开关电源的多时钟域控制装置、方法、及一种开关电源制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种开关电源的多时钟域控制装置、方法及一种开关电源，包括多个功能模块，并同时提供多个时钟域，各个功能模块可根据自身需求选取不一样的时钟频率。本发明专利技术的开关电源的多时钟域控制装置、方法及一种开关电源能够提供多个时钟域，各个功能模块可根据自身需求选取不一样的时钟频率；使用特定的信号来进行各模块之间的通信，不同时钟域的信号之间通过握手电路进行通信，使得开关电源控制电路的功耗实值降低一半以上。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及开关电源的
，特别是涉及一种开关电源的多时钟域控制装置、方法及一种开关电源。
技术介绍
申请号为201010541433.X、专利技术名称为《一种数字控制开关电源跨时钟域控制器及其控制方法》的中国专利技术专利公开一种数字控制开关电源跨时钟域控制器，与开关电源连接，包括分压网络Hsense、模数转换器ADC、误差电压信号处理模块、占空比控制信号处理模块、数字脉宽调制电路DPWM、时钟逻辑电路和驱动电路，占空比控制信号处理模块包括数字补偿器和D触发器组成的寄存器，开关电源输出端信号Vout(t)经分压网络Hsense分压后被模数转换器ADC采集并量化得到数字信号Vo[n]，数字信号Vo[n]与预设离散基准电压Vref[n]输入误差电压信号处理模块，两者在误差电压信号处理模块中相减得到误差电压信号e[n]，误差电压信号e[n]输入数字补偿器中进行数据处理，占空比控制信号处理模块的输出dc[n]再经数字脉宽调制电路DPWM调制，并由驱动电路放大后产生开关电源的电压控制信号d(t)，其中时钟逻辑电路提供控制器各部分的同步时钟信号syn(t)；控制器在开关电源每个开关周期调节一次占空比的大小，并同时完成误差电压信号和占空比控制信号的更新：控制器由一个同步时钟信号syn(t)进行时序控制，在时钟信号的上升沿到来时，模数转换器ADC启动工作，进行数据采集处理，同时更新误差电压信号处理模块的数据，时钟信号的下降沿到来时，触发占空比控制信号处理模块的数据更新，并将最新的占空比控制信号d[n]传递给数字脉宽调制电路DPWM进行实时处理，其中同步时钟信号syn(t)被设置为一个占空比很小的窄脉冲信号，所述窄脉冲信号的大小与模数转换器ADC及数字补偿器的工作时钟有关，为模数转换器ADC的处理时间和数字补偿器的计算时间之和，在一个开关周期内，利用同步时钟信号syn(t)作为选择信号，用数字脉宽调制电路DPWM实际输出和电源电压VDD作为二选一选择器的被选信号，当同步时钟信号syn(t)为高电平时，令数字脉宽调制电路DPWM输出与电源电压接通，即强制使得输出的PWM信号为高电平，同步时钟信号syn(t)下降沿之后再使用该开关周期实际产生的占空比控制信号d[n]控制数字脉宽调制电路DPWM的输出信号dpwm(t)的占空比大小，保证数字脉宽调制电路DPWM在每个开关周期输出的PWM信号是对该开关周期的系统误差电压信号进行调节。然而，上述技术方案虽然采用了跨时钟域的控制方法，但实际上是采用了一个时钟的两个沿，即上升沿和下降沿来控制两个不同的电路，使得这两个电路的频率只能停留在原来的时钟频率上。另外，现有技术中的其他跨时钟域的控制方法只是在原来的频率上对相位做了简单的扩展，无法有灵活的多时钟频率进行扩展。综上所述，现有技术数字控制开关电源中无法使两个时钟域之间的需要握手的信号进行稳定的通信，导致开关电源芯片功耗较大。
技术实现思路
鉴于以上所述现有技术的缺点，本专利技术的目的在于提供一种开关电源的多时钟域控制装置、方法及一种开关电源，能够提供多个时钟域，各个功能模块可根据自身需求选取不一样的时钟频率；使用特定的信号来进行各模块之间的通信，不同时钟域的信号之间通过握手电路进行通信，使得开关电源控制电路的功耗实值降低一半以上。为实现上述目的及其他相关目的，本专利技术提供一种开关电源的多时钟域控制装置，包括时钟分频模块和多个功能模块；所述时钟分频模块分别与各个功能模块相连，用于提供多个时钟域，为各个功能模块提供所需的时钟频率。根据上述的开关电源的多时钟域控制装置，其中所述功能模块的个数大于等于2个。根据上述的开关电源的多时钟域控制装置，其中所述多个功能模块中，工作在高频时钟域的功能模块通过信号握手电路与工作在低频时钟域的功能模块进行通信。根据上述的开关电源的多时钟域控制装置，其中所述多个功能模块包括主状态机模块、后肩电压匹配模块、PID计算模块、准谐振模块和PWM控制模块；所述主状态机模块、所述后肩电压匹配模块、所述PID计算模块、所述准谐振模块和所述PWM控制模块均与所述时钟分频模块相连；所述准谐振模块、所述后肩电压匹配模块和所述PWM控制模块均与所述主状态机模块相连；所述后肩电压匹配模块与所述PID计算模块相连；所述准谐振模块与所述PWM控制模块相连。进一步地，根据上述的开关电源的多时钟域控制装置，其中所述主状态机模块、所述后肩电压匹配模块和所述准谐振模块均工作在高频时钟域，所述PID计算模块和所述PWM控制模块均工作在低频时钟域。更进一步地，根据上述的开关电源的多时钟域控制装置，其中工作在高频时钟域的所述后肩电压匹配模块和工作在低频时钟域的所述PID计算模块之间通过信号握手电路进行通信。更进一步地，根据上述的开关电源的多时钟域控制装置，其中：工作在高频时钟域的所述准谐振模块与工作在低频时钟域的所述PWM控制模块通过信号握手电路进行通信同时，本专利技术还提供一种开关电源的多时钟域控制方法，应用上述任一所述的开关电源的多时钟域控制装置进行开关电源的控制。另外，本专利技术还提供一种开关电源，包括上述任一所述的开关电源的多时钟域控制装置。如上所述，本专利技术的开关电源的多时钟域控制装置、方法及一种开关电源，具有以下有益效果：(1)包括多个功能模块，并同时提供多个时钟域，各个功能模块可根据自身需求选取不一样的时钟频率；(2)根据数字控制开关电源的特点，使用特定的信号来进行各个功能模块之间的通信，不同时钟域的信号之间通过握手电路进行通信；(3)采用本专利技术技术方案后开关电源控制电路的静态功耗比未采用本专利技术的技术方案的功耗实测值降低了一半以上。附图说明图1显示为本专利技术的开关电源的多时钟域控制装置的结构示意图；图2显示为本专利技术的开关电源的多时钟域控制装置的一个优选实施例的结构示意；图3显示为本专利技术的握手电路的一个优选实施例的结构示意图；图4显示为本专利技术的开关电源的一个优选实施例的结构示意图。元件标号说明1开关电源的多时钟域控制装置11时钟分频模块121、….12N功能模块121主状态机模块122准谐振模块123后肩电压匹配模块124PID计算模块125PWM控制模块4开关电源41开关电源的多时钟域控制装置具体实施方式以下通过特定的具体实例说明本专利技术的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本专利技术的其他优点与功效。本专利技术还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本专利技术的精神下进行各种修饰或改变。需要说明的是，本实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本专利技术的基本构想，遂图式中仅显示与本专利技术中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。本专利技术的开关电源的多时钟域控制装置应用于开关电源中，该开关电源的多时钟域控制装置例如为一开关电源控制芯片，开关电源例如为数字控制反激式开关电源。开关电源是利用现代电力电子技术，控制开关管开通和关断的时间比率，维持稳定输出电压的一种电源。一般地，开关电源由脉冲宽度调制(PWM)控制IC和MOSFET构成。随着电力电子技术的发展本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种开关电源的多时钟域控制装置，其特征在于：包括时钟分频模块和多个功能模块；所述时钟分频模块分别与各个功能模块相连，用于提供多个时钟域，为各个功能模块提供所需的时钟频率。

【技术特征摘要】
1.一种开关电源的多时钟域控制装置，其特征在于：包括时钟分频模块和多个功能模块；所述时钟分频模块分别与各个功能模块相连，用于提供多个时钟域，为各个功能模块提供所需的时钟频率。2.根据权利要求1所述的开关电源的多时钟域控制装置，其特征在于：所述功能模块的个数大于等于2个。3.根据权利要求1所述的开关电源的多时钟域控制装置，其特征在于：所述多个功能模块中，工作在高频时钟域的功能模块通过信号握手电路与工作在低频时钟域的功能模块进行通信。4.根据权利要求1所述的开关电源的多时钟域控制装置，其特征在于：所述多个功能模块包括主状态机模块、后肩电压匹配模块、PID计算模块、准谐振模块和PWM控制模块；所述主状态机模块、所述后肩电压匹配模块、所述PID计算模块、所述准谐振模块和所述PWM控制模块均与所述时钟分频模块相连；所述准谐振模块、所述后肩电压匹配模块和所述PWM控制模块均与所述主状态机模块相连；所述后肩电压匹配模...

【专利技术属性】
技术研发人员：施乐宁，李超，李亮，胡如波，
申请(专利权)人：福州瑞芯微电子股份有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35