一种适用于DC-DC转换器的张弛振荡器制造技术

本发明专利技术公开了一种适用于DC

【技术实现步骤摘要】
一种适用于DC
‑
DC转换器的张弛振荡器


[0001]本专利技术涉及模拟集成电路
，具体为一种适用于DC
‑
DC转换器的张弛振荡器。

技术介绍

[0002]在DC
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DC转换器芯片中，振荡器是必不可少的关键模块之一，它为系统提供稳定的时钟信号，稳定且精确的时钟信号可以保证逻辑电路在控制信号调制下输出正确的占空比来开启或关断功率管，来实现调节输出电压的目的。振荡器的主要指标是输出频率精度。
[0003]由于DC
‑
DC转换器的负载为轻载时，即输出电流很小，单一的系统的频率会使得工作在轻载时的DC
‑
DC转换器的开关损耗变大，从而严重影响到系统的转换效率。针对根据负载需要调制频率的情况，现有的解决方案主要是增加轻载模式控制电路或者改变芯片外围器件来减小系统时钟频率，但是这大大增加了系统设计难度，而且面积大、成本高。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种适用于DC
‑
DC转换器的张弛振荡器，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种适用于DC
‑
DC转换器的张弛振荡器，包括偏置电路、修调电路、五管运放电路、电流源支路电路、电流镜电路、分压网络电路、电压比较器和反相器电路，所述五管运放电路分别与偏置电路、修调电路、电流源支路电路和电流镜电路建立电性连接，且偏置电路与修调电路建立电性连接，电流源支路电路与电流镜电路建立电性连接，分压网络电路分别与电流源支路电路和电流镜电路建立电性连接，电压比较器的输入端分别与电流镜电路和分压网络电路建立电性连接，电压比较器的输出端与反相器电路建立电性连接。
[0006]优选的，所述五管运放电路包括PMOS管MP2、MP3和MP4，NMOS管MN11和MN12，MP2的漏极接MP3和MP4的源极，MP3与MN11共漏极，MP3的栅极接正相输入端FB，MP4与MN12共漏极，MP4的栅极接负相输入端Vs，MN12的漏极接MN18的栅极，MN18的栅极接MN13的栅极，MN13的漏极与电流源支路电路连接，MN11的漏极与栅极连接，MN11与MN12共栅极，MN11与MN12、MN18和MN13共源极，MN12的源极接地，且分别与偏置电路、修调电路和电流镜电路连接。
[0007]优选的，所述偏置电路包括NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4和PMOS管MP1，MN1和MN2共栅极，且MN1的漏极接电流源I，并与栅极连接，MN3与MN4共栅极，MN3、MN4与MN12共源极，且MN3的漏极接栅极，并与MN1的源极连接，MN4的漏极接MN2的源极，MN2与MP1共漏极，MP1的栅极与漏极连接，MP1连接有MP11，且MP1与MP11共源极、共漏极，MP11与MP2共源极，且接高电平VDD，MP11的栅极接EN使能信号端，MP11的漏极接MP2的栅极。
[0008]优选的，所述修调电路包括NMOS管MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10、MN19、MN20和MN21，且MN3、MN6、MN8和MN10共栅极、共源极，MN1、MN5、MN7和MN9共栅极，MP11、MN19、MN20和MN21共漏极，MN19的源极接MN5的漏极，MN5的源极接MN6的漏极，MN20的源极接MN7的漏极，
MN7的源极接MN8的漏极，MN21的源极接MN9的漏极，MN9的源极接MN10的漏极，MN19的栅极接控制端F1，MN20的栅极接控制端F2，MN21的栅极接控制端F3。
[0009]优选的，所述电流源支路电路包括PMOS管MP5、MP6、MP7、MP8、MP9和MP10，且MP2、MP5、MP6、MP7、MP8、MP9和MP10共栅极、共源极，MP6、MP10与MN18共漏极，且接MP13的源极，MP5、MP7与MN13共漏极，且接MP14的源极，MP8与MP14共漏极，MP9与MP13共漏极，且接电流镜电路，MP13与MP14共栅极，且接分压网络电路。
[0010]优选的，所述电流镜电路包括NMOS管MN14、MN15、MN16和MN17，MN14与MP8共漏极，MN15与MP9共漏极，且MN15的漏极与栅极连接，MN14与MN15共栅极，MN14的源极接MN16的漏极，MN14的漏极接电压比较器的负极输入端，MN15的源极接MN17的漏极，MN16、MN17与MN13共源极，MN16的源极接电容C1，电容C1的另一端接MN14的漏极，MN15的栅极接控制信号SS端，MN17的栅极接VDD端。
[0011]优选的，所述分压网络电路包括电阻R1、R2和R3，且R3的一端接MN17的源极，另一端接R2和电压比较器的正极输入端，R2的另一端接R1、MP14的栅极和电压比较器的正极输入端，R1的另一端接基准电压Vref端。
[0012]优选的，所述反相器电路包括反相器INV1、INV2和INV3，且电压比较器的输出端接INV1的输入端，INV1的输出端接INV2的输入端，INV2的输出端接INV3的输入端，INV3的输出端接输出端OSC。
[0013]优选的，所述电压比较器包括PMOS管MP12、MP13、MP14、MP15、MP16、MP17和MP18，NMOS管MN22、MN23、MN24和MN25，MP13、MP14和MP15共源极，MP14的源极接MP12的漏极，MP12的栅极接Vb端，MP12、MP16和MP17共源极，且接VDD端，MP16和MP17共栅极，且MP16的栅极接漏极，MP16与MN22共漏极，MN22与MN23共栅极，且MN23的栅极与源极连接，MN23、MP13和MP18共漏极，MP17与MN25共漏极，MN25与MN24共栅极，且MN24的栅极与源极连接，MN24与MP15共漏极，MN22、MN23、MN24和MN25共源极，且源极接地，MP14的栅极接PL端，MP14的漏极接MP18的源极，MP18的栅极接OUT端。
[0014]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：本专利技术所设计的电路仅采用一个电压比较器来实现对高低两个阈值电压的比较，实现了低成本和低功耗；本专利技术提供两种模式的输出时钟频率，通过改变振荡器内部比较电压实现改变频率的目的，可以降低轻载模式下的开关损耗，提高系统的转换效率；本专利技术通过共源共栅的结构将偏置电流精确复制，并且提供电流修调电路，实现在受温度、工艺、电源电压影响下的能为电路提供精确电流；本专利技术不仅适用于DC
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DC转换器，也可用于数模转换器、电机驱动电路等电路。
附图说明
[0015]图1为本专利技术的整体电路框图；
[0016]图2为本专利技术的整体电路原理图；
[0017]图3为本专利技术的电压比较器电路原理图；
[0018]图4为本专利技术的方波信号图；
[0019]图5为本专利技术的锯齿波信号图；
[0020]图中：1、偏置电路；2、修调电本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种适用于DC
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DC转换器的张弛振荡器，包括偏置电路(1)、修调电路(2)、五管运放电路(3)、电流源支路电路(4)、电流镜电路(5)、分压网络电路(6)、电压比较器(7)和反相器电路(8)，其特征在于：所述五管运放电路(3)分别与偏置电路(1)、修调电路(2)、电流源支路电路(4)和电流镜电路(5)建立电性连接，且偏置电路(1)与修调电路(2)建立电性连接，电流源支路电路(4)与电流镜电路(5)建立电性连接，分压网络电路(6)分别与电流源支路电路(4)和电流镜电路(5)建立电性连接，电压比较器(7)的输入端分别与电流镜电路(5)和分压网络电路(6)建立电性连接，电压比较器(7)的输出端与反相器电路(8)建立电性连接。2.根据权利要求1所述的一种适用于DC
‑
DC转换器的张弛振荡器，其特征在于：所述五管运放电路(3)包括PMOS管MP2、MP3和MP4，NMOS管MN11和MN12，MP2的漏极接MP3和MP4的源极，MP3与MN11共漏极，MP3的栅极接正相输入端FB，MP4与MN12共漏极，MP4的栅极接负相输入端Vs，MN12的漏极接MN18的栅极，MN18的栅极接MN13的栅极，MN13的漏极与电流源支路电路(4)连接，MN11的漏极与栅极连接，MN11与MN12共栅极，MN11与MN12、MN18和MN13共源极，MN12的源极接地，且分别与偏置电路(1)、修调电路(2)和电流镜电路(5)连接。3.根据权利要求2所述的一种适用于DC
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DC转换器的张弛振荡器，其特征在于：所述偏置电路(1)包括NMOS管MN1、MN2、MN3、MN4和PMOS管MP1，MN1和MN2共栅极，且MN1的漏极接电流源I，并与栅极连接，MN3与MN4共栅极，MN3、MN4与MN12共源极，且MN3的漏极接栅极，并与MN1的源极连接，MN4的漏极接MN2的源极，MN2与MP1共漏极，MP1的栅极与漏极连接，MP1连接有MP11，且MP1与MP11共源极、共漏极，MP11与MP2共源极，且接高电平VDD，MP11的栅极接EN使能信号端，MP11的漏极接MP2的栅极。4.根据权利要求2所述的一种适用于DC
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DC转换器的张弛振荡器，其特征在于：所述修调电路(2)包括NMOS管MN5、MN6、MN7、MN8、MN9、MN10、MN19、MN20和MN21，且MN3、MN6、MN8和MN10共栅极、共源极，MN1、MN5、MN7和MN9共栅极，MP11、MN19、MN20和MN21共漏极，MN19的源极接MN5的漏极，MN5的源极接MN6的漏极，MN20的源极接MN7的漏极，MN7的源极接MN8的漏极，MN21的源极接MN9的漏极，MN9的源极接MN10的漏极，MN19的栅极接控制端F1，MN20的栅极接控制端F2，MN21的栅极接控制端F3。5.根据权利要求2所述...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴敏，艾科，王壮，
申请(专利权)人：吴敏，
类型：发明
国别省市：