[发明专利]改进型电源控制器及其方法

说明书

相关专利申请的相互参照

本专利申请涉及与本专利申请为相同代理人，于2005年7月21日提交的第200510085948.2号中国专利申请。 

技术领域

本发明大体上涉及电子学，而且更具体地说，本发明涉及用于形成半导体电路的方法。 

背景技术

过去，半导体行业采用各种方法和电路形成诸如脉宽调制(PWM)系统的电源控制系统的误差放大器。技术的进步增加了对更有效、更精确电源控制系统的需求。系统通常要求能够在诸如微型计算机的外部控制系统的控制下，改变电源系统的输出电压值。为了改变输出电压值，外部控制系统通常将信号发送到电源控制系统。为了降低对去耦电容器的要求，控制系统通常具有可编程输出阻抗(通常称为“固定偏差(droop)”)。这些电源控制器的一个问题就是精度问题。通常，在输出电压值被改变时，该系统必须提供额外电流，以将该系统的输出电容器充到新要求电压。然而，该可编程输出阻抗使对输出电容器进行的充电发生延迟，这样降低了该控制系统的精度。这种不精确和不可靠对采用该电源控制系统的输出电压的控制系统的运行产生不利影响。 

因此，希望有一种可以缩短输出电压从一个值变更为另一个值所需时间而且可以将该输出电压更精确变更为要求值的电源控制器。 

附图说明

图1示出包括根据本发明的电源控制器的典型实施例的一部分的电源控制系统的一部分的实施例的原理图；以及 

图2示出包括根据本发明的图1所示电源控制器的半导体器件的实施例的一部分的放大平面原理图。 

为了使说明简洁清楚起见，该图所示的单元未必按比例示出，而且不同附图中相同的参考编号表示相同的单元。此外，为了使说明简洁起见，省略详细说明众所周知的步骤和单元。在此使用的载流电极指用于承载通过该器件的电流的器件单元，例如，MOS晶体管的源极或者漏极或者双极晶体管的发射极或者集电极或者二极管的阴极或者阳极，而控制电极指用于控制通过该器件的电流的器件单元，例如，MOS晶体管的栅极或者双极晶体管的栅极。尽管在此利用特定N沟道器件或者P沟道器件，描述了各器件，但是本技术领域内的普通技术人员明白，根据本发明，互补器件也是可行的。本技术领域内的技术人员明白，在此使用的单词“在...期间”、“在...时”以及“当...时”不是表示发生启动动作后立即发生动作的精确时间，它可能与启动动作的启动反应之间存在小而合理的延迟，例如，传播延迟。 

具体实施方式

图1示出响应系统25的基准电压的变化以及响应系统25的输出电压的变化，精确改变以及精确而迅速改变系统25的输出电压的电源控制系统25的一部分的实施例的原理图。系统25包括差分误差放大器45，在系统25形成的PWM控制信号的工作频率，对于反馈信号和基准电压的变化，该差分误差放大器45给出基本固定的增益。从下面的描述中可以进一步看出，该功能使得系统25特别容易响应基准电压的变化，迅速、精确控制输出电压值。 

在功率输入端26与功率回线27之间，系统25接收功率，然后，在输出电压端28与输出公共端29之间，提供输出电压。构造并配置系统25的电源控制器41，以控制输出电压值。系统25通常包括：储能电感器33和34、大容量储能电容器35、第一功率开关或者功率晶体管36、第二功率开关或者功率晶体管37、第一测流电阻器38、第二测流电阻器39以及二极管31和32。晶体管36和37优选是MOS功率晶体管，它连接到各电感器33和34，以提供充电电流，从 而对大容量晶体管35充电并在端子28和29之间形成输出电压。在其他实施例中，功率开关可以是可以接通和断开流过电感器33和34的充电电流的双极晶体管或者其他类型的开关。晶体管36和37、电阻器38和39、二极管31和32以及电感器33和34通常位于控制器41的外部，但是在某些情况下，晶体管36和37可以是控制器41的一部分。测流电阻器38和39分别产生表示充电电流的第一测流信号和第二测流信号。在系统25的优选实施例中，反馈信号的值小，因此，利用差分反馈信号提高系统25的抗扰性和精度。在该优选实施例中，接收端子28与29之间的输出电压，则控制器41的反馈输入端96与99之间的差分反馈(FB)信号或者反馈信号。该差分反馈信号表示输出电压。在其他实施例中，该反馈信号可以是仅终接并施加到输入端96的信号，因此，电阻器70和输入端99通常连接到回线97。