一种锯齿波信号控制电路及锯齿波发生器制造技术

本发明专利技术公开了一种锯齿波信号控制电路，包括PWM比较模块、逻辑控制模块和数模转换模块，PWM比较模块包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端、基准电压信号输入端、第一PWM信号输出端和第二PWM信号输出端，逻辑控制模块包括第一PWM信号输入端、第二PWM信号输入端、第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，数模转换模块包括第一控制信号输入端、第二控制信号输入端和充电调节端。相应的，本发明专利技术还公开了一种锯齿波发生器。本发明专利技术实施例能够自动调节降压锯齿波信号的峰值，使其与升压锯齿波的谷值精确相等，实现升降压变换器工作模式的平滑切换，从而提高升降压变换器的效率和输出电压的稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种锯齿波信号控制电路及锯齿波发生器
本专利技术涉及电子
，尤其涉及一种锯齿波信号控制电路及锯齿波发生器。
技术介绍
BUCK-BOOST变换器也称作升降压变压器，是一种输出电压可高于、可低于或可等于输入电压的直流变换器。由于BUCK-BOOST变换器的双模控制方式在一个时钟周期内工作在BUCK模式或BOOST模式下，不会出现BUCK模式和BOOST模式同时工作的情况，即不存在降压开关管和升压开关管同时开关的情况，比其他控制方式的效率高，因此目前BUCK-BOOST变换器一般采用双模控制方式。BUCK-BOOST变换器的双模控制方式中常采用单调制信号-双锯齿波控制策略。单调制信号-双锯齿波控制策略的BUCK-BOOST变换器的降压开关管与升压开关管的调制信号相同，都来自于同一个误差放大器的输出，而升压开关管的锯齿波信号则是降压开关管的锯齿波信号叠加一个直流偏置电压得到，目的是保证任何时刻只有一个锯齿波与调制信号交载，即只有一个开关管受控。图1所示为现有技术提供的锯齿波发生器，包括电流镜模块1、时钟产生模块2、降压锯齿波模块3和升压锯齿波模块4，降压锯齿波模块3包括降压充放电单元31，升压锯齿波模块包括升压充放电单元41和直流电压源Vsaw_m，电流镜模块1为降压充放电单元31和升压充放电单元41提供充电电流Ic0,时钟产生模块2为降压充放电单元31和升压充放电单元41提供时钟信号，以控制降压充放电单元31和升压充放电单元41进行充放电。降压充放电单元31和升压充放电单元41具有相同的电路结构，又由于充电周期和充电电流均相同，所以降压充放电单元31和升压充放电单元41产生具有相同预设幅度值Vsaw的锯齿波信号。通过在升压充放电单元41叠加幅度值等于预设幅度值Vsaw的直流电压源Vsaw_m，从而使得降压锯齿波模块产生的降压锯齿波信号和和升压锯齿波模块产生的升压锯齿波信号幅度相同，且降压锯齿波信号的峰值等于升压锯齿波信号的谷值。但是在实际应用中，因为电路工艺上的匹配、失调很难保证叠加的直流电压能够准确，直流电压的不准确会导致两个锯齿波信号的谷值与峰值不相等，波形出现相交或者相离。当Vsaw_m＜Vsaw时，两个锯齿波相交，当锯齿波发生器的调制信号处于锯齿波相交区域时，电路一个工作周期内既有BUCK模式，又有BOOST模式，两个开关管均开关了一次，因而开关损耗较大，效率低；当Vsaw＞Vsaw_m时，两个双锯齿相离，当调制信号与降压锯齿波和升压锯齿波均没有相交时，电路既不工作于BUCK模式，又不工作于BOOST模式，此时电路工作于直通模式。由于锯齿波发生器的调制信号变化比较缓慢，这个区域的时间可能很长，从而导致BUCK模式与BOOST模式的切换时间偏长，输出电压出现大幅度振荡。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于，提供一种锯齿波信号控制电路及锯齿波发生器，能够自动调节降压锯齿波信号的峰值，使其与升压锯齿波的谷值精确相等，实现升降压变换器工作模式的平滑切换，从而提高升降压变换器的效率和输出电压的稳定性。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种锯齿波信号控制电路，包括PWM比较模块、逻辑控制模块和数模转换模块，所述PWM比较模块包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端、基准电压信号输入端、第一PWM信号输出端和第二PWM信号输出端，所述逻辑控制模块包括第一PWM信号输入端、第二PWM信号输入端、第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，所述数模转换模块包括第一控制信号输入端、第二控制信号输入端和充电调节端；所述第一电压信号输入端连接至降压锯齿波模块的输出端，所述第二电压信号输入端连接至升压锯齿波模块的输出端，所述基准电压信号输入端连接至基准电压信号源，所述第一PWM信号输出端与所述第一PWM信号输入端连接，所述第二PWM信号输出端与所述第二PWM信号输入端连接，所述第一控制信号输出端和所述第一控制信号输入端连接，所述第二控制信号输出端与所述第二控制信号输入端连接，所述充电调节端连接至第一充放电单元的充电端。进一步地，所述逻辑控制模块还包括第一非门、第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第一与门、第二与门和第三与门；所述第一非门的输入端连接至最大占空比信号源,所述第一非门的输出端与所述第一D触发器的时钟输入端连接，所述第一D触发器的数据输入端和所述第一与门的第一输入端与所述第一PWM信号输入端连接，所述第一D触发器的第一输出端与所述第二D触发器的复位端连接，所述第一D触发器的第二输出端与所述第三D触发器的复位端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第二PWM信号输入端连接，所述第一与门的输出端分别与所述第二D触发器的时钟输入端和所述第三D触发器的时钟输入端连接，所述第二D触发器的数据输入端和所述第三D触发器的数据输入端均连接至电压源，所述第二D触发器的第一输出端与所述第二与门的第一输入端连接，所述第三D触发器的第二输出端与所述第三与门的第一输入端连接，所述第二与门的第二输入端和所述第三与门的第二输入端均连接至时钟产生模块，所述第二与门的输出端与所述第一控制信号输出端连接，所述第三与门的输出端与所述第二控制信号输出端连接。进一步地，所述数模转换模块还包括第一电流镜单元、开关单元、第一电容、第二电容和电压电流转换单元；所述开关单元包括第一充放电控制端、第二充放电控制端、第一充电端、第二充电端，第一电流端、第二电流端、第一放电端和第二放电端，所述第一电流镜单元包括第一电源端、第一充电电流输出端、第二充电电流输出端、第一放电电流输入端、第二放电电流输入端和第三放电电流输入端，所述电压电流变换单元包括第二电源端、第一电压输入端、第二电压输入端、第一电流输出端，第二电流输出端和镜像端；所述第一充放电控制端与所述第一控制信号输入端连接，所述第二充放电控制端与所述第二控制信号输入端连接，所述第一充电端与所述第一充电电流输出端连接，所述第二充电端与所述第二充电电流输出端连接，所述第一放电端与所述第一放电电流输入端连接，所述第二放电端与所述第二放电电流输入端连接，所述第一电流端分别与所述第一电容的第一端和所述第一电压输入端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电流端分别与所述第二电容的第一端和所述第二电压输入端连接，所述第二电容的第二端接地，所述第一电源端和所述第二电源端连接至电压源，所述第一电流输出端和所述第二电流输出端与所述充电调节端连接。进一步地，所述开关单元包括第一反相器、第二反相器、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；所述第一反相器的输入端和所述第四开关管的控制端与所述第二充放电控制端连接，所述第二反相器的输入端和所述第三开关管的控制端与所述第一充放电控制端连接，所述第一反相器的输出端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一充电端连接，所述第一开关管的第二端和所述第三开关管的第一端与所述第一电流端连接，所述第二反相器的输出端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的第一端与所述第二充电端连接，所述第二开关管本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锯齿波信号控制电路，其特征在于，包括PWM比较模块、逻辑控制模块和数模转换模块，所述PWM比较模块包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端、基准电压信号输入端、第一PWM信号输出端和第二PWM信号输出端，所述逻辑控制模块包括第一PWM信号输入端、第二PWM信号输入端、第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，所述数模转换模块包括第一控制信号输入端、第二控制信号输入端和充电调节端；/n所述第一电压信号输入端连接至降压锯齿波模块的输出端，所述第二电压信号输入端连接至升压锯齿波模块的输出端，所述基准电压信号输入端连接至基准电压信号源，所述第一PWM信号输出端与所述第一PWM信号输入端连接，所述第二PWM信号输出端与所述第二PWM信号输入端连接，所述第一控制信号输出端和所述第一控制信号输入端连接，所述第二控制信号输出端与所述第二控制信号输入端连接，所述充电调节端连接至第一充放电单元的充电端。/n

【技术特征摘要】
1.一种锯齿波信号控制电路，其特征在于，包括PWM比较模块、逻辑控制模块和数模转换模块，所述PWM比较模块包括第一电压信号输入端、第二电压信号输入端、基准电压信号输入端、第一PWM信号输出端和第二PWM信号输出端，所述逻辑控制模块包括第一PWM信号输入端、第二PWM信号输入端、第一控制信号输出端和第二控制信号输出端，所述数模转换模块包括第一控制信号输入端、第二控制信号输入端和充电调节端；
所述第一电压信号输入端连接至降压锯齿波模块的输出端，所述第二电压信号输入端连接至升压锯齿波模块的输出端，所述基准电压信号输入端连接至基准电压信号源，所述第一PWM信号输出端与所述第一PWM信号输入端连接，所述第二PWM信号输出端与所述第二PWM信号输入端连接，所述第一控制信号输出端和所述第一控制信号输入端连接，所述第二控制信号输出端与所述第二控制信号输入端连接，所述充电调节端连接至第一充放电单元的充电端。


2.如权利要求1所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述逻辑控制模块还包括第一非门、第一D触发器、第二D触发器、第三D触发器、第一与门、第二与门和第三与门；
所述第一非门的输入端连接至最大占空比信号源,所述第一非门的输出端与所述第一D触发器的时钟输入端连接，所述第一D触发器的数据输入端和所述第一与门的第一输入端与所述第一PWM信号输入端连接，所述第一D触发器的第一输出端与所述第二D触发器的复位端连接，所述第一D触发器的第二输出端与所述第三D触发器的复位端连接，所述第一与门的第二输入端与所述第二PWM信号输入端连接，所述第一与门的输出端分别与所述第二D触发器的时钟输入端和所述第三D触发器的时钟输入端连接，所述第二D触发器的数据输入端和所述第三D触发器的数据输入端均连接至电压源，所述第二D触发器的第一输出端与所述第二与门的第一输入端连接，所述第三D触发器的第二输出端与所述第三与门的第一输入端连接，所述第二与门的第二输入端和所述第三与门的第二输入端均连接至时钟产生模块，所述第二与门的输出端与所述第一控制信号输出端连接，所述第三与门的输出端与所述第二控制信号输出端连接。


3.如权利要求1所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述数模转换模块还包括第一电流镜单元、开关单元、第一电容、第二电容和电压电流转换单元；
所述开关单元包括第一充放电控制端、第二充放电控制端、第一充电端、第二充电端，第一电流端、第二电流端、第一放电端和第二放电端，所述第一电流镜单元包括第一电源端、第一充电电流输出端、第二充电电流输出端、第一放电电流输入端、第二放电电流输入端和第三放电电流输入端，所述电压电流变换单元包括第二电源端、第一电压输入端、第二电压输入端、第一电流输出端，第二电流输出端和镜像端；
所述第一充放电控制端与所述第一控制信号输入端连接，所述第二充放电控制端与所述第二控制信号输入端连接，所述第一充电端与所述第一充电电流输出端连接，所述第二充电端与所述第二充电电流输出端连接，所述第一放电端与所述第一放电电流输入端连接，所述第二放电端与所述第二放电电流输入端连接，所述第一电流端分别与所述第一电容的第一端和所述第一电压输入端连接，所述第一电容的第二端接地，所述第二电流端分别与所述第二电容的第一端和所述第二电压输入端连接，所述第二电容的第二端接地，所述第一电源端和所述第二电源端连接至电压源，所述第一电流输出端和所述第二电流输出端与所述充电调节端连接。


4.如权利要求3所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述开关单元包括第一反相器、第二反相器、第一开关管、第二开关管、第三开关管和第四开关管；
所述第一反相器的输入端和所述第四开关管的控制端与所述第二充放电控制端连接，所述第二反相器的输入端和所述第三开关管的控制端与所述第一充放电控制端连接，所述第一反相器的输出端与所述第一开关管的控制端连接，所述第一开关管的第一端与所述第一充电端连接，所述第一开关管的第二端和所述第三开关管的第一端与所述第一电流端连接，所述第二反相器的输出端与所述第二开关管的控制端连接，所述第二开关管的第一端与所述第二充电端连接，所述第二开关管的第二端和所述第四开关管的第一端与所述第二电流端连接，所述第三开关管的第二端与所述第一放电端连接，所述第四开关管的第二端与所述第二放电端连接。


5.如权利要求3所述的锯齿波信号控制电路，其特征在于，所述第一电流镜单元还包括第三电源端、第五开关管、第六开关管、第七开关管、第八开关管、第九开关管、第十开关管、第十一开关管和第十二开关管；
所述第三电源端连接至电流源，所述第五开关管的第一端和控制端与所述第三电源端连接，所述第五至第九开关管的控制端相连接，所述第五至第九开关管的第二端接地，所述第六开关管的第一端分别与所述第十开关管的第二端和控制端连接，所述第七开关管的第一端与第一放电电流输入端连接，所述第八开关管的第二端与所述第二放电电流输入端连接，所述第九开关管的第一端与所述第三放电电流输入端连接，所述第十至第十二开关管的控制端相连接，所述第十至第十二开关管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张亮，江力，陈伟，
申请(专利权)人：深圳英集芯科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44