自适应恒定导通时间控制方法、电路、芯片和转换器技术

本发明专利技术公开了一种自适应恒定导通时间控制方法、电路、芯片和转换器，其中，所述方法包括：步骤S100，在第n个计时周期内，生成预设的第二电流；步骤S200，通过电容接收充电电流，以使电容的高电位端得到第n个计时周期的计时电压；步骤S300，利用差分放大模块对计时电压和基准电压进行差分放大得到差分放大结果，差分放大结果为差分放大电流；步骤S400，在第n+1个计时周期到来时，在预设大小的时间窗口内基于差分放大结果对积分电容进行充电或放电；步骤S500，将积分得到的积分电压施加给可变电阻模块中的变阻晶体管，以逐渐改变等效电阻的大小，从而逐渐改变导通时间。可以减小开关频率变化大的问题，缓解了直流转换器的输出振荡。缓解了直流转换器的输出振荡。缓解了直流转换器的输出振荡。

【技术实现步骤摘要】
自适应恒定导通时间控制方法、电路、芯片和转换器


[0001]本专利技术涉及直流转换器控制
，具体涉及一种自适应恒定导通时间控制方法、电路、芯片和转换器。

技术介绍

[0002]ACOT BUCK DCDC（自适应恒定导通时间降压直流转换器）作为一种具有快速瞬态响应的降压型稳压直流转换器，应用到各个需要快速瞬态响应的电源供电系统中，在这些电源供电系统中往往还需要DCDC所提供的电源具有较小的输出电压纹波，以利于下级应用的稳定：例如给蓝牙模块提供电源。
[0003]为解决输出电压纹波的问题，现有技术中，依据负载的轻重，配置两个电阻来分别适配直流转换器的重载、轻载状态，由此减小对应负载状态下的纹波。具体地，通过检测流出直流转换器的电流来判断当前直流转换器的负载状态，当处于重载状态下，接入一个小的等效电阻；当处于轻载状态下，将一个大的等效电阻接入电路。通过两个不同阻值的电阻，减小了当前负载下的输出纹波。
[0004]然而，现有技术中，虽然能够减小对应负载状态下的输出纹波，但是，直流转换器在两种负载状态之间切换时，出现了难以消除的输出振荡，导致无法为下级应用（例如为蓝牙模块提供电源）提供稳定的输出电压，尤其是当下级应用对电源稳定性要求较高时，如果接收的输出电压振荡较大，甚至会导致下级应用被损坏。
[0005]因此，在控制直流转换器在两种负载状态之间进行切换时如何减小输出振荡，成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]基于上述现状，本专利技术的主要目的在于提供一种自适应恒定导通时间控制方法、电路、充电盒和转换器，以在控制直流转换器在两种负载状态之间进行切换时减小输出振荡的问题。
[0007]为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：第一方面，本专利技术实施例公开了一种自适应恒定导通时间控制方法，用于控制直流转换器中同步管从一种导通时间状态逐渐切换到另一种导通时间状态，直流转换器包括电流镜模块和与电流镜模块连接的可变电阻模块，可变电阻模块包括变阻晶体管，变阻晶体管的电阻跟随施加的电压大小变化而变化，以使可变电阻模块的等效电阻的大小是可变的，电流镜模块产生的第一电流随等效电阻的大小而改变，第一电流影响同步管的导通时间，从而使同步管的导通时间的长短与等效电阻的大小相关；方法包括如下步骤：步骤S100，在第n个计时周期内，生成预设的第二电流，其中，n为正整数；步骤S200，通过电容接收充电电流，以使电容的高电位端得到第n个计时周期的计时电压；步骤S300，利用差分放大模块对计时电压和基准电压进行差分放大得到差分放大
结果，差分放大结果为差分放大电流，其中，差分放大模块的尾电流预先设置为第二充电电流的预设倍数；步骤S400，在第n+1个计时周期到来时，在预设大小的时间窗口内基于差分放大结果对积分电容进行充电或放电，以使积分电容的高电位端得到积分电压，以使第n+1个计时周期对应的积分电压相对于第n个计时周期对应的积分电压产生一个与时间窗口大小对应的变化量，预设大小的时间窗口为一个计时周期的若干分之一；步骤S500，将积分得到的积分电压施加给可变电阻模块中的变阻晶体管，以使变阻晶体管在第n+1个计时周期对应的电阻相对于第n个计时周期的电阻产生一个与时间窗口大小对应的变化量，以逐渐改变等效电阻的大小，从而逐渐改变导通时间。
[0008]可选地，还包括：步骤S210，在每个计时周期到来前，对电容进行持续预设时长放电，以使在电容在下次接收充电电流之前的计时电压为零，计时周期的持续时间为预设时长的至少若干倍以上。
[0009]可选地，步骤S210包括：步骤S211，在每个计时周期到来前，向放电管输出计时复位信号，计时复位信号的持续时长为预设时长；步骤S212，利用放电管响应计时复位信号将电容的高电位端连接至地，以对电容进行放电。
[0010]可选地，在步骤S211中，在每个计时周期的上升沿到来后的预设间隔触发输出计时复位信号。
[0011]可选地，差分放大电流为零或大于零；在步骤S400中：当差分放大电流为零时，利用积分电容进行放电，以减小积分电压；当差分放大电流大于零时，利用积分电容进行充电，以增大积分电压。
[0012]可选地，步骤S400包括：步骤S410，在预设大小的时间窗口内导通传输门，以在预设时间窗口内传输差分放大电流，以使用积分电容按预设时间窗口基于差分放大电流进行充电或放电。
[0013]可选地，每个计时周期中，在步骤S410结束后即开始步骤S210。
[0014]第二方面，本专利技术实施例公开了一种集成电路，设置在直流转换器中，集成电路集成有多个电路功能模块和器件，多个电路功能模块和器件被配置为实现上述第一方面公开的方法。
[0015]第三方面，本专利技术实施例公开了一种直流转换器，包括：依次连接的同步管和整流管，同步管和整流管的连接点经LRC电路后得到输出电压；数字逻辑控制部分，分别控制同步管和整流管的导通状态；导通时间控制部分，连接至数字逻辑控制部分，导通时间控制部分用于向数字逻辑控制部分输出同步管导通时间的控制信号，以控制导通时间的长短；导通时间控制部分包括电流镜模块和与电流镜模块连接的可变电阻模块，可变电阻模块包括变阻晶体管，变阻晶体管的电阻跟随施加的电压大小变化而变化，以使可变电阻模块的等效电阻的大小是可变的，电流镜模块产生的第一电流随等效电阻的大小而改变，第一电流影响同步管的导
通时间，从而使同步管的导通时间的长短与等效电阻的大小相关，其中，导通时间控制部分运行上述第一方面公开的方法，以逐渐改变等效电阻的大小，并产生与等效电阻大小关联的控制信号。
[0016]第四方面，本专利技术实施例公开了一种电源管理芯片，其上具有集成电路，集成电路用于实现上述第一方面公开的方法。
[0017]第五方面，本专利技术实施例公开了一种直流转换芯片，其上具有集成电路，集成电路包括：直流转换器电路，其包括同步管，导通时间控制电路输出的关断信号用于控制同步管导通时间的长短；集成电路还用于实现上述第一方面公开的方法。
[0018]第六方面，本专利技术实施例公开了一种可穿戴蓝牙设备，包括：蓝牙模块；上述第四方面公开的电源管理芯片，用于管理向蓝牙模块供电的直流转换器；或者上述第五方面公开的直流转换芯片，用于向蓝牙模块供电。
[0019]有益效果依据本专利技术实施例公开的一种自适应恒定导通时间控制方法、电路、充电盒和转换器，在第n个计时周期内，完成对计时电压和基准电压进行差分放大得到差分放大结果；在第n+1个计时周期到来时，在预设大小的时间窗口基于差分放大结果对积分电容进行充电或放电得到积分电压，使第n+1个计时周期对应的积分电压相对于第n个计时周期对应的积分电压产生一个与时间窗口大小对应的变化量，而预设大小的时间窗口为一个计时周期的若干分之一，也就是，两个计时周期之间的积分电压的变化量较小；而后，将积分电压传输给变阻晶体管，由于积分电压的变化量较小，因此，变阻晶体管的电阻变化也比较小，由此，可以逐渐改变与直流转换器中等效电阻的大小，从而逐渐改变导本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种自适应恒定导通时间控制方法，用于控制直流转换器中同步管从一种导通时间状态逐渐切换到另一种导通时间状态，所述直流转换器包括电流镜模块和与所述电流镜模块连接的可变电阻模块，所述可变电阻模块包括变阻晶体管（M0），所述变阻晶体管（M0）的电阻跟随施加的电压大小变化而变化，以使所述可变电阻模块的等效电阻的大小是可变的，所述电流镜模块产生的第一电流（I1）随所述等效电阻的大小而改变，所述第一电流（I1）影响所述同步管的导通时间，从而使所述同步管的导通时间的长短与所述等效电阻的大小相关；其特征在于，所述方法包括如下步骤：步骤S100，在第n个计时周期内，生成预设的第二电流，其中，n为正整数；步骤S200，通过电容（Ct）接收充电电流，以使所述电容（Ct）的高电位端得到第n个计时周期的计时电压（Vt）；步骤S300，利用差分放大模块（3）对所述计时电压（Vt）和基准电压（Vref_t）进行差分放大得到差分放大结果，所述差分放大结果为差分放大电流，其中，所述差分放大模块（3）的尾电流（I2）预先设置为所述第二充电电流的预设倍数；步骤S400，在第n+1个计时周期到来时，在预设大小的时间窗口（t1）内基于所述差分放大结果对积分电容（C1）进行充电或放电，以使所述积分电容（C1）的高电位端得到积分电压（Vset），以使第n+1个计时周期对应的积分电压（Vset）相对于第n个计时周期对应的积分电压（Vset）产生一个与所述时间窗口（t1）大小对应的变化量，所述预设大小的时间窗口（t1）为一个计时周期的若干分之一；步骤S500，将积分得到的所述积分电压（Vset）施加给所述可变电阻模块中的变阻晶体管（M0），以使变阻晶体管（M0）在第n+1个计时周期对应的电阻相对于第n个计时周期的电阻产生一个与所述时间窗口（t1）大小对应的变化量，以逐渐改变所述等效电阻的大小，从而逐渐改变所述导通时间。2.如权利要求1所述的自适应恒定导通时间控制方法，其特征在于，还包括：步骤S210，在每个计时周期到来前，对所述电容（Ct）进行持续预设时长放电，以使在所述电容（Ct）在下次接收所述充电电流之前的所述计时电压（Vt）为零，所述计时周期的持续时间为预设时长的至少若干倍以上。3.如权利要求2所述的自适应恒定导通时间控制方法，其特征在于，所述步骤S210包括：步骤S211，在每个计时周期到来前，向放电管（N43）输出计时复位信号（en_time），所述计时复位信号（en_time）的持续时长为所述预设时长；步骤S212，利用所述放电管（N43）响应所述计时复位信号（en_time）将所述电容（Ct）的高电位端连接至地，以对所述电容（Ct）进行放电。4.如权利要求3所述的自适应恒定导通时间控制方法，其特征在于，在所述步骤S211中，在每个计时周期的上升沿到来后的预设间隔触发输出所述计时复位信号（en_time）。5.如权利要求2
‑
4任意一项所述的自...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍滔，
申请(专利权)人：深圳市思远半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：