[发明专利]一种半导体驱动电路的电流纹波调整方法、电源管理芯片及装置

权利要求书

1.一种半导体驱动电路的电流纹波调整方法，其特征在于，包括下列步骤：

S1、在半导体驱动电路上设置电源管理芯片、VCCS、NM0S晶体管以及电阻网络，电源管理芯片发射PWM信号驱动NMOS晶体管；

NMOS晶体管为应变硅NMOS晶体管，建立应变硅NMOS晶体管模型，在体硅衬底上首先生长一层驰豫的SiGa缓冲层，其上用MBE(分子束外延)低温生长应变硅沟道层；

S2、NMOS晶体管根据PWM信号的电压准位，导通或断开其汲极-源极通道，由于NMOS晶体管为应变硅NMOS晶体管，沟道横向表面电势不再是恒定不变的，根据关态或亚阈条件下的沟道表面势分布来调节NMOS晶体管的电压位准，导通或断开其汲极-源极通道；

S3、电阻网络为若干个电阻串联，并且与若干个NMOS晶体管并联，通过控制NMOS晶体管的通断来控制与之并联的电阻是否接入电路，通过调整不同的NMOS晶体管的通断实现接入不同阻值的电阻，实现粗调；

S4、在实现小数部分电阻值时主要通过调节VCVS的电压来实现，实现微调；

S5、电流检测电路与电压检测电路通过A/D转换实时传送电压电流数据到电源管理芯片，电源管理芯片实时计算并判断当前阻值是否符合设定的目标阻值，并使用PI控制算法调整VCVS电压值以抵消误差电阻影响，进行校正，从而实现目标阻值；

S6、输出电源的电流流过电阻网络产生控制电流，同时流过电流感测电阻产生电流感测信号；

S7、在电源管理芯片设置放大器模块，放大器模块的正向输入端接入参考电压，负向输入端接入外接电阻产生的电流感测信号，输出端外接电容，使电流感测信号和参考电压的差值经该电容滤波以产生比较信号；

S8、同时，信号单元按照电阻网络所生产的控制电流，改变锯齿波信号的上升斜率，而锯齿波信号的上升斜率变大或变小时，比较信号的电压准位随之升高或降低，从而使得电流感测信号的纹波变小或变大；

S9、电流流过电感，输出到半导体模块，接入流过电感的电流感测信号，形成半导体驱动电路的输出电流。

2.根据权利要求1所述的一种半导体驱动电路的电流纹波调整方法，其特征在于：所述NMOS晶体管的栅极电压为4.5V时，导通内阻较小，为5.4mΩ，且NMOS晶体管施加了保护电路。

3.根据权利要求1所述的一种半导体驱动电路的电流纹波调整方法，其特征在于：所述PI控制算法内置电源管理芯片中，在主要由比例环节P和积分环节I构成，当误差产生时，比例环节立即动作产生控制作用。

4.根据权利要求1所述的一种半导体驱动电路的电流纹波调整方法，其特征在于：所述电压检测电路由电压跟随器、反相器与加法器构成，电路使用开环增益较高的运算放大器，所述电流检测电路使用读取采样电阻电压值获取电流数据，电阻使用精度为0.01％的高精度电阻作为电流采样电阻，取样电阻阻值为10mΩ。

5.根据权利要求1所述的一种半导体驱动电路的电流纹波调整方法，其特征在于：当检测到阻值偏离设定值时，电源管理芯片通过内置的PI算法控制VCVS的电压，使整体的等效电阻回到设定值。

6.一种应用于半导体驱动电路的电源管理芯片，其特征在于：包括用于输出反馈信号的误差放大器模块、用于产生的斜坡的斜坡发生器、用于接收反馈信号与斜坡的PWM比较器、用于改变锯齿波信号的上升斜率的信号单元以及开关电路，所述PWM比较器在接收到反馈信号的同时，即产生一定占空比的PWM输出信号，所述PWM输出信号驱动一个开关电路，控制此开关电路的开启与断开，最后在PWM OUTPUT端输出PWM信号，PWM比较器的工作电路中，设置有V₊₁控制端控制电路输出，用于给输出端的电压设定一个固定的阈值，当电压未达到该阈值时，输出电路不工作，让电路开始工作时不能在全占空比下启动，使输出电压以受控的上升速率增加至稳定点，V_+l端除了控制输出电路启动外，能够对输出PWM脉冲进行占空比钳位，给电路的输出提供了宽范围的占空比。