可编程振荡器电路及电源管理芯片制造技术

本发明专利技术公开了一种可编程振荡器电路及电源管理芯片，包括运放钳位模块、振荡频率调节模块和振荡发生模块；振荡频率调节模块包括调节电阻、电流镜单元和充/放电单元，振荡发生模块包括比较器单元、振荡模式选择单元和振荡发生单元，电流镜单元用于镜像输入支路的电流输出至充/放电单元，所述调节电阻用于控制电流镜单元输入支路的电流大小，从而控制充/放电单元的充电速度；振荡模式选择单元用于控制振荡发生单元的振荡模式，比较器单元采样充/放电单元的充/放电电压，根据与基准电压的比较结果控制所述振荡发生单元的振荡频率，通过该振荡器电路产生的振荡时钟信号，实现了对电源管理芯片的开关变换器控制过程中次谐波振荡的稳定补偿。的稳定补偿。的稳定补偿。

【技术实现步骤摘要】
可编程振荡器电路及电源管理芯片


[0001]本专利技术涉及电源管理
，尤其涉及一种可编程振荡器电路及包括该可编程振荡器电路的电源管理芯片。

技术介绍

[0002]直流
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直流开关变换器具有小体积、高驱动能力、高精度、输出电压灵活可调等优点，是一种热门的电源管理方案。DC
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DC变换器根据其输出电压范围可以分为降压变换器、升压变换器和降压升压变换器。在降压变换器中，在反馈环路的作用下，占空比被调节使输出电压维持在设计值附近，并且环路能够对输入电压改变和输出电流改变等情况进行自行调节。脉冲宽度调制（Pulse Width Modulation，PWM）是开关变换器的控制方法之一，它包含电压模式（Voltage
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mode）控制与电流模式（Current
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mode）控制。峰值电流模控制作为一种典型的电流模控制方式，它具有快速瞬态响应、简单的过流保护方案等优点。但当电流模反馈环路占空比高于50%时，会发生次谐波振荡以及电感平均电流波动等现象最终会带来系统失控、抗电源干扰能力弱等问题。为避免上述现象，需要在采样电感电流上叠加斜坡补偿，在斜坡补偿技术中关键模块就是振荡器电路。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于提供一种可编程振荡器电路及包括该可编程振荡器电路的电源管理芯片，以实现电源管理芯片的开关变换器控制过程对次谐波振荡进行稳定补偿。
[0004]为实现上述目的，本专利技术提供了一种可编程振荡器电路，所述可编程振荡器电路包括：用于提供稳定电平的运放钳位模块、以及与所述运放钳位模块的输出端连接的振荡频率调节模块和与所述振荡频率调节模块连接的振荡发生模块；所述振荡频率调节模块包括调节电阻、电流镜单元和充/放电单元，所述调节电阻连接在电流镜单元的输入支路上，所述电流镜单元的输出端与所述充/放电单元的输入端连接，所述充/放电单元的控制端与所述振荡发生模块连接；所述振荡发生模块包括比较器单元、振荡模式选择单元和振荡发生单元，所述比较器单元的输入端与所述充/放电单元的输入端连接，所述比较器单元的输出端经所述振荡模式选择单元与所述振荡发生单元连接，所述振荡发生单元的输出反馈端与所述充/放电单元的控制端连接；所述电流镜单元用于镜像输入支路的电流输出至所述充/放电单元，所述调节电阻用于控制电流镜单元输入支路的电流大小，从而控制所述充/放电单元的充电速度；所述振荡模式选择单元用于控制所述振荡发生单元的振荡模式，所述比较器单元采样所述充/放电单元的充/放电电压，并根据与基准电压的比较结果控制所述振荡发生单元的振荡频率。
[0005]可选的，所述充/放电单元包括第一电容、第一NMOS管、第二电容和第二NMOS管，所
述第一电容的正极和/或第二电容的正极作为所述充/放电单元的输入端，所述第一NMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极作为所述充/放电单元的控制端；所述第一电容的正极与所述电流镜单元的输出端、所述第一NMOS管的漏极连接，所述第一电容的负极和所述第一NMOS管的源极连接并接地，所述第一NMOS管的栅极与所述振荡发生单元的第一输出反馈端连接；所述第二电容的正极与固定电流偏置信号、所述第二NMOS管的漏极连接，所述第二电容的负极和所述第二NMOS管的源极连接并接地，所述第二NMOS管的栅极与所述振荡发生单元的第二输出反馈端连接。
[0006]可选的，所述比较器单元包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的同相输入端和所述第二比较器的同相输入端作为所述比较器单元的输入端，所述第一比较器的输出端和/或所述第二比较器的输出端作为所述比较器单元的输出端；所述第一比较器的同相输入端与所述第一电容的正极连接，所述第一比较器的反相输入端与基准电压信号连接，所述第一比较器的输出端所述振荡模式选择单元的一输入端连接，第一比较器的同相输入端与所述第一电容的正极连接，所述第一比较器的反相输入端与基准电压信号连接，所述第二比较器的输出端所述振荡发生单元的一输入端连接。
[0007]可选的，所述振荡发生单元包括RS锁存器、第一施密特反相器和第一反相器，所述RS锁存器的输入R端和输入S端作为所述振荡发生单元的输入端，所述第一施密特反相器的输出端和第一反相器的输出端作为所述振荡发生单元的输出端；所述RS锁存器的输入R端与所述振荡模式选择单元的输出端连接，所述RS锁存器的输入S端与所述第二比较器的输出端连接，所述RS锁存器的输出Q端与所述第一施密特反相器的输入端连接，所述第一施密特反相器的输出端与所述第一NMOS管的栅极、所述第一反相器的输入端连接，所述第一反相器的输出端与所述第二NMOS管的栅极连接。
[0008]可选的，所述振荡器电路的振荡模式包括自振荡模式和外部时钟同步振荡模式，所述振荡器电路还包括外部时钟锁定单元，所述振荡模式选择单元包括或门，所述或门的一输入端与所述比较器单元的输出端连接，或门的另一输入端与外部时钟锁定单元的输出端连接；当所述外部时钟锁定单元输出逻辑信号“0”或“1”中的一者时，所述振荡器电路为自振荡模式，当所述外部时钟锁定单元的输出逻辑信号“0”或“1”中的另一者时，所述振荡器电路为外部时钟同步振荡模式。
[0009]可选的，所述振荡器电路还包括外部时钟电路和第三电容，当所述振荡器电路的振荡模式为外部时钟同步振荡模式时，所述外部时钟电路的输出端经第三电容耦合至所述运放钳位模块的输出端上。
[0010]可选的，所述外部时钟锁定单元包括第二施密特反相器、第二反相器和D触发器，所述第二施密特反相器的输入端与所述运放钳位模块的输出端连接，所述第二施密特反相器的输出端与所述第二反相器的输入端连接，所述第二反相器的输出端与所述D触发器的输入Clk端连接，所述D触发器的输入D端与供电电源连接，所述D触发器的输入R端与所述振荡发生单元的一输出端连接，所述D触发器的输出Q端与所述或门的另一输入端连接。
[0011]可选的，所述D触发器为上升沿触发。
[0012]可选的，所述外部时钟电路的振荡频率大于所述振荡器电路的自振荡频率。
[0013]为了解决上述的问题，本专利技术还提供了一种电源管理芯片，所述电源管理芯片包括如上任一项所述的可编程振荡器电路。
[0014]采用本专利技术实施例，具有如下有益效果：通过对本专利技术提供的可编程振荡器电路的实施，该电路的振荡模式有两种，包括自振荡模式和外部时钟同步振荡模式，本振荡器电路不仅可实现输出的振荡信号频率可编程调节，还具有外部时钟同步功能。通过采用外部挂接的调节电阻，对调节电阻的阻值进行调节，实现电流镜单元不同的输入电流，镜像至输出支路用于给充/放电单元进行充电，来实现充电速度的控制；不同的充电速度使得比较器单元所采样的充/放电电压与基准电压的比较结果所持续的时间不同，从而控制振荡发生单元输出高电平或者低电平的持续时间不同，最终实现对振荡发生单元振荡频率的调节。该振荡器电路生成的振荡时钟信号用于电源管理芯片的开关变换器控制过程对次谐波振荡进行稳定补偿。
附图说明
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种可编程振荡器电路，其特征在于，所述可编程振荡器电路包括：用于提供稳定电平的运放钳位模块、以及与所述运放钳位模块的输出端连接的振荡频率调节模块和与所述振荡频率调节模块连接的振荡发生模块；所述振荡频率调节模块包括调节电阻、电流镜单元和充/放电单元，所述调节电阻连接在电流镜单元的输入支路上，所述电流镜单元的输出端与所述充/放电单元的输入端连接，所述充/放电单元的控制端与所述振荡发生模块连接；所述振荡发生模块包括比较器单元、振荡模式选择单元和振荡发生单元，所述比较器单元的输入端与所述充/放电单元的输入端连接，所述比较器单元的输出端经所述振荡模式选择单元与所述振荡发生单元连接，所述振荡发生单元的输出反馈端与所述充/放电单元的控制端连接；所述电流镜单元用于镜像输入支路的电流输出至所述充/放电单元，所述调节电阻用于控制电流镜单元输入支路的电流大小，从而控制所述充/放电单元的充电速度；所述振荡模式选择单元用于控制所述振荡发生单元的振荡模式，所述比较器单元采样所述充/放电单元的充/放电电压，并根据与基准电压的比较结果控制所述振荡发生单元的振荡频率。2.根据权利要求1所述的可编程振荡器电路，其特征在于，所述充/放电单元包括第一电容、第一NMOS管、第二电容和第二NMOS管，所述第一电容的正极和/或第二电容的正极作为所述充/放电单元的输入端，所述第一NMOS管的栅极和第二NMOS管的栅极作为所述充/放电单元的控制端；所述第一电容的正极与所述电流镜单元的输出端、所述第一NMOS管的漏极连接，所述第一电容的负极和所述第一NMOS管的源极连接并接地，所述第一NMOS管的栅极与所述振荡发生单元的第一输出反馈端连接；所述第二电容的正极与固定电流偏置信号、所述第二NMOS管的漏极连接，所述第二电容的负极和所述第二NMOS管的源极连接并接地，所述第二NMOS管的栅极与所述振荡发生单元的第二输出反馈端连接。3.根据权利要求2所述的可编程振荡器电路，其特征在于，所述比较器单元包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的同相输入端和所述第二比较器的同相输入端作为所述比较器单元的输入端，所述第一比较器的输出端和/或所述第二比较器的输出端作为所述比较器单元的输出端；所述第一比较器的同相输入端与所述第一电容的正极连接，所述第一比较器的反相输入端与基准电压信号连接，所述第一比较器的输出端所述振荡模式选择单元的一输入端连接，第一比较器的同相输入端与所述第一电容的正极连接，所述第一比较器的反相输入端与基准电压信号连接，所述第二比...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仕强，贺策林，娄建理，周泽坤，
申请(专利权)人：深圳市泰德半导体有限公司，
类型：发明
国别省市：