【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及集成电路的，具体地涉及用于固定导通时间控制模式的控制电路以及包括此类控制电路的dc-dc转换器。本专利技术还涉及用于固定导通时间控制模式的控制方法。
技术介绍
1、传统的固定导通时间(constant on time，cot)控制模式是一种变频控制方法，即检测到输出反馈电压vfb低于设定电压vref，则打开一个固定的导通时间脉冲。通过改变系统的开关频率，进而调节开关的导通占空比，使得能够调节输出电压。相比于峰值电流控制模式，固定导通时间控制具有一些显著的优点，例如，可以在宽的输入电压范围内工作，可以在极低占空比条件下工作，易于检测电流。而且由于是实时逐周期检测且开关管的导通时间可以根据负载变化进行实时调整，所以cot控制模式具有极快的响应速度，适用于低压、大电流的应用场合。因此，cot控制由于其控制环路简单、动态响应速度快和平滑的工作模式切换而越来越广泛地应用在电源领域中，尤其是dc-dc转换器中。
2、然而，由于cot控制模式的开关频率受多种因素影响，难以以恒定频率工作，例如，开关频率会随着输入电压vin和输出电压vout的变化而发生变化。而且，开关频率不固定会导致在电磁干扰(electro magnetic interference，emi)和电磁兼容性(electromagneticcompatibility，emc)方面的问题。随着芯片功能越来越复杂，对电源在抗emi和emc方面的要求也越来越高。因此，固定的开关频率变得愈加重要，尤其是在dc-dc转换器中。固定的开关频率可以实现emc。而且，通
3、为了同时满足快速响应和抗emi的需求，需要进一步优化传统的cot控制模式。现有的一种技术方案是通过引入输入电压vin与输出电压vout的比值vin/vout的信息，将原先固定的导通时间ton转换成与占空比(duty cycle)相关的导通时间，使得在输入电压vin和输出电压vout变化时仍能获得固定的开关频率。然而，此类技术方案存在的缺陷在于：对vin、vout的电压采样存在偏差，导致所计算出的频率不准确。而且特别地，有些芯片并没有对输出电压进行采样的管脚，使得只能采用vout的间接采样，因此导致对vout的采样偏差更大，且由此计算出的频率误差也更大。
4、另一种现有的技术方案是引入锁相环结构，通过与预先设定好的固定开关频率进行比较，采用所获得的差值来校准导通时间ton。但这种技术方案的缺陷在于：由于锁相环的补偿需要二阶补偿，使得面积开销较大，成本较高，因此不适用于低成本的应用。
5、因此，需要提供一种新的用于cot控制模式的控制电路或控制方法，以解决或弥补上述问题中的至少一部分。
技术实现思路
1、针对现有技术中的一个或多个问题，本专利技术的目的在于一种新的、准确、成本低廉且响应性能优良的用于cot控制模式的单周期定频控制电路或控制方法，以及包括此类单周期定频控制电路的dc-dc转换器。根据本专利技术原理的控制电路或控制方法，当存在系统误差或输入电压与输出电压中至少一者变化时，允许开关频率，也就是导通时间信号的频率，在单个周期内稳定至设定频率。而且，借助于本专利技术，消除了由于对输出电压间接采样来计算开关频率所导致的偏差。同时，本专利技术的控制电路能够以成本有效的方式实现。
2、根据本专利技术的一方面，提供了用于cot控制模式的单周期定频控制电路，所述控制电路包括：第一模块，该第一模块被配置为基于输入电压生成第一斜坡信号；第二模块，该第二模块包括驱动器电路；第三模块，该第三模块与所述第二模块耦接且被配置为生成与输出电压相关的第二斜坡信号；第四模块，该第四模块与第一模块、第二模块和第三模块耦接，第四模块被配置为基于第一斜坡信号与第二斜坡信号的比较结果来调整导通时间信号，由第四模块输出的导通时间信号被输入至驱动器电路。当导通时间信号的频率发生变化时，该控制电路控制导通时间信号的频率在单周期内稳定至设定频率。
3、根据本专利技术的一方面，第四模块被配置为当第一斜坡信号的幅值等于第二斜坡信号的幅值时，控制导通时间信号电位翻转，从而允许导通时间信号的频率在单周期内稳定至设定频率。
4、根据本专利技术的一方面，第一斜坡信号为上升斜坡信号，且第二斜坡信号为下降斜坡信号。
5、根据本专利技术的一方面，第一斜坡信号为一阶正斜率斜坡信号，第二斜坡信号为一阶负斜率斜坡信号。
6、根据本专利技术的一方面，第一模块包括第一压控电流源电路，该第一压控电流源电路用于生成与输入电压相关的电流。根据本专利技术的一方面，第一模块包括斜坡电压产生电路，当电流流经斜坡电压产生电路时，生成第一斜坡信号。
7、根据本专利技术的一方面，斜坡电压产生电路包括第一电容器。
8、根据本专利技术的一方面，第二模块还包括开关电路，该开关电路由驱动器电路驱动以产生开关信号。根据本专利技术的一方面，第二模块还包括斜坡拓扑逻辑电路，开关信号被输入斜坡拓扑逻辑电路中，以产生纹波信号。斜坡拓扑逻辑电路还被配置为生成与输出电压相关的第三中间信号。
9、根据本专利技术的一方面，第三中间信号与输出电压成比例。
10、根据本专利技术的一方面，第二模块还包括电压缓冲器，在第三中间信号被传输至第三模块之前被电压缓冲器滤波。
11、根据本专利技术的一方面，第三模块包括时钟电路，该时钟电路生成时钟信号。根据本专利技术的一方面，第三模块包括第二压控电流源电路。根据本专利技术的一方面，第三模块包括斜坡控制电路。根据本专利技术的一方面，当时钟信号为高值时，第三模块使第二斜坡信号的幅值等于第三中间信号的幅值；当时钟信号为低值时，第二压控电流源电路和斜坡控制电路基于第三中间信号使第二斜坡信号的幅值以斜坡方式变化。
12、根据本专利技术的一方面，第四模块包括比较器，该比较器用于比较第一斜坡信号与第二斜坡信号。当第一斜坡信号的幅值等于第二斜坡信号的幅值时，比较器翻转出高信号，控制导通时间信号电位翻转。根据本专利技术的一方面，第四模块包括环路控制电路，环路控制电路用于输出基于环路反馈结果的信号。根据本专利技术的一方面，第四模块还包括rs触发器，该rs触发器的r输入端被耦接至比较器，该rs触发器的s输入端被耦接至环路控制电路，且该rs触发器的输出端被耦接至驱动器电路。
13、根据本专利技术的一方面，提供了包括如上的控制电路的dc-dc转换器。
14、根据本专利技术的另一方面，提供了用于cot控制模式的单周期定频控制方法，控制方法包括：生成与输入电压相关的第一斜坡信号；生成与输出电压相关的第二斜坡信号；基于第一斜坡信号与第二斜坡信号的比较结果，调整导通时间信号，以及将该导通时间信号输入至驱动器电路。当导通时间信号的频率发生变化时，控制方法控制导通时间信号的频率在单周期内稳定至设定频率。
15、根据本专利技术的一方面，在第一斜坡信号的幅值等本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种用于COT控制模式的单周期定频控制电路，所述控制电路包括：
2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第四模块(140)被配置为当所述第一斜坡信号(Vin_side)的幅值等于所述第二斜坡信号(Vout_side)的幅值时，控制所述导通时间信号(ton)电位翻转，从而允许导通时间信号的频率在单周期内稳定至设定频率。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第一斜坡信号为(Vin_side)上升斜坡信号，且所述第二斜坡信号(Vout_side)为下降斜坡信号。
4.根据权利要求3所述的控制电路，其中，所述第一斜坡信号(Vin_side)为一阶正斜率斜坡信号，所述第二斜坡信号(Vout_side)为一阶负斜率斜坡信号。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第一模块(110)包括：
6.根据权利要求5所述的控制电路，其中，所述斜坡电压产生电路(112)包括第一电容器(Cvin)。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第二模块(120)还包括：
8.根
9.根据权利要求7所述的控制电路，其中，所述第二模块还包括电压缓冲器(124)，在所述第三中间信号(Vout’)被传输至所述第三模块之前被所述电压缓冲器滤波。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第三模块(130)包括：
11.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第四模块(140)还包括：
12.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第四模块还包括：
13.一种包括根据权利要求1-12所述的控制电路的DC-DC转换器。
14.一种用于COT控制模式的单周期定频控制方法，所述控制方法包括：
15.根据权利要求14所述的控制方法，其中，在所述第一斜坡信号的幅值等于所述第二斜坡信号的幅值时，控制所述导通时间信号(ton)电位翻转，从而允许导通时间信号的频率在单周期内稳定至设定频率。
16.根据权利要求14所述的控制方法，其中，所述控制方法包括：
17.根据权利要求16所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
18.根据权利要求14-17中任一项所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
19.根据权利要求14-17中任一项所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
20.根据权利要求19所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括生成与所述输出电压(Vout)成比例的所述第三中间信号(Vout’)。
21.根据权利要求19所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括对所述第三中间信号(Vout’)进行滤波。
22.根据权利要求19所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
23.根据权利要求14-17中任一项所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
24.根据权利要求23所述的控制方法，其中，所述控制方法还包括：
25.根据权利要求14-17中任一项所述的控制方法，其中，采用根据权利要求1-12中任一项所述的控制电路来实施所述控制方法。
...【技术特征摘要】
1.一种用于cot控制模式的单周期定频控制电路，所述控制电路包括：
2.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第四模块(140)被配置为当所述第一斜坡信号(vin_side)的幅值等于所述第二斜坡信号(vout_side)的幅值时，控制所述导通时间信号(ton)电位翻转，从而允许导通时间信号的频率在单周期内稳定至设定频率。
3.根据权利要求1所述的控制电路，其中，所述第一斜坡信号为(vin_side)上升斜坡信号，且所述第二斜坡信号(vout_side)为下降斜坡信号。
4.根据权利要求3所述的控制电路，其中，所述第一斜坡信号(vin_side)为一阶正斜率斜坡信号，所述第二斜坡信号(vout_side)为一阶负斜率斜坡信号。
5.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第一模块(110)包括：
6.根据权利要求5所述的控制电路，其中，所述斜坡电压产生电路(112)包括第一电容器(cvin)。
7.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第二模块(120)还包括：
8.根据权利要求7所述的控制电路，其中，所述第三中间信号(vout’)与所述输出电压(vout)成比例。
9.根据权利要求7所述的控制电路，其中，所述第二模块还包括电压缓冲器(124)，在所述第三中间信号(vout’)被传输至所述第三模块之前被所述电压缓冲器滤波。
10.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第三模块(130)包括：
11.根据权利要求1-4中任一项所述的控制电路，其中，所述第四模块(140)还...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈春妃，金国锋，杨兴洲，
申请(专利权)人：思瑞浦微电子科技上海有限责任公司，
类型：发明
国别省市：
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