供电控制器以及方法技术

在一个实施例中，一个供电控制器被配置来以多个增益放大一个反馈信号以及一个电压参考信号，所述多个增益在所述供电控制器的操作频率上基本恒定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术一般涉及电子技术，更确切的，涉及形成半导体电路的方法。
技术介绍
过去，半导体工业利用多种方法和电路来形成一个供电控制系统的误差放大器。 技术的发展增加了对更有效和更准确的供电控制系统的需求。通常，系统需要能够在诸如 一个微型计算机的一个外部控制系统的控制下，改变所述供电系统的输出电压值。所述外 部控制系统一般向所述供电控制系统发送一个信号，以改变所述输出电压的值。图1表示 了一个典型现有供电控制系统10的一个误差放大器。系统10具有一个P丽控制部分17、 一个功率驱动级18、一个误差放大器14、以及一个参考电压16。误差放大器14除了一个补 偿和增益控制网络外还包括一个运算放大器15，所述网络包括一个第一阻抗12和一个第 二阻抗13。阻抗12和13—般包括电阻和电容，它们被用来为施加到放大器14上的所述输 入电压(Vin)的变化提供高频率稳定性。这些供电控制器所具有的一个问题是准确性。通 常，当所述控制系统请求所述输出电压值的一个变化时，所述误差放大器电路具有跟踪误 差，所述跟踪误差导致所述输出电压具有不准确和不稳定的改变。这样的不准确和不稳定 有害的影响了使用所述供电控制系统输出电压的所述控制系统的操作。
技术实现思路
从而，我们期望有一个供电控制器，它没有跟踪误差，它能够准确改变所述输出电 压的值，以及它在所述输出电压改变中维持稳定性。附图说明 图1示意性的表示了一个现有技术供电控制系统一部分的一个实施例； 图2示意性的表示了根据本专利技术的一个供电控制系统一部分的一个实施例；以及 图3示意性的表示了根据本专利技术的图2所述供电控制系统的一个可替换实施例的一部分；以及 图4示意性的表示了一个半导体设备的一个实施例一部分的一个放大平面图，其 包括根据本专利技术的图2所示的供电控制器。具体实施例方式为了说明的简洁和清晰，所述图中的元件没有必要是按比例的，并且，不同图中相 同的附图标记代表相同的元件。此外，为了描述的简洁，熟知步骤和元件的描述和细节被省 略。如这里所用的，电流承载电极指的是承载了通过一个设备的电流的该设备的元件，例如一个M0S晶体管的一个源极或一个漏极，或者一个双极型晶体管的一个收集极，以及，一个 控制电极指的是控制了通过所述设备电流的所述设备的元件，例如一个MOS晶体管的一个 栅极，或者一个双极型晶体管的一个基极。尽管所述设备在这里被解释或描述成特定N沟 道或P沟道设备，但本领域中熟悉技术的一个人将理解，互补的设备根据本专利技术也是可能 的。 图2示意性的表示了一个供电控制系统25的一部分的实施例，其准确并且稳定 的改变系统25的一个输出电压，以响应系统25的一个参考电压的变化，以及响应系统25 所述输出电压的变化。系统25包括一个差分误差放大器45，其在系统25形成的所述P丽 控制信号的操作频率上，为一个反馈信号以及所述参考电压的变化提供一个基本恒定的增 益。正如下面将要看到的，该功能对系统25有利，其能够准确的、稳定的、并且可预测的控 制所述输出电压的值。 系统25在一个功率输入26和一个功率返回27之间接收电功率，并且在一个输出 电压端28和输出公共端29之间提供一个输出电压。系统25的一个电源控制器41被形成 和配置来控制所述输出电压的值。系统25 —般包括能量存储电感33和34，一个能量存储 电容35， 一个第一功率开关或功率晶体管36， 一个第二功率开关或功率晶体管37， 一个第 一电流传感电阻38， 一个第二电流传感电阻39，以及二极管31和32。晶体管36和37最好 是M0S功率晶体管，其被连接到各自电感33和34，以提供一个充电电流来给电容35充电， 以及在端28和29之间形成输出电压。在其它实施例中，所述功率开关可以是一个双极型 晶体管，或者能够使得充电电流流过以及不流过电感33和34的其它类型的开关。电流传 感电阻38和39分别形成了一个第一电流传感信号和一个第二电流传感信号，其是所述充 电电流的代表。在系统25的优选实施例中，所述反馈信号的值很小，从而一个差分反馈信 号被用来提高系统25的噪声免疫力以及准确性。在该优选实施例中，端28和29之间的所 述输出电压被接收为一个差分反馈(FB)信号或者控制器41的反馈输入86和89之间的反 馈信号。该差分反馈信号是所述输出电压的代表。在其它实施例中，所述反馈信号可以是 单端的，并且被仅仅施加到输入86，从而，电阻70和输入89将被省略。晶体管36和37、电 阻38和39、二极管31和32、以及电感33和34 —般在控制器41外部，尽管在一些情况下， 晶体管36和37可以是控制器41的一部分。 控制器41包括差分误差放大器45、一个补偿放大器55、一个电压参考产生器或参 考43、减法电路或减法器44和51、一个求和电路63、电流传感放大器52和53、一个缓冲器 64、一个第一脉冲宽度调制(P丽)控制器或P丽控制器66、一个第二P丽控制器73、一个第 一功率开关驱动器71、以及一个第二功率开关驱动器78。控制器41一般还包括一个内部调 节器42，其被形成来提供一个内部操作电压以用于控制器41中的元件，包括差分误差放大 器45、补偿放大器55、P丽控制器66、P丽控制器73、以及参考43。尽管为了图的清晰没有 示出，调节器42 —般被连接在控制器41的一个功率输入88和一个功率返回87之间。返 回87 —般被连接到返回27。在系统25的所述优选实施例中，返回27被连接到端29，从而 所述输出电压被参照到功率返回27。在其它实施例中，所述输出电压可以与所述输入电压 隔离，以及端29将与返回27相隔离。参考43在参考43的一个输出上提供了一个参考电 压。所述参考电压的值可以通过控制器41的多个控制输入30来从控制器41外部被改变。 通常，输入30是被参考43接收的数字信号。改变输入30上信号的值就改变了参考43所述输出上的参考电压的值。 系统25被表示具有多个功率控制通道，这包括一个第一功率控制通道，其包括控 制器66、驱动器71、以及晶体管36和电感33的一个第一功率级，以及一个第二功率控制通 道，其包括控制器73、驱动器78、以及晶体管37和电感34的一个第二功率级。来自所述P丽 控制器的P丽控制信号一般被形成来在不同的时间使能功率开关，并且通常被称作以不同 的相位操作。在其它实施例中，系统25可以具有多于两个的功率控制通道或者可以只具有 一个。P丽控制器66包括一个P丽比较器67、一个P丽斜坡产生器或斜坡电路68、以及一 个P丽锁存器69。类似的，P丽控制器73包括一个P丽比较器74、一个斜坡产生器或斜坡 电路75、以及一个P丽锁存器76。斜坡68以及75产生被用来设定各自锁存器69和76的 一个时钟信号，并且还产生被施加到各自比较器67和74的一个输入的斜坡信号。设定锁 存器69和76驱使驱动器71和78的输出提高到足以分别使能晶体管36和37。比较器67 和74的输出被用来清除各自的锁存器69和76，并且开始禁用各自的晶体管36和37。控 制器66和73在各自锁存器69和76的一个Q输出产生P丽控制信号，其被用来控制各自 的晶体管36和37。晶体管驱动器71和78从各自的控制器66和73接收所述P丽控制信 本文档来自技高网...

【技术保护点】
控制具有一个输出电压的一个供电系统的方法，包括：产生一个代表所述输出电压的反馈信号；耦合第一增益控制元件到一个误差放大器的第一输出来接收所述反馈信号，和耦合第二增益控制元件到所述误差放大器的第二输出来接收一个参考信号，以及使所述误差放大器以所述误差放大器的操作频率上基本上恒定的增益来放大所述参考信号和所述反馈信号，以及从所述反馈信号中减去所述参考信号，以形成一个差分信号，并且放大所述差分信号来形成一个误差信号；以及为了频率稳定性补偿所述误差信号。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：保罗J哈里曼，J埃里克林德博尔格，埃里克雷克尔，
申请(专利权)人：半导体元件工业有限责任公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]