CN116388713B - 一种误差放大器及电源 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种误差放大器及电源。该误差放大器中，在反馈电压产生波动时可通过预放大器进行放大，从而能够更准确的选通上拉电路、下拉电路或者稳态电路，因此可以降低对各个跨导放大器的精度要求，降低误差放大器的设计要求。以及，在负载阶跃跳变时，通过选通上拉电路或下拉电路，以更快速度地上拉或者下拉误差放大器的输出端的电压，有效提升了环路的负载瞬态响应性能，并且不会对环路稳定性造成影响。

Description

一种误差放大器及电源
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，特别涉及一种误差放大器及电源。
背景技术
误差放大器作为开关电源或者线性电源的核心电路，通常包括一个线性或者非线性的跨导放大器。在这个跨导放电器的输出端一般连接着补偿网络，跨导放大器和补偿网络可用于调节电路的反馈环路的稳定性、负载调整率和负载瞬态响应等性能。而对于一个特定的误差放大器而言，其对反馈环路的稳定性和负载的瞬态响应存在着相互制约的关系，对于具体的设计只能进行折中选取。
发明内容
本发明的目的在于提供一种误差放大器，以解决现有的误差放大器在面对环路稳定性和负载瞬态响应能力时难以同时满足的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供了一种误差放大器，包括：稳态电路，包括预放大器和第一跨导放大器；所述预放大器的第一输入端用于接收参考电压，所述预放大器的第二输入端用于接收反馈电压；所述第一跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，所述第一跨导放大器的输出端连接至误差放大器的输出端；上拉电路，所述上拉电路的第一输入端耦接所述预放大器的第一输出端，所述上拉电路的第二输入端耦接所述预放大器的第二输出端，所述上拉电路用于在所述预放大器的第一输出端与第二输出端的电压差高于第一预定电压时进行上拉操作；下拉电路，所述下拉电路的第一输入端耦接所述预放大器的第一输出端，所述下拉电路的第二输入端耦接所述预放大器的第二输出端，所述下拉电路用于在所述预放大器的第二输出端与第一输出端的电压差高于第二预定电压时进行下拉操作。
可选的，所述上拉电路包括第二跨导放大器和耦接在所述第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间的上拉单元，所述第二跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端。所述下拉电路包括第三跨导放大器和耦接在所述第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间的下拉单元，所述第三跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端。
可选的，所述上拉电路中耦接有第一偏置电压源，用于提供所述第一预定电压，所述第一偏置电压源耦接在所述第二跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间，或者所述第一偏置电压源耦接在所述第二跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间；和/或，所述下拉电路中耦接有第二偏置电压源，用于提供所述第二预定电压，所述第二偏置电压源耦接在所述第三跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间，或者所述第二偏置电压源耦接在所述第三跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间。
可选的，所述上拉电路中耦接有第一偏置电流源，用以提供第一偏置电流，所述第一偏置电流根据所述第一预定电压与所述第二跨导放大器的跨导增益的乘积设定，所述第一偏置电流源的第一端耦接所述第二跨导放大器的输出端，所述第一偏置电流源的第二端接地；和/或，所述下拉电路中耦接有第二偏置电流源，用于提供所述第二偏置电流，所述第二偏置电流根据所述第二预定电压与第三跨导放大器的跨导增益的乘积设定，所述第二偏置电流源的第一端耦接所述第三跨导放大器的输出端，所述第二偏置电流源的第二端耦接电源电压。
可选的，所述上拉电路包括至少两个第二跨导放大器，各个第二跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，各个第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间均连接有对应的上拉单元；和/或，所述下拉电路包括至少两个第三跨导放大器，各个第三跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，各个第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间均连接有对应的下拉单元。
可选的，各个第二跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间均耦接有第一偏置电压源，或者各个第二跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间均耦接有第一偏置电压源；和/或，各个第三跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间均耦接有第二偏置电压源，或者各个第三跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间均耦接有第二偏置电压源。
可选的，各个第二跨导放大器的输出端均耦接有第一偏置电流源；和/或，各个第三跨导放大器的输出端均耦接有第二偏置电流源。
可选的，所述上拉单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管。其中，所述第一晶体管的控制端和第一端、所述第二晶体管的控制端相互耦接并共同连接至所述第一跨导放大器的输出端，所述第一晶体管的第二端和第二晶体管的第二端相互耦接且均接地，所述第二晶体管的第一端耦接所述第三晶体管的第一端，所述第三晶体管的第一端和控制端、所述第四晶体管的控制端相互耦接，所述第三晶体管的第二端和所述第四晶体管的第二端相互耦接并均连接至电源电压，所述第四晶体管的第一端连接至所述第一跨导放大器的输出端。
可选的，所述下拉单元包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管。其中，所述第五晶体管的控制端和第一端、所述第六晶体管的控制端相互耦接并共同连接至所述第二跨导放大器的输出端，所述第五晶体管的第二端和第六晶体管的第二端相互耦接且均连接至电源电压，所述第六晶体管的第一端、所述第七晶体管的第一端和控制端、所述第八晶体管的控制端相互耦接，所述第七晶体管的第二端和所述第八晶体管的第二端相互耦接并均接地，所述第八晶体管的第一端连接至所述第一跨导放大器的输出端。
可选的，所述上拉单元包括第一开关，所述第一开关耦接于所述第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间；和/或，所述下拉单元包括第二开关，所述第二开关耦接于所述第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间。
本发明还提供一种电源，包括如上所述的误差放大器。其中，所述电源例如为电流模式电源，所述误差放大器产生的误差放大信号用于控制所述电源中电感的电流的峰值；或者，所述电源例如为电压模式电源，所述误差放大器产生的误差放大信号用于控制所述电源中功率开关管的占空比。
在本发明提供的误差放大器中，利用预放大器对接收到的参考电压和反馈电压的电压差进行放大输出，从而在反馈电压产生波动时可通过预放大器对反馈电压和参考电压的电压差放大，进而能够更准确的选通上拉电路、下拉电路或者稳态电路。因此，针对本发明提供的误差放大器，即可降低对各个跨导放大器(包括第一跨导放大器、第二跨导放大器和第三跨导放大器)的精度要求，例如对各个跨导放大器的输入失调的要求会明显下降，降低误差放大器的设计要求。
此外，在负载阶跃跳变时，通过可选择性的选通上拉电路或下拉电路，以更快速度地上拉或者下拉误差放大器的输出端的电压，从而减小负载阶跃跳变的最大超调量，有效提升了环路的负载瞬态响应性能，特别是在大的负载阶跃跳变时能够显著降低负载瞬态响应的最大超调量。可见，本发明可以根据具体的负载状况而选通对应的电路，从而能够在不影响环路稳定性的情况下，提升环路的负载瞬态响应性能。
附图说明
图1为本发明实施例一中的误差放大器的电路示意图。
图2为本发明实施例一中的误差放大器其上拉电路的电路示意图。
图3为本发明实施例一中的误差放大器其下拉电路的电路示意图。
图4为本发明实施例二中的误差放大器其上拉电路的电路示意图。
图5为本发明实施例二中的误差放大器其下拉电路的电路示意图。
图6为本发明实施例三中的误差放大器的电路示意图。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的误差放大器及电源作进一步详细说明。根据下面说明，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
<实施例一>
图1为本发明实施例一中的误差放大器的电路示意图，如图1所示，所述误差放大器包括：稳态电路100、上拉电路110和下拉电路120。
具体的，所述稳态电路100包括预放大器Amp和至少一个第一跨导放大器Gm0。所述预放大器Amp的第一输入端用于接收参考电压Vref，所述预放大器Amp的第二输入端用于接收反馈电压Vfb。所述第一跨导放大器Gm0的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，所述第一跨导放大器的输出端连接至误差放大器的输出端。第一跨导放大器可以是线性的，或者可以是非线性的。以及，所述上拉电路110和所述下拉电路120的输入端均并联连接在所述预放大器Amp的输出端。其中，所述反馈电压Vfb例如是电源中输出端的输出反馈，该输出反馈可以直接或间接的体现出电路的输出端的具体负载状况。
具体的，所述上拉电路110包括第二跨导放大器Gm1和连接在第二跨导放大器Gm1的输出端和第一跨导放大器Gm0的输出端之间的上拉单元110U，所述下拉电路120包括第三跨导放大器Gm2和连接在第三跨导放大器Gm2的输出端和第一跨导放大器Gm0的输出端之间的下拉单元120D。所述第二跨导放大器Gm1和所述第三跨导放大器Gm2的第一输入端均耦接所述预放大器Amp的第一输出端，所述第二跨导放大器Gm1和所述第三跨导放大器Gm2的第二输入端均耦接所述预放大器Amp的第二输出端。所述上拉单元110U的输入端耦接所述第二跨导放大器Gm1的输出端，所述下拉单元120D的输入端耦接至所述第三跨导放大器Gm2的输出端，所述上拉单元110U和所述下拉单元120D的输出端均耦接至第一跨导放大器Gm0的输出端。第二跨导放大器Gm1和第三跨导放大器Gm2可以是线性的，或者非线性的。
其中，当所述预放大器Amp的第一输出端的电压Vp与第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)高于第一预定电压V1时，则所述上拉电路110开启，进行上拉操作并且上拉误差放大器的输出端的输出信号Vcomp；当所述预放大器Amp的第二输出端的电压Vn相对于第一输出端的电压Vp的电压差(Vn-Vp)高于第二预定电压V2时，则下拉电路120开启，进行下拉操作并且下拉误差放大器的输出端的输出信号Vcomp；当所述预放大器Amp的第一输出端的电压Vp相对于第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)低于第一预定电压V1，且第二输出端的电压Vn相对于第一输出端的电压Vp的电压差(Vn-Vp)低于第二预定电压V2时，即，-V2＜Vp-Vn＜V1，则稳态电路100开启，并输出对应的输出信号Vcomp。
在具体应用中，当存在负载阶跃跳变时，例如负载由轻载切换到重载或者由重载切换到轻载或无负载，此时预放大器Amp接收到的反馈电压Vfb发生变化，使得预放大器Amp的第一输出端的电压Vp和第二输出端的电压Vn之间会产生较大的电压差(Vp-Vn)，在该电压差(Vp-Vn)超出[-V2，V1]的范围时，即启动所述上拉电路110或者所述下拉电路120，以将输出信号Vcomp比通常更快的速度上拉或下拉到需要的电压，从而减小负载阶跃跳变时的最大超调层量。
本实施例中，利用预放大器Amp对接收到的参考电压Vref和反馈电压Vfb之间的电压差进行放大，从而在反馈电压Vfb产生波动时可通过预放大器Amp将参考电压Vref和反馈电压Vfb之间的电压差进行放大，进而能够更准确的选通上拉电路110、下拉电路120或者稳态电路100。此时，即可降低上拉电路110中的第二跨导放大器Gm1、下拉电路120中的第三跨导放大器Gm2和稳态电路100中的第一跨导放大器Gm0的精度要求，包括对各个跨导放大器的输入失调的要求会明显下降，降低误差放大器的设计要求。
此外，针对负载阶跃跳变时，可选择性的选通上拉电路110和下拉电路120，以更快速度地上拉或者下拉误差放大器的输出端的输出信号Vcomp，提升环路的负载瞬态响应性能，特别是在负载阶跃跳变时能够显著降低输出信号Vcomp的最大超调量。即，本实施例中，针对具体的负载状况而选通对应的电路，从而可以在不影响环路稳定性的情况下，提升环路的负载瞬态响应性能。
继续参考图1所示，所述上拉电路110中耦接有偏置电源，所述偏置电源用于提供第一预定电压V1或第一偏置电流。在图1所示的示例中，所述偏置电源具体为第一偏置电压源Vos1，所述第一偏置电压源Vos1耦接在所述第二跨导放大器Gm1的第一输入端和预放大器Amp的第一输出端之间，用于提供第一预定电压V1，其中，所述第一偏置电压源Vos1的正端连接预放大器Amp的第一输出端，所述第一偏置电压源Vos1的负端连接所述第二跨导放大器Gm1的第一输入端。当预放大器Amp的第一输出端的电压Vp和第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)大于第一预定电压V1，此时经由所述第二跨导放大器Gm1输出的输出电流可以启动所述上拉单元110U以进行上拉操作。在其他实施例中，所述第一偏置电压源Vos1耦接在所述第二跨导放大器Gm1的第二输入端和预放大器Amp的第二输出端之间，用于提供第一预定电压V1，其中，所述第一偏置电压源Vos1的负端连接预放大器Amp的第二输出端，所述第一偏置电压源Vos1的正端连接所述第二跨导放大器Gm1的第二输入端。
同样的，所述下拉电路120中也耦接有偏置电源，所述偏置电源用于提供第二预定电压V2或第二偏置电流。在图1所示的示例中，所述偏置电源具体为第二偏置电压源Vos2，所述第二偏置电压源Vos2耦接在所述第三跨导放大器Gm2的第二输入端和预放大器Amp的第二输出端之间，用于提供第二预定电压V2，其中，所述第二偏置电压源Vos2的正端连接预放大器Amp的第二输出端，所述第二偏置电压源Vos2的负端连接所述第三跨导放大器Gm2的第二输入端。当预放大器Amp的第二输出端的电压Vn与第一输出端的电压Vp的电压差(Vn-Vp)大于第二预定电压V2，此时经由所述第三跨导放大器Gm2输出的输出电流可以启动所述下拉单元120D以进行下拉操作。在其他实施例中，所述第二偏置电压源Vos2耦接在所述第三跨导放大器Gm2的第一输入端和预放大器Amp的第一输出端之间，用于提供第二预定电压V2，其中，所述第二偏置电压源Vos2的负端连接预放大器Amp的第一输出端，所述第二偏置电压源Vos2的正端连接所述第三跨导放大器Gm2的第一输入端。
一示例中，参考图1所示，所述上拉单元110U可以包括第一开关，所述第一开关耦接于所述第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间。其中第一开关可以是二极管，该二极管的阳极耦接所述第二跨导放大器Gm1的输出端，该二极管的阴极耦接所述第一跨导放大器Gm0的输出端。所述下拉单元120D可以包括第二开关，所述第二开关耦接于所述第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间。其中第二开关可以是二极管，该二极管的阴极耦接所述第三跨导放大器Gm2的输出端，所述二极管的阳极耦接所述第一跨导放大器Gm0的输出端。
一示例中，参考图2所示，所述上拉单元110U可包括第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4。所述第一晶体管M1的控制端和第一端、所述第二晶体管M2的控制端相互耦接并共同连接至所述第二跨导放大器Gm1的输出端，所述第一晶体管M1的第二端和第二晶体管M2的第二端相互耦接且均接地GND，所述第二晶体管M2的第一端耦接所述第三晶体管M3的第一端，所述第三晶体管M3的第一端和控制端、所述第四晶体管M4的控制端相互耦接，所述第三晶体管M3的第二端和所述第四晶体管M4的第二端相互耦接并均连接至电源电压VCC，所述第四晶体管M4的第一端连接至误差放大器的输出端。其中，所述第一晶体管M1和所述第二晶体管M2例如为NMOS管，所述第三晶体管M3和第四晶体管M4例如为PMOS管。
具体应用中，所述上拉单元110U接收第二跨导放大器Gm1输出的电流，该电流通过第一晶体管M1、第二晶体管M2、第三晶体管M3和第四晶体管M4上拉输出信号Vcomp。
一示例中，参考图3所示，所述下拉单元120D包括第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7和第八晶体管M8。所述第五晶体管M5的控制端和第一端、所述第六晶体管M6的控制端相互耦接并共同连接至所述第三跨导放大器Gm2的输出端，所述第五晶体管M5的第二端和第六晶体管M6的第二端相互耦接且均连接至电源电压VCC，所述第六晶体管M6的第一端、所述第七晶体管M7的第一端和控制端、所述第八晶体管M8的控制端相互耦接，所述第七晶体管M7的第二端和所述第八晶体管M8的第二端相互耦接并均接地GND，所述第八晶体管M8的第一端连接至误差放大器的输出端。其中，所述第五晶体管M5和所述第六晶体管M6例如为PMOS管，所述第七晶体管M7和所述第八晶体管M8例如为NMOS管。
具体应用中，所述下拉单元120D接收第三跨导放大器Gm2输出的电流，该电流通过第五晶体管M5、第六晶体管M6、第七晶体管M7和第八晶体管M8下拉输出信号Vcomp。
<实施例二>
实施例一中，上拉电路和下拉电路中的偏置电源为偏置电压源。与实施例一不同的是，本实施例中的上拉电路和下拉电路中的偏置电源具体为偏置电流源，所述偏置电流源连接在跨导放大器的输出端。
具体参考图4所示，在所述上拉电路中设置有第一偏置电流源Ios1，所述第一偏置电流源Ios1的第一端耦接所述第二跨导放大器Gm1的输出端，所述第一偏置电流源Ios1的第二端接地GND。当预放大器Amp的第一输出端的电压Vp和第二输出端的电压Vn的电压差ΔV大于第一预定电压V1，此时经由所述第二跨导放大器Gm1输出的输出电流叠加第一偏置电流源Ios1的电流，可以启动所述上拉单元110U以进行上拉操作。
需要说明的是，本实施例中的第一偏置电流源Ios1提供的第一偏置电流Ib1根据第一预定电压V1和第二跨导放大器Gm1的跨导增益gm1的乘积而设定。具体的，本实施例中的第一偏置电流源Ios1所提供的第一偏置电流Ib1和实施例一中的第一偏置电压源Vos1提供的第一预定电压V1满足如下关系：V1＝Ib1/gm1。
接着参考图5所示，所述下拉电路中可设置有第二偏置电流源Ios2，所述第二偏置电流源Ios2的第一端耦接所述第三跨导放大器Gm2的输出端，所述第二偏置电流源Ios2的第二端耦接电源电压VCC。当预放大器Amp的第一输出端的电压Vp和第二输出端的电压Vn的电压差ΔV＜-V2，此时经由所述第三跨导放大器Gm2输出的输出电流叠加第二偏置电流源Ios2提供的第二偏置电流Ib2，可以启动所述下拉单元以进行下拉操作。
需要说明的是，本实施例中的第二偏置电流源Ios2提供的第二偏置电流Ib2根据第二预定电压V2和第三跨导放大器Gm2的跨导增益gm2的乘积而设定。具体的，本实施例中的第二偏置电流源Ios2所提供的第二偏置电流Ib2和实施例一中的第二偏置电压源Vos2提供的第二预定电压V2例如满足如下关系：V2＝Ib2/gm2。
<实施例三>
在具体应用中，所述上拉电路可根据实际需求而并联设置有至少两个第二跨导放大器，各个第二跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，各个第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间均连接有对应的上拉单元；和/或，所述下拉电路也可根据实际需求而并联设置有至少两个第三跨导放大器，各个第三跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，各个第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间均连接有对应的下拉单元。
在一示例中，各个第二跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间可均耦接有第一偏置电压源，或者各个第二跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间均耦接有第一偏置电压源，并且多个第一偏置电压源中用于提供多个第一预定电压V1。需要说明的是，该多个第一预定电压V1可以相同或者不同。上拉电路中的多个第一偏置电压源用于产生不相同的多个第一预定电压V1，从而根据预放大器Amp的第一输出端的电压Vp与第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)启动相应的第二跨导放大器，例如预放大器Amp的第一输出端的电压Vp与第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)越大的情况下，可启动更多数量的上拉单元，以达到更快速度地将输出信号Vcomp上拉到需要的电压。
类似的，各个第三跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间可均耦接有第二偏置电压源，或者各个第三跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间均耦接有第二偏置电压源，并且多个第二偏置电压源中用于提供多个第二预定电压V2。需要说明的是，该多个第二预定电压V2可以相同或者不同。下拉电路中的多个第二偏置电压源用于产生不相同的多个第二预定电压V2，从而根据预放大器Amp的第二输出端的电压Vn与第一输出端的电压Vp的电压差(Vn-Vp)启动相应的第三跨导放大器，例如预放大器Amp的第一输出端的电压Vp与第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)越大的情况下，可启动更多数量的下拉单元，以达到更快速度地将输出信号Vcomp下拉到需要的电压。
在另一示例中，各个第二跨导放大器的输出端可均耦接有第一偏置电流源，并且多个第一偏置电流源用于提供多个第一偏置电流，各个第一偏置电流等于相对应的第一预定电压V1和第二跨导放大器的跨导增益的乘积。同样的，各个第三跨导放大器的输出端也可均耦接有第二偏置电流源，并且多个第二偏置电流源用于提供多个第二偏置电流，各个第二偏置电流等于相对应的第二预定电压V2和第三跨导放大器的跨导增益的乘积。与上述示例类似的，在该示例中，针对预放大器Amp的第一输出端的电压Vp与第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)越大的情况下，即可启动更多数量的上拉单元，以达到更快速度地将输出信号Vcomp上拉到需要的电压；反之，在预放大器Amp的第二输出端的电压Vn与第一输出端的电压Vp的电压差(Vn-Vp)越大的情况下，则可启动更多数量的下拉单元，以达到更快速度地将输出信号Vcomp下拉到需要的电压。
本实施例中，参考图6所示，以所述上拉电路中并联设置有两个第一跨导放大器Gm1_1/Gm1_2、所述下拉电路中并联设置有两个第二跨导放大器Gm2_1/Gm2_2为例进行说明。
具体的，在上拉电路中，第二跨导放大器Gm1_1/Gm1_2的第一输入端分别耦接有第一偏置电压源Vos1_1/Vos1_2，第二跨导放大器Gm1_1/Gm1_2的输出端也各自耦接有上拉单元。其中，第一偏置电压源Vos1_1和第一偏置电压源Vos1_2两者可用于产生相同的电压，也可用于产生不同的电压。当预放大器Amp的第一输出端的电压Vp与第二输出端的电压Vn的电压差(Vp-Vn)较大时，即可开启其中一个或多个上拉单元。
以及，在下拉电路中，第三跨导放大器Gm2_1/Gm2_2的第二输入端分别耦接有第二偏置电压源Vos2_1/Vos2_2，第三跨导放大器Gm2_1/Gm2_2的输出端也各自耦接有下拉单元。其中，第二偏置电压源Vos2_1和第二偏置电压源Vos2_2两者可用于产生相同的等效电压，也可用于产生不同的等效电压，当预放大器Amp的第二输出端的电压Vn与第一输出端的电压Vp之间产生的电压差(Vn-Vp)较大时，即可开启其中一个或多个下拉单元。
基于如上所述的误差放大器，本实施例还提供了一种电源，其中电源可以为开关电源或线性电源。需要说明的是，误差放大器作为电源中必不可少的一部分,它是电压反馈控制环路的核心部分，通过误差放大器完成输出电压的反馈和整个控制环路的补偿。因此，误差放大器在整个环路控制中有着非常重要的作用，对电源的稳定性、负载调整率和响应速度有着决定性的影响。
具体来说，在峰值电流模的电源中，利用误差放大器将电源的负载端所对应的输出采样电压(即，反馈电压Vfb)和参考电压Vref进行比较并产生误差放大信号Vcomp，该误差放大信号Vcomp用于控制电源的电感的电流的峰值。以及，在电压模的电源中，由误差放大器产生的误差放大信号Vcomp即可用于控制电源中一个功率管的开启时间长短(占空比)，校正控制信号的占空比，从而稳定输出电压。如上所述的误差放大器中，利用多路上拉电路或者下拉电路实现了高效的负载调整率，能够以快速的频率响应来实现补充策略，使得环路系统稳定,并具有良好的动态响应。
需要说明的是，虽然本发明已以较佳实施例披露如上，然而上述实施例并非用以限定本发明。对于任何熟悉本领域的技术人员而言，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的技术内容对本发明技术方案作出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围。
还应当理解的是，除非特别说明或者指出，否则说明书中的术语“第一”、“第二”、“第三”等描述仅仅用于区分说明书中的各个组件、元素、步骤等，而不是用于表示各个组件、元素、步骤之间的逻辑关系或者顺序关系等。以及，本文中所述的“多个”包括了两个或两个以上。此外还应该认识到，此处描述的术语仅仅用来描述特定实施例，而不是用来限制本发明的范围。必须注意的是，此处的以及所附权利要求中使用的单数形式“一个”和“一种”包括复数基准，除非上下文明确表示相反意思。例如，对“一个步骤”或“一个装置”的引述意味着对一个或多个步骤或装置的引述，并且可能包括次级步骤以及次级装置。应该以最广义的含义来理解使用的所有连词。以及，词语“或”应该被理解为具有逻辑“或”的定义，而不是逻辑“异或”的定义，除非上下文明确表示相反意思。

Claims (12)

1.一种误差放大器，其特征在于，包括：
稳态电路，包括预放大器和第一跨导放大器；所述预放大器的第一输入端用于接收参考电压，所述预放大器的第二输入端用于接收反馈电压；所述第一跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，所述第一跨导放大器的输出端连接至误差放大器的输出端；
上拉电路，所述上拉电路的第一输入端耦接所述预放大器的第一输出端，所述上拉电路的第二输入端耦接所述预放大器的第二输出端，所述上拉电路用于在所述预放大器的第一输出端与第二输出端的电压差高于第一预定电压时进行上拉操作；
下拉电路，所述下拉电路的第一输入端耦接所述预放大器的第一输出端，所述下拉电路的第二输入端耦接所述预放大器的第二输出端，所述下拉电路用于在所述预放大器的第二输出端与第一输出端的电压差高于第二预定电压时进行下拉操作。
2.如权利要求1所述的误差放大器，其特征在于，所述上拉电路包括第二跨导放大器和耦接在所述第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间的上拉单元，所述第二跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端；
所述下拉电路包括第三跨导放大器和耦接在所述第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间的下拉单元，所述第三跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端。
3.如权利要求2所述的误差放大器，其特征在于，所述上拉电路中耦接有第一偏置电压源，用于提供所述第一预定电压，所述第一偏置电压源耦接在所述第二跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间，或者所述第一偏置电压源耦接在所述第二跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间；
和/或，所述下拉电路中耦接有第二偏置电压源，用于提供所述第二预定电压，所述第二偏置电压源耦接在所述第三跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间，或者所述第二偏置电压源耦接在所述第三跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间。
4.如权利要求2所述的误差放大器，其特征在于，所述上拉电路中耦接有第一偏置电流源，用以提供第一偏置电流，所述第一偏置电流根据所述第一预定电压与所述第二跨导放大器的跨导增益的乘积设定，所述第一偏置电流源的第一端耦接所述第二跨导放大器的输出端，所述第一偏置电流源的第二端接地；
和/或，所述下拉电路中耦接有第二偏置电流源，用于提供所述第二偏置电流，所述第二偏置电流根据所述第二预定电压与第三跨导放大器的跨导增益的乘积设定，所述第二偏置电流源的第一端耦接所述第三跨导放大器的输出端，所述第二偏置电流源的第二端耦接电源电压。
5.如权利要求1所述的误差放大器，其特征在于，所述上拉电路包括至少两个第二跨导放大器，各个第二跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，各个第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间均连接有对应的上拉单元；
和/或，所述下拉电路包括至少两个第三跨导放大器，各个第三跨导放大器的第一输入端和第二输入端分别耦接所述预放大器的第一输出端和第二输出端，各个第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间均连接有对应的下拉单元。
6.如权利要求5所述的误差放大器，其特征在于，各个第二跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间均耦接有第一偏置电压源，或者各个第二跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间均耦接有第一偏置电压源；
和/或，各个第三跨导放大器的第二输入端和所述预放大器的第二输出端之间均耦接有第二偏置电压源，或者各个第三跨导放大器的第一输入端和所述预放大器的第一输出端之间均耦接有第二偏置电压源。
7.如权利要求5所述的误差放大器，其特征在于，各个第二跨导放大器的输出端均耦接有第一偏置电流源；和/或，各个第三跨导放大器的输出端均耦接有第二偏置电流源。
8.如权利要求2或5所述的误差放大器，其特征在于，所述上拉单元包括第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管和第四晶体管；
其中，所述第一晶体管的控制端和第一端、所述第二晶体管的控制端相互耦接并共同连接至所述第二跨导放大器的输出端，所述第一晶体管的第二端和第二晶体管的第二端相互耦接且均接地，所述第二晶体管的第一端耦接所述第三晶体管的第一端，所述第三晶体管的第一端和控制端、所述第四晶体管的控制端相互耦接，所述第三晶体管的第二端和所述第四晶体管的第二端相互耦接并均连接至电源电压，所述第四晶体管的第一端连接至所述第一跨导放大器的输出端。
9.如权利要求2或5所述的误差放大器，其特征在于，所述下拉单元包括第五晶体管、第六晶体管、第七晶体管和第八晶体管；
其中，所述第五晶体管的控制端和第一端、所述第六晶体管的控制端相互耦接并共同连接至所述第三跨导放大器的输出端，所述第五晶体管的第二端和第六晶体管的第二端相互耦接且均连接至电源电压，所述第六晶体管的第一端、所述第七晶体管的第一端和控制端、所述第八晶体管的控制端相互耦接，所述第七晶体管的第二端和所述第八晶体管的第二端相互耦接并均接地，所述第八晶体管的第一端连接至所述第一跨导放大器的输出端。
10.如权利要求2或5所述的误差放大器，其特征在于，所述上拉单元包括第一开关，所述第一开关耦接于所述第二跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间；
和/或，所述下拉单元包括第二开关，所述第二开关耦接于所述第三跨导放大器的输出端和所述第一跨导放大器的输出端之间。
11.一种电源，其特征在于，包括如权利要求1-10任一项所述的误差放大器。
12.如权利要求11所述的电源，其特征在于，所述电源为电流模式电源，所述误差放大器产生的误差放大信号用于控制所述电源中电感的电流的峰值；或者，所述电源为电压模式电源，所述误差放大器产生的误差放大信号用于控制所述电源中功率开关管的占空比。
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Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104092360A (zh) * 2014-06-30 2014-10-08 成都芯源系统有限公司 跨导调整电路、跨导型误差放大单元及开关型功率变换器
CN110299895A (zh) * 2018-03-22 2019-10-01 凌力尔特科技控股有限责任公司 具有非线性传导和低静态电流的跨导放大器
CN112511113A (zh) * 2021-02-04 2021-03-16 上海南麟集成电路有限公司 带有零点补偿的跨导放大器
CN214707541U (zh) * 2021-04-30 2021-11-12 上海新进芯微电子有限公司 一种开关电源误差补偿电路及开关电源

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102412786B (zh) * 2011-12-20 2014-06-11 东南大学 一种跨导增强无源混频器
CN104242839B (zh) * 2013-07-05 2018-01-02 西安电子科技大学 可编程全差分增益自举跨导放大器
KR102407975B1 (ko) * 2014-09-02 2022-06-13 삼성전자주식회사 병렬 출력단 선형 증폭기

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104092360A (zh) * 2014-06-30 2014-10-08 成都芯源系统有限公司 跨导调整电路、跨导型误差放大单元及开关型功率变换器
CN110299895A (zh) * 2018-03-22 2019-10-01 凌力尔特科技控股有限责任公司 具有非线性传导和低静态电流的跨导放大器
CN112511113A (zh) * 2021-02-04 2021-03-16 上海南麟集成电路有限公司 带有零点补偿的跨导放大器
CN214707541U (zh) * 2021-04-30 2021-11-12 上海新进芯微电子有限公司 一种开关电源误差补偿电路及开关电源

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