双通道恒定导通时间开关电源及其控制方法技术

公开了双通道恒定导通时间开关电源及其控制方法。开关电源包括第一开关电路，第一控制器，第二开关电路，第二控制器以及锁相环电路，其中第一控制器生成第一开关信号，第二控制器生成第二开关信号，锁相环电路基于第一开关信号和第二开关信号生成相位误差信号以调节第二开关信号，使得第二开关信号和第一开关信号两者间的相位差为所需相位度数。本发明专利技术的双通道恒定导通时间的开关电源只需要一个锁相环电路，从而减小了芯片面积，降低了芯片成本。

Dual channel constant on-time switching power supply and its control method

A dual channel constant on-time switching power supply and its control method are disclosed. The switching power supply comprises a first switching circuit, a first controller, a second switching circuit, a second controller and a phase-locked loop circuit, wherein the first controller generates a first switching signal, the second controller generates a second switching signal, and the phase-locked loop circuit generates a phase error signal based on the first switching signal and the second switching signal for modulation. The second switching signal is divided so that the phase difference between the second switching signal and the first switching signal is the required phase degree. The switching power supply of the invention needs only one phase-locked loop circuit for the dual-channel constant conduction time, thereby reducing the chip area and the chip cost.

【技术实现步骤摘要】
双通道恒定导通时间开关电源及其控制方法
本专利技术涉及电子电路，尤其涉及双通道恒定导通时间的开关电源。技术背景恒定导通时间控制方法因其快速的负载瞬态响应而广泛的应用于开关电源中，但对于具有两个恒定导通时间开关电路的双通道开关电源，第一开关电路和第二开关电路两者间的相位差很难控制。传统的双通道恒定导通时间的开关电源，通常利用一个时钟信号产生电路和两个锁相环电路来控制第一开关电路和第二开关电路两者间的相位差。时钟信号产生电路生成两个时钟信号分别作为第一开关电路和第二开关电路的参考时钟信号，两个锁相环电路分别将每个开关电路与对应的参考时钟信号进行锁相。采用两个锁相环电路的双通道恒定导通时间开关电源，由于每个锁相环电路都需要一定的面积，成本比较高，因此需要一种更好的方法可以仅采用单个锁相环电路完成两个开关电路相位的锁定。
技术实现思路
本专利技术一实施例提出了一种用于调节双通道恒定导通时间开关电源中两通道间相位差的锁相环电路，其中第一开关电路由第一开关信号控制，第二开关电路由第二开关信号控制。所述锁相环电路包括频率检测器，环路滤波器和跨导放大器。其中频率检测器根据第一开关信号和第二开关信号生成相位信号。环路滤波器根据相位信号生成滤波信号。跨导放大器根据滤波信号和参考电压生成相位误差信号，其中参考电压和供电电压成比例。本专利技术一实施例提出了一种双通道恒定导通时间开关电源，所述开关电源包括第一控制器，第一开关电路，第二控制器，第二开关电路以及如前所述的锁相环电路。其中第一控制器用于产生第一开关信号；第一开关电路，具有输入端以接收输入电压，输出端以输出第一输出电压，第一开关电路由第一开关信号控制；第二控制器，用于产生第二开关信号；第二开关电路，具有输入端以接收输入电压，输出端以输出第二输出电压，第二开关电路由第二开关信号控制；锁相环电路用于产生相位误差信号以调节第二开关信号，使第二开关信号与第一开关信号两者间的相位差为所需相位度数。本专利技术一实施例提出了一种用于控制双通道恒定导通时间开关电源的方法，双通道恒定导通时间开关电源包括第一开关电路和第二开关电路，所述方法包括：根据表征第一输出电压的第一反馈信号生成第一开关信号用于控制第一开关电路；根据表征第二输出电压的第二反馈信号生成第二开关信号用于控制第二开关电路；基于第一开关信号和第二开关信号生成相位误差信号；通过相位误差信号调节第二开关信号，使其和第一开关信号两者间的相位差为所需相位度数。附图说明为了更好的理解本专利技术，将根据以下附图对本专利技术的实施例进行描述。这些附图仅用于示例。附图通常仅示出实施例中的部分特征，并且附图不一定是按比例绘制的。图1给出了现有技术的双通道恒定导通时间开关电源100。图2给出了根据本专利技术一实施例的双通道恒定导通时间开关电源200的原理性框图。图3给出了根据本专利技术另一实施例的双通道恒定导通时间开关电源300的原理性框图。图4给出了根据本专利技术一实施例的第一控制器22，第二控制器24和锁相环电路25的电路原理图。图5给出了根据本专利技术一实施例的锁相环电路25的电路原理图。图6给出了根据本专利技术一实施例的，当第二开关信号PWM2和第一开关信号PWM1两者间的相位差等于所需相位度数时，双通道恒定导通时间开关电源的波形示意图。图7给出了根据本专利技术一实施例的，当第二开关信号PWM2和第一开关信号PWM1两者间的相位差大于所需相位度数时，对第二开关信号PWM2进行调节的波形图。图8给出了根据本专利技术一实施例的，当第二开关信号PWM2和第一开关信号PWM1两者间的相位差小于所需相位度数时，对第二开关信号PWM2进行调节的波形图。图9给出了根据本专利技术一实施例的控制双通道恒定导通时间开关电源的方法400的工作流程图。不同示意图中的相同的附图标记表示相同或者相似的部分或特征。具体实施方式下面将详细描述本专利技术的具体实施例，应当注意，这里描述的实施例只用于举例说明，并不用于限制本专利技术。在以下描述中，为了提供对本专利技术的透彻理解，阐述了大量特定细节。然而，对于本领域普通技术人员显而易见的是，不必采用这些特定细节来实行本专利技术。在其它实施例中，为了避免混淆本专利技术，未具体描述公知的电路、材料或方法。在本公开的说明书及权利要求书中，若采用了诸如“左、右、内、外、上、下、之上、之下”等一类词，均只是为了便于描述，而不表示组件/结构的必然或者永久的相对位置。本领域的技术人员应该理解这类词在合适的情况下是可以互换的，例如，以使的本公开的实施例可以在不同于本说明书描绘的方向下仍可以运作。在本公开的上下文中，将一层/元件称作位于另一层/元件“上”时，该层/元件可以直接位于该另一层/元件上，或者他们之间可以存在居中层/元件。此外“耦接”一词意味着以直接或者间接的电气的或者非电气的方式连接。“一个/这个/那个”并不用于特指单数，而可能涵盖复数形式。整个说明书的各个地方出现的短语“一个实施例”、“实施例”、“一个示例”、“示例”不一定都指同一个实施例或者示例。本领域普通技术人员应该理解，在本公开说明书的一个或者多个实施例中公开的各个具体特征、结构或者参数、步骤等可以以任何合适的方式组合。这里使用的术语“和/或”包括一个或多个相关列出的项目的任何和所有组合。图1给出了现有技术的双通道恒定导通时间开关电源100。在图1中，双通道恒定导通时间开关电源100包括时钟信号产生电路11，第一开关电路12，第一控制器13，第一锁相环电路14，第二开关电路15，第二控制器16和第二锁相环电路17。其中第一开关电路12包括由第一开关信号PWM1控制的上侧开关S1，第二开关电路15包括由第二开关信号PWM2控制的下侧开关S2。时钟信号产生电路11生成第一时钟信号CLK1到第一锁相环电路14作为第一开关电路12的参考时钟信号，同时生成第二时钟信号CLK2到第二锁相环电路17作为第二开关电路15的参考时钟信号。第一时钟信号CLK1和第二时钟信号CLK2两者间的相位差为第一开关电路12和第二开关电路15两者间的所需相位度数。第一锁相环电路14调节第一误差信号ERR1使得第一开关信号PWM1和第一时钟信号CLK1两者间的相位差为0°。第二锁相环电路17调节第二误差信号ERR2使得第二开关信号PWM2和第二时钟信号CLK2两者间的相位差为0°。图1所示的双通道恒定导通时间开关电源具有两个锁相环电路，因为每个锁相环电路均是双极点系统并且需要独立的补偿，这样每个锁相环电路都占用一定的芯片面积，因此现有的双通道恒定导通时间开关电源的成本很高。图2给出了根据本专利技术一实施例的双通道恒定导通时间开关电源200的原理性框图。在图2所示实施例中，双通道恒定导通时间开关电源200包括第一开关电路21，第一控制器22，第二开关电路23，第二控制器24以及锁相环电路25。其中第一开关电路21具有输入端以接收输入电压VIN，输出端以输出第一输出电压VO1，以及由第一开关信号PWM1控制的上侧开关S1。第一控制器22具有输入端和输出端，其中输入端接收表征第一输出电压VO1的第一反馈信号VFB1，输出端输出第一开关信号PWM1。第二开关电路23具有输入端以接收输入电压VIN，输出端以输出第二输出电压VO2，以及由第二开关信号PWM2控制的下侧开关S2。第二本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锁相环电路，用于调节双通道恒定导通时间开关电源中第一开关电路和第二开关电路两者间的相位差，其中第一开关电路由第一开关信号控制，第二开关电路由第二开关信号控制，锁相环电路包括：频率检测器，根据第一开关信号和第二开关信号生成相位信号；环路滤波器，根据相位信号生成滤波信号；以及跨导放大器，根据滤波信号和参考电压生成相位误差信号，其中参考电压和供电电压成比例。

【技术特征摘要】
2017.03.16 US 15/461,2661.一种锁相环电路，用于调节双通道恒定导通时间开关电源中第一开关电路和第二开关电路两者间的相位差，其中第一开关电路由第一开关信号控制，第二开关电路由第二开关信号控制，锁相环电路包括：频率检测器，根据第一开关信号和第二开关信号生成相位信号；环路滤波器，根据相位信号生成滤波信号；以及跨导放大器，根据滤波信号和参考电压生成相位误差信号，其中参考电压和供电电压成比例。2.如权利要求1所述的锁相环电路，其中频率检测器包括：第一分频器，具有输入端和输出端，其中输入端接收第一开关信号，第一分频器基于第一开关信号在输出端输出第一分频信号；第二分频器，具有输入端和输出端，其中输入端接收第二开关信号，第二分频器基于第二开关信号在输出端输出第二分频信号；以及同或门，具有第一输入端，第二输入端和输出端，其中第一输入端接收第一分频信号，第二输入端接收第二分频信号，输出端输出相位信号。3.如权利要求1所述的锁相环电路，其中环路滤波器包括：滤波电阻，具有第一端和第二端，其中第一端耦接于频率检测器以接收相位信号；以及滤波电容，具有第一端和第二端，其中第一端耦接于滤波电阻的第二端并提供滤波信号，第二端耦接于参考地。4.如权利要求1所述的锁相环电路，其中跨导放大器具有第一输入端，第二输入端以及输出端，其中第一输入端耦接于参考电压，第二输入端耦接于环路滤波器以接收滤波信号，第三端输出相位误差信号。5.一种双通道恒定导通时间开关电源，包括：第一控制器，用于产生第一开关信号；第一开关电路，具有输入端以接收输入电压，输出端以输出第一输出电压，第一开关电路由第一开关信号控制；第二控制器，用于产生第二开关信号；第二开关电路，具有输入端以接收输入电压，输出端以输出第二输出电压，第二开关电路由第二开关信号控制；以及如权利要求1至4中任一项所示的锁相环电路，用于产生相位误差信号以调节第二开关信号，使第二开关信号与第一开关信号两者间的相位差为所需相位度数。6.如权利要求5所述的双通道恒定导通时间开关电源，其中当第二开关信号与第一开关信号两者间的相位差大于所需相位度数时，...

【专利技术属性】
技术研发人员：殷奇章，赖鹏捷，冯春涛，
申请(专利权)人：成都芯源系统有限公司，
类型：发明
国别省市：四川,51