据所述外置电阻连接端的状态，输出第一反馈电压至所述运算放大器负反馈端。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：史亚军，孙洪军，程剑涛，张忠，
申请(专利权)人：上海艾为电子技术有限公司，
类型：发明
国别省市：31[中国|上海]
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