具有带隙结构的迟滞比较器电路设计

(2)实际电路设计
图1电路中，Q11，Q12，Q9，R10提供迟滞反馈回路。Q13相当于图绕行电感器3中的开关K。Q11，Q12，Q13构成电流镜，当Q12集电极有电流流过时，Q11，Q13集电极也有电流流过。当C点电压高于D点电压时，Q10导通，Q12集电极中有电流流过，Q11的集电极，电流流过R10，Q9的发射极电位升高，Q9截止，迟滞比较器处于一种工作状态(相当于图3中K闭合)，设此时流过R8中的电流为IH。当C点电压低于D点电压时，Q10截止，Q12集电极中没有电流流过，Q9的集电极电位变低，电感电容滤波器Q9导通，迟滞比较器处于另一种工作状态(相当于图3中K打开)，设此时流过R8中的电流为IL。
迟滞过程为：当C点电压从低电平逐渐增加时，Q10截止，Q12集电极中没有电流流过，Q9的发射极电位变低，Q9导通，流过R8中的电流为IL；当C点电压与D点电压相等时，比较器发生翻转，设此时D点电压为VH，Q10导通，Q12集电极中有电流流过，Q11的集电极电流流过R10，Q9的发射极电位升高，Q9截止，流过R8中的电流变为IH，Q9由截止变为导通，引起流过R8的电流变化量△IR8=IL-IH，R8两端的功率电感器电压变化量为△V=R8×△AIR8，相当于迟滞比较器的负端电压减少△V，当C点电压低于VH-△V时，迟滞比较器发生翻转。于是迟滞比较器的迟滞电压为△V。
(3)整体电路的门限电压和迟滞电压
当VFB从低电平逐渐增加时，Ic2>Ic1，于是C点电压高于D点电压，Q10导通，Q9截止。当输入电压VFB达到带隙比较器的翻转门限时，Ic2=Ic1，此时迟滞比较器发生翻转，Q10截止，Q9导通，设此时的VFB=VOH，则有：

当VFB从超过VOH电压逐渐减小时，迟滞比较器的工作点发生变化，只有当迟滞比较器的电压达到下翻转门限时，迟滞比较器才翻转，于是当VFB减小到VFB=VOH时，Q10并不导通，VFB继续减小，当迟滞比较器的电压达到下翻转门限时，迟滞比较器才会发生翻转，Q1共模电感器0导通，设此时的VFB=VOL，则有：

式中：△U是△V等效到IN端的输入电压；△V是迟滞比较器的迟滞电压。于是整体电路的输入端FB迟滞电压为△U。它与Q9导通时流过的电流、R8大小有关。调节R9，R10的大小可以改变Q9导通时流过的电流，也就可以调节这个迟滞电压。改变R8的大小可以直接调整迟滞电压。

2 仿真验证
迟滞比较器的仿真波形如图4～图6所示，图4为输出电流IOUT与输入信号FB的关系图。从图中可以看出，该电路能够实现8 mV的迟滞功能。图5和图6分别为迟滞比较器翻转门限随电源电压和温度的变化结果。可以看出，迟滞比较器的翻转门限随温度和电压变化均较小，验证了电路的稳定性较高。

3 结语
传统的带隙基准工字电感器电路和迟滞比较器电路占芯片面积较大，工作电压和功耗都比较高。本文设计的具有带隙结构的迟滞比较器工作电压低至1．2 V，大大节省了芯片面积，适用于微功耗DC—DC转换器中，主要用于镍镉、镍氢和碱性电池供电的便携式产品。

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