一种抖频控制电路、控制芯片及开关电源制造技术

本发明专利技术公开了一种抖频控制电路、控制芯片及开关电源，其中抖频控制电路包括：窄脉冲产生模块，用于在控制芯片启动后，将输入的高电平使能信号转换成低电平窄脉冲；电流源充放电模块，用于在控制芯片的某一引脚连接电容的情况下：在其收到低电平窄脉冲时，为该电容充电，同时依据其检测端检测到的电压信号输出第一电压信号，在其输入端未接收到低电平窄脉冲时，为该电容放电；电平移位模块，用于将第一电压信号转换为供电电压或地电平的第二电压信号后输出；抖频开关模块，用于依据第二电压信号、窄脉冲和使能信号控制其中的传输门两端的导通与关断，从而实现控制芯片抖频功能的加入与关闭。本发明专利技术降低了应用工程师的设计难度。本发明专利技术降低了应用工程师的设计难度。本发明专利技术降低了应用工程师的设计难度。

【技术实现步骤摘要】
一种抖频控制电路、控制芯片及开关电源


[0001]本专利技术涉及电磁
，涉及到一种抖频控制电路、控制芯片及开关电源。

技术介绍

[0002]现在，越来越多开关电源厂商使用抖频技术来减少电磁干扰(EMI)。抖频技术通过适当地调制开关频率，使辐射能量分布在较宽的频率范围内，降低谐波幅值使其变得平滑，从而降低EMI。
[0003]然而抖频技术并非只有优点没有缺点，在一些应用环境中，例如在低功率小体积的应用中，由于输出电容很小，采用抖频技术常常会带来难以忍受的输出纹波；还有在一些通信电源标准中，明确要求不可以采用抖频技术，因此在此类应用中往往会舍弃那些集成了抖频技术的芯片，而采用普通芯片进行PWM控制，这就限制了集成抖频功能的芯片的应用范围。
[0004]在现有技术的基础上，为了满足需要抖频和不需要抖频的两种应用需求，芯片设计者不得不单独设计两类芯片，或者增加额外的引脚作为抖频的使能引脚，这样做无疑又增加了芯片设计厂商的设计与制造成本；而对于芯片应用厂商来说，为了满足上述两种不同的应用需求，他们不得不使用两类芯片分别开发两类不同的方案，增加应用厂商的产品设计与产品管理的成本，或者单独为多出来的使能引脚设计外围使能电路，这种外围使能电路往往较复杂，这样又会增加设计难度和PCB布线面积。
[0005]本专利技术是申请人在其在先专利申请专利技术构思的基础上进行进一步研究开发所产生的创新成果，该在先专利的公开号为CN107294373A，其公开了一种抖频控制电路，应用于开关电源控制芯片，图1为该公开号为CN107294373A的专利文献中的抖频控制电路100的电路框图，图2为集成图1抖频控制电路100的芯片10的应用电路示意图，其中的抖频控制电路100包括顺次连接的检测引脚、检测模块110、使能模块120和使能信号输出端EN；检测引脚复用开关电源控制芯片的引脚RI；其工作原理为在芯片10启动后的特定时刻(如2us后)，检测模块110开始检测引脚RI的电压，生成采样电压Vs发送给使能模块120；使能模块120将接收到的采样电压Vs与预设电压V1作比较，若采样电压Vs小于预设电压V1，则发出使能信号EN，使能抖频模块200，将抖频功能加入开关电源中；反之，则不将抖频功能加入开关电源中。
[0006]其中，引脚RI的功能为通过外接电阻调节控制芯片的驱动频率。在设计抖频控制电路时，只要合理设计上述特定时刻，处理好引脚RI的已有功能与抖频判定的工作时序问题，就可以实现引脚复用，为芯片节省引脚，给芯片设计公司节约成本。需要说明的是，图1和图2中抖频控制电路100的检测引脚复用控制芯片10的引脚RI只是一种示例，本领域的技术人员也可以复用其它引脚，如图2中的引脚VCC或引脚VFB等，同样只需要处理好被复用的引脚已有功能与抖频判定工作时序问题即可。
[0007]上述在先专利选择是否加入抖频功能可以通过在引脚RI加或不加电容C1来实现，即在RI引脚加电容C1，则RI引脚电压上升斜率会减小，从而在规定的2us后，采样电压Vs会
小于预设电压V1，开关电源加入抖频功能；反之，则不将抖频功能加入开关电源中。因为2us的时间很短，所以通过合理的设计，只需要低压电容(nF级)就能选择是否加入抖频功能，开关电源电路简单，但是该专利的技术方案侧重于讲述如何通过开关电源的控制芯片引脚复用实现抖频控制，对于检测模块110和使能模块120的具体电路方案需要另外构建。

技术实现思路

[0008]有鉴如此，本专利技术要解决的技术问题是提供一种抖频控制电路、控制芯片及开关电源，针对上述通过开关电源的控制芯片引脚复用实现抖频控制，给出一种行之有效的具体电路方案。
[0009]作为本专利技术的第一个方面，所提供的抖频控制电路的实施例如下：
[0010]一种抖频控制电路，应用于开关电源，所述开关电源包括控制芯片，所述开关电源在使用时，通过选择在所述控制芯片的某一引脚连接电容与否来实现选择是否加入抖频功能，所述抖频控制电路包括：
[0011]窄脉冲产生模块，其输入端用于输入所述控制芯片的使能信号ENP，所述窄脉冲产生模块用于在所述控制芯片启动后，将其输入端输入的高电平的所述使能信号ENP转换成低电平窄脉冲Vpulse输出；
[0012]电流源充放电模块，其供电端用于输入供电电压VCC、控制端连接所述窄脉冲产生模块的输出端、检测端用于连接所述控制芯片的某一引脚、输出端用于输出第一电压信号Viout、接地端用于接地，所述电流源充放电模块用于在所述控制芯片的某一引脚连接有所述电容的情况下：在其输入端接收到所述低电平窄脉冲Vpulse时，由所述供电电压VCC为所述电容充电，同时检测其检测端的电压，并在该电压小于第一基准电压Vref_2VRC时，使得所述第一电压信号Viout为低电平，在该电压大于或等于第一基准电压Vref_2VRC时，使得所述第一电压信号Viout为高电平；在其输入端未接收到所述低电平窄脉冲Vpulse时，将所述电容上储存的能量释放；
[0013]电平移位模块，其输入端连接所述电流源充放电模块的输出端、供电端用于输入供电电压VCC、接地端用于接地，所述电平移位模块用于将所述第一电压信号Viout转换为第二电压信号Vn后输出，其中，当所述第一电压信号Viout为低电平时所述第二电压信号Vn为供电电压，当所述第一电压信号Viout为高电平时所述第二电压信号Vn为地电压；
[0014]抖频开关模块，包括一传输门，其第一输入端连接所述电平移位模块的输出端、第二输入端连接所述窄脉冲产生模块的输出端、第三输入端连接所述窄脉冲产生模块的输入端，所述抖频开关模块用于依据所述第二电压信号Vn、所述窄脉冲Vpulse和所述使能信号ENP控制所述传输门两端的导通与关断，从而实现所述控制芯片抖频功能的加入与关闭。
[0015]优选地，所述窄脉冲产生模块包括：反相器INV1、反相器INV2、恒流源IB2、PMOS管PM4、NMOS管NM5、电容C2、施密特反相器Smt1、和与非门NAND；所述反相器INV1的输入端为所述窄脉冲产生模块的输入端，所述反相器INV1的输出端同时连接所述反相器INV2的输入端、所述PMOS管PM4的栅极和所述NMOS管NM4的栅极；所述恒流源IB2的输入端用于输入供电电压，所述恒流源IB2的输出端连接所述PMOS管PM4的源极，所述PMOS管PM4的漏极、所述NMOS管NM4的漏极、所述电容C2的上极板和所述施密特反相器Smt1的输入端连接在一起；所述施密特反相器Smt1的输出端连接所述与非门NAND的一个输入端，所述反相器INV2的输出
端连接所述与非门NAND的另一个输入，所述与非门NAND的输出端为所述窄脉冲产生模块的输出端。
[0016]优选地，所述电流源充放电模块包括：恒流源IB1、PMOS管PM1、NMOS管NM1、PMOS管PM2、NMOS管NM2和电容C3；所述PMOS管PM2的栅极作为所述电流源充放电模块的输入，连接所述窄脉冲产生模块的输出端；所述PMOS管PM2的漏本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种抖频控制电路，应用于开关电源，所述开关电源包括控制芯片，所述开关电源在使用时，通过选择在所述控制芯片的某一引脚连接电容与否来实现选择是否加入抖频功能，其特征在于，所述抖频控制电路包括：窄脉冲产生模块，其输入端用于输入所述控制芯片的使能信号ENP，所述窄脉冲产生模块用于在所述控制芯片启动后，将其输入端输入的高电平的所述使能信号ENP转换成低电平窄脉冲Vpulse输出；电流源充放电模块，其供电端用于输入供电电压VCC、控制端连接所述窄脉冲产生模块的输出端、检测端用于连接所述控制芯片的某一引脚、输出端用于输出第一电压信号Viout、接地端用于接地，所述电流源充放电模块用于在所述控制芯片的某一引脚连接有所述电容的情况下：在其输入端接收到所述低电平窄脉冲Vpulse时，由所述供电电压VCC为所述电容充电，同时检测其检测端的电压，并在该电压小于第一基准电压Vref_2VRC时，使得所述第一电压信号Viout为低电平，在该电压大于或等于第一基准电压Vref_2VRC时，使得所述第一电压信号Viout为高电平；在其输入端未接收到所述低电平窄脉冲Vpulse时，将所述电容上储存的能量释放；电平移位模块，其输入端连接所述电流源充放电模块的输出端、供电端用于输入供电电压VCC、接地端用于接地，所述电平移位模块用于将所述第一电压信号Viout转换为第二电压信号Vn后输出，其中，当所述第一电压信号Viout为低电平时所述第二电压信号Vn为供电电压，当所述第一电压信号Viout为高电平时所述第二电压信号Vn为地电压；抖频开关模块，包括一传输门，其第一输入端连接所述电平移位模块的输出端、第二输入端连接所述窄脉冲产生模块的输出端、第三输入端连接所述窄脉冲产生模块的输入端，所述抖频开关模块用于依据所述第二电压信号Vn、所述窄脉冲Vpulse和所述使能信号ENP控制所述传输门两端的导通与关断，从而实现所述控制芯片抖频功能的加入与关闭。2.根据权利要求1所述抖频控制电路，其特征在于，所述窄脉冲产生模块包括：反相器INV1、反相器INV2、恒流源IB2、PMOS管PM4、NMOS管NM5、电容C2、施密特反相器Smt1、和与非门NAND；所述反相器INV1的输入端为所述窄脉冲产生模块的输入端，所述反相器INV1的输出端同时连接所述反相器INV2的输入端、所述PMOS管PM4的栅极和所述NMOS管NM4的栅极；所述恒流源IB2的输入端用于输入供电电压，所述恒流源IB2的输出端连接所述PMOS管PM4的源极，所述PMOS管PM4的漏极、所述NMOS管NM4的漏极、所述电容C2的上极板和所述施密特反相器Smt1的输入端连接在一起；所述施密特反相器Smt1的输出端连接所述与非门NAND的一个输入端，所述反相器INV2的输出端连接所述与非门NAND的另一个输入，所述与非门NAND的输出端为所述窄脉冲产生模块的输出端。3.根据权利要求1所述抖频控制电路，其特征在于，所述电流源充放电模块包括：恒流源IB1、PMOS管PM1、NMOS管NM1、PMOS管PM2、NMOS管NM2和电容C3；所述PMOS管PM2的栅极作为所述电流源充放电模块的输入，连接所述窄脉冲产生模块的输出端；所述PMOS管PM2的漏极和所述恒流源IB1的输入端用于输入所述供电电压，所述PMOS管PM2的源极与所述PMOS管PM1的漏极连接在一起作为所述电流源充放电模块的检测端，所述PMOS管PM1的栅极输入第一基准电压Vref_2VRC；所述NMOS管NM1的栅极、所述NMOS管NM2的栅极和所述NMOS管NM1的漏极连接所述恒流源IB1的输出端，所述NMOS管NM1的源极与所述NMOS管NM2的源极用于连接到地，所述PMOS管PM1的漏极与所述NMOS管NM2的漏极连接到一起，作为所述电流源充放
电模块112的输出端。4.根据权利要求1所述抖频控制电路，其特征在于，所述电平移位模块包括：电阻R1和NMOS管NM3；所述电阻R1的一端用于输入所述供电电压，所述NMOS管NM3的栅极为所述电平移位模块的输入端，所述电阻R1的另一端与所述NMOS管NM3的漏极连接在一起作为所述电平移位模块的输出端，所述NMOS管NM3的源极用于连接到地。5.根据权利要求1所述抖频控制电路，其特征在于，所述电平移位模块包括：反相器INV6、PMOS管PM3、NMOS管NM3、PMOS管PM4和NMOS管NM4；所述反相器INV6的输入端与所述NMOS管NM4的栅极连接在一起作为所述电平移位模块的输入端，所述反相器INV6的输出端与所述NMOS管NM3的栅极连接，所述PMOS管PM3的漏极和所述PMOS管PM4的漏极连接在一起用于输入所述供电电压，所述PMOS管PM3的源极、所述PMOS管PM3的栅极、所述NMOS管NM3的漏极、所述PMOS管PM4的源极、所述PMOS管PM4的栅极和所述NMOS管NM3的漏极连接在一起作为所述电平移位模块的输出端，所述NMOS管NM3的源极和所述NMOS管NM4的源极连接到地。6.根据权利要求1所述抖频控制电路，其特征在于，所述抖频开关模块包括施密特反相器Smt2、D触发器DFF、反相器INV3、反相器INV4、反相器INV5、PMOS管PM3和NMOS管NM4；所述施密特反相器Smt2的输入端为所述抖频开关模块的第一输入端，连接所述电平移位模块的输出端，所述反相器INV3的输入端为所述抖频开关模块的第二输入端，连接所述窄脉冲产生模块的输出端，所述施密特反相器Smt2的输出端连接D触发器DFF的D端，所述D触发器DFF的Clr_L端为所述抖频开关模块的第三输入端，连接所述窄脉冲产生模块的输入端，所述D触发器DFF的CP_L端连接所述反相器INV3的输出端，所述D触发器的DFF的Q端连接所述反相器INV4的输入端，所述反相器INV4的输出端与所述NMOS管NM4的栅极和所述反相器INV5的输入端相连接，所述PMOS管PM3的栅极与所述反相器INV5的输出端相连接，所述PMOS管PM3的源极和所述NMOS管NM4的漏极连接在一起作为所述抖频开关模块的第一输出端，即所述传输门的第一端IRI_IN，所述PMOS管PM3的漏极和所述NMOS管NM4的源极连接在一起作为所述抖频开关模块的第二输出端，即所述传输门的第二端IRI_jitter。7.一种抖频控制电路，应用于开关电源，所述开关电源包括控制芯片，所述开关电源在使用时，通过选择在所述控制芯片的某一引脚连接电容与否来实现选择是否加入抖频功能，其特征在于，所述抖频控制电路包括：窄脉冲产生模块，包括：反相器INV1、反相器INV2、恒流源IB2、PMOS管PM4、NMOS管NM5、电容C2、施密特反相器Smt1、和与非门NAND；所述反相器INV1的输入端为所述窄脉冲产生模块的输入端，用于输入所述控制芯片的使能信号ENP，所述反相器INV1的输出端同时连接所述反相器INV2的输入端、所述PMOS管PM4的栅极和所述NMOS管NM4的栅极；所述恒流源IB2的输入端用于输入供电电压，所述恒流源IB2的输出端连接所述PMOS管PM4的源极，所述PMOS管PM4的漏极、所述NMOS管NM4的漏极、所述电容C2的上极板和...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勤文，赵志伟，
申请(专利权)人：深圳南云微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：