CN217363031U - 一种用于大电流dcdc电源模块的片内补偿误差放大器 - Google Patents

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王婉
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Abstract

本实用新型公开了一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，通过电流对电容充电形成的软启动电压VSS，当软启动电压VSS低于基准电压VREF时，软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC；当软启动电压VSS上升超过基准电压VREF时，基准电压VREF取代软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC。第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12和第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11取较大的宽长比，实现大跨导特性，与补偿电阻电容形成一个远离原点的次主极点，保证***稳定性。能够应用于大电流DCDC电源模块中，通过增大误差放大器的跨导，减小输出电阻，使误差放大器输出端的极点位置远离原点位置，作为电源模块***的次主极点，保证***稳定性。

Description

一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器
技术领域
本实用新型属于开关电源技术领域，具体属于一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器。
背景技术
随着电子***的规模扩展和运算能力的大幅增加，尤其高质量图像采集，处理，传送的应用，对电子***的供电电源要求具有更大的负载能力和更快的瞬态响应速度。现代电子***，如高性能通信、服务器和计算***中的ASIC、FPGA和处理器需要使用能直接从12V或中间总线生成1.0V(或更低)电压的核心电源，并要求供电电源提供高达十几安培甚至上百安培的带载能力。
众所周知，电流模式的DCDC转换器通常包含两个极点和一个零点，设置相应零极点位置以保证***稳定。在大电流DCDC电源模块中，为保证输出电压的稳定性和瞬态响应要求，输出电容需要配置得高达几百甚至几千微法，使得输出端极点接近原点位置，这样该极点只能作为大电流DCDC电源模块***的主极点，那么要求***中误差放大器输出端的极点作为次主极点，才能更好地保证***的稳定和更好的瞬态响应性能。
然而现有技术中误差放大器输出端的极点并不能作为次主极点，不能满足应用的需求。
实用新型内容
为了解决现有技术中存在的问题，本实用新型提供一种大跨导的片内补偿误差放大器，用于解决上述问题。
为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，包括第一P型MOS管MP1、第二P型MOS管MP2、第三P型MOS管MP3、第四P型MOS管MP4、第五P型MOS管MP5、第六P型MOS管MP6、第七P型MOS管MP7、第八P型MOS管MP8、第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10、第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12、第一N型MOS管MN1、第二N型MOS管MN2、第三N型MOS管MN3、第四N型MOS管MN4、第五N型MOS管MN5、第六N型MOS管MN6、第七N型MOS管MN7、第八N型MOS管MN8、第九N型MOS管MN9、第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11、电阻R和电容C；
所述第一P型MOS管MP1的源极、所述第二P型MOS管MP2的源极、所述第四P型MOS管MP4的源极、所述第九P型MOS管MP9的源极、所述第十一P型MOS管MP11的源极与内部电源INTVCC连接；
所述第一P型MOS管MP1的栅极、所述第一P型MOS管MP1的漏极、所述第三P型MOS管MP3的栅极、所述第五P型MOS管MP5的栅极、所述第十P型MOS管MP10的栅极、所述第十二P型MOS管MP12的栅极与所述第二N型MOS管MN2的漏极连接；
所述第二P型MOS管MP2的栅极、所述第四P型MOS管MP4的栅极、所述第三P型MOS管MP3的漏极与所述第三N型MOS管MN3的漏极连接；
所述第二P型MOS管MP2的漏极与所述第三P型MOS管MP3的源极连接，所述第四P型MOS管MP4的漏极与所述第五P型MOS管MP5的源极连接；所述第五P型MOS管MP5的漏极、所述第六P型MOS管MP6的源极、所述第七P型MOS管MP7与所述第八P型MOS管MP8的源极连接，所述第六P型MOS管MP6的栅极与外部反馈电压VFB连接；
所述第六P型MOS管MP6的漏极与所述第四N型MOS管MN4的漏极、所述第五N型MOS管MN5的栅极、所述第九N型MOS管MN9的栅极连接，所述第七P型MOS管MP7的栅极与外部基准电压VREF连接；所述第七P型MOS管MP7的漏极、所述第八P型MOS管MP8的漏极与所述第六N型MOS管MN6的漏极、所述第七N型MOS管MN7的栅极、所述第十一N型MOS管MN11的栅极连接；
所述第八P型MOS管MP8的栅极与外部软启动电压VSS连接，所述第九P型MOS管MP9的栅极、所述第十一P型MOS管MP11的栅极、所述第十P型MOS管MP10的漏极与所述第八N型MOS管MN8的漏极连接，所述第九P型MOS管MP9的漏极与所述第十P型MOS管MP10的源极连接，所述第十一P型MOS管MP11的漏极与所述第十二P型MOS管MP12的源极连接，所述第十二P型MOS管MP12的漏极、所述第十N型MOS管MN10的漏极、所述电阻R的一端与外部输出端口VC连接；
所述第一N型MOS管MN1的漏极、所述第一N型MOS管MN1的栅极、所述第二N型MOS管MN2的栅极、所述第三N型MOS管MN3的栅极与外部偏置电流IBIAS连接；
所述第四N型MOS管MN4的栅极、所述第六N型MOS管MN6的栅极、所述第八N型MOS管MN8的栅极、所述第十N型MOS管MN10的栅极与外部偏置电压VBIAS连接；所述第四N型MOS管MN4的源极与所述第五N型MOS管MN5的漏极连接，所述第六N型MOS管MN6的源极与所述第七N型MOS管MN7的漏极连接，所述第八N型MOS管MN8的源极与所述九N型MOS管MN9的漏极连接，所述第十N型MOS管MN10的源极与所述第十一N型MOS管MN11的漏极连接，所述电阻R的另一端与所述电容C的一端连接，所述第一N型MOS管MN1的源极、所述第二N型MOS管MN2的源极、所述第三N型MOS管MN3的源极、所述第五N型MOS管MN5的源极、所述第七N型MOS管MN7的源极、所述第九N型MOS管MN9的源极、所述第十一N型MOS管MN11的源极、所述电容C的另一端与地端GND连接。
优选的，所述软启动电压VSS是通过电流对C充电形成的一个斜波电压。
优选的，当软启动电压VSS低于基准电压VREF时，软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC。
优选的，当软启动电压VSS上升超过基准电压VREF时，基准电压VREF取代软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC。
优选的，所述第四N型MOS管MN4、第五N型MOS管MN5和第六N型MOS管MN6、第七N型MOS管MN7之间版图面积的比值为1:1。
优选的，所述第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10和第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12之间版图面积的比值为1:N，N为大于1的正整数。
优选的，所述第八N型MOS管MN8、第九N型MOS管MN9和第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11之间版图面积的比值为1:N，N为大于1的正整数。
与现有技术相比，本实用新型具有以下有益的技术效果：
本实用新型提供一种大跨导的片内补偿误差放大器，通过电流对电容充电形成的软启动电压VSS，输出级的第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12和第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11取较大的宽长比，实现大跨导特性，与补偿电阻电容形成一个远离原点的次主极点，保证***稳定性。本实用新型的片内补偿误差放大器能够应用于大电流DCDC电源模块中，通过增大误差放大器的跨导，减小输出电阻，使误差放大器输出端的极点位置远离原点位置，作为电源模块***的次主极点，保证***稳定性。
附图说明
图1为本实用新型的大跨导片内补偿误差放大器示意图。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本实用新型做进一步的详细说明，所述是对本实用新型的解释而不是限定。
实施例
如图1所示，本实用新型的大跨导片内补偿误差放大器，包括第一P型MOS管MP1、第二P型MOS管MP2、第三P型MOS管MP3、第四P型MOS管MP4、第五P型MOS管MP5、第六P型MOS管MP6、第七P型MOS管MP7、第八P型MOS管MP8、第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10、第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12、第一N型MOS管MN1、第二N型MOS管MN2、第三N型MOS管MN3、第四N型MOS管MN4、第五N型MOS管MN5、第六N型MOS管MN6、第七N型MOS管MN7、第八N型MOS管MN8、第九N型MOS管MN9、第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11、电阻R、电容C。
具体连接关系如下：第一P型MOS管MP1的源极、第二P型MOS管MP2的源极、第四P型MOS管MP4的源极、第九P型MOS管MP9的源极、第十一P型MOS管MP11的源极与内部电源INTVCC连接，第一P型MOS管MP1的栅极、第一P型MOS管MP1的漏极、第三P型MOS管MP3的栅极、第五P型MOS管MP5的栅极、第十P型MOS管MP10的栅极、第十二P型MOS管MP12的栅极与第二N型MOS管MN2的漏极连接，第二P型MOS管MP2的栅极、第四P型MOS管MP4的栅极、第三P型MOS管MP3的漏极与第三N型MOS管MN3的漏极连接，第二P型MOS管MP2的漏极与第三P型MOS管MP3的源极连接，第四P型MOS管MP4的漏极与第五P型MOS管MP5的源极连接，第五P型MOS管MP5的漏极、第六P型MOS管MP6的源极、第七P型MOS管MP7与第八P型MOS管MP8的源极连接，第六P型MOS管MP6的栅极与外部反馈电压VFB连接，第六P型MOS管MP6的漏极与第四N型MOS管MN4的漏极、第五N型MOS管MN5的栅极、第九N型MOS管MN9的栅极连接，第七P型MOS管MP7的栅极与外部基准电压VREF连接，第七P型MOS管MP7的漏极、第八P型MOS管MP8的漏极与第六N型MOS管MN6的漏极、第七N型MOS管MN7的栅极、第十一N型MOS管MN11的栅极连接，第八P型MOS管MP8的栅极与外部软启动电压VSS连接，第九P型MOS管MP9的栅极、第十一P型MOS管MP11的栅极、第十P型MOS管MP10的漏极与第八N型MOS管MN8的漏极连接，第九P型MOS管MP9的漏极与第十P型MOS管MP10的源极连接，第十一P型MOS管MP11的漏极与第十二P型MOS管MP12的源极连接，第十二P型MOS管MP12的漏极、第十N型MOS管MN10的漏极、电阻R的一端与外部输出端口VC连接，第一N型MOS管MN1的漏极、第一N型MOS管MN1的栅极、第二N型MOS管MN2的栅极、第三N型MOS管MN3的栅极与外部偏置电流IBIAS连接，第四N型MOS管MN4的栅极、第六N型MOS管MN6的栅极、第八N型MOS管MN8的栅极、第十N型MOS管MN10的栅极与外部偏置电压VBIAS连接，第四N型MOS管MN4的源极与第五N型MOS管MN5的漏极连接，第六N型MOS管MN6的源极与第七N型MOS管MN7的漏极连接，第八N型MOS管MN8的源极与九N型MOS管MN9的漏极连接，第十N型MOS管MN10的源极与第十一N型MOS管MN11的漏极连接，电阻R的另一端与电容C的一端连接，第一N型MOS管MN1的源极、第二N型MOS管MN2的源极、第三N型MOS管MN3的源极、第五N型MOS管MN5的源极、第七N型MOS管MN7的源极、第九N型MOS管MN9的源极、第十一N型MOS管MN11的源极、电容C的另一端与地端GND连接。
输出级的第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12和第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11取较大的宽长比，即第四N型MOS管MN4、第五N型MOS管MN5和第六N型MOS管MN6、第七N型MOS管MN7之间版图面积的比值为1:1。
第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10和第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12之间版图面积的比值为1:N，N为大于1的正整数。
第八N型MOS管MN8、第九N型MOS管MN9和第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11之间版图面积的比值为1:N，N为大于1的正整数。
本实施例中的大跨导的片内补偿误差放大器中软启动电压VSS是通过电流对电容充电形成的一个斜波电压，当软启动电压VSS低于基准电压VREF时，软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC；当软启动电压VSS上升超过基准电压VREF时，基准电压VREF取代软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC。第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12和第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11取较大的宽长比，实现大跨导特性，与补偿电阻电容形成一个远离原点的次主极点，保证***稳定性。

Claims (7)

1.一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，其特征在于，包括第一P型MOS管MP1、第二P型MOS管MP2、第三P型MOS管MP3、第四P型MOS管MP4、第五P型MOS管MP5、第六P型MOS管MP6、第七P型MOS管MP7、第八P型MOS管MP8、第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10、第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12、第一N型MOS管MN1、第二N型MOS管MN2、第三N型MOS管MN3、第四N型MOS管MN4、第五N型MOS管MN5、第六N型MOS管MN6、第七N型MOS管MN7、第八N型MOS管MN8、第九N型MOS管MN9、第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11、电阻R和电容C；
所述第一P型MOS管MP1的源极、所述第二P型MOS管MP2的源极、所述第四P型MOS管MP4的源极、所述第九P型MOS管MP9的源极、所述第十一P型MOS管MP11的源极与内部电源INTVCC连接；
所述第一P型MOS管MP1的栅极、所述第一P型MOS管MP1的漏极、所述第三P型MOS管MP3的栅极、所述第五P型MOS管MP5的栅极、所述第十P型MOS管MP10的栅极、所述第十二P型MOS管MP12的栅极与所述第二N型MOS管MN2的漏极连接；
所述第二P型MOS管MP2的栅极、所述第四P型MOS管MP4的栅极、所述第三P型MOS管MP3的漏极与所述第三N型MOS管MN3的漏极连接；
所述第二P型MOS管MP2的漏极与所述第三P型MOS管MP3的源极连接，所述第四P型MOS管MP4的漏极与所述第五P型MOS管MP5的源极连接；所述第五P型MOS管MP5的漏极、所述第六P型MOS管MP6的源极、所述第七P型MOS管MP7与所述第八P型MOS管MP8的源极连接，所述第六P型MOS管MP6的栅极与外部反馈电压VFB连接；
所述第六P型MOS管MP6的漏极与所述第四N型MOS管MN4的漏极、所述第五N型MOS管MN5的栅极、所述第九N型MOS管MN9的栅极连接，所述第七P型MOS管MP7的栅极与外部基准电压VREF连接；所述第七P型MOS管MP7的漏极、所述第八P型MOS管MP8的漏极与所述第六N型MOS管MN6的漏极、所述第七N型MOS管MN7的栅极、所述第十一N型MOS管MN11的栅极连接；
所述第八P型MOS管MP8的栅极与外部软启动电压VSS连接，所述第九P型MOS管MP9的栅极、所述第十一P型MOS管MP11的栅极、所述第十P型MOS管MP10的漏极与所述第八N型MOS管MN8的漏极连接，所述第九P型MOS管MP9的漏极与所述第十P型MOS管MP10的源极连接，所述第十一P型MOS管MP11的漏极与所述第十二P型MOS管MP12的源极连接，所述第十二P型MOS管MP12的漏极、所述第十N型MOS管MN10的漏极、所述电阻R的一端与外部输出端口VC连接；
所述第一N型MOS管MN1的漏极、所述第一N型MOS管MN1的栅极、所述第二N型MOS管MN2的栅极、所述第三N型MOS管MN3的栅极与外部偏置电流IBIAS连接；
所述第四N型MOS管MN4的栅极、所述第六N型MOS管MN6的栅极、所述第八N型MOS管MN8的栅极、所述第十N型MOS管MN10的栅极与外部偏置电压VBIAS连接；所述第四N型MOS管MN4的源极与所述第五N型MOS管MN5的漏极连接，所述第六N型MOS管MN6的源极与所述第七N型MOS管MN7的漏极连接，所述第八N型MOS管MN8的源极与所述九N型MOS管MN9的漏极连接，所述第十N型MOS管MN10的源极与所述第十一N型MOS管MN11的漏极连接，所述电阻R的另一端与所述电容C的一端连接，所述第一N型MOS管MN1的源极、所述第二N型MOS管MN2的源极、所述第三N型MOS管MN3的源极、所述第五N型MOS管MN5的源极、所述第七N型MOS管MN7的源极、所述第九N型MOS管MN9的源极、所述第十一N型MOS管MN11的源极、所述电容C的另一端与地端GND连接。
2.根据权利要求1所述的一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，其特征在于，所述软启动电压VSS是通过电流对C充电形成的一个斜波电压。
3.根据权利要求1所述的一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，其特征在于，当软启动电压VSS低于基准电压VREF时，软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC。
4.根据权利要求1所述的一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，其特征在于，当软启动电压VSS上升超过基准电压VREF时，基准电压VREF取代软启动电压VSS与反馈电压VFB比较获得输出电压VC。
5.根据权利要求1所述的一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，其特征在于，所述第四N型MOS管MN4、第五N型MOS管MN5和第六N型MOS管MN6、第七N型MOS管MN7之间版图面积的比值为1:1。
6.根据权利要求1所述的一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，其特征在于，所述第九P型MOS管MP9、第十P型MOS管MP10和第十一P型MOS管MP11、第十二P型MOS管MP12之间版图面积的比值为1:N，N为大于1的正整数。
7.根据权利要求1所述的一种用于大电流DCDC电源模块的片内补偿误差放大器，其特征在于，所述第八N型MOS管MN8、第九N型MOS管MN9和第十N型MOS管MN10、第十一N型MOS管MN11之间版图面积的比值为1:N，N为大于1的正整数。
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CN117118219A (zh) * 2023-10-08 2023-11-24 西安航天民芯科技有限公司 一种片内集成的软启动电路

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