一种开关变换器的振荡器和开关变换器制造技术

本发明专利技术公开了一种开关变换器的振荡器和开关变换器。振荡器包括充电电流生成电路和时钟信号生成电路，时钟信号生成电路根据充电电流生成电路提供的充电电流生成时钟信号。其中，充电电流生成电路包括调节电阻和限流模块，限流模块用于在调节电阻出现短路或断路时将充电电流的电流值限制在预设电流，从而避免了外置调节电阻出现短路和断路时电路的开关频率的剧烈变化，提高系统稳定性。提高系统稳定性。提高系统稳定性。

【技术实现步骤摘要】
一种开关变换器的振荡器和开关变换器


[0001]本专利技术涉及半导体集成电路
，更具体地涉及一种开关变换器的振荡器和开关变换器。

技术介绍

[0002]随着便携式电子产品的普及，开关电源越来越重要，现代电子设备使用的电源大致分为线性稳压电源和开关稳压电源。线性稳压电源的调整管工作在放大区，具有不会引入额外的干扰，可靠性好和成本低的优势，但是它还有体积较大，变换效率低的缺点。开关稳压电源与线性稳压电源相比，具有可以升压和降压，供电效率高的特点。然而，开关稳压电源调节电压和电流时会产生电磁干扰噪声(EMI)，这种电气噪声可以传输到交流电力线上，不仅会通过传导影响电源附近的其他电子设备的允许，还可能从电源线辐射或泄露，影响没有连接到电源线上的设备。这些干扰会随着开关频率的提高，输出功率的增大会显著的增强，对电子设备的正常工作构成了潜在的威胁。
[0003]为了抑制开关变换器的电磁干扰，使得其符合相关电磁兼容标准的要求，现有技术的开关变换器采用频率抖动技术来提高谐波次数，从而使得频率可以分散，即通过使得开关频率周期性地变化，使得噪声谐波频率分散，噪声能量得以分散和减小，在整个频带上保证了幅值裕量，从而满足电磁兼容性要求。
[0004]图1示出了现有技术的一种开关变换器的结构示意图。如图1所示，开关变换器100包括集成在同一集成电路芯片中的控制电路和功率级电路。控制电路包括误差放大器EA、逻辑驱动电路110、振荡器120和PWM比较器130。
[0005]误差放大器EA用于根据输出电压Vout的反馈电压Vfb与参考电压Vref得到误差信号Verr，PWM比较器130将误差信号Verr与斜坡电压Vslope进行比较，根据比较结果生成脉宽调制信号PWM，逻辑驱动电路110根据所述脉宽调制信号PWM和振荡器120提供的时钟信号CLK生成开关驱动信号，控制功率开关管MD1和MD2的导通和关断。
[0006]现有技术的开关变换器通常采用模拟方法来调整频率，例如通过外置调节电阻来调节振荡器的充电电流的大小，从而得到频率变化的时钟信号CLK，这种方法的缺点时在实际应用时频率变化的范围特别大，例如当外置调节电阻短路或者断路时，开关频率将变得特别快或特别慢，降低了系统的稳定性，甚至会导致芯片的损坏。

技术实现思路

[0007]有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种开关变换器的振荡器和开关变换器，避免了当外置调节电阻短路或者断路时电路开关频率的剧烈变化，有利于提高系统的稳定性。
[0008]根据本专利技术的一方面，提供了一种开关变换器的振荡器，包括：充电电流生成电路，用于生成充电电流；时钟信号生成电路，由于根据所述充电电流生成一斜坡电压，并将所述斜坡电压与第一参考电压进行比较，根据比较结果生成一时钟信号，其中，所述充电电流生成电路包括调节电阻和限流模块，所述限流模块用于在所述调节电阻出现短路或断路
时将所述充电电流的电流值限制在预设电流。
[0009]可选的，所述充电电流生成电路还包括：串联连接于电源电压与所述调节电阻之间的第一晶体管和第二晶体管；连接于所述电源电压与所述时钟信号生成电路之间的第四晶体管，所述第四晶体管与所述第一晶体管构成电流镜，所述第四晶体管的第二端用于提供所述充电电流；以及运算放大器，同相输入端用于接收第二参考电压，反相输入端与所述调节电阻的第一端连接于第一节点，输出端与所述第二晶体管的控制端连接，其中，所述运算放大器用于根据所述第一节点的节点电压和所述第二参考电压向所述第二晶体管提供节点反馈调节信号，以调节所述充电电流的电流值。
[0010]可选的，所述限流模块用于在所述调节电阻出现短路或断路时调节所述节点反馈调节信号，以将所述充电电流的电流值限制在所述预设电流。
[0011]可选的，所述限流模块包括：第一电流源，第一端与所述电源电压连接，第二端与所述第一节点连接；以及第二电流源，第一端与所述第一晶体管的控制端连接，第二端接地；连接于所述电源电压与地之间的第三晶体管和第六晶体管，所述第三晶体管与所述第一晶体管构成电流镜；以及连接于所述运算放大器的输出端和地之间的第五晶体管，所述第五晶体管与所述第六晶体管构成电流镜。
[0012]可选的，所述充电电流生成电路还包括并联连接于所述第六晶体管的第一端和第二端之间的第三电流源。
[0013]可选的，所述第一电流源和所述第二电流源的输出电流相等。
[0014]可选的，所述时钟信号生成电路包括：连接于所述充电电流生成电路的输出端与地之间的充电电容；可控开关，第一端与所述充电电容的第一端连接，第二端接地；以及比较器，同相输入端与所述可控开关和所述充电电容的连接节点连接以接收所述斜坡电压，反相输入端用于接收所述第一参考电压，输出端用于输出所述时钟信号，其中，所述可控开关的导通和关断受控于所述时钟信号。
[0015]可选的，所述第一晶体管、所述第三晶体管和所述第四晶体管分别为P型的金属氧化物半导体场效应晶体管，所述第二晶体管、所述第五晶体管和所述第六晶体管分别为N型的金属氧化物半导体场效应晶体管。
[0016]根据本专利技术的另一方面，提供了一种开关变换器，包括：功率级电路，包括功率开关管，用于将输入电压转换为输出电压；误差放大器，用于根据所述输出电压的反馈电压与第三参考电压生成误差信号；PWM比较器，用于将所述误差信号与斜坡电压相比较，以生成脉宽调制信号；逻辑驱动电路，用于根据所述脉宽调制信号与一时钟信号生成开关驱动信号，控制所述功率开关管的导通和关断；以及上述的振荡器，用于生成所述时钟信号。
[0017]可选的，所述功率级电路的拓扑结构选自Buck拓扑、Boost拓扑或者Buck
‑
Boost拓扑。
[0018]本专利技术实施例的振荡器包括充电电流生成电路和时钟信号生成电路。其中，充电电流生成电路包括调节电阻和限流模块，限流模块用于在调节电阻出现短路或断路时将充电电流的电流值限制在预设电流，从而避免了外置调节电阻出现短路或断路时电路的开关频率的剧烈变化，提高系统稳定性。
附图说明
[0019]通过以下参照附图对本专利技术实施例的描述，本专利技术的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚。
[0020]图1示出了现有技术的一种开关变换器的结构示意图；
[0021]图2示出了根据本专利技术第一实施例的一种开关变换器的振荡器的电路示意图；
[0022]图3示出了根据本专利技术第二实施例的一种开关变换器的结构示意图。
具体实施方式
[0023]以下将参照附图更详细地描述本专利技术。在各个附图中，相同的元件采用类似的附图标记来表示。为了清楚起见，附图中的各个部分没有按比例绘制。此外，在图中可能未示出某些公知的部分。
[0024]在下文中描述了本专利技术的许多特定的细节，例如部件的结构、材料、尺寸、处理工艺和技术，以便更清楚地理解本专利技术。但正如本领域的技术人员能够理解的那样，可以不按照这些特定的细节来实现本专利技术。
[0025]应当理解，在以下本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种开关变换器的振荡器，包括：充电电流生成电路，用于生成充电电流；时钟信号生成电路，由于根据所述充电电流生成一斜坡电压，并将所述斜坡电压与第一参考电压进行比较，根据比较结果生成一时钟信号，其中，所述充电电流生成电路包括调节电阻和限流模块，所述限流模块用于在所述调节电阻出现短路或断路时将所述充电电流的电流值限制在预设电流。2.根据权利要求1所述的振荡器，所述充电电流生成电路还包括：串联连接于电源电压与所述调节电阻之间的第一晶体管和第二晶体管；连接于所述电源电压与所述时钟信号生成电路之间的第四晶体管，所述第四晶体管与所述第一晶体管构成电流镜，所述第四晶体管的第二端用于提供所述充电电流；以及运算放大器，同相输入端用于接收第二参考电压，反相输入端与所述调节电阻的第一端连接于第一节点，输出端与所述第二晶体管的控制端连接，其中，所述运算放大器用于根据所述第一节点的节点电压和所述第二参考电压向所述第二晶体管提供节点反馈调节信号，以调节所述充电电流的电流值。3.根据权利要求2所述的振荡器，其中，所述限流模块用于在所述调节电阻出现短路或断路时调节所述节点反馈调节信号，以将所述充电电流的电流值限制在所述预设电流。4.根据权利要求3所述的振荡器，其中，所述限流模块包括：第一电流源，第一端与所述电源电压连接，第二端与所述第一节点连接；以及第二电流源，第一端与所述第一晶体管的控制端连接，第二端接地；连接于所述电源电压与地之间的第三晶体管和第六晶体管，所述第三晶体管与所述第一晶体管构成电流镜；以及连接于所述运算放大器的输出端和地之间的第五晶体管，所述第五晶体管与所述第六晶体管构成电流镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖飞，于翔，
申请(专利权)人：圣邦微电子北京股份有限公司，
类型：发明
国别省市：