CN108768347B - 一种斜坡发生器及其补偿电路 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种斜坡发生器及其补偿电路，包括：斜坡发生模块，包括用于通过源极或漏极输出斜坡信号的一MOS管；充电控制模块；充电控制模块将串联节点处的电压与第一参考输入端接收的第一参考电压比较，并根据比较结果控制第一开关的通断；放电控制模块；放电控制模块将串联节点处的电压与第二参考输入端接收的第二参考电压比较，并根据比较结果控制第二开关的通断；其中，第一参考电压和第二参考电压之间形成的区间对应MOS管的寄生电容曲线的比例变化区间；能够对采用MOS管的斜坡发生器进行补偿，避免斜坡发生器受MOS管栅极电容随栅极电压非线性变化的影响。
Description
技术领域
本发明涉及电力电子技术领域，尤其涉及一种斜坡发生器及其补偿电路。
背景技术
斜坡发生器是电力电子技术中常见的器件，用于产生斜坡信号。随着半导体工艺的发展，半导体器件的成本逐渐降低，从而能够被应用在斜坡发生器中。在使用MOSFET(Metal-Oxide-Semiconductor Field Effect Transistor金属氧化物半导体场效应晶体管)的斜坡发生器中，由于MOS管的栅极电容Cgs的单位面积电容值会随着栅极电压Vgs的大小而改变，且这种改变在整个改变范围内是非比例变化的，这会极大地影响了斜坡发生器的输出。
发明内容
针对上述问题，本发明提出了一种斜坡发生器的补偿电路，其中，包括：
斜坡发生模块，包括串联在一电源和地之间的第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关串接处形成一串联节点；
所述斜坡发生模块还包括用于通过源极或漏极输出斜坡信号的一MOS管，所述MOS管的栅极连接所述串联节点；
充电控制模块，包括一第一输入端、一第一参考输入端和一第一输出端，所述第一输入端连接所述串联节点，所述第一输出端连接所述第一开关；
所述充电控制模块将所述串联节点处的电压与所述第一参考输入端接收的第一参考电压比较，并根据比较结果控制所述第一开关的通断；
放电控制模块，包括一第二输入端、一第二参考输入端和一第二输出端，所述第二输入端连接所述串联节点，所述第二输出端连接所述第二开关；
所述放电控制模块将所述串联节点处的电压与所述第二参考输入端接收的第二参考电压比较，并根据比较结果控制所述第二开关的通断；
其中，所述第一参考电压和所述第二参考电压之间形成的区间对应所述MOS管的寄生电容曲线的比例变化区间。
上述的补偿电路，其中，所述充电控制模块包括：
第一比较单元，所述第一比较单元的正相输入端作为所述第一输入端连接所述串联节点，反相输入端接收所述第一参考电压；
第一控制单元，所述第一控制单元的输入端连接所述第一比较单元的比较输出端，以及所述第一控制单元的输出端连接所述第一开关，以根据所述第一比较单元的比较结果控制所述第一开关的通断。
上述的补偿电路，其中，所述放电控制模块包括：
第二比较单元，所述第二比较单元的正相输入端作为所述第二输入端连接所述串联节点，反相输入端接收所述第二参考电压；
第二控制单元，所述第二控制单元的输入端连接所述第二比较单元的比较输出端，以及所述第二控制单元的输出端连接所述第二开关，以根据所述第二比较单元的比较结果控制所述第二开关的通断。
上述的补偿电路，其中，所述第一控制单元还具有一第一时钟输入口，所述第一时钟输入口用于接收一时钟信号；以及
所述第二控制单元还具有一第二时钟输入口，所述第二时钟输入口用于接收所述时钟信号。
上述的补偿电路，其中，所述第一参考电压为3～4V。
上述的补偿电路，其中，所述第二参考电压为4.5～5.5V。
上述的补偿电路，其中，所述MOS管为NMOS管。
上述的补偿电路，其中，所述NMOS管的衬底接地。
一种斜坡发生器，应用如上任一所述的补偿电路。
有益效果：本发明提出的一种斜坡发生器及其补偿电路，能够对采用MOS管的斜坡发生器进行补偿，避免斜坡发生器受MOS管栅极电容随栅极电压非线性变化的影响。
附图说明
图1为本发明一实施例中斜坡发生器的补偿电路的电路原理图；
图2为本发明一实施例中栅极电容随栅极电压的变化曲线图；
图3为本发明一实施例中斜坡信号与传统斜坡信号的波形图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本发明进行进一步说明。
实施例一
在一个较佳的实施例中，如图1所示，提出了一种斜坡发生器的补偿电路，其中，包括：
斜坡发生模块10，包括串联在一电源VDD和地之间的第一开关SW1和第二开关SW2，第一开关SW1和第二开关SW2串接处形成一串联节点n；
斜坡发生模块10还包括用于通过源极或漏极输出斜坡信号的一MOS管M1，MOS管M1的栅极连接串联节点n；
充电控制模块20，包括一第一输入端、一第一参考输入端和一第一输出端，第一输入端连接串联节点n，第一输出端连接第一开关SW1；
充电控制模块20将串联节点n处的电压与第一参考输入端接收的第一参考电压Vref1比较，并根据比较结果控制第一开关SW1的通断；
放电控制模块30，包括一第二输入端、一第二参考输入端和一第二输出端，第二输入端连接串联节点n，第二输出端连接第二开关SW2；
放电控制模块30将串联节点n处的电压与第二参考输入端接收的第二参考电压Vref2比较，并根据比较结果控制第二开关SW2的通断；
其中，第一参考电压Vref1和第二参考电压Vref2的电压值之间形成的区间对应MOS管M1的寄生电容曲线的比例变化区间。
上述技术方案中，斜坡发生模块10中的MOS管M1的源极和/或漏极上还可以连接有用于产生斜坡信号的其他元件，这是本领域的惯用技术手段，在此不再赘述；在充电控制模块20和放电控制模块30的控制下，第一开关SW1和第二开关SW2应交替导通，从而使得MOS管M1可以在源漏极之间产生形成斜坡信号所需的电流/电压；第一开关SW1和第二开关SW2均可以采用MOS管实现。
在一个较佳的实施例中，充电控制模块20可以包括：
第一比较单元CP1，第一比较单元CP1的正相输入端作为第一输入端连接串联节点n，反相输入端接收第一参考电压Vref1；
第一控制单元CT1，第一控制单元CT1的输入端连接第一比较单元CP1的比较输出端，以及第一控制单元CT1的输出端连接第一开关SW1，以根据第一比较单元CP1的比较结果控制第一开关SW1的通断。
上述实施例中，优选地，放电控制模块30可以包括：
第二比较单元CP2，第二比较单元CP2的正相输入端作为第二输入端连接串联节点n，第二比较单元CP2的反相输入端接收第二参考电压Vref2；
第二控制单元CT2，第二控制单元CT2的输入端连接第二比较单元CP2的比较输出端，以及第二控制单元CT2的输出端连接第二开关SW2，以根据第二比较单元CT2的比较结果控制第二开关SW2的通断。
上述技术方案中，第一控制单元CT1和第二控制单元CT2的输出端输出的信号可以是互为反相的脉冲信号。
上述实施例中，优选地，第一控制单元CT1还可以具有一第一时钟输入口，第一时钟输入口用于接收一第一时钟信号ck1；以及
第二控制单元CT2还具有一第二时钟输入口，第二时钟输入口用于接收一第二时钟信号ck2。
上述技术方案中，第一时钟信号ck1和第二时钟信号ck2可以是相同的时钟信号。
在一个较佳的实施例中，第一参考电压可以为3～4V(伏)，举例来说，可以是3.2V，或3.4V，或3.5V，或3.6V，或3.8V等。
在一个较佳的实施例中，第二参考电压可以为4.5～5.5V，举例来说，可以是4.7V，或4.9V，或5.1V，或5.2V，或5.3V等。
在一个较佳的实施例中，MOS管M1可以为NMOS管。
在一个较佳的实施例中，NMOS管M1的衬底接地。
实施例二
在一个较佳的实施例中，还提出了一种斜坡发生器，可以应用如上任一的补偿电路。
举例来说，如图2所示，可以采用本发明中的斜坡发生器将MOS管M1的寄生电容曲线控制在比例变化区段AB之间，从而实现对斜坡发生器的补偿。
如图3所示，本发明中的斜坡信号波形A’相较于传统的斜波信号B’，波形能够得到较大改善。
综上所述，本发明提出的一种斜坡发生器及其补偿电路，包括：斜坡发生模块，包括串联在一电源和地之间的第一开关和第二开关，第一开关和第二开关串接处形成一串联节点；斜坡发生模块还包括用于通过源极或漏极输出斜坡信号的一MOS管，MOS管的栅极连接串联节点；充电控制模块，包括一第一输入端、一第一参考输入端和一第一输出端，第一输入端连接串联节点，第一输出端连接第一开关；充电控制模块将串联节点处的电压与第一参考输入端接收的第一参考电压比较，并根据比较结果控制第一开关的通断；放电控制模块，包括一第二输入端、一第二参考输入端和一第二输出端，第二输入端连接串联节点，第二输出端连接第二开关；放电控制模块将串联节点处的电压与第二参考输入端接收的第二参考电压比较，并根据比较结果控制第二开关的通断；其中，第一参考电压和第二参考电压之间形成的区间对应MOS管的寄生电容曲线的比例变化区间；能够对采用MOS管的斜坡发生器进行补偿，避免斜坡发生器受MOS管栅极电容随栅极电压非线性变化的影响。
通过说明和附图，给出了具体实施方式的特定结构的典型实施例，基于本发明精神，还可作其他的转换。尽管上述发明提出了现有的较佳实施例，然而，这些内容并不作为局限。
对于本领域的技术人员而言，阅读上述说明后，各种变化和修正无疑将显而易见。因此，所附的权利要求书应看作是涵盖本发明的真实意图和范围的全部变化和修正。在权利要求书范围内任何和所有等价的范围与内容，都应认为仍属本发明的意图和范围内。
Claims (9)
1.一种斜坡发生器的补偿电路，其特征在于，包括：
斜坡发生模块，包括串联在一电源和地之间的第一开关和第二开关，所述第一开关和所述第二开关串接处形成一串联节点；
所述斜坡发生模块还包括用于通过源极或漏极输出斜坡信号的一MOS管，所述MOS管的栅极连接所述串联节点；
充电控制模块，包括一第一输入端、一第一参考输入端和一第一输出端，所述第一输入端连接所述串联节点，所述第一输出端连接所述第一开关；
所述充电控制模块将所述串联节点处的电压与所述第一参考输入端接收的第一参考电压比较，并根据比较结果控制所述第一开关的通断；
放电控制模块，包括一第二输入端、一第二参考输入端和一第二输出端，所述第二输入端连接所述串联节点，所述第二输出端连接所述第二开关；
所述放电控制模块将所述串联节点处的电压与所述第二参考输入端接收的第二参考电压比较，并根据比较结果控制所述第二开关的通断；
其中，所述第一参考电压和所述第二参考电压之间形成的区间对应所述MOS管的寄生电容曲线的比例变化区间；
在所述充电控制模块和所述放电控制模块的控制下，所述第一开关和所述第二开关交替导通，从而使得所述MOS管在所述源极和所述漏极之间产生形成斜坡信号所需的电流或电压。
2.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述充电控制模块包括：
第一比较单元，所述第一比较单元的正相输入端作为所述第一输入端连接所述串联节点，反相输入端接收所述第一参考电压；
第一控制单元，所述第一控制单元的输入端连接所述第一比较单元的比较输出端，以及所述第一控制单元的输出端连接所述第一开关，以根据所述第一比较单元的比较结果控制所述第一开关的通断。
3.根据权利要求2所述的补偿电路，其特征在于，所述放电控制模块包括：
第二比较单元，所述第二比较单元的正相输入端作为所述第二输入端连接所述串联节点，反相输入端接收所述第二参考电压；
第二控制单元，所述第二控制单元的输入端连接所述第二比较单元的比较输出端，以及所述第二控制单元的输出端连接所述第二开关，以根据所述第二比较单元的比较结果控制所述第二开关的通断。
4.根据权利要求3所述的补偿电路，其特征在于，所述第一控制单元还具有一第一时钟输入口，所述第一时钟输入口用于接收一时钟信号；以及
所述第二控制单元还具有一第二时钟输入口，所述第二时钟输入口用于接收所述时钟信号。
5.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述第一参考电压为3～4V。
6.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述第二参考电压为4.5～5.5V。
7.根据权利要求1所述的补偿电路，其特征在于，所述MOS管为NMOS管。
8.根据权利要求7所述的补偿电路，其特征在于，所述NMOS管的衬底接地。
9.一种斜坡发生器，其特征在于，应用如权利要求1～8任一所述的补偿电路。
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