CN108599561B - 一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例公开了一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，包括：通过S/H采样保持电路对芯片电源VCC周期性地进行采样保持，然后将采样保持的VCCS送入误差放大器的负端，通过在误差放大器的正端的REF对稳定的VCC电压进行设置，误差放大器的输出输送到三极管的Storage Time Control存储时间控制电路，Storage Time Control存储时间控制电路根据误差放大器的输出，产生存储时间控制信号并且控制三极管的Base端和Emitter端。本发明的利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，将VCC电压通过一个和开关周期相关的采样频率进行采样，由误差放大器输出控制信号到逻辑中，通过调节三极管的存储时间来实现芯片电源的周期性刷新，从而可以减少大量器件，成本大幅降低。
Description
技术领域
本发明涉一种周期性刷新芯片电源供电的方法，尤其涉及一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法。
背景技术
图1是一种传统的芯片电源VCC供电方式的电路结构示意图，VCC直接从DC BUS上面抽取电流，DC BUS持续给VCC供电，由于芯片的所有耗电最后都转化为DC BUS来提供，在一般情况下，DC BUS的电压非常高，这样对于整个方案的效率和待机都会造成比较大的影响，所以这类情况仅仅只能用于对驱动能力要求不高，待机要求不高的时候。
图2是另外一种传统的VCC供电方式的电路结构示意图，VCC直接从耦合的线圈上面抽取电流，周期性的刷新VCC电压，这种供电方式的缺点：一个是单独需要一路线圈对VCC供电，增加了成本，另外由于耦合线圈的电压往往需要和其他调制电压进行耦合，所以当其他调制电压变化比较大时，VCC的电压也被迫变化非常大，这会间接增加芯片的成本和设计的复杂度。
发明内容
本发明实施例所要解决的技术问题在于，针对在传统的芯片电源VCC供电方式中，要么只能适用于驱动能力和待机能力要求不高的情况下，要么需要单独线圈对VCC供电，增加了成本和芯片的设计复杂度的问题，提出了一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法。
为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，该利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法包括：
通过S/H采样保持电路对芯片电源VCC周期性地进行采样保持，然后将采样保持的VCCS送入EAMP误差放大器的负端，通过在EAMP误差放大器的正端的REF对稳定的VCC电压进行设置，EAMP误差放大器的输出输送到三极管的Storage Time Control存储时间控制电路，Storage Time Control存储时间控制电路根据EAMP误差放大器的输出，产生存储时间控制信号并控制三极管的Base端和Emitter端，最后通过Drive驱动模块来控制VCC充电。
其中，S/H采样保持电路的周期至少不小于开关周期。
其中，误差放大器电路，增益至少大于40dB。
其中，三极管存储时间控制设置有最大时间，用来保护三极管，防止三极管烧毁。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，将VCC电压通过一个和开关周期相关的采样频率进行采样，由误差放大器输出控制信号到逻辑中，通过调节三极管的存储时间来实现芯片电源的周期性刷新，从而可以减少大量器件，成本大幅降低。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为一种传统的VCC供电方式的电路结构示意图；
图2为另一种传统的VCC供电方式的电路结构示意图；
图3为本发明提供的一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法的电路结构示意图；
图4为存储时间控制电路具体时序信号示意图；
图5为图3中的EAMP误差放大器和Storage Time Control存储时间控制电路的电路结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供了一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，请参加图3，图3为本发明提供的一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法的电路结构示意图。该利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法包括：
通过S/H采样保持电路对芯片电源VCC周期性地进行采样保持，然后将采样保持的VCCS送入EAMP误差放大器的负端，通过在EAMP误差放大器的正端的REF对稳定的VCC电压进行设置，EAMP误差放大器的输出结果输送到三极管的Storage Time Control存储时间控制电路，Storage Time Control存储时间控制电路通过计算，产生Δt，Storage TimeControl存储时间控制电路根据开关电源的PWM信号产生输出信号PWMBD，然后通过Drive驱动模块来控制三级管基极Base和发射极Emitter，具体时序信号请参见图4，图4为存储时间控制电路具体时序信号示意图。当PWM关断后，BD维持低驱动电流或者高阻状态，此时三极管Q1由于存储时间的原因，不会即时关断，通过控制这段时间，如Δt，从而在Δt时间内补充VCC的电压。
在本发明的利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法中，基极驱动电流可以不限制为固定大小，动态大小，只要能够维持三极管正常导通都可以，另外在VCC充电阶段，三极管的基极电流不限任何大小，即大的正向驱动电流，高阻状态，小的负向驱动电流。
S/H采样保持电路可选用任意一种采样保持电路，其周期选择比较随意，在本实施例中优选为至少不小于开关周期，防止由于采样过慢导致的VCC没有及时刷新。
EAMP误差放大器可以为任何形式，甚至不提供放大倍数，仅仅作为缓冲器使用也可以，但增益至少大于40dB，这样可以保持VCC能够精确的调整到设计值，此外，低增益的误差放大器也在要求之中。三极管存储时间控制设置有最大时间，此最大时间一般不超过1us，用来保护三极管，防止三极管烧毁。
请参见图5，图5为图3中的EAMP误差放大器和Storage Time Control存储时间控制电路的电路结构示意图。左边部分为EAMP误差放大器的一种实施例，其中PM1，PM2，NM1，NM2，NM3和尾电流源Iss组成一个简单的OTA放大器，PM1和PM2为输入差分对管，NM1，NM2为二极管连接的负载，NM2和NM3组成电流镜形式，最终通过NM3输出一个和REF1-VCCS成正比的电流源，可以用下面表达式来计算：
Iout＝Gm×[REF1-VCCS]
其中：GM为输入对管的跨导，即图中PM1，PM2的跨导。
右边部分为Storage Time Control存储时间控制电路的一种实施例，其中PM5，PM6组成一个电流镜，用来接收EAMP误差放大器输出的Iout，I0是一个固定电流，当Iout＝0的时候，用来设置最大的存储时间，其中NM4作为一个开关，当PWM下降沿时，开关关闭，Iout和I0同时对电容C1进行充电，当C1上面的电压达到REF2的电压时，PWMBD输出为低，所以Δt可以用下面表达式来计算：
需要另行说明的是，图5中的EAMP误差放大器和Storage Time Control存储时间控制电路的电路结构示意图均为本发明的其中一种实施例而已，在其他实施例中，只要达到相同的目的，也属于本发明的保护范围。
实施本发明实施例，具有如下有益效果：本发明的利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，将VCC电压通过一个和开关周期相关的采样频率进行采样，由误差放大器输出控制信号到逻辑中，通过调节三极管的存储时间来实现芯片电源的周期性刷新，从而可以减少大量器件，成本大幅降低。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (4)
1.一种利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，其特征在于，所述利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法包括：
通过S/H采样保持电路对芯片电源VCC周期性地进行采样保持，然后将采样保持的VCCS送入误差放大器的负端，通过在EAMP误差放大器的正端的REF1对稳定的VCC电压进行设置，EAMP误差放大器的输出输送到三极管的Storage Time Control存储时间控制电路，Storage Time Control存储时间控制电路根据EAMP误差放大器的输出和开关电源的PWM信号，产生存储时间控制信号PWMBD并控制三极管的Base端和Emitter端，最后通过Drive驱动模块来控制VCC充电；
其中，EAMP误差放大器包括晶体管PM1、晶体管PM2、晶体管NM1、晶体管NM2、晶体管NM3和尾电流源Iss；尾电流源Iss与晶体管PM1的源极、晶体管PM2的源极连接；晶体管PM1的漏极与晶体管NM1的漏极、晶体管NM1的栅极连接；晶体管PM2的漏极与晶体管NM2的漏极、晶体管NM2的栅极、晶体管NM3的栅极连接；晶体管PM1的栅极输入REF1，晶体管PM2的栅极输入VCCS；晶体管NM1、NM2、NM3的源极均接地；晶体管NM3的漏极作为EAMP误差放大器的输出；
Storage Time Control存储时间控制电路包括晶体管PM5、晶体管PM6、晶体管NM4、电流源I0、电容C1和比较器COMP；晶体管PM5的源极与晶体管PM6的源极、电流源I0的一端连接；晶体管PM5的漏极、晶体管PM5的栅极、晶体管PM6的栅极均与EAMP误差放大器的输出连接；晶体管PM6的漏极与电流源I0的另一端、晶体管NM4的漏极、电容C1的一端、比较器COMP的负端连接；晶体管NM4的源极和电容C1的另一端均接地；晶体管NM4的栅极输入PWM信号；比较器COMP的正端输入REF2，输出端作为Storage Time Control存储时间控制电路的输出，产生存储时间控制信号PWMBD。
2.根据权利要求1所述的利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，其特征在于，所述S/H采样保持电路的周期至少不小于开关周期。
3.根据权利要求1所述的利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，其特征在于，所述误差放大器电路，增益至少大于40dB。
4.根据权利要求1所述的利用三极管存储时间进行芯片电源供电的方法，其特征在于，所述三极管存储时间控制设置有最大时间，用来保护三极管，防止三极管烧毁。
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