CN117713691A - 积分器的振荡抑制电路 - Google Patents

Abstract

本申请涉及集成电路技术领域，公开一种积分器的振荡抑制电路，包括：第一至第三三极管、第一至第三电阻，第二三极管的第二端耦合到第一电阻的一端，第一电阻的另一端和第一三极管的第一端均耦合到积分器的负相输入端，第一三极管的第二端耦合到第二电阻的一端，第二电阻的另一端和第二三极管的第一端均耦合到积分器的正相输入端，第一三极管的第三端耦合到第三电阻的一端，第三电阻的另一端耦合到第三三极管的第二端，第二三极管的第三端和第三三极管的第三端均耦合到积分器的输出端，第三三极管的第一端耦合到地端，正相输入端接收设定值，负相输入端接收采样值。本申请振荡抑制电路结构简单、成本低，对积分器输出具有过流保护功能。

Description

积分器的振荡抑制电路

技术领域

本申请涉及集成电路技术领域，特别涉及一种积分器的振荡抑制电路。

背景技术

现有技术中，电源或其他需要模拟积分器的电路在使用时输出会出现振动现象。当开关电源失控导致震荡时候，本发明旨在提供一种振荡抑制电路，可以抑制震荡幅度，并且自带过压过流保护功能让电路更加安全的工作。

发明内容

本申请的目的在于提供一种积分器的振荡抑制电路，对积分器输出具有振荡抑制和过流保护的功能。

本申请公开了一种积分器的振荡抑制电路，包括：第一至第三三极管、以及第一至第三电阻，其中，所述第二三极管的第二端耦合到所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端和所述第一三极管的第一端均耦合到所述积分器的负相输入端，所述第一三极管的第二端耦合到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端和所述第二三极管的第一端均耦合到所述积分器的正相输入端，所述第一三极管的第三端耦合到所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端耦合到所述第三三极管的第二端，所述第二三极管的第三端和所述第三三极管的第三端均耦合到所述积分器的输出端，所述第三三极管的第一端耦合到地端，其中，所述积分器的正相输入端接收设定值，所述积分器的负相输入端接收采样值。

在一个优选例中，还包括：第四电阻，所述第四电阻的一端耦合到所述第三三极管的第二端和所述第三电阻的另一端之间的节点，所述第四电阻的另一端耦合到所述地端。

在一个优选例中，所述积分器包括：放大器、第一电容、第二电容、第五电阻、以及第六电阻，所述第一电容的一端耦合到所述放大器的负相输入端和所述第五电阻的一端，所述第一电容的另一端耦合到所述放大器的输出端，所述第五电阻的另一端作为所述积分器的负相输入端耦合到所述第一三极管和第一端，所述第二电容的一端耦合到所述放大器的正相输入端和所述第六电阻的一端，所述第二电容的另一端耦合到所述地端，所述第六电阻的另一端耦合作为所述积分器的正相输入端耦合到所述第二三极管的第一端。

在一个优选例中，所述积分器包括：放大器、第一电容、第二电容、第五电阻、第六电阻、以及第七电阻，所述第一电容的一端耦合到所述放大器的负相输入端、所述第五电阻的一端以及所述第七电阻的一端，所述第一电容的另一端耦合到所述放大器的输出端，所述第七电阻的另一端耦合到所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端耦合到所述放大器的输出端，所述第六电阻的一端耦合到所述放大器的正相输入端，所述第六电阻的另一端耦合作为所述积分器的正相输入端耦合到所述第二三极管的第一端。

在一个优选例中，所述第一三极管和所述第二三极管为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管，其中所述第一端为三极管的发射极，所述第二端为三极管的基极，所述第三端为三极管的集电极。

在一个优选例中，所述第一三极管和所述第二三极管为PMOS晶体管，所述第三三极管为NMOS晶体管，其中所述第一端为晶体管的源极，所述第二端为晶体管的栅极，所述第三端为晶体管的漏极。

在一个优选例中，当所述设定值大于所述采样值与所述第二三极管的阈值电压之间的和时，所述第二三极管导通，所述第一三极管和所述第三三极管关闭，所述积分器的输出端电压被拉高；所述采样值大于所述设定值与所述第一三极管的阈值电压之间的和时，所述第一三极管和所述第三三极管导通，所述第二三极管关闭，所述积分器的输出端电压被拉低。

在一个优选例中，所述设定值在所述采样值和所述第一三极管之间的差值与所述采样值和所述第二三极管之间的和的范围内时，所述第一三极管、第二三极管以及第三三极管均关闭。

本申请的振荡抑制电路结构简单、成本低，对积分器输出具有过流保护功能。

本申请的说明书中记载了大量的技术特征，分布在各个技术方案中，如果要罗列出本申请所有可能的技术特征的组合（即技术方案）的话，会使得说明书过于冗长。为了避免这个问题，本申请上述发明内容中公开的各个技术特征、在下文各个实施方式和例子中公开的各技术特征、以及附图中公开的各个技术特征，都可以自由地互相组合，从而构成各种新的技术方案（这些技术方案均应该视为在本说明书中已经记载），除非这种技术特征的组合在技术上是不可行的。例如，在一个例子中公开了特征A+B+C，在另一个例子中公开了特征A+B+D+E，而特征C和D是起到相同作用的等同技术手段，技术上只要择一使用即可，不可能同时采用，特征E技术上可以与特征C相组合，则，A+B+C+D的方案因技术不可行而应当不被视为已经记载，而A+B+C+E的方案应当视为已经被记载。

附图说明

图1是根据本申请一个实施例中的积分器的振荡抑制电路结构示意图。

图2是根据本申请另一个实施例中的积分器的振荡抑制电路结构示意图。

图3是根据本申请一个实施例中的积分器的仿真示意图。

具体实施方式

在以下的叙述中，为了使读者更好地理解本申请而提出了许多技术细节。但是，本领域的普通技术人员可以理解，即使没有这些技术细节和基于以下各实施方式的种种变化和修改，也可以实现本申请所要求保护的技术方案。

为使本申请的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本申请的实施方式作进一步地详细描述。

本申请的一个实施例中涉及一种积分器的振荡抑制电路，其结构如图1所示，该结构适用于抑制积分器101的输出的振荡。振荡抑制电路包括：第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第一电阻R1、第二电阻R2、以及第三电阻R3。第二三极管Q2的第二端耦合到第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端和第一三极管Q1的第一端均耦合到积分器101的负相输入端（反相端），第一三极管Q1的第二端耦合到第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端和第二三极管Q2的第一端均耦合到积分器101的正相输入端（同相端），第一三极管Q1的第三端耦合到第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端耦合到第三三极管Q3的第二端，第二三极管Q2的第三端和第三三极管Q3的第三端均耦合到积分器101的输出端，第三三极管Q3的第一端耦合到地端。积分器101的正相输入端接收设定值，积分器101的负相输入端接收采样值。

在一个实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2为NPN型三极管，第三三极管Q3为PNP型三极管，其中第一端为三极管的发射极（e），第二端为三极管的基极（b），第三端为三极管的集电极（c）。具体的，第二三极管Q2的基极耦合到第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端和第一三极管Q1的发射极均耦合到积分器101的负相输入端，第一三极管Q1的基极耦合到第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端和第二三极管Q2的发射极均耦合到积分器101的正相输入端，第一三极管Q1的集电极耦合到第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端耦合到第三三极管Q3的基极，第二三极管Q2的集电极和第三三极管Q3的集电极均耦合到积分器101的输出端，第三三极管Q3的发射极耦合到地端。

在另一个实施例中，第一三极管Q1和第二三极管Q2为PMOS晶体管，第三三极管Q3为NMOS晶体管，其中第一端为晶体管的源极（S），第二端为晶体管的栅极（G），第三端为晶体管的漏极（D）。具体的，第二三极管Q2的栅极耦合到第一电阻R1的一端，第一电阻R1的另一端和第一三极管Q1的源极均耦合到积分器101的负相输入端，第一三极管Q1的栅极耦合到第二电阻R2的一端，第二电阻R2的另一端和第二三极管Q2的源极均耦合到积分器101的正相输入端，第一三极管Q1的漏极耦合到第三电阻R3的一端，第三电阻R3的另一端耦合到第三三极管Q3的栅极，第二三极管Q2的漏极和第三三极管Q3的漏极均耦合到积分器101的输出端，第三三极管Q3的源极耦合到地端。

在一个实施例中，第一电阻R1的阻值取值例如为2M欧姆，第二电阻R2的阻值取值例如为51k欧姆，第三电阻R3的阻值取值例如为10k欧姆。应当注意，电阻的取值范围主要是看同相端和反相端的输出能力以及三极管的β值，三极管的最大电流等于同相端和反相端最大输入电流除以β值，等于三极管的ib比较合适。当然也可以适当调大三极管基极电阻来调整振荡抑制电路的效果。电阻越大振荡抑制效果越差，电阻越小，三极管振荡抑制效果越强，Kohm级别的电阻比较合适。

继续参考图1所示，本申请中积分器101包括：放大器102、第一电容C1、第二电容C2、第五电阻R5、以及第六电阻R6，第一电容C1的一端耦合到放大器102的负相输入端和第五电阻R5的一端，第一电容C1的另一端耦合到放大器102的输出端，第五电阻R5的另一端作为积分器101的负相输入端耦合到第一三极管Q1和第一端，第二电容C2的一端耦合到放大器102的正相输入端和第六电阻R6的一端，第二电容C2的另一端耦合到地端，第六电阻R6的另一端耦合作为积分器101的正相输入端耦合到第二三极管Q2的第一端。积分器101的正相输入端和反相输入端分别接收设定值和采样值，输出端生成COMP_IN。

在一个实施例中，当设定值大于采样值与第二三极管Q2的阈值电压之间的和时，第二三极管Q2导通，第一三极管Q1和第三三极管Q3关闭，积分器101的输出端电压COMP_IN被拉高。

在另一个实施例中，采样值大于设定值与第一三极管Q1的阈值电压之间的和时，第一三极管Q1和第三三极管Q3导通，第二三极管Q2关闭，积分器101的输出端电压COMP_IN被拉低。

在另一个实施例中，设定值在采样值和第一三极管Q1之间的差值与采样值和第二三极管Q2之间的和的范围内时，第一三极管Q1、第二三极管Q2以及第三三极管Q3均关闭。

具体的，参考图1所示，在设定值输入远大于采样值输入时候，Q2导通，设定值输入的电流流向COMP_IN使得COMP_IN快速拉升。在设定值输入远小于采样值输入时候，Q1导通，然后Q1电流流向Q3,此时Q3导通将COMP_IN下拉。当设定值输入和采样值输入接近时，所有管子（Q1、Q2、Q3）均不导通，振荡抑制电路不会影响积分器101的正常运作。应当理解，当积分器的采样对象是电流时候自动就有了过流保护，当采样对象是电压时候自动就有了过压保护。

图2是根据本申请另一个实施例中的积分器的振荡抑制电路结构示意图。振荡抑制电路还包括：第四电阻R4，第四电阻R4的一端耦合到第三三极管Q3的第二端和第三电阻R3的另一端之间的节点，第四电阻R4的另一端耦合到地端。在一个实施例中，第四电阻R4的阻值取值例如为10k欧姆。第四电阻R4可以防止三极管错误导通。

参考图2所示，在另一个实施例中，积分器101包括：放大器102、第一电容C1、第二电容C2、第五电阻R5、第六电阻R6、以及第七电阻R7，第一电容C1的一端耦合到放大器102的负相输入端、第五电阻R5的一端以及第七电阻R7的一端，第一电容C1的另一端耦合到放大器102的输出端，第七电阻R7的另一端耦合到第二电容C2的一端，第二电容C2的另一端耦合到放大器102的输出端，第六电阻R6的一端耦合到放大器102的正相输入端，第六电阻R6的另一端耦合作为积分器101的正相输入端耦合到第二三极管Q2的第一端。

图3是根据本申请一个实施例中的积分器的仿真示意图，图中示出了积分器在经过本申请中的振荡抑制电路加强前和加强后的电流随时间的变化，从图中可以看出，经过本申请的振荡抑制电路，积分器的输出更加稳定。其中振荡的最大幅度等于采样值*gain减去Q1/Q2三极管Vbe，gain表示采样对应的采样电路的增益。

需要说明的是，在本专利的申请文件中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。本专利的申请文件中，如果提到根据某要素执行某行为，则是指至少根据该要素执行该行为的意思，其中包括了两种情况：仅根据该要素执行该行为、和根据该要素和其它要素执行该行为。多个、多次、多种等表达包括2个、2次、2种以及2个以上、2次以上、2种以上。

可以在本文中使用术语“耦合到”及其派生词。“耦合”可以表示两个或更多个元件直接物理或电接触。然而，“耦合”还可以意味着两个或更多个元件间接地彼此接触，但是仍然彼此协作或相互作用，并且可以意味着一个或多个其他元件在被称为彼此耦合的元素之间耦合或连接。

本说明书包括本文所描述的各种实施例的组合。对实施例的单独提及（例如“一个实施例”或“一些实施例”或“优选实施例”）不一定是指相同的实施例；然而，除非指示为是互斥的或者本领域技术人员很清楚是互斥的，否则这些实施例并不互斥。应当注意的是，除非上下文另外明确指示或者要求，否则在本说明书中以非排他性的意义使用“或者”一词。

在本说明书提及的所有文献都被认为是整体性地包括在本申请的公开内容中，以便在必要时可以作为修改的依据。此外应理解，以上所述仅为本说明书的较佳实施例而已，并非用于限定本说明书的保护范围。凡在本说明书一个或多个实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本说明书一个或多个实施例的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种积分器的振荡抑制电路，其特征在于，包括：第一至第三三极管、以及第一至第三电阻，其中，所述第二三极管的第二端耦合到所述第一电阻的一端，所述第一电阻的另一端和所述第一三极管的第一端均耦合到所述积分器的负相输入端，所述第一三极管的第二端耦合到所述第二电阻的一端，所述第二电阻的另一端和所述第二三极管的第一端均耦合到所述积分器的正相输入端，所述第一三极管的第三端耦合到所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端耦合到所述第三三极管的第二端，所述第二三极管的第三端和所述第三三极管的第三端均耦合到所述积分器的输出端，所述第三三极管的第一端耦合到地端，其中，所述积分器的正相输入端接收设定值，所述积分器的负相输入端接收采样值。

2.如权利要求1所述的电路，其特征在于，还包括：第四电阻，所述第四电阻的一端耦合到所述第三三极管的第二端和所述第三电阻的另一端之间的节点，所述第四电阻的另一端耦合到所述地端。

3.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述积分器包括：放大器、第一电容、第二电容、第五电阻、以及第六电阻，所述第一电容的一端耦合到所述放大器的负相输入端和所述第五电阻的一端，所述第一电容的另一端耦合到所述放大器的输出端，所述第五电阻的另一端作为所述积分器的负相输入端耦合到所述第一三极管和第一端，所述第二电容的一端耦合到所述放大器的正相输入端和所述第六电阻的一端，所述第二电容的另一端耦合到所述地端，所述第六电阻的另一端耦合作为所述积分器的正相输入端耦合到所述第二三极管的第一端。

4.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述积分器包括：放大器、第一电容、第二电容、第五电阻、第六电阻、以及第七电阻，所述第一电容的一端耦合到所述放大器的负相输入端、所述第五电阻的一端以及所述第七电阻的一端，所述第一电容的另一端耦合到所述放大器的输出端，所述第七电阻的另一端耦合到所述第二电容的一端，所述第二电容的另一端耦合到所述放大器的输出端，所述第六电阻的一端耦合到所述放大器的正相输入端，所述第六电阻的另一端耦合作为所述积分器的正相输入端耦合到所述第二三极管的第一端。

5.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一三极管和所述第二三极管为NPN型三极管，所述第三三极管为PNP型三极管，其中所述第一端为三极管的发射极，所述第二端为三极管的基极，所述第三端为三极管的集电极。

6.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述第一三极管和所述第二三极管为PMOS晶体管，所述第三三极管为NMOS晶体管，其中所述第一端为晶体管的源极，所述第二端为晶体管的栅极，所述第三端为晶体管的漏极。

7.如权利要求1所述的电路，其特征在于，当所述设定值大于所述采样值与所述第二三极管的阈值电压之间的和时，所述第二三极管导通，所述第一三极管和所述第三三极管关闭，所述积分器的输出端电压被拉高；所述采样值大于所述设定值与所述第一三极管的阈值电压之间的和时，所述第一三极管和所述第三三极管导通，所述第二三极管关闭，所述积分器的输出端电压被拉低。

8.如权利要求1所述的电路，其特征在于，所述设定值在所述采样值和所述第一三极管之间的差值与所述采样值和所述第二三极管之间的和的范围内时，所述第一三极管、第二三极管以及第三三极管均关闭。