双模式开关频率控制电路制造技术

本实用新型专利技术公开了一种双模式开关频率控制电路，包括：鉴相器、环路滤波器以及振荡器。振荡器包括模式转换电路、电流镜像电路、斜坡电压产生电路、比较器、逻辑电路和缓冲器；模式转换电路用于在RT模式和/或PLL模式下，根据对应的控制电压并通过电流镜像电路输出对应的电流；斜坡电压产生电路用于根据电流镜像电路输出的电流输出对应的斜坡电压；比较器用于将斜坡电压和参考电压进行比较并通过逻辑电路和缓冲器输出时钟信号。本实用新型专利技术实施方式的双模式开关频率控制电路，能够实现RT模式和PLL模式切换；锁相环建立速度快；该电路结构简单，在实现开关电源中双模式开关频率控制的同时，极大地降低了芯片面积和成本。极大地降低了芯片面积和成本。极大地降低了芯片面积和成本。

【技术实现步骤摘要】
双模式开关频率控制电路


[0001]本技术是关于集成电路
，特别是关于一种双模式开关频率控制电路。

技术介绍

[0002]开关电源被广泛的应用在集成电路领域，开关电源是一种高频化电能转换装置，通过将一个位准的电压，透过不同形式的架构转换为用户端所需求的电压或电流。开关电源工作频率高且需要在不同的频率之间进行切换，现有开关电源中的开关频率控制电路结构复杂，导致整个芯片的面积和成本均大大的提升。
[0003]公开于该
技术介绍
部分的信息仅仅旨在增加对本技术的总体背景的理解，而不应当被视为承认或以任何形式暗示该信息构成已为本领域一般技术人员所公知的现有技术。

技术实现思路

[0004]本技术的目的在于提供一种双模式开关频率控制电路，其结构简单，面积小，成本低。
[0005]为实现上述目的，本技术的实施例提供了一种双模式开关频率控制电路，包括：鉴相器、环路滤波器以及振荡器。
[0006]振荡器能够工作于RT模式和/或PLL模式下，所述振荡器包括模式转换电路、电流镜像电路、斜坡电压产生电路、比较器、逻辑电路和缓冲器BUFFER；其中，所述模式转换电路用于在RT模式和/或PLL模式下，根据对应的控制电压并通过所述电流镜像电路输出对应的电流；所述斜坡电压产生电路用于根据所述电流镜像电路输出的电流输出对应的斜坡电压V
RAMP
；所述比较器用于将斜坡电压V
RAMP
和参考电压V
REF_OSC
进行比较并通过逻辑电路和缓冲器BUFFER输出时钟信号CLOCK。
[0007]鉴相器在PLL模式下，用于将时钟信号CLOCK和外部时钟信号CLK_SYNC进行比较，产生对应于时钟信号CLOCK和外部时钟信号CLK_SYNC相位差的误差电压。
[0008]环路滤波器在PLL模式下，用于消除所述误差电压中的高频信号和噪声信号并输出控制所述振荡器的控制电压VCONT_PRE，在所述控制电压VCONT_PRE的控制下，所述振荡器输出的时钟信号CLOCK能够同步到外部时钟信号CLK_SYNC。
[0009]在本技术的一个或多个实施方式中，所述振荡器还包括频率维持电路，在RT模式下，所述频率维持电路用于维持所述控制电压VCONT_PRE所对应的频率。
[0010]在本技术的一个或多个实施方式中，所述频率维持电路包括PMOS管P4、NMOS管N5、电阻R3和开关S7，所述PMOS管P4的源极连接电源VDD，所述PMOS管P4的栅极连接电流镜像电路，所述PMOS管P4的漏极连接鉴相器的输出端、环路滤波器以及振荡器的输入端，所述NMOS管N5的漏极和栅极短接且通过开关S7与PMOS管P4的漏极连接，所述NMOS管N5的源极通过电阻R3接地，在RT模式下，所述开关S7处于闭合状态。
[0011]在本技术的一个或多个实施方式中，所述模式转换电路包括电阻R2、NMOS管N3、偏置电流源IBIAS1、运放、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、电阻R
SET
、电阻R
PLL
和NMOS管N4；
[0012]其中，所述运放的正极输入端通过开关S3连接参考电压V
REF
，所述电阻R2一端连接电源VDD、另一端连接NMOS管N3的漏极，所述NMOS管N3的栅极连接控制电压VCONT_PRE、源极通过偏置电流源IBIAS1接地，所述NMOS管N3的源极同时通过开关S4与运放的正极输入端连接，所述运放的负极输入端通过开关S5与电阻R
SET
连接，所述电阻R
SET
的另一端接地，所述运放的负极输入端通过开关S6与电阻R
PLL
连接，所述电阻R
PLL
的另一端接地，所述NMOS管N4的漏极与电流镜像电路连接，所述NMOS管N4的栅极与运放的输出端连接，所述NMOS管N4的源极与运放的负极输入端连接；在RT模式下，所述开关S3和开关S5处于闭合状态，在PLL模式下，所述开关S4和开关S6处于闭合状态，所述NMOS管N3的源极输出控制电压VCONT至运放的正极输入端。
[0013]在本技术的一个或多个实施方式中，所述电流镜像电路包括PMOS管P3和PMOS管P5，所述PMOS管P3的源极连接电源VDD，所述PMOS管P3的漏极和栅极短接且连接PMOS管P5的栅极以及频率维持电路和模式转换电路，所述PMOS管P5的源极连接电源VDD，所述PMOS管P5的漏极连接斜坡电压产生电路和比较器的正极输入端。
[0014]在本技术的一个或多个实施方式中，所述斜坡电压产生电路包括NMOS管N6和电容Cosc，所述电容Cosc一端与NMOS管N6的漏极以及比较器的正极输入端连接、另一端与NMOS管N6的源极连接且同时接地，所述NMOS管N6的栅极连接逻辑电路的输出端。
[0015]在本技术的一个或多个实施方式中，在RT模式下，所述时钟信号CLOCK的频率f1的表达式为：
[0016]f1＝K*[V
REF
/(R
SET
*C
OSC
*V
REF_OSC
)]，其中，K为PMOS管P5和PMOS管P3的个数比。
[0017]在本技术的一个或多个实施方式中，在PLL模式下，所述时钟信号CLOCK的频率f2的表达式为：
[0018]f2＝K*[V
CONT
/(R
PLL
*C
OSC
*V
REF_OSC
)]＝f
CLK_SYNC
，其中，K为PMOS管P5和PMOS管P3的个数比，f
CLK_SYNC
为外部时钟信号CLK_SYNC的频率。
[0019]在本技术的一个或多个实施方式中，所述开关频率控制电路还包括模式判定电路，所述模式判定电路具有用于对所述振荡器工作于RT模式和/或PLL模式进行判定的RT/SYNC端，所述模式判定电路控制能够输出外部时钟信号CLK_SYNC、将所述振荡器切换至RT模式的控制信号RT_MODE以及将所述振荡器切换至PLL模式的控制信号PLL_MODE。
[0020]在本技术的一个或多个实施方式中，所述双模式开关频率控制电路还包括使能电路，用于为所述双模式开关频率控制电路提供使能信号EN。
[0021]与现有技术相比，本技术实施方式的双模式开关频率控制电路，能够实现RT模式和PLL模式之间相互切换；本技术实施方式的双模式开关频率控制电路的锁相环建立速度快，能够缩短两种模式之间切换时振荡器输出的时钟信号CLOCK的频率同步到外部时钟信号CLK_SYNC的频率时所需要的建立时间；该电路结构简单，在实现开关电源中双模式开关频率控制的同时，极大地降低了芯片面积和成本。
附图说明
[0022]图1是根据本技术一实施方式的双模式开关频率控本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种双模式开关频率控制电路，其特征在于，包括：振荡器，能够工作于RT模式和/或PLL模式下，所述振荡器包括模式转换电路、电流镜像电路、斜坡电压产生电路、比较器、逻辑电路和缓冲器BUFFER；其中，所述模式转换电路用于在RT模式和/或PLL模式下，根据对应的控制电压并通过所述电流镜像电路输出对应的电流；所述斜坡电压产生电路用于根据所述电流镜像电路输出的电流输出对应的斜坡电压V
RAMP
；所述比较器用于将斜坡电压V
RAMP
和参考电压V
REF_OSC
进行比较并通过逻辑电路和缓冲器BUFFER输出时钟信号CLOCK；鉴相器，在PLL模式下，用于将时钟信号CLOCK和外部时钟信号CLK_SYNC进行比较，产生对应于时钟信号CLOCK和外部时钟信号CLK_SYNC相位差的误差电压；以及环路滤波器，在PLL模式下，用于消除所述误差电压中的高频信号和噪声信号并输出控制所述振荡器的控制电压VCONT_PRE，在所述控制电压VCONT_PRE的控制下，所述振荡器输出的时钟信号CLOCK能够同步到外部时钟信号CLK_SYNC。2.如权利要求1所述的双模式开关频率控制电路，其特征在于，所述振荡器还包括频率维持电路，在RT模式下，所述频率维持电路用于维持所述控制电压VCONT_PRE所对应的频率。3.如权利要求2所述的双模式开关频率控制电路，其特征在于，所述频率维持电路包括PMOS管P4、NMOS管N5、电阻R3和开关S7，所述PMOS管P4的源极连接电源VDD，所述PMOS管P4的栅极连接电流镜像电路，所述PMOS管P4的漏极连接鉴相器的输出端、环路滤波器以及振荡器的输入端，所述NMOS管N5的漏极和栅极短接且通过开关S7与PMOS管P4的漏极连接，所述NMOS管N5的源极通过电阻R3接地，在RT模式下，所述开关S7处于闭合状态。4.如权利要求2所述的双模式开关频率控制电路，其特征在于，所述模式转换电路包括电阻R2、NMOS管N3、偏置电流源IBIAS1、运放、开关S3、开关S4、开关S5、开关S6、电阻R
SET
、电阻R
PLL
和NMOS管N4；其中，所述运放的正极输入端通过开关S3连接参考电压V
REF
，所述电阻R2一端连接电源VDD、另一端连接NMOS管N3的漏极，所述NMOS管N3的栅极连接控制电压VCONT_PRE、源极通过偏置电流源IBIAS1接地，所述NMOS管N3的源极同时通过开关S4与运放的正极输入端连接，所述运放的负极输入端通过开关S5与电阻R
SET
连接，所述电阻R
...

【专利技术属性】
技术研发人员：薛尚嵘，冯翰雪，李冬超，
申请(专利权)人：屹世半导体上海有限公司，
类型：新型
国别省市：