一种用于PWM 控制Buck 型DC-DC 变换器的带隙基准源

2013-12-21王宇星

电子器件 2013年2期

关键词：设计

王宇星，朱波

在DC-DC 转换器芯片设计中，误差放大器的参考电压和其他模块需要的参考电流由带隙基准产生，可见基准的精度会直接影响到芯片的控制精度［1］。在众多的基准实现电路中，带隙基准(BGR)电路的研究最为广泛［2-5］。就进行补偿和具有正负温度系数的电学量而言，可以分为电流模式带隙电压基准源和电压模式带隙电压基准源。为提高电压基准综合性能水平，需将电流模与电压模结构的优点充分结合。因此，具有负载驱动能力的电压模Widlar 带隙基准结构［6］，成为实现精度基准的理想结构选择。

电路基于经典的Wildar 电压基准环路控制系统分析的基础上，通过高阶补偿完成系统分析和研究，进行仿真验证和版图设计，最后给出流片测试结果。

1 Widler 带隙基准基本原理

Widlar 基准源［6］基本原理与电压模基准相同，不同之处表现为系统反馈环路控制不仅实现的支路电流匹配的条件，同时通过负反馈控制稳定系统工作点，提高输出负载的电流驱动能力和系统的PSRR 特性。图1 所示的基于BJT 结构的Widlar 基准电路。Q3反向放大器构成系统闭环负反馈控制环路，利用其VBE 电压的箝位作用实现R1与R2支路电流相等，并在R3电阻上形成PTAT 电压定义的电流并传递到R1中，在R1和Q1串联支路中最终形成电压模基准输出。反馈控制调节管Q4基极电位提供基准及负载支路所需电流，维持输出不变，并且输出电压由电压模基准支路定义。