自适应双极结型晶体管的增益检测.pdf

一种功率变换器，其在已经确定双极结型晶体管(BJT)的增益后通过控制到该BJT的基极电流来控制该BJT的集电极电流。在第一模式期间，增益检测模块确定BJT的增益。在与第一模式不同的第二模式期间，电流计算模块基于由增益检测模块所确定的BJT的增益来生成用于基极电流的电流设定值。在一些实施例中，该功率变换器可以包含于LED灯系统中。

权利要求书
1.   一种功率变换器，包括：
与输入电压相耦合并且与所述功率变换器的输出相耦合的磁性组件；
与所述磁性组件相耦合的双极结型晶体管(BJT)；
增益检测模块，配置为在第一模式期间，生成用于将所述BJT的基极电流设置为第一基极电流电平的第一电流设置信号，以及基于表示流经所述BJT的电流电平和所述第一基极电流电平的反馈信号来确定所述BJT的增益；
电流计算模块，配置为在时间上与所述第一模式不同的第二模式期间，生成用于将所述BJT的基极电流设置为在正向活动区中操作所述BJT的第二基极电流电平的第二电流设置信号，所述电流计算模块响应于目标电流电平和所确定的所述BJT的增益来确定所述第二基极电流电平。

2.   如权利要求1所述的功率变换器，还包括：
电流控制模块，配置为生成用于控制到所述BJT的基极电流的控制信号，
其中在所述第一模式期间，所述电流控制模块响应于所述第一电流设置信号生成所述控制信号；
其中在所述第二模式期间，所述电流控制模块响应于所述第二电流设置信号生成所述控制信号。

3.   如权利要求2所述的功率变换器，其中在时间上与所述第一模式和所述第二模式不同的第三模式期间，所述电流控制模块生成所述控制信号以在饱和区和截止区之间切换所述BJT。

4.   如权利要求1所述的功率变换器，还包括：
第一比较器，配置为将所述表示流经所述BJT的电流电平的反馈信号和表示第一参考电流电平的第一参考信号进行比较；以及
其中所述增益检测模块基于所述第一比较器的输出确定所述BJT的所述增益。

5.   如权利要求4所述的功率变换器，其中所述增益检测模块根据所述第一参考电流电平和所述第一基极电流电平来确定所述BJT的所述增益。

6.   如权利要求4所述的功率变换器，还包括：
第二比较器，配置为将所述表示流经所述BJT的电流的反馈信号和表示第二参考电流电平的第二参考信号进行比较；以及
其中所述增益检测模块基于所述第二比较器的输出来确定所述BJT的所述增益。

7.   如权利要求6所述的功率变换器，其中所述第一参考电流电平高于所述第二参考电流电平。

8.   如权利要求7所述的功率变换器，其中所述增益检测模块根据所述第一参考电流电平、所述第二参考电流电平、以及所述第一基极电流电平来确定所述BJT的所述增益。

9.   如权利要求6所述的功率变换器，还包括：
第三比较器，配置为将所述表示流经所述BJT的电流的反馈信号和表示第三参考电流电平的第三参考信号进行比较，
其中响应于所述反馈信号低于所述第三参考信号，所述第三比较器的输出表示所述功率变换器的故障情况。

10.   如权利要求9所述的功率变换器，其中所述第三参考电流电平低于所述第一参考电流电平和所述第二参考电流电平。

11.   如权利要求1所述的功率变换器，其中流经所述BJT的所述电流电平是所述BJT的发射极电流电平或所述BJT的集电极电流电平之一。

12.   如权利要求1所述的功率变换器，其中所述第一模式和所述第二模式是顺序重复模式。

13.   一种功率变换器中的操作方法，所述功率变换器包括与输入电压相耦合并且与功率变换器的输出相耦合的磁性组件，所述方法包括：
在第一模式期间，将与所述磁性组件相耦合的双极结型晶体管(BJT)的基极电流设置为第一基极电流电平；
在所述第一模式期间，响应于表示流经所述BJT的电流电平和所述第一基极电流电平的反馈信号来确定所述BJT的增益；
在时间上与所述第一模式不同的第二模式期间，响应于流经所述BJT的电流的目标电流电平和所确定的所述BJT的增益来确定第二基极电流电平；以及
在所述第二模式期间，将所述BJT的所述基极电流设置为所述第二基极电流电平以在正向活动区中操作所述BJT。

14.   如权利要求13所述的方法，还包括：
在所述第一模式期间，响应于所述第一电流设置信号生成用于控制到所述BJT的所述基极电流的控制信号；
在所述第二模式期间，响应于所述第二电流设置信号生成用于控制到所述BJT的所述基极电流的控制信号。

15.   如权利要求14所述的方法，还包括：
在时间上与所述第一模式和所述第二模式不同的第三模式期间，生成所述控制信号以在饱和区和截止区之间切换所述BJT。

16.   如权利要求13所述的方法，还包括：
将所述表示流经所述BJT的电流电平的反馈信号和表示第一参考电流电平的第一参考信号进行比较，以及
其中确定所述BJT的所述增益包括基于所述反馈信号和所述第一参考信号的比较来确定所述BJT的所述增益。

17.   如权利要求16所述的方法，其中确定所述BJT的所述增益包括根据所述第一参考电流电平和所述第一基极电流电平来确定所述BJT的所述增益。

18.   如权利要求16所述的方法，还包括：
将所述表示流经所述BJT的所述电流电平的反馈信号和表示第二参考电流电平的第二参考信号进行比较，以及
其中确定所述BJT的所述增益包括基于所述反馈信号和所述第二参考信号的比较来确定所述BJT的增益。

19.   如权利要求18所述的方法，其中所述第一参考电流电平高于所述第二参考电流电平。

20.   如权利要求19所述的方法，其中所述确定所述BJT的所述增益包括根据所述第一参考电流电平、所述第二参考电流电平以及所述第一基极电流电平来确定所述BJT的所述增益。

21.   如权利要求18所述的方法，还包括：
将所述表示流经所述BJT的所述电流电平的反馈信号和表示第三参考电流电平的第三参考信号进行比较，以及
其中响应于所述反馈信号低于所述第三参考信号，将所述反馈信号和所述第三参考进行比较的输出表示所述功率变换器的故障情况。

22.   如权利要求21所述的方法，其中所述第三参考电流电平低于所述参考电流电平第一和所述第二参考电流电平。

23.   如权利要求13所述的方法，其中流经所述BJT的所述电流电平是所述BJT的发射极电流电平或所述BJT的集电极电流电平之一。

24.   如权利要求13所述的方法，其中所述第一模式和所述第二模式是顺序重复模式。

说明书自适应双极结型晶体管的增益检测
技术领域
本文所公开的实施例总体涉及开关功率变换器，并且更具体地涉及对开关功率变换器的双极结型晶体管的增益进行自适应检测。
背景技术
开关功率变换器包括用于从电源向负载传递电功率的功率级和在该功率级中的开关设备。由于双极结型晶体管(BJT)的低成本，因此双极结型晶体管是包括开关模式电源的电力电子系统中常用的半导体开关器件。使用BJT的开关功率变换器用于向诸如建筑照明、汽车头灯和尾灯、液晶显示设备的背光、手电筒等使用发光二极管(LED)的电子应用传递电功率。与诸如白炽灯和荧光灯的常规照明源相比，LED具有包括高效率、优良指向性、色彩稳定、高可靠性、长使用寿命、小尺寸、以及环境安全的明显优势。
一些LED灯(即，LED灯泡)可以包括开关功率变换器以将AC输入功率变换为用于驱动LED灯的LED的DC功率。LED灯可插入灯泡插座中并且通过使用调光器开关改变向LED灯的平均AC输入功率来调光。最常规的调光器开关设计为与常规灯丝灯泡而非LED灯一同工作。因此，设计可使用常规调光器开关调光的LED灯已经变成一种挑战。
发明内容
本文所公开的实施例描述了一种功率变换器，其通过在已确定BJT的增益后控制BJT的基极电流来控制BJT的集电极电流。在一个实施例中，功率变换器以不同模式操作。在第一模式(例如，检测模式)期间，对BJT的增益进行自适应检测。在第二模式(例如，线性开环模式)期间，使用所检测的增益来生成用于驱动BJT的基极电流。通过检测BJT的增益并且随后使用该增益来生成基极电流，可以补偿BJT的增益中的任意变化以便将流经晶体管的电流设置为可预测的目标电平。在一些实施例中，功率变换器可以包含在LED灯系统中。
在一个实施例中，功率变换器包括与输入电压相耦合并且与开关功率变换器的输出相耦合的磁性组件。双极结型晶体管(BJT)与该磁性组件相耦合。增益检测模块被配置为，在第一模式期间，生成用于将BJT的基极电流设置为第一基极电流电平的第一电流设置信号。增益检测模块还基于表示流经BJT的电流电平和第一基极电流电平的反馈信号来确定BJT增益。电流计算模块被配置为，在时间上与第一模式不同的第二模式期间，生成用于将BJT的基极电流设置为在正向活动区操作所述BJT的第二基极电流电平的第二电流设置信号。电流计算模块响应于目标电流电平和所确定的BJT的增益而确定第二基极电流电平。
在说明书中所描述的特征和优点不是包括一切的，并且具体而言，考虑到附图和说明书，许多附加特征和优点将对于本领域技术人员显而易见。此外，应当注意到，说明书中所使用的措辞原则上为了可读性和介绍的目的而选择，而不是选择以界定或限制创造性的主题。
附图说明
通过结合附图考虑如下详细说明，将更易于理解本文所公开的实施例的教导。
图1图示了依照一个实施例的LED灯系统。
图2图示了依照一个例的功率控制器的详细视图。
图3A图示了依照一个实施例的功率控制器30的检测模式和开环模式。
图3B图示了依照一个实施例的在开环模式期间整流的输入信号的波形。
图4图示了依照另一个实施例的功率控制器的详细视图。
图5图示了依照又一个实施例的功率控制器的详细视图。
具体实施方式
附图和如下说明书仅仅通过图示的方式来涉及各种实施例。应该注意到从如下讨论中，本文所公开的结构和方法的可替换实施例将容易地被看作是在不脱离本文所讨论原理情况下可采用的可行替换。
现在将参考若干实施方式，在附图中图示了其示例。应当注意的是，只要可行，附图中可以使用相似或相同的附图标记并且其指示相似或相同功能。附图仅出于说明的目的描述了各种实施方式。本领域技术人员从下文描述中容易认识到，在不脱离本文中所描述原理的情况下可以应用本文中所图示结构和方法的可替代实施例。
本文所公开的实施例描述了一种用于控制BJT的基极电流的功率控制器。在一个实施例中，功率控制器以不同模式操作。在第一模式(例如，检测模式)期间，对BJT增益进行自适应检测。在第二模式(例如，开环模式)期间，使用所检测的增益来生成用于驱动BJT的基极电流。通过检测BJT的增益以及随后使用该增益以生成基极电流，可以补偿BJT的增益中的任意变化以便将流经晶体管的电流(例如，集电极或发射极电流)设置为可预测的目标电平。在一些实施例中，功率控制器可以包含在LED灯系统中。
图1图示了包括调光器开关10和LED灯20的LED灯系统。在一个实施例中，调光器开关10是常规调光器开关并且接收调光输入信号11，该调光输入信号11用于设置LED灯20的目标光输出强度。调光器开关10接收AC输入电压信号VAC并且响应与调光输入信号11而调整灯输入电压110的V‑RMS值。换句话说，由调光器开关10通过调整施加到LED灯20的灯输入电压110的V‑RMS值来实现对LED灯20的光强度的控制。调光输入信号11可以(经由旋钮开关或滑动开关、本文中未示出)手动地或者经由自动照明控制系统(本文未示出)而提供。
US专利No.7,936,132中描述了调光器开关的一个实例，其全部内容通过引用的方式并入本文。在一个实施例中，调光器开关10通过使用交流三极管(TRIAC)电路采用相位角切换来调整灯输入电压110。TRIAC是一种双向设备，其在其被触发或导通时能够在任一个方向上传导电流。一旦触发，TRIAC将持续导电直至电流下降到低于特定阈值，其称作保持电流。为了TRIAC调光器内部时序的正常运行，必须在特定时间从调光器10汲取电流。具体地，TRIAC调光器具有与TRIAC开关自身并联的相位检测器电路。在TRIAC断开状态期间，电流必须经过调光器流向负载以便该相位检测器形成触发交流二极管(DIAC)所需的电压，该交流二极管通过在那时导通TRIAC而指示该相位值。在一个实施例中，LED灯配置为在TRIAC断开状态期间，以允许调光器10内部电路正常运行的方式从调光器10中汲取电流。
LED灯20包括桥式整流器BR1、磁性组件L1(例如，电感器)、二极管D1、电容C1、驱动晶体管Q1、感测电阻器Rs、功率控制器30、电流调节器40、以及发光二极管LED1。通常来说，LED灯20采用升压型开关AC‑DC功率变换器，其使用驱动晶体管Q1作为由动态开关驱动信号驱动的开关器件。驱动晶体管Q1是BJT。注意的是，在其他实施例中可以将诸如反激拓扑的其他功率变换器拓扑用于功率变换器。
具体地，桥式整流器BR1接收相位角调整的AC电压110并且生成整流输入电压112。功率控制器30接收整流输入电压112并且控制到与功率控制器30耦合的驱动晶体管Q1的基极电流IB。功率控制器30可以以不同模式操作：检测模式和开环模式。在检测模式期间，功率控制器30通过将基极电流IB驱动到已知电流电平并且通过电流反馈信号Isen测量发射极电流IE来检测晶体管Q1的公共发射极电流增益(hFE)。电流反馈信号Isen的电压电平表示流经感测电阻器Rs的发射极电流IE的数量。在其他实施例中，Isen可配置为表示集电极电流IC而不是发射极电流IE。在操作的开环模式期间，功率控制器30不使用来自电流反馈信号Isen的任何反馈来驱动基极电流IB。因为功率控制器30在使用反馈信号Isen和不使用反馈信号Isen之间切换，因此在某些实施例中功率变换器可以视为采样闭环。
在一个实施例中，操作的开环模式可以分为线性子模式和开关子模式。在线性子模式期间，功率控制器30在其正向活动区中操作晶体管Q1以作为线性电流阱，所述线性电流阱经由电感器L1提供用于调光器10的泄放电流。该泄放电流用于保持调光器的正常运行。功率控制器30将集电极电流IC设置为目标电流电平，其足够高以保持调光器正常运行但是没有如此高以致电流引起显著的功率损失。为了将集电极电流IC设置为目标电流电平，功率控制器30根据所检测的驱动晶体管Q1的增益来计算基极电流IB。通过检测晶体管Q1的增益并且随后基于所感测的增益设置基极电流，横跨不同晶体管部分的晶体管Q1的增益中的电位变化被补偿，并且集电极电流IC可以被设置为可预测的目标电平，无论晶体管Q1的增益如何。
在开关子模式期间，功率控制器30控制BJT Q1的导通和断开时间以从整流输入电压112生成DC输出电压114。由于升压变换器的操作，因此DC输出电压114可以具有比整流输入电压112更高的电压电平。功率控制器30通过连续地切换基极电流IB导通和断开来控制BJT Q1的导通和断开时间。当基极电流IB断开时，其被设置为低电流电平以致BJT Q1在其截止区中操作。当基极电流IB导通时，其被设置为高电流电平以致BJT Q1在其饱和区中操作。
电流调节器40从开关功率变换器接收DC输出电压114。电流调节器40还从功率控制器30接收一个或多个控制信号116并且在控制信号116控制下调节通过发光二极管LED1的电流。控制信号116可以例如包括对应于所期望的调光等级的整流输入信号112中的舍相指示。电流调节器40可以采用脉宽调制(PWM)或者恒定电流控制以实现用于发光二极管LED1的目标光输出强度。在一个实施例中，电流调节器40是使用反激拓扑来调节通过发光二极管LED1的电流的组件的集合。
图2图示了依照一个实施例的功率控制器30的详细视图的一个实施例。在一个实施例中，功率控制器30是集成电路，诸如专用集成电路(ASIC)。如所示的，功率控制器30包括比较器225、增益检测模块205、电流计算模块210、电流控制模块215、以及电流源220。在一个实施例中，功率控制器中的每个组件可以使用一个或多个硬件电路来实现。在其他实施例中，可以有附图中为了清楚而未示出的附加组件或连接。
通常来说，在操作的检测模式期间，增益检测模块205检测驱动晶体管Q1的增益。在操作的开环模式(更具体的，线性子模式)期间，随后由电流计算模块210使用所检测的增益来计算用于基极电流IB的电流设定值，使得集电极电流IC被设置为由目标电流信号248所建立的目标电流电平。
电流控制模块215生成电流控制信号244，其控制由电流源220所提供的基极电流IB的数量。电流控制信号244还接收两个不同的电流设置信号240和242，二者均表示用于基极电流IB的电流电平设定值。电流设置信号240和242可以为数字或模拟信号。根据控制器30以检测操作模式或者以开环操作模式进行操作，电流控制模块选择电流设置信号240或242中的一个以便生成电流控制信号244。
在检测操作模式期间，电流控制模块215使用来自增益检测模块205的电流设置信号240以生成电流控制信号244。电流源220随后生成具有与由电流设置信号240所指示的电流设置值相匹配的电流电平的基极电流IB。例如，如果电流设置信号240指示要将基极电流IB设置为10mA，则电流控制模块215生成电流控制信号244，该电流控制信号244使得电流源220生成具有约10mA电平的基极电流IB。
另一方面，在开环操作模式(更具体而言，线性子模式)期间，电流控制模块215使用来自电流计算模块242的电流设置信号242以生成电流控制信号244。电流源220随后生成具有与由电流设置信号242所指示的电流设定值相匹配的电流电平的基极电流IB。例如，如果电流设置信号242指示要将基极电流IB设置为15mA，则电流控制模块215生成电流控制信号244，该电流控制信号244使得电流源220生成具有约15mA电平的基极电流IB。
在开关子模式期间，电流控制模块215可以生成电流控制信号244，该电流控制信号244切换IB的导通和断开，无论针对电流设置信号240和242的设置如何。当基极电流IB断开时，其设置为低电流电平以致BJT Q1在其截止区中操作。而当基极电流IB导通时，其设置为高电流电平以致BJT Q1在其饱和区中操作。
增益检测模块205配置为在检测操作模式期间检测晶体管Q1的增益。具体地，增益检测模块205生成表示用于基极电流IB的意图电流设定值的电流设置信号240。在一个实施例中，增益检测模块205使用具有受限分辨率(即，3或4比特)的数字模拟转换器(DAC)生成电流设置信号240。电流设置信号240可因此被设置为有限数值。
电流控制模块215接收电流设置信号240并且生成电流控制信号244，该电流控制信号244使得基极电流IB具有与由电流设置信号240所指示的电流设定值相匹配的电流电平。将基极电流IB施加到驱动晶体管Q1以生成流出驱动晶体管Q1的发射极电流IE。发射极电流IE的电平被测量作为跨感测电阻器Rs的压降并且通过电流反馈信号Isen而反馈到功率控制器30。感测电阻器Rs可以具有低电阻以致跨感测电阻器Rs的功率消耗可忽略。在其他实施例中，测量发射极电流IE和生成电流反馈信号Isen的其他方法是可能的。在其他实施例中，替代发射极电流IE，可以测量并且使用集电极电流IC以生成电流反馈信号。
比较器225将电流反馈信号Isen和参考电流信号Ref1进行比较。参考电流信号Ref1表示已知的电流电平并且可以由增益检测模块205提供或者固定为某些预定电平。比较器255的输出是比较信号，其指示发射极电流IE电平是否高于由参考电流信号Ref1所表示的电流电平。如果电流反馈信号Isen低于参考电流信号Ref1，则增益检测模块205经由电流设置信号240增加基极电流IB设定值直至电流反馈信号Isen近似等于参考电流信号Ref1。如果电流反馈信号Isen高于参考电流信号Ref1，则增益检测模块205经由电流设置信号240减少基极电流IB设定值直至电流反馈信号Isen近似等于参考电流信号Ref1。在一个实施例中，增益检测205可以利用二元或者线性搜索算法，其逐步通过用于基极电流IB的不同电流设定值，直到反馈信号Isen集中于参考电流信号Ref1。
一旦确定了最终基极电流IB设置，则使用如下等式来计算驱动晶体管Q1的增益：
hFE＝(Iref1/IB)‑1(等式1)
其中hFE是所检测的驱动晶体管Q1的增益。Iref1是由参考电流信号Ref1所表示的电流电平。IB是基极电流电平。基极电流电平IB可以从基极电流IB设定值中直接地确定，或者可以使用独立电路来测量。
电流计算模块210负责在开环操作模式(更特别的，线性子模式)期间确定用于基极电流IB的电流设定值，使得集电极电流IC被设置为目标电流电平。具体地，电流计算模块210接收由增益检测模块205所生成的增益信号250，该增益信号表示所检测的驱动晶体管Q1的增益。电流计算模块210还接收目标电流信号248，其表示集电极电流IC目标电流电平(即，意图的电流电平)。电流计算模块210随后根据驱动晶体管Q1的增益和目标电流电平计算用于基极电流IB的电流电平设定值。例如，可以使用如下方程计算基极电流IB：
IB＝Itgt/hFE(等式2)
其中IB是基极电流电平。Itgt是集电极电流Ic的目标电流电平，其由目标电流信号248指示。hFE是所检测的驱动晶体管Q1的增益。
电流计算模块210生成电流设置信号242，其指示所计算的用于基极电流IB的电流设定值。电流控制模块215接收电流设置信号242并且生成电流控制信号244，该电流控制信号244引起电流源220生成具有与所计算的电流设定值相匹配的电流电平的基极电流IB。结果，集电极电流IC的电平被设置为由目标电流信号248所指示的目标电流电平。
在一个实施例中，通过功率控制器30内的目标电流确定模块(未示出)来生成目标电流电平。目标电流电平可以被设置为这样的电平，其足够高以确保调光器开关10正常操作，但是没有如此高以致导致大量的功率损失。在一个实施例中，目标电流电平被设置到调光器10的已知的锁存和保持电流需求。整流输入电压112的电平也可以影响目标电流电平。整流输入电压112通常是具有变化电压电平的周期性波形。如果输入电压112更高，则可降低目标电流电平。如果输入电压更低，则可增加输入电压电平。
图3A图示了依照一个实施例的功率控制器30的检测模式和开环模式。如所示的，功率控制器30在开环操作模式和检测操作模式之间持续循环。每个开环模式在时间上不同并且跟随(立即或并不立即地)检测模式。开环模式和检测模式也是顺序地重复。当驱动晶体管Q1的增益由于诸如温度的环境因素改变而随着时间改变时，周期性地检测增益有助于保持增益的精确测量。操作模式可以设置为任意时长。如果期望环境因素没有改变，则驱动晶体管Q1的增益不大可能改变并且因此可更不频繁地执行检测模式(即，每秒1次)。另一方面，如果期望环境因素改变，则可更频繁地执行检测模式(即，每微秒1次)。在一个实施例中，检测模式的长度Tdet仅为0.1微秒。
在其他实施例中，在功率控制器30首次启动时，可以仅进入一次检测模式。在完成检测模式一次后，功率控制器30以开环模式操作直至从功率控制器30中消除功率。
图3B图示了依照一个实施例在开环模式期间整流输入信号112的波形。整流输入信号112具有由调光器开关10的调光所引起的舍相305。如所示的，开环操作模式可以被分割为两个子模式：线性模式和开关模式。该子模式以时间方式彼此区分。在线性模式期间，功率控制器30通过精确地控制到驱动晶体管Q1的基极电流IB从而控制集电极电流IC电平，而在活动区中操作驱动晶体管Q1。在开关模式期间，功率控制器30通过切换驱动晶体管Q1导通和断开而在其饱和区中操作驱动晶体管Q1。在一个实施例中，在线性模式期间但不在开关模式期间，使用目标电流电平和所检测的晶体管的增益来计算和设置基极电流IB电平。
线性模式和开关模式并不与舍相305精确对齐。相反，线性模式延伸超过舍相305一个小时间量直至功率控制器30切换到开关模式。由于舍相305所引起的整流输入电压102中的突然变化，因此如果功率控制器30使用闭环反馈操作(闭环系统更缓慢)则响应于舍相305而控制集电极电流IC将是困难的。然而，因为功率控制器30作为开环操作，其可以通过直接调整基极电流IB来应对诸如舍相305的整流输入电压112中的任意突发变化而将集电极电流IC快速设置为目标电流电平。
在一个实施例中，整流输入信号112在检测模式期间也可以表示整流输入信号112的出现。因此无论功率变换器在检测模式或者开环模式中操作整流输入信号112都同样出现。
图4图示了依照另一实施例的功率控制器30的详细视图。图4中的实施例与图2中的实施例类似，但是现在包括第二比较器405。在检测操作模式期间，比较器225将电流反馈信号Isen和电流参考信号Ref1进行比较。比较器255的输出是指示发射极电流IE电平是否高于由参考电流信号Ref1所表示的电流电平的比较信号。比较器405将反馈电流信号Isen和不同的电流参考信号Ref2进行比较。比较器405的输出是指示发射极电流IE电平是否高于由参考电流信号Ref2所表示的电流电平的比较信号。
由电流参考信号Ref1所表示的电流电平高于由电流参考信号Ref2所表示的电流电平，实际上在两个电流参考信号Ref1和Ref2之间产生了电流“窗”。当反馈信号Isen位于Ref2和Ref1之间的电流窗内时，比较器225的输出和比较器405的输出具有相反值。在一个实施例中，增益检测模块205试图设置基极电流IB电平使得电流反馈信号Isen落入电流窗内。增益检测模块可以使用任意类型搜索算法(诸如二元或线性搜索算法)逐步通过不同基极电流IB电平。
一旦确定了最终基极电流IB设定值，驱动晶体管Q1的增益可以使用如下等式计算：