一种锯齿波产生电路及升降压变换器制造技术

本实用新型专利技术公开了一种锯齿波产生电路，包括电流镜模块、时钟产生模块、降压锯齿波模块和升压锯齿波模块，时钟产生模块包括第一充放电单元和比较器单元，降压锯齿波模块包括第二充放电单元，升压锯齿波模块包括第三充放电单元、第四充放电单元和控制单元；比较器单元分别与控制单元和第一至第二充放电单元连接；控制单元分别与第三至第四充放电单元连接。相应的，本实用新型专利技术还公开了一种升降压变换器。本实用新型专利技术实施例可实现锯齿波幅度灵活设置，从而提高升降压变换器的抗干扰能力，能够实现降压锯齿波的峰值和升压锯齿波的谷值相等，从而保证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。

A sawtooth wave generating circuit and voltage up and down converter

【技术实现步骤摘要】
一种锯齿波产生电路及升降压变换器
本技术涉及电子
，尤其涉及一种锯齿波产生电路及升降压变换器。
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。BUCK-BOOST变换器的双模控制方式一般有以下两种控制策略：第一，采用双调制信号-单锯齿波控制策略；第二，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降压锯齿波产生电路，电流源7202根据输入电压Vin提供充电电流I1对电容C11充电，控制电路7204包括一开关SW1与电容C11并联，频率Clk切换开关SW1以控制电容C11的充放电，在时钟Clk为低电平时，通过电流I1给电容C11充电，SAWbuck电压逐渐升高，直到Clk电平为高电平时，电容快速放电，SAWbuck电压恢复到Vbe，此后Clk为低电平时再次进行充电，重复前面的过程进而产生降压锯齿波信号SAWbuck，限制电路7206用以将降压锯齿波信号SAWbuck的谷值固定在Vbe。图2所示为现有技术提供的升压锯齿波产生电路，电流源7210根据输入电压Vin提供充电电流I2对电容C22充电，控制电路7212包括开关SW2与电容C22并联，频率Clk切换开关SW2以控制电容C22的充放电，在时钟Clk为低电平时，通过电流I2给电容C22充电，SAWboost电压逐渐升高，直到Clk电平为高电平时，电容C22快速放电，SAWboost电压恢复到2Vbe，此后Clk为低电平时再次进行充电，重复前面的过程进而产生升压锯齿波信号SAWboost，限制电路7214用以将充电电压V1的谷值固定在2Vbe。一方面由于产生的降压锯齿波和升压锯齿波的幅度为Vbe，抗噪能力差；另一方面，要使两个锯齿波的幅度相同并等于Vbe，保证SAWbuck的峰值等于SAWboost的谷值，实现平滑切换，那么在时钟Clk的低电平时间内，锯齿波需要精准的上升Vbe电压，实际中很难实现。如果不能实现平滑切换，则会导致两锯齿波相交或相离的情况:当锯齿波相交时，一个时钟周期内出现了两种模式同时工作的情况，两个开关管均开关了一次，因而开关损耗较大，效率低；当双锯齿相离时，BUCK模式与BOOST模式的切换时间偏长，输出电压大幅振荡，造成输出电压不稳定。
技术实现思路
本技术所要解决的技术问题在于，提供一种锯齿波发生电路及升降压变换器，可实现锯齿波幅度灵活设置，从而提高升降压变换器的抗干扰能力，能够确保降压锯齿波的峰值和升压锯齿波的谷值相等，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，本技术提供了一种锯齿波产生电路，包括电流镜模块、时钟产生模块、降压锯齿波模块和升压锯齿波模块，所述时钟产生模块包括第一充放电单元和比较器单元，所述降压锯齿波模块包括第二充放电单元，所述升压锯齿波模块包括第三充放电单元、第四充放电单元和控制单元；其中，所述第一至第四充放电单元具有相同的电路结构；所述电流镜模块分别与所述第一至第四充放电单元连接，用于向所述第一至第四充放电单元提供充电电流，以对所述第一至第四充放电单元充电；所述第一充放电单元，用于根据所述充电电流产生具有目标幅度值的锯齿波；所述比较器单元分别与所述第一充放电单元、所述控制单元和所述第二充放电单元连接，用于根据所述具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述控制单元和所述第二充放电单元；所述第二充放电单元根据所述时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；所述控制单元分别与所述第三充放电单元和所述第四充放电单元连接，用于根据所述时钟信号生成控制信号，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在对方充电时进行放电，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在放电时输出充电电压。进一步地，所述第一至第四充放电单元均包括控制信号输入端，接地端、充电端和充电电压输出端，所述比较器单元包括电压信号输入端、基准信号输入端和时钟信号输出端；所述第一充放电单元的所述充电端与所述电流镜模块连接，所述第一充放电单元的所述充电电压输出端与所述比较器单元的电压信号输入端连接，所述比较器单元的基准信号输入端连接至基准电压源，所述比较器单元的时钟信号输出端与所述第一充放电单元的所述控制信号输入端连接。进一步地，所述比较器单元包括比较器和反相器；所述比较器的同相输入端与所述基准信号输入端连接，所述比较器的反相输入端与所述电压信号输入端连接，所述比较器的输出端与所述反相器的输入端连接，所述反相器的输出端与所述时钟信号输出端连接。进一步地，所述降压锯齿波模块还包括降压锯齿波输出端，所述第二充放电单元的所述充电端与所述电流镜模块连接，所述第二充放电单元的所述控制信号输入端与所述比较器单元的时钟信号输出端连接，所述第二充放电单元的所述充电电压输出端与所述降压锯齿波输出端连接。进一步地，所述升压锯齿波模块还包括升压锯齿波输出端，所述控制单元包括逻辑控制子单元、充放电切换子单元、第一开关管和第二开关管，所述逻辑控制子单元包括时钟信号输入端、第一充放电控制输出端、第二充放电控制输出端、第一开关控制输出端和第二开关控制输出端，所述充放电切换子单元包括电流端、第一电流输出端、第二电流输出端、第一切换控制输入端、第二切换控制输入端和放电端；所述电流端与所述电流镜模块连接，所述第三充放电单元的充电端和所述第一电流输出端连接，所述第四充放电单元的充电端与所述第二电流输出端连接，所述第一充放电控制输出端与所述第三充放电单元的控制信号输入端连接，所述第二充放电控制输出端与所述第四充放电单元的控制信号输入端连接，所述第三充放电单元的充电电压输出端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一开关管的控制端分别与所述第一开关控制输出端和所述第一切换控制输入端连接，所述第四充放电单元的充电电压输出端与所述第二开关管的第一端连接，所述第二开关管的控制端分别与所述第二开关控制输出端和所述第二切换控制输入端连接，所述第一开关管的第二端和所述第二开关管的第二端与所述升压锯齿波输出端连接，所述时钟信号输入端与所述比较器的所述时钟信号输出端连接。进一步地，所述充放电切换子单元还包括第三开关管、第四开关管、第五开本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种锯齿波产生电路，其特征在于，包括电流镜模块、时钟产生模块、降压锯齿波模块和升压锯齿波模块，所述时钟产生模块包括第一充放电单元和比较器单元，所述降压锯齿波模块包括第二充放电单元，所述升压锯齿波模块包括第三充放电单元、第四充放电单元和控制单元；其中，所述第一至第四充放电单元具有相同的电路结构；/n所述电流镜模块分别与所述第一至第四充放电单元连接，用于向所述第一至第四充放电单元提供充电电流，以对所述第一至第四充放电单元充电；/n所述第一充放电单元，用于根据所述充电电流产生具有目标幅度值的锯齿波；所述比较器单元分别与所述第一充放电单元、所述控制单元和所述第二充放电单元连接，用于根据所述具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述控制单元和所述第二充放电单元；/n所述第二充放电单元根据所述时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；/n所述控制单元分别与所述第三充放电单元和所述第四充放电单元连接，用于根据所述时钟信号生成控制信号，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在对方充电时进行放电，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在放电时输出充电电压。/n...

【技术特征摘要】
1.一种锯齿波产生电路，其特征在于，包括电流镜模块、时钟产生模块、降压锯齿波模块和升压锯齿波模块，所述时钟产生模块包括第一充放电单元和比较器单元，所述降压锯齿波模块包括第二充放电单元，所述升压锯齿波模块包括第三充放电单元、第四充放电单元和控制单元；其中，所述第一至第四充放电单元具有相同的电路结构；
所述电流镜模块分别与所述第一至第四充放电单元连接，用于向所述第一至第四充放电单元提供充电电流，以对所述第一至第四充放电单元充电；
所述第一充放电单元，用于根据所述充电电流产生具有目标幅度值的锯齿波；所述比较器单元分别与所述第一充放电单元、所述控制单元和所述第二充放电单元连接，用于根据所述具有目标幅度值的锯齿波产生时钟信号，并将所述时钟信号发送至所述控制单元和所述第二充放电单元；
所述第二充放电单元根据所述时钟信号进行充电和放电，并输出充电电压；
所述控制单元分别与所述第三充放电单元和所述第四充放电单元连接，用于根据所述时钟信号生成控制信号，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元每充电一个时钟周期则放电一个时钟周期，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在对方充电时进行放电，以控制所述第三充放电单元和所述第四充放电单元在放电时输出充电电压。


2.如权利要求1所述的锯齿波产生电路，其特征在于，所述第一至第四充放电单元均包括控制信号输入端，接地端、充电端和充电电压输出端，所述比较器单元包括电压信号输入端、基准信号输入端和时钟信号输出端；
所述第一充放电单元的所述充电端与所述电流镜模块连接，所述第一充放电单元的所述充电电压输出端与所述比较器单元的电压信号输入端连接，所述比较器单元的基准信号输入端连接至基准电压源，所述比较器单元的时钟信号输出端与所述第一充放电单元的所述控制信号输入端连接。


3.如权利要求2所述的锯齿波产生电路，其特征在于，所述比较器单元包括比较器和反相器；
所述比较器的同相输入端与所述基准信号输入端连接，所述比较器的反相输入端与所述电压信号输入端连接，所述比较器的输出端与所述反相器的输入端连接，所述反相器的输出端与所述时钟信号输出端连接。


4.如权利要求2所述的锯齿波产生电路，其特征在于，所述降压锯齿波模块还包括降压锯齿波输出端，所述第二充放电单元的所述充电端与所述电流镜模块连接，所述第二充放电单元的所述控制信号输入端与所述比较器单元的时钟信号输出端连接，所述第二充放电单元的所述充电电压输出端与所述降压锯齿波输出端连接。


5.如权利要求2至4任一项所述的锯齿波产生电路，其特征在于，所述升压锯齿波模块还包括升压锯齿波输出端，所述控制单元包括逻辑控制子单元、充放电切换子单元、第一开关管和第二开关管，所述逻辑控制子单元包括时钟信号输入端、第一充放电控制输出端、第二充放电控制输出端、第一开关控制输出端和第二开关控制输出端，所述充放电切换子单元包括电流端、第一电流输出端、第二电流输出端、第一切换控制输入端、第二切换控制输入端和放电端；
所述电流端与所述电流镜模块连接，所述第三充放电单元的充电端和所述第一电流输出端连接，所述第四充放电单元的充电端与所述第二电流输出端连接，所述第一充放电控制输出端与所述第三充放电单元的控制信号输入端连接，所述第二充放电控制输出端与所述第四充放电单元的控制信号输入端连接，所述第三充放电单元的充电电压输出端与所述第一开关管的第一端连接，所述第一开关管的控制端分别与所述第一开关...

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