专利名称：斜坡补偿电路的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种半导体器件，更具体地，涉及一种斜坡补偿电路(slope compensation circuit)0
背景技术：
直流-直流(DC-DC，Direct Current-Direct Current)转换器可以根据其反馈类 型(feedback scheme)通过电压模式控制或者电流模式控制来操作。电流模式控制类型是 被有效应用的开关模式电源控制系统(switch mode power supply control system)中的 一种。有利地，电流模式控制使得可以实现简单的系统补偿电路。例如，补偿可以用单个补 偿电容器和电阻器来实现。因此，系统特性可以达到与操作具有一个电极的系统同样的效^ ο电流模式控制的其它优点在于优良的线调节(line regulation)特性以及良好的 抗噪声性，其中线调节特性是尽管输入电压发生改变仍能够保持恒定的输出电压的能力。然而，具有占空比超过50%的脉宽调制(P丽，Pulse WidthModulation)信号的系 统需要一种线性或者非线性电路。这被称为斜坡补偿电路。斜坡补偿电路的其它的用途可 以防止次谐波振荡(sub-harmonic oscillation)。图1是在电流模式控制类型下工作的传统DC-DC转换器100的框图。参照图1， DC-DC转换器100包括用于斜坡补偿的斜坡补偿电路110。图2A示出了无斜坡补偿电路的DC-DC转换器中的电感(L)电流，以及图2B示出 了具有斜坡补偿电路的DC-DC转换器中的电感(L)电流(I)。虚线表示理想的电感电流， 而实线表示实际的电感电流。参照图2A和2B，具有斜坡补偿电路的DC-DC转换器表现出稳 定的电感波形。
发明内容
因此，本发明针对一种数据接收装置，其基本上避免了由于相关技术的局限和缺 点产生的一个或多个问题。本发明的一个目的在于提供一种用来防止使用50%或者更高占空比的PWM信号 的系统中谐波振荡的斜坡补偿电路。本发明的其他优点、目的和特征一部分将在下文中阐述，一部分对于本领域的普 通技术人员而言通过下文的实验将变得显而易见或者可以从本发明的实践中获得。通过所 写的说明书及其权利要求以及附图中特别指出的结构，可以了解和获知本发明的这些目的 和其他优点。为了实现这些目的和其他优点以及根据本发明的目的，如在本文中所体现和概括描述的，一种斜坡补偿电路包括振荡器，用于产生具有参考频率的第一时钟信号；斜坡信 号发生器，用来基于第一时钟信号产生具有大约50%或者更高占空比的斜坡信号；以及斜 坡补偿信号发生器，用来基于斜坡信号输出斜坡补偿电流。可以理解的是，本发明的上述总体描述和以下的具体描述都是示例性的和说明性 的，并且旨在提供对所要求的本发明的进一步解释。
附图被包括用来提供对本发明的进一步理解，并结合于此而构成本申请的一部 分。本发明的示例性实施例连同描述都用来解释本发明的原理。在附图中图1在电流模式控制类型下工作的传统DC-DC转换器100的框图。图2A示出了无斜坡补偿电路的DC-DC转换器中的电感电流。图2B示出了具有斜坡补偿电路的DC-DC转换器中的电感电流。图3是根据本发明的一个示例性实施例的斜坡补偿电路的框图。图4是图3中所示的振荡器的电路图。图5示出了图4中所示的第一节点的电压的波形以及RS触发器的第二输出的波形。图6是图3中所示的斜坡信号发生器(ramp signal generator)的电路图。图7是图6中所示的第二节点的波形图。图8是图3中所示的斜坡补偿信号发生器的电路图。
具体实施例方式现在将详细描述优选的实施例，在附图中示出了实施例的实例。在所有可能的地 方，在整个附图中使用相同的标号以表示相同或相似的部件。需要指出的是，虽然参考标号Vdd和Vss在其通常使用时表示电源电压，但在此，它 们分别表示第一和第二电源(powersupplies)。图3是根据本发明的一个示例性实施例的斜坡补偿电路300的框图。参照图3，斜 坡补偿电路300包括振荡器310、斜坡信号发生器(ramp signal generator) 320以及斜 坡补偿信号发生器330。振荡器310产生参考频率的波形。在一般的模拟电路中使用的振荡器310可以使 用参考电流源和电容器产生具有参考频率的波形。图4是图3中所示的振荡器310的电路图。参照图4，振荡器310包括电流源 410、电流反射器(current mirror)412、第一比较器415、第二比较器420、RS触发器425、 第一晶体管430以及第一电容器440。电流源410连接在第一电源Vdd和第一节点N1之间，并向第一节点N1提供电流 Icharge0电流反射器412反射电流源410提供的电流I。haw，并输出反射的电流IMP。第一比较器415包括用于接收第一参考电压Vh的第一端(即，㈠输入端)，以及 连接到第一节点N1的第二端(S卩，⑴输入端)。。第一比较器415比较第一参考电压Vh与 来自第一节点W的电压Vn，并将比较结果作为第一比较信号Cl输出。第二比较器420包括连接到第一节点N1的第一端(S卩，㈠输入端)，以及用于接收第二参考电压\的第二端(即，⑴输入端)。第二比较器420比较第二参考电压\与 来自第一节点N1的电压Vn，并将比较结果作为第二比较信号C2输出。RS触发器425包括用于接收第一比较信号Cl的设置端S (setterminal)，以及用 于接收第二比较信号C2的翻转端(reset terminal) R。RS触发器425基于第一和第二比 较信号Cl和C2输出第一和第二输出Q和QB。第一晶体管430连接在第一节点N1和第二电源Vss之间，并包括第一输出Q被施 加到其上的栅极。第一电容器440连接在第一节点N1和第二电源Vss之间。S卩，第一晶体 管430和第一电容器440并联在第一节点N1和第二电源Vss之间。图5示出了图4中所示的第一节点N1的电压Vn的波形以及RS触发器425的第二 输出QB的波形。参照图4和5，第一节点N1的电压Vn以斜坡信号的形式，随着第一电容器 440的充电和放电在第一和第二参考电压Vh和\之间上升和下降。第二输出QB具有时钟波形，其上升沿或下降沿位于第一节点N1的电压Vn等于第 一或第二参考电压Vh或\时的时序处。在下文中，第二输出QB被称为第一时钟信号CLKl。斜坡时钟信号发生器320基于第一时钟信号CLKl产生具有50%或者更高占空比 的斜坡信号RAMP。图6是图3中所示的斜坡信号发生器320的电路图.参照图6，斜坡信号发生器 320包括脉冲发生器610、第一反相器615、第二反相器620、第二电容器625、第一开关630 以及负载二极管635。脉冲发生器610只改变第一时钟信号CLKl的占空比，而不改变第一时钟信号CLKl 的频率，并且将占空比改变的第一时钟信号作为第二时钟信号CLK2输出。例如，脉冲发生 器610可以将第一时钟信号CLKl的占空比改变为a 1(即，9 1)。第一反相器615将第二时钟信号CLK2反相，并输出反相的第二时钟信号CLK2-B。 第二反相器620将反相的第二时钟信号CLK2-B再次反相，并输出所得的时钟信号CLK2’，时 钟信号CLK2’具有与第二时钟信号CLK2相同的相位。第二电容器625连接在第二节点N2和第二电源Vss之间。由电流反射器412反射 的电流Imp被提供给第二节点N2。第一开关630连接在第二电源Vss和第三节点N3之间，并且响应于反相的第二时 钟信号CLK2-B进行切换。例如，第一开关630可以是连接在第二电源Vss和第三节点N3之 间的N型金属氧化物半导体(NMOS，N-type Metal Oxide Semiconductor)晶体管，该晶体 管具有用于接收反相的第二时钟信号CLK2-B的栅极。连接在第二节点N2和第三节点N3之间的负载二极管635可以是具有彼此相连的 源极和栅极的晶体管。负载二极管635用于防止阈值电压造成的第一开关630的开关延迟。当第一开关630断开时，第二电容器625由通过反射器412反射的电流Iraiip充电。 当第一开关630接通时，第二电容器625中所充的电压通过负载二极管635和第一开关630 释放到到第二电源Vss。图7示出了图6中所示的第二节点N2的电压RAMP的波形。在图7中，a 1表示 第二节点N2的电压RAMP的占空比。斜坡补偿信号发生器330基于第二节点N2的电压RAMP输出斜坡补偿电流Isl。pe。 斜坡补偿信号发生器330是一种电压-电流转换器。
图8是图3中所示的斜坡信号发生器330的电路图。参照图8，斜坡信号发生器 330包括缓冲器810、第一双极性晶体管Q1、第二双极性晶体管Q2、电阻器R1、第一偏置晶体 管MP1以及电流反射器MP2和MP3。缓冲器810缓冲第二节点N2的电压，并且输出缓冲的电压。偏置晶体管MP1连接 在第一电源Vdd和第四节点N4之间，并且包括用于接收偏置电压Vb的栅极。第一双极性晶体管Q1连接在第二电源Vss和第四节点N4之间，并且包括用于接收 缓冲器810的输出的基极。第二双极性晶体管Q2具有连接到第四节点N4的基极。电阻器R1连接在第二电源 Vss和第二双极性晶体管Q2的发射极之间。电流反射器MP2和MP3连接在第一电源Vdd和第二双极性晶体管Q2的集电极之间。 电流反射器MP2和MP3反射在第一电源Vdd和第二双极性晶体管Q2的集电极之间流动的电 流I1 (第一电流)，并且将反射的电流I2 (第二电流)作为斜坡补偿电流输出。通过使用第一双极性晶体管Q1、第二双极性晶体管Q2以及电阻器R1可以产生具有 合适的数值的斜坡补偿电流。在理想的斜坡补偿的情况下，优选地，斜坡补偿电流具有 非线性倾斜，而不是一次(first-order)倾斜。可以通过控制电阻器R1的值来产生线性或 者非线性斜坡补偿电流Isl_。第二节点N2的电压RAMP、输入到第一双极性晶体管Q1的电压、第四节点N4的电压 以及提供给电阻器R1的电压的波形具有相同极性的相位。另一方面，第一电流I1的波形具 有相反极性的相位，第二电流I2和斜坡补偿电流的波形的相位具有与第一电流I1的波形的 相位同样的极性。因此，斜坡补偿电流的波形的相位的极性与第二节点N2的电压RAMP 的波形的相位的极性相反。例如，斜坡补偿电流Isl。pe的波形的相位可以与第二节点的电压 RAMP的波形的相位具有相反的极性。由于电压RAMP通过具有快速响应的双极性晶体管Q1和Q2被转换为电流， 因此斜坡补偿电路300能够用于需要快速操作的器件，例如主动矩阵有机发光发射二极管 (AMOLED, ActiveMatrix Organic Light Emitting Diode) EfeiH胃·。根据以上描述显而易见的是，根据本发明的示例性实施例的斜坡补偿电路通过使 用振荡器产生了斜坡信号，并且使用该斜坡信号产生了斜坡补偿电流。因此，在使用具有 50%或者更高占空比的PWM信号的系统中防止了谐波振荡。在不脱离本发明的精神和范围内可以作各种修改及变形，这对于本领域的技术人 员而言是显而易见的。因此，本发明意在涵盖在所附权利要求及其等同替换的范围内的对 本发明的修改和变形。
权利要求
一种斜坡补偿电路，包括振荡器，用来产生具有参考频率的第一时钟信号；斜坡信号发生器，用来基于所述第一时钟信号产生具有大约50％或者更高占空比的斜坡信号；以及斜坡补偿信号发生器，用来基于所述斜坡信号输出斜坡补偿电流。
2.根据权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中所述振荡器包括 电容器，连接到第一节点；第一电流源，用于向所述第一节点提供第一电流；第一比较器，用来根据比较第一参考电压与连接到所述第一节点的所述电容器的电压 所得的结果，输出第一比较信号；第二比较器，用来根据比较第二参考电压与连接到所述第一节点的所述电容器的电压 所得的结果，输出第二比较信号；RS触发器，用来基于所述第一和所述第二比较信号，输出一个同相输出以及反相输出 的第一时钟信号；第一开关，用来基于所述同相输出，切换所述第一开关用第一电流对所述电容器充电 或者释放所述充电的电容器的电压。
3.根据权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中所述斜坡信号发生器包括脉冲发生器，用于改变所述第一时钟信号的占空比，并将所述占空比改变的第一时钟 信号作为第二时钟信号输出；第二电流源，用于向第二节点提供第二电流； 电容器，连接在所述第二节点和地之间；第二开关，连接在所述地和第三节点之间，用来响应于所述第二时钟信号进行切换；以及负载二极管，连接在所述第二节点与所述第三节点之间； 其中所述第二节点的电压是所述斜坡信号。
4.根据权利要求3所述的斜坡补偿电路，其中所述第二电流源将所述第一电流的反射 的电流作为所述第二电流提供给所述第二节点。
5.根据权利要求4所述的斜坡补偿电路，其中所述脉冲发生器将所述第一时钟信号的 所述占空比改变为9 1，并且将具有所述占空比9 1的所述第一时钟信号作为所述第二 时钟信号输出。
6.根据权利要求4所述的斜坡补偿电路，其中所述斜坡补偿电路进一步包括反相器， 所述反相器用来将所述第二时钟信号反相，并且将所述反相的第二时钟信号提供给所述第 二开关，而所述第二开关响应于所述反相的第二时钟信号进行切换。
7.根据权利要求1所述的斜坡补偿电路，其中所述斜坡补偿信号发生器包括 偏置晶体管，连接在第一电源和第四节点之间，并包括用于接收偏置电压的栅极；第一双极性晶体管，连接在第二电源和所述第四节点之间，并包括用于接收所述斜坡 信号的基极。第二双极性晶体管，具有连接到所述第四节点的基极； 电阻器，连接在所述第二双极性晶体管的发射极和所述第二电源之间；以及电流反射器，连接在所述第二双极性晶体管的集电极和所述第一电源之间，用于反射 在所述第一电源和所述第二双极性晶体管的所述集电极之间流动的电流，并将所述反射的 电流作为所述斜坡补偿电流输出。
8.根据权利要求7所述的斜坡补偿电路，其中所述斜坡补偿电流具有根据所述电阻器 的值的线性或者非线性倾斜。
9.根据权利要求7所述的斜坡补偿电路，其中所述斜坡补偿信号发生器进一步包括缓 冲器，所述缓冲器用来缓冲所述斜坡信号，并将所述缓冲的斜坡信号输出到所述第一双极 性晶体管的所述基极。
全文摘要
本发明披露了一种斜坡补偿电路。该斜坡补偿电路包括振荡器，用于生成具有参考频率的第一时钟信号；斜坡信号发生器，用来基于第一时钟信号产生具有大约50％或者更高占空比的斜坡信号；以及斜坡补偿信号发生器，用来基于斜坡信号输出斜坡补偿电流。
文档编号H02M3/155GK101882871SQ20091021554
公开日2010年11月10日 申请日期2009年12月28日 优先权日2008年12月30日
发明者曹欢, 裴成勋 申请人:东部高科股份有限公司