[发明专利]一种电流镜及由其构成的新型非线性乘法器

说明书

技术领域

本发明涉及一种非线性的电流镜，以及包含该电流镜的乘法器。

背景技术

在开关电源(Switching Mode Power supply，以下简称SMPS)系统中，功率因子校正(Power Factor Correction，以下简称PFC)系统是很重要的一类。相比于传统的全波整流和大容量的电容滤波电路从AC电网获得DC电压的方法，PFC系统可以将系统功率因数从传统的0.55～0.65提高到0.9～0.99。PFC系统控制回路通常包含一个两输入的乘法器，其中一个输入是反馈信号，另一个输入一般是AC供电电压的取样或者相关参数。图1为一种典型PFC系统的组成示意框图，该系统是一个升压转换系统。从输出电压Vout来的反馈电压与基准电压比较后得到一个误差信号Verror，这个误差信号Verror就是两输入的乘法器10的第一个输入信号，另一个信号是从整流后的主线分压Vmult得到。乘法器10的输出作为参考信号检测流过外接功率管的电流大小。这个参考信号可表示为：

V_out＝K*V_error*V_mult(1)

其中K是乘法器的特征常数。

图2给出了一个传统线性乘法器的线路图。

在PFC的应用中，控制系统可以提高系统稳定性并降低从AC总线及系统自身来的噪声。其中，系统的稳定性与其开环增益相关，增益越大系统稳定性越差。图1所示系统的开环增益与VAC总线电压，负载阻抗R_LOAD以及乘法器的常数K成正比关系：

GLOOP=∝VAC2*RLOAD*K---(2)]]>

随着VAC总线电压以及负载阻抗R_LOAD的增大，开环增益也增大，这可能会导致系统不稳定。如果减小乘法器10的常数K，开环增益就能够降下来；同样，常数K对于噪声抑制有同样的效果。

发明内容

针对上述问题，本申请提供一个电流镜，以及采用该电流镜的乘法器，该乘法器实现在小信号输入状态下以非线性实现降低常数K的非线性乘法器，最终可以改善PFC控制系统增益。

为了实现上述发明目的，本发明公开了一种电流镜，包括第一、第二、第三晶体管与第一电阻组成，其中：所述三个晶体管基极相连，第一晶体管的发射极通过所述第一电阻接地，第二、三晶体管发射极接地，第一晶体管的集电极连接第二晶体管的基极和集电极。

比较好的是，所述电流镜进一步包括一第四晶体管，所述第四晶体管的基极与所述第一、二晶体管的集电极连接，所述第四晶体管的发射极连接所述三个晶体管的基极。

比较好的是，所述晶体管为NPN型晶体管。

比较好的是，所述晶体管为PNP型晶体管。

比较好的是，所述第一晶体管的面积是第二晶体管的N倍，第三晶体管的面积是第二晶体管的M倍，其中M和N均为大于1的整数。

比较好的是，一种包括上述电流镜的新型非线性乘法器，其特征在于，所述乘法器进一步包括：一电流乘法电路，用以接收所述电流镜第三晶体管的集电极提供的输出电流，并与第一输入电压进行乘法运算；一电压-电流转换电路，用以将第二输入电压转换为所述电流镜第一晶体管的集电极电流。

比较好的是，所述电流乘法电路由第五～八晶体管和第二、三电阻构成第一级差分输入级，其中两个电阻阻值相等，由第九～十二晶体管构成第二级差分输入级，用以提供所述输出电流。

比较好的是，所述电流转换电流由第十三～十六晶体管和第四、五电阻构成。

比较好的是，所述第二、三电阻阻值相等，第四、五电阻阻值相等。

附图说明

下面，参照附图，对于熟悉本技术领域的人员而言，从对本发明方法的详细描述中，本发明的上述和其他目的、特征和优点将显而易见。

图1是一种典型PFC系统的组成示意框图；

图2给出了一个传统线性乘法器的线路图；