[实用新型]电压钳位电路以及DC‑DC变换器

说明书

技术领域

本实用新型属于集成电路技术领域，更具体地，涉及一种电压钳位电路以及DC-DC变换器。

背景技术

DC-DC(直流-直流)变换器是一种将固定电压直流电转换为可变电压直流电的变压电路，其目前广泛应用于远程及数据通讯、计算机、办公自动化设备、工业仪器仪表、军事、航天等领域。

在现有的DC-DC变换器中，包括升压(Boost)电路和降压(Buck)电路。具体地，以DC-DC Boost电路为例，如图1所示，所述DC-DC变换器包括直流输入端in、直流输出端out以及升压电路100、PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)控制电路200和反馈电路300。其中，所述升压电路100包括输入电容Cin、电感L、第一场效应晶体管Q1、第二场效应晶体管Q2，其中，所述输入电容Cin连接在直流输入端in和接地端GND之间，所述电感L和所述第一场效应晶体管Q1连接在直流输入端in和直流输出端out之间；所述第二场效应晶体管Q2连接在所述电感L与所述第一场效应晶体管Q1之间的节点a和接地端GND之间。其中，所述第一场效应晶体管Q1的栅极与PWM控制电路200连接，源极与直流输出端out连接，漏极与节点a连接；所述第二场效应晶体管Q2的栅极与PWM控制电路200连接，源极与接地端GND连接，漏极与节点a连接。所述反馈电路300与直流输出端out连接，产生反馈电压VFB，并发送至所述PWM控制电路200。所述PWM控制电路200根据反馈电路300的反馈电压VFB以及参考电压Vref产生PWM信号，所述PWM信号控制第一场效应晶体管Q1和第二场效应晶体管Q2的工作状态，进而调整直流输出端out的输出电压Vout。

如图2所示，所述反馈电路300包括多个电阻R1～R8，串联连接在直流输出端out和接地端GND之间，还包括多个开关S1～S6，分别并联连接在部分电阻R2～R7两端。所述反馈电路300还包括开关控制单元301，用于控制开关S1～S6的关断，其中，所述开关控制单元301包括使能端En和电源端Vdd，其中，所述使能端EN的电压VEN需满足一定的条件才能使反馈电路300的开关控制单元301工作，例如VEN＞V₀。

因此，所述DC-DC Boost电路还包括电压钳位电路400，如图3所示，连接在所述直流输出端out和反馈电路300之间，用于根据直流输出端out的输出电压Vout产生使能电压VEN提供给所述反馈电路300的开关控制单元301。

现有的电压钳位电路400为闭环电压钳位电路，通过设置电阻Rtrim和电阻R1的阻值比输出使能电压VEN，其中，VEN＝Vref/R1*Rtrim。由于该电路为闭环电路，为了实现准确的闭环增益，需要增益较大的放大器OP。另外闭环电路的补偿电阻Rcomp和电容Ccomp变化范围大，增加了电路的设计难度。

实用新型内容

本实用新型的目的在于提供一种电压钳位电路以及DC-DC变换器。

根据本实用新型的一方面，提供一种电压钳位电路，包括镜像电流单元、参考电流源、电压钳位单元，其中，所述镜像电流单元包括第一至第三端口，其中，第一端口与第一电压连接，第二端口与参考电流源连接，第三端口与电压钳位单元连接；所述镜像电流单元根据第一电压以及参考电流源产生镜像电流信号；电压钳位单元根据所述镜像电流信号以及第一电压输出第二电压。

优选地，所述镜像电流单元包括第一晶体管和第二晶体管，其中，第一晶体管的第一极和第二晶体管的第一极均通过第一端口与第一电压连接；第一晶体管的控制极和第二晶体管的控制极均通过第二端口与所述参考电流源连接；第一晶体管的第二极通过第二端口与所述参考电流源连接；第二晶体管的第二极通过第三端口与所述电压钳位单元连接。

优选地，所述第一晶体管和所述第二晶体管为三极管或场效应晶体管。

优选地，所述电压钳位单元包括电阻、电容、负载电阻、负载电容以及第三晶体管，其中，所述电阻和所述电容并联连接在所述镜像电流单元的第三端口和接地端之间；所述第三晶体管的控制极与所述镜像电流单元的第三端口连接，第一极与第二电压连接，第二极与第一电压连接；所述负载电阻和所述负载电容并联连接在第二电压和接地端之间。

优选地，所述第一极为发射极或源极，第二极为集电极或漏极。