一种具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器的制作方法

本发明涉及电路，特别涉及误差放大器，具体是指一种具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器。

背景技术：

1、在低功耗直流转直流(dc-dc)电路中，为了降低功耗，提高轻载时电路的效率，系统在待机或轻载时，需要尽可能地降低系统内各个模块单元的静态电流。但是为了dc-dc系统在重载时有良好的瞬态特性，通常要求系统内误差放大器模块需要较大的偏置电流以获得良好动态性能。在待机或轻载时，系统对误差放大器模块可以允许较低的偏置电流，因此在设计时兼顾到重载时系统瞬态性能，误差放大器模块在固定的偏置电流工作下，其静态电流设计参数将较难满足系统的低功耗设计需求。

2、因此，如何提出一种同时满足轻载或空载时低功耗要求，又能满足重载时性能要求的电流误差放大器成为本领域亟待解决的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的是克服了上述现有技术中的缺点，提供一种新型的具有自适应静态电流能力的电流误差放大器，且集成了负载限流功能，降低了轻载或空载时误差放大器的静态工作电流，同时也满足了重载时误差放大器的性能要求，且简化了限流电路设计，从而进一步减低系统静态功耗。

2、为了实现上述的目的，本发明的具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器具有如下构成：

3、该具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器包括：电流镜单元，该电流镜单元的一路电流输出端连接第三pmos管p3和第四pmos管p4的源极以及第七nmos管n7的漏极，所述第三pmos管p3的栅极连接反馈电压vfb，所述第三pmos管p3的漏极连接所述的第七nmos管n7和第八nmos管n8的栅极以及第六nmos管n6的漏极，所述第八nmos管n8的漏极为该电流误差放大器的静态电流i ea输出端，所述的第四pmos管p4的栅极连接基准电压vref，该第四pmos管p4的漏极连接第五nmos管n5的漏极及运算放大器op的反向输入端，所述第五nmos管n5及第六nmos管n6的栅极连接所述该运算放大器op的正向输入端，该运算放大器op的输出端连接第九nmos管n9的栅极以及第十一nmos管n11的漏极和栅极，所述第十一nmos管n11的源极连接第十nmos管n10的漏极，所述的第十nmos管n10的栅极为限制电流ilimit的输出端，所述的第九nmos管n9的漏极连接所述的电流镜单元的另一路电流输出端，且通过开关key1接地，该开关key1由空载监测逻辑电路控制开合，当该空载监测逻辑电路监测到外部boost电路为空载时控制所述的开关key1断开，否则该开关key1闭合。

4、该具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器中，所述的电流镜单元包括：第零pmos管p0与第一pmos管p1组成的同源同栅电流镜以及所述的第零pmos管p0与第二pmos管p2组成的同源同栅电流镜，其中所述的第零pmos管p0、第一pmos管p1和第二pmos管p2源极相互连接，所述的第零pmos管p0、第一pmos管p1和第二pmos管p2的栅极相互连接，所述的第零pmos管p0的栅极还连接其漏极，所述的第一pmos管p1的漏极连接所述的第三pmos管p3和第四pmos管p4的源极以及第七nmos管n7的漏极；所述的第零pmos管p0的漏极连接所述的第九nmos管n9的漏极；所述的第二pmos管p2的漏极连接所述的第十nmos管n10的栅极。

5、该具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器中，所述第九nmos管n9的源极连接第十二nmos管n12的源极，该第十二nmos管n12的栅极连接所述的第四pmos管p4的漏极，所述第五nmos管n5、第六nmos管n6、第七nmos管n7和第十nmos管n10的源极以及所述第二pmos管p2和第十二pmos管p12的漏极接地。

6、该具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器中，还包括相互串联的第一电阻r1和第一电容c1，所述第一电阻r1的另一端连接所述第十nmos管n10的栅极，所述的第一电容c1的另一端接地，还包括相互串联的第二电阻r2和第二电容c2，所述第二电阻r2的另一端连接所述运算放大器op的输出端，所述的第二电容c2的另一端连接该运算放大器op的反向输入端，还包括相互串联的第三电阻r3和第三电容c3，所述第三电阻r3的另一端连接所述第三pmos管p3的源极，所述的第三电容c3的另一端连接该第三pmos管p3的漏极。

7、该具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器中，所述的第一pmos管p1的漏极与所述的第三pmos管p3的源极之间连接有第四电阻r4，所述的第七nmos管n7的源极与所述的接地之间连接有第六电阻r6。

8、该具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器中，还包括相互串联的第五电阻r5和第五电容c5，所述第五电阻r5的另一端连接所述第八nmos管n8的栅极，所述第五电容c5的另一端接地，所述的第八nmos管n8的源极通过第七电阻r7接地。

9、本发明还提供了一种采用了该具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器的boost电路，该boost电路中除所述的电流误差放大器之外，还包括迟滞电流比较器模块，该迟滞电流比较器模块的输入端连接所述的电流误差放大器的静态电流i_ea输出端、电感电流采样电路的输出端以及迟滞电流，该迟滞电流比较器模块的输出端连接逻辑电路的输入端，该逻辑电路的输入端还连接所述的电流误差放大器的限制电流ilimit的输出端，该逻辑电路的输出端连接驱动电路，该驱动电路还连接输入电压vin及输出电压vout，所述的输出电压vout反馈至所述的电流误差放大器的反馈电压vfb。

10、该boost电路中，所述的迟滞电流比较器模块包括：第十三pmos管p13、第十四pmos管p14及第十五pmos管p15，所述的pmos管p13和第十四pmos管p14的源极连接输入电压vin，所述的第十三pmos管p13和第十四pmos管p14的栅极相互连接，所述的第十三pmos管p13的栅极还连接其漏极，该第十三pmos管p13的漏极连接所述的电流误差放大器的静态电流i_ea以及比较器cmp的反向输入端，所述的第十五pmos管p15的源极连接所述的迟滞电流，所述的第十四pmos管p14和第十五pmos管p15的漏极及所述的电感电流采样电路的输出端连接所述的比较器cmp的正向输入端，该比较器cmp的输出端连接所述的逻辑电路，该比较器cmp的输出端还通过组合逻辑电路连接所述的第十五pmos管p15的栅极。

11、该boost电路中，还包括第十六nmos管n16及第十七pmos管p17，所述的输入电压vin通过电感l连接所述的第十六nmos管n16及第十七pmos管p17的漏极，该第十六nmos管n16的源极接地，该第十六nmos管n16的栅极连接所述的驱动电路，该驱动电路还连接所述的第十七pmos管p17的栅极，该第十七pmos管p17的为所述的输出电压vout，并反馈至所述的电流误差放大器的反馈电压vfb。

12、将本发明的具有限流及自适应静态电流的电流误差放大器应用于dc-dc系统时，在轻负载状态下，可以以最小静态电流工作，随着负载的加大，可以逐步增大基准偏置电流，从而满足重载下对误差放大器的性能要求；同时，随着负载的加重，基准偏置电流的增大，通过电流比较器的监测，使得限流功能简单容易实现，同时也进一步降低了电路的功耗，可以提高电路轻载的效率。在限流时ilimit为高电平，送入系统逻辑电路后可以使dc-dc系统获得相应的限流动作。从而满足了dc-dc系统低功耗设计场合对误差放大器静态电流的限制性要求。