專利名稱：鋸齒波產(chǎn)生電路和具有其的開關(guān)模式電源裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
實(shí)施例涉及鋸齒波產(chǎn)生電路，并且更具體地涉及具有所述鋸齒波產(chǎn)生電 路的開關(guān)模式電源裝置。
背景技術(shù)：
一般來說，操作電子設(shè)備需要提供電源的電源裝置。近來，在電子設(shè)備 中使用 一種提供穩(wěn)定的DC輸出電壓的開關(guān)模式電源(SMPS)裝置。
該SMPS裝置利用半導(dǎo)體器件作為開關(guān)裝置、通過控制流過電感器的電 流而將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換成具有各種值的穩(wěn)定的輸出電壓。由于所述SMPS 裝置控制半導(dǎo)體器件的開關(guān)動(dòng)作，所以所述SMPS裝置與傳統(tǒng)線性電源裝置 相比具有高的功率轉(zhuǎn)換效率、小尺寸和輕重量的特點(diǎn)。
所述SMPS裝置將和該SMPS裝置的輸出信號(hào)成比例的反^t貴信號(hào)與鋸齒 波以產(chǎn)生脈寬調(diào)制(PWM)時(shí)鐘信號(hào)進(jìn)行比較。包含在該SMPS裝置中的鋸齒 波產(chǎn)生電路在對(duì)電容器進(jìn)行充電和放電的過程中產(chǎn)生鋸齒信號(hào)。
通常，已經(jīng)由充電電流和電容器的電容確定了由鋸齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生的 鋸齒波信號(hào)的斜率，并且鋸齒斜率已被設(shè)計(jì)為一固定值。
但是，充電電流和電容器的電容可能根據(jù)諸如制作工藝、工作電壓和工 作溫度之類的工作條件而改變。更進(jìn)一步，在鋸齒波產(chǎn)生電路中的寄生電容 可能根據(jù)諸如制作工藝、工作電壓和工作溫度之類的不同工作條件而改變。 因此，通常難于產(chǎn)生具有期望斜率的鋸齒波信號(hào)。
如果鋸齒波信號(hào)的斜率固定了，那么在鋸齒波信號(hào)的頻率非常高時(shí)，鋸 齒波信號(hào)的波形可能會(huì)失真，而在鋸齒波信號(hào)的頻率非常低時(shí)，鋸齒波信號(hào) 的幅度可能會(huì)太小。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明總體構(gòu)思提供一種在執(zhí)行校準(zhǔn)后輸出鋸齒波信號(hào)的鋸齒波產(chǎn)生電路。
本發(fā)明總體構(gòu)思還提供一種具有該鋸齒波產(chǎn)生電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器。 本發(fā)明總體構(gòu)思還提供一種具有該鋸齒波產(chǎn)生電路的開關(guān)模式電源裝置。
本發(fā)明總體構(gòu)思的附加方面和效用將在隨后的描述中部分地闡述，并且 從該描述中將是清楚的，或通過對(duì)本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施而了解到。
可以通過提供一種鋸齒波產(chǎn)生電路來得到本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或 其他方面和效用，其中，所述鋸齒波產(chǎn)生電路包括電容器、校準(zhǔn)電路、充電 電路和放電電路。所述鋸齒波產(chǎn)生電路包括耦接在第一節(jié)點(diǎn)和接地之間的電 容器，接收從第一節(jié)點(diǎn)反饋的鋸齒波信號(hào)、基于該鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)電壓 信號(hào)、并且選擇多個(gè)電壓信號(hào)中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)的校準(zhǔn)電路，響 應(yīng)于所述校準(zhǔn)輸出信號(hào)而對(duì)電容器充電的充電電路，以及響應(yīng)于短脈沖信號(hào) 而對(duì)電容器放電的^t電電路。
校準(zhǔn)電路可以在校準(zhǔn)模式下基于反饋的鋸齒波信號(hào)執(zhí)行校準(zhǔn)，以及當(dāng)鋸 齒波信號(hào)達(dá)到設(shè)定參考電壓時(shí)以正常模式操作。
所述校準(zhǔn)電路可以包括反饋電路、計(jì)數(shù)器、解碼器和多路復(fù)用器。所述 反饋電路可以比較鋸齒波信號(hào)和第一參考電壓以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)，所述 計(jì)數(shù)器可以響應(yīng)于計(jì)數(shù)器使能信號(hào)而產(chǎn)生具有N比特的數(shù)字代碼，所述解碼 器可以解碼該具有N比特的數(shù)字代碼以產(chǎn)生電壓信號(hào)，以及所述多路復(fù)用器 選擇多個(gè)電壓信號(hào)中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)。
所述反饋電路可以包括比較器和AND門。所述比較器可以比較鋸齒波 信號(hào)和第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)，以及所述AND門執(zhí)行對(duì)標(biāo)志信號(hào)和校 準(zhǔn)使能信號(hào)的邏輯與運(yùn)算以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
所述反饋電路可以包括比較器、噪聲消除器和AND門。所述比較器可 以比較鋸齒波信號(hào)和第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)，噪聲消除器消除標(biāo)志信 號(hào)中包含的噪聲，以及AND門執(zhí)行對(duì)噪聲消除器的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào) 的邏輯與運(yùn)算以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
所述反饋電路可以包括比較器、D-型觸發(fā)器、反相器和AND門。所述比較器可以比較鋸齒波信號(hào)和第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)，所述D-型觸發(fā)
器響應(yīng)于標(biāo)志信號(hào)而輸出具有邏輯高狀態(tài)的信號(hào)，所述反相器反轉(zhuǎn)D-型觸發(fā) 器的輸出信號(hào)的相位，以及AND門執(zhí)行對(duì)反相器的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào) 的邏輯與運(yùn)算以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
所述反饋電路可以包括比較器、噪聲消除器、D-型觸發(fā)器、反相器和AND 門。所述比較器可以比較鋸齒波信號(hào)和第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)，噪聲 消除器消除在標(biāo)志信號(hào)中包含的噪聲，D-型觸發(fā)器響應(yīng)于噪聲消除器的輸出 信號(hào)而輸出具有邏輯高狀態(tài)的信號(hào)，反相器反轉(zhuǎn)D-型觸發(fā)器的輸出信號(hào)的相 位，以及AND門執(zhí)行對(duì)反相器的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)的邏輯與運(yùn)算以產(chǎn) 生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
所述充電電路可以包括放大器、電流提供電路和電阻器。所述放大器可 以放大校準(zhǔn)輸出信號(hào)，電流提供電路可以響應(yīng)于放大器的輸出信號(hào)而提供充 電電流，以及電阻器維持充電電流。
所述放電電路可以包括晶體管，其將第 一 節(jié)點(diǎn)放電到邏輯低狀態(tài)。
還可以通過提供一種可以包括鋸齒波產(chǎn)生電路和功率轉(zhuǎn)換電路的 DC-DC轉(zhuǎn)換器來得到本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或其他方面和效用。所述鋸齒 波產(chǎn)生電路產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)，在校準(zhǔn)模式下基于反饋的鋸齒波信號(hào)執(zhí)行校準(zhǔn)， 以及當(dāng)鋸齒波信號(hào)達(dá)到第一參考電壓時(shí)以正常模式操作。功率轉(zhuǎn)換電路產(chǎn)生 開關(guān)控制信號(hào)，響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)改變電感器電流，以及將DC輸入電壓 轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC輸出電壓。
功率轉(zhuǎn)換電路可以包括DC電壓源、開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路、電感器和功率裝置。 DC電壓源可以產(chǎn)生DC輸入電壓，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路可以基于鋸齒波信號(hào)和第一 感應(yīng)電壓產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，電感器耦接在DC電壓源的第一端和第一節(jié)點(diǎn) 之間，以及功率裝置耦接在第一節(jié)點(diǎn)和接地之間，并響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)操 作。
功率轉(zhuǎn)換電路還可以包括電流感應(yīng)電路，其感應(yīng)流經(jīng)功率裝置的電流以 產(chǎn)生第二感應(yīng)電壓。
開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路可以包括誤差放大器和比較器。誤差放大器可以放大第一 感應(yīng)電壓和第二參考電壓之間的差，以及比較器比較誤差放大器的輸出信號(hào) 和鋸齒波信號(hào)以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。
開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還可以包括頻率補(bǔ)償電路，其對(duì)誤差放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償。
開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路可以包括誤差放大器、切換器和比較器。誤差放大器可以放大第一感應(yīng)電壓和第二參考電壓之間的差，切換器可以響應(yīng)于校準(zhǔn)使能信號(hào)而提供誤差放大器的輸出信號(hào)或第一參考電壓給第二節(jié)點(diǎn)，以及比較器比較第二節(jié)點(diǎn)的電壓信號(hào)和鋸齒波信號(hào)以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)或標(biāo)志信號(hào)。
開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路可以在校準(zhǔn)模式下比較第一參考電壓和鋸齒波信號(hào)以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)，以及在正常模式下比較誤差放大器的輸出信號(hào)和鋸齒波信號(hào)以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。
標(biāo)志信號(hào)在鋸齒波產(chǎn)生電路中可以用于校準(zhǔn)鋸齒波信號(hào)。
開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還可以包括頻率補(bǔ)償電路，其被配置為對(duì)誤差放大器的輸出信號(hào)執(zhí)行頻率補(bǔ)償。
功率轉(zhuǎn)換電路還可以包括二極管、電容器和分壓器。二才及管可以耦接在第一節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間，電容器可以耦接在輸出節(jié)點(diǎn)和接地之間，且充電DC輸出電壓，以及分壓器對(duì)輸出節(jié)點(diǎn)的電壓分壓以產(chǎn)生第一感應(yīng)電壓。
也可以通過提供一種具有AC-DC轉(zhuǎn)換器、鋸齒波產(chǎn)生電^^和功率轉(zhuǎn)換
電路的開關(guān)模式電源裝置得到本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或其#<方面和效用，
AC-DC轉(zhuǎn)換器可以將AC輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC輸入電壓，鋸齒波產(chǎn)生電路可以基于反饋的鋸齒波信號(hào)執(zhí)行校準(zhǔn)，以及可以當(dāng)鋸齒波信號(hào)達(dá)到設(shè)定的參考電壓時(shí)以正常模式操作，功率轉(zhuǎn)換電路可以利用鋸齒波產(chǎn)生電路的輸出信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，可以響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)改變電感器電流，并且可以將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC輸出電壓。
還可以通過提供一種校準(zhǔn)電路和充電電路得到本發(fā)明總體構(gòu)思的上述和/或其他方面和效用，校準(zhǔn)電路產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)，充電電路響應(yīng)于校準(zhǔn)輸出信號(hào)而產(chǎn)生為鋸齒波信號(hào)的充電電流，其中校準(zhǔn)電路響應(yīng)于短脈沖、鋸齒波信號(hào)、參考電壓和使能信號(hào)而修正校準(zhǔn)輸出信號(hào)，以產(chǎn)生修正后的校準(zhǔn)輸出信號(hào)作為校準(zhǔn)輸出信號(hào)。
功率轉(zhuǎn)換電路可以根據(jù)充電電流產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，并將DC-DC輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC-DC輸出電壓。
因此，根據(jù)實(shí)施例的鋸齒波產(chǎn)生電路能夠針對(duì)制造工藝、工作電壓或工作溫度而確定最佳充電電流，這是因?yàn)殇忼X波產(chǎn)生電路對(duì)鋸齒波信號(hào)執(zhí)行校準(zhǔn)。因此，根據(jù)實(shí)施例的鋸齒波產(chǎn)生電路即使在頻率、制作工藝、工作電壓或工作溫度可能改變的情況下也能夠產(chǎn)生穩(wěn)定的鋸齒波信號(hào)。包含該鋸齒波
產(chǎn)生電路的DC-DC轉(zhuǎn)換器或開關(guān)模式電源裝置能夠產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，其利
用校準(zhǔn)后的鋸齒波信號(hào)驅(qū)動(dòng)功率裝置。因此，包含根據(jù)實(shí)施例的鋸齒波產(chǎn)生 電路的開關(guān)模式電源裝置即使在頻率、制作工藝、工作電壓或工作溫度可能
改變的情況下也可以產(chǎn)生穩(wěn)定的開關(guān)控制信號(hào)和穩(wěn)定的DC輸出電壓。


從下面結(jié)合附圖對(duì)實(shí)施例的描述中，本發(fā)明總體構(gòu)思的這些和/或其他特 征和效用將變得清晰和更容易理解，在附圖中
圖1是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一示例實(shí)施例的鋸齒波產(chǎn)生電路的圖。
圖2是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖1所示鋸齒波產(chǎn)生 電路中的充電電路的例子的電路圖。
圖3是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖1所示鋸齒波產(chǎn)生 電路中的放電電路的例子的電路圖。
圖4是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖1所示鋸齒波產(chǎn)生 電路中的短脈沖產(chǎn)生器的例子的電路圖。
圖5是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖1所示鋸齒波產(chǎn)生 電路中的校準(zhǔn)電路的例子的電路圖。
圖6是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖5所示校準(zhǔn)電路中 的反饋電路的一例子的電路圖。
圖7是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖5所示校準(zhǔn)電路中 的反饋電路的另一例子的電路圖。
圖8是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖5所示校準(zhǔn)電路中 的反饋電路的仍 一 例子的電路圖。
圖9是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖5所示校準(zhǔn)電路中 的反饋電路的再一例子的電路圖。
圖IO是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的圖l所示鋸齒波產(chǎn)生電路的 操作的時(shí)序圖。
圖ll是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含圖l所示鋸齒波產(chǎn)生電 路的DC-DC轉(zhuǎn)換器的例子的電路圖。
圖12是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖11所示DC-DC轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的例子的電路圖。
圖13是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖11所示DC-DC
轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的另 一例子的電路圖。
圖14是圖解才艮據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含在圖11所示DC-DC 轉(zhuǎn)換器中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路的仍一例子的電路圖。
圖15是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含圖l所示鋸齒波產(chǎn)生電 路的DC-DC轉(zhuǎn)換器的另 一例子的電路圖。
圖16是圖解根據(jù)本發(fā)明總體構(gòu)思一實(shí)施例的包含圖l所示鋸齒波產(chǎn)生電 路的開關(guān)模式電源裝置的例子的電路圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)在參照附圖更加全面地描述本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例，其中在所述附 圖中圖解了本發(fā)明總體構(gòu)思的實(shí)施例。然而，本發(fā)明的總體構(gòu)思可以以多種 不同的形式體現(xiàn)，并且不應(yīng)當(dāng)曲解為限于此處闡明的實(shí)施例。而是，提供這 些實(shí)施例以便本公開將是透徹完整的，并且將完整地把本發(fā)明總體構(gòu)思的范 圍傳達(dá)給本領(lǐng)域技術(shù)人員。在本申請(qǐng)中，相同的參考數(shù)字自始至終指代相同 的單元。
應(yīng)當(dāng)理解的是雖然術(shù)語(yǔ)第一、第二等等可以在此處被用于描述不同的 單元，但是，這些單元不應(yīng)當(dāng)受到這些術(shù)語(yǔ)限制。這些術(shù)語(yǔ)用于區(qū)別一個(gè)單 元和另一單元。例如，第一單元可以稱為第二單元，并且，類々乂的，第二單 元可以4皮稱為第一單元，而不會(huì)脫離本發(fā)明總體構(gòu)思的范圍。如此處所用， 術(shù)語(yǔ)"和/或"包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)聯(lián)的列出項(xiàng)的任何以及所有組合。
應(yīng)當(dāng)理解的是當(dāng)一個(gè)單元被稱為"連接"或"耦接"到另一單元，其可以 直接連接或耦接到另一單元或可出現(xiàn)介于其間的單元。相反，當(dāng)一個(gè)元件被 稱為"直接連接"或"直接耦接"到另一單元，則其中沒有介入的單元存在。用 來描述單元之間的關(guān)系的其他詞應(yīng)當(dāng)以相似的方式來解釋(例如，"之間"相對(duì) 于"直接之間"，"相鄰"相對(duì)于"直接相鄰"等)。
此處所用的術(shù)語(yǔ)是用于描述特定實(shí)施例的目的，而不是為了限定本發(fā)明 的總體構(gòu)思。如此處所用的，單數(shù)形式期望也包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文清 楚指示其他情況。還需要理解的是當(dāng)在此處使用術(shù)語(yǔ)"包含"、"正包含"，"包
括"和/或"正包括"時(shí)，說明表示的特征、整體、步驟、操作、單元和/或組件的存在，而不排除其中一或多個(gè)其他特征、整體、步驟、操作、單元和/或組 件的存在或增加。
除非定義其他情況，此處使用的所有術(shù)語(yǔ)(包括技術(shù)和科學(xué)術(shù)語(yǔ))具有與 本發(fā)明總體構(gòu)思所屬領(lǐng)域技術(shù)人員通常理解的相同的含義。應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步理解
的是諸如在通用字典中的定義的那些術(shù)語(yǔ)應(yīng)當(dāng)解釋為具有與它們?cè)谙嚓P(guān)技
術(shù)上下文中的含義一致的含義，并且除非此處特別定義，否則將不以理想化 的或過于正式的含義來解釋。
圖l是圖解根據(jù)一示例實(shí)施例的鋸齒波產(chǎn)生電路的圖。
參考圖1，鋸齒波產(chǎn)生電路100包括電容器CS、校準(zhǔn)電if各140、充電電 路110、放電電路120和控制單元150。
電容器CS耦接在第一節(jié)點(diǎn)NSO和接地GND之間。校準(zhǔn)電路140從第 一節(jié)點(diǎn)NSO接收反饋的鋸齒波信號(hào)VSAW，基于鋸齒波信號(hào)VSAW產(chǎn)生多 個(gè)電壓信號(hào)(未示出)，并且選擇多個(gè)電壓信號(hào)中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào) VCAO。此外，如之后所描述的，校準(zhǔn)電路140可以由校準(zhǔn)初始^M言號(hào)CALJNI 初始化并且由校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL一EN激活。此外，校準(zhǔn)電路140可以比較鋸 齒波信號(hào)VSAW和來自控制單元150的第一參考電壓VSH以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)。 充電電路110可以響應(yīng)于校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO而對(duì)電容器CS充電，并且放 電電路120可以響應(yīng)于短脈沖信號(hào)VPUL而對(duì)電容器CS放電。充電電路110 可以產(chǎn)生和輸出鋸齒波信號(hào)VSAW。
可以由控制單元150控制在后面描述的鋸齒波產(chǎn)生單元100、 DC-DC轉(zhuǎn) 換器和開關(guān)模式電源的操作和功能?？刂茊卧?50可以是結(jié)合在此描述的實(shí) 施例的更大電路裝置的一部分?？刂茊卧?50可以是控制此處描述的本發(fā)明 總體構(gòu)思的裝置的信號(hào)處理器(諸如DSP)、微處理器、或邏輯電路的組合。
此外，鋸齒波產(chǎn)生電路100可以包括產(chǎn)生短脈沖信號(hào)VPUL的短脈沖產(chǎn) 生器130。
圖1的鋸齒波產(chǎn)生電路100包括校準(zhǔn)電路140,其能夠4妾收包括鋸齒波 信號(hào)VSAW的反饋，并且在校準(zhǔn)模式下執(zhí)行校準(zhǔn)直至鋸齒波信號(hào)VSAW的 峰值達(dá)到第一參考電壓的電平VSH。鋸齒波信號(hào)VSAW達(dá)到第一參考電壓的 電平VSH時(shí)的充電電流是在開關(guān)模式電源(SMPS)裝置以正常模式操作時(shí)使 用的鋸齒波產(chǎn)生電路100的充電電流。通過校準(zhǔn)過程所確定的相應(yīng)于充電電裝置操作時(shí)可以使用該數(shù)字代碼。
圖1中的鋸齒波產(chǎn)生電路100在諸如SMPS裝置之類的外部裝置使用鋸 齒波信號(hào)VSAW之前，通過反饋過程執(zhí)行校準(zhǔn)。因此，即使在SMPS裝置中， 頻率、制造工藝、工作電壓或工作溫度后來可能變化，鋸齒波產(chǎn)生電路100 也可以設(shè)置最佳充電電流，并且在用于SMPS裝置之前產(chǎn)生穩(wěn)、定的鋸齒波信 號(hào)VSAW。校準(zhǔn)電路140可以由來自控制單元150的校準(zhǔn)初始化信號(hào)CAL_INI 初始化，并且由校準(zhǔn)使能信號(hào)CAI^EN激活。因此，鋸齒波產(chǎn)生電路100可 以在正常模式下不被激活，在校準(zhǔn)完成時(shí)產(chǎn)生相應(yīng)于數(shù)字代碼的充電電流， 并且輸出校準(zhǔn)后的鋸齒波信號(hào)VSAW。
圖2是圖解包含在圖1所示鋸齒波產(chǎn)生電路100中的充電電^各110的一 個(gè)例子的電路圖。
參考圖2，充電電路110包括放大器111、電流4是供電i 各113和電阻器Rl。
放大器111具有被施加校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO的反相輸入端和連接到電阻 器R1的第一端的非反相輸入端，并且放大校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO。放大器lll 的輸出端連接到電流提供電路113。電阻器Rl的第二端連接到4妾地GND。 電流提供電路113響應(yīng)于放大器111的輸出信號(hào)提供充電電流給電容器CS。 在圖2的充電電路110中，電容器CS與圖1中所示的電容器CS相同。電阻 器Rl維持充電電流。放大器111可以是具有高輸入阻抗的運(yùn)算放大器。
電流提供電路113包括第一 PMOS晶體管MP 1 、第二 PMOS晶體管MP2 、 第三PMOS晶體管MP3、以及第四PMOS晶體管MP4。電流提供電路113 可以是級(jí)聯(lián)型電流鏡，所述級(jí)聯(lián)型電流鏡由于其高輸出阻抗而可以作為理想 電流源操作。
第一 PMOS晶體管MP1和第二 PMOS晶體管MP2的每一個(gè)具有連接到 放大器111的輸出端的柵極和被施加電源電壓VDD的源極。第三PMOS晶 體管MP3具有被施加級(jí)聯(lián)偏壓VCB的柵極、連接到第一 PMOS晶體管MP1 的漏極的源極、以及連接到電阻器Rl的第一端的漏極。第四PMOS晶體管 MP4具有被施加級(jí)聯(lián)偏壓VCB的柵極、連接到第二 PMOS晶體管MP2的漏 極的源極、以及連接到電容器CS的第一端的漏極。從電容器CS的第一端輸 出鋸齒波信號(hào)VSAW,并且電容器CS的第二端連接到接地GND。
在圖2中，通過由Rl分壓(VCAO/Rl)的校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO來確定充電電流，并且該充電電流通過電流提供電路113被提供給電容器CS。
圖3是圖解包含在圖1所示鋸齒波產(chǎn)生電路100中的放電電路120的一 個(gè)示例的電路圖。
參考圖3,放電電路120連接在第一節(jié)點(diǎn)NSO和接地GND之間，并且 包括響應(yīng)于短脈沖信號(hào)VPUL而執(zhí)行開關(guān)操作的第一 NMOS晶體管MN1。 當(dāng)短脈沖信號(hào)VPUL是邏輯"高"狀態(tài)時(shí)，第一NMOS晶體管MN1導(dǎo)通，并 且連接到第一節(jié)點(diǎn)NSO的電容器CS(如圖1所示)放電。
圖4是圖解包含在圖1的鋸齒波產(chǎn)生電路100中的短脈沖產(chǎn)生器130的 一個(gè)示例的電路圖。
參照?qǐng)D4,短脈沖產(chǎn)生器130包括D-型觸發(fā)器131和反相器133。
D-型觸發(fā)器131響應(yīng)于時(shí)鐘信號(hào)CLK和電壓源VDD而通過輸出端Q輸 出具有邏輯"高"狀態(tài)的信號(hào)。反相器133反轉(zhuǎn)D-型觸發(fā)器131的輸出信號(hào)的 相位，并且將經(jīng)反相的信號(hào)施加到D-型觸發(fā)器131的復(fù)位端R。
短脈沖產(chǎn)生器130在具有預(yù)定脈沖寬度的時(shí)鐘信號(hào)CLK的上升沿產(chǎn)生短 脈沖信號(hào)VPUL。短脈沖信號(hào)VPUL被反饋到D-型觸發(fā)器131的復(fù)位端R, 并且將D-型觸發(fā)器131的輸出改變?yōu)檫壿?低"狀態(tài)。因此，短脈沖信號(hào)VPUL 變?yōu)槿鐖D4所示的具有短脈沖寬度的脈沖信號(hào)。
圖5是圖解包含在圖1的鋸齒波產(chǎn)生電路100中的校準(zhǔn)電路140的一個(gè) 示例的電路圖。
參照?qǐng)D5，校準(zhǔn)電3各140包括計(jì)數(shù)器141、解碼器142、多路復(fù)用器143 和反饋電路144。
反饋電路144比較鋸齒波信號(hào)VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生計(jì)數(shù) 器使能信號(hào)CNT一EN。而且，反饋電路144可以響應(yīng)于來自控制單元150的 校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL一EN而被激活。計(jì)數(shù)器141響應(yīng)于計(jì)數(shù)器使能信號(hào) CNT一EN和短脈沖信號(hào)VPUL而產(chǎn)生具有n比特的凄t字代碼C[O:(n-l)]。此夕卜， 計(jì)數(shù)器141可被校準(zhǔn)初始化信號(hào)CALJNI初始化。解碼器142解碼具有n比
特的數(shù)字代碼C[O:(n-l)]以產(chǎn)生電壓信號(hào)VI、 V2.......V2n。多^各復(fù)用器143
選擇電壓信號(hào)VI 、 V2......V2n中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO。
圖5的校準(zhǔn)電路140接收反饋的鋸齒波信號(hào)VSAW，比較鋸齒波信號(hào) VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)CNT—EN，并且響應(yīng)于計(jì) 數(shù)器使能信號(hào)CNT—EN產(chǎn)生具有n比特的數(shù)字代碼C[O:( n-l)]。此外，校準(zhǔn)電路140解碼具有n比特的數(shù)字代碼C[O:( n-l)]以產(chǎn)生電壓信號(hào)VI 、 V2........
V2n,并且選擇電壓信號(hào)VI、 V2........ V2n中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)
VCAO。校準(zhǔn)電路140由校準(zhǔn)初始化信號(hào)CAL—INI初始化，并且由校準(zhǔn)使能 信號(hào)CAL—EN激活。
圖6-9是圖解可被用作如圖5所示的反饋電路144的反饋電路144a、 144b、 144c和144d的示例的電路圖。
圖6是圖解可包含在如圖5所示的校準(zhǔn)電路140中的反饋電路144a的一 個(gè)示例的電if各圖。
參照?qǐng)D6,反饋電路144a包括比較器145和AND門146。
比較器145比較鋸齒波信號(hào)VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生標(biāo)志信 號(hào)C—FLAG。 AND門146執(zhí)行對(duì)標(biāo)志信號(hào)C—FLAG和校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL—EN 的邏輯與運(yùn)算以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)CNT一EN。
圖7是圖解可包含在圖5所示的校準(zhǔn)電路140中的反饋電路144b的一個(gè) 示例的電路圖。
參照?qǐng)D7，反饋電路144b包括比較器145、噪聲消除器147和AND門
146。
比較器145比較鋸齒波信號(hào)VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生標(biāo)志信 號(hào)C一FLAG。噪聲消除器147消除包含在標(biāo)志信號(hào)C一FLAG中的噪聲。AND 門146執(zhí)行對(duì)噪聲消除器147的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL一EN的邏輯與 運(yùn)算以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)CNT一EN。
圖8是圖解可包含在圖5所示的校準(zhǔn)電路140中的反饋電路144c的另一 示例的電路圖。
參照?qǐng)D8,反饋電路144c包括比較器145、 D-型觸發(fā)器148、反相器149 和AND門146。
比較器145比較鋸齒波信號(hào)VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生標(biāo)志信 號(hào)C—FLAG。 D-型觸發(fā)器148響應(yīng)于標(biāo)志信號(hào)C一FLAG而輸出具有邏輯"高" 狀態(tài)的信號(hào)。反相器149反轉(zhuǎn)D-型觸發(fā)器148的輸出信號(hào)的相位。AND門 146執(zhí)行對(duì)反相器149的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL一EN的邏輯與運(yùn)算以 產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)CNT—EN。 D-型觸發(fā)器148由校準(zhǔn)初始化信號(hào)CAL—INI 復(fù)位，該信號(hào)還能夠用作計(jì)數(shù)器141的輸入信號(hào)。
圖9是圖解可包含在圖5所示的校準(zhǔn)電路140的反饋電路144d的再一示例的電路圖。
參照?qǐng)D9，反饋電路144d包括比較器145、噪聲消除器147、 D-型觸發(fā) 器148、反相器149和AND門146。
比較器145比較鋸齒波信號(hào)VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生標(biāo)志信 號(hào)C—FLAG。噪聲消除器147消除包含在標(biāo)志信號(hào)C—FLAG中的噪聲。D-型 觸發(fā)器148響應(yīng)于噪聲消除器147的輸出信號(hào)而輸出具有邏輯"高"狀態(tài)的信 號(hào)。反相器149反轉(zhuǎn)D-型觸發(fā)器148的輸出信號(hào)的相位。AND門146執(zhí)行 對(duì)反相器149的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL—EN的邏輯與運(yùn)算以產(chǎn)生計(jì)數(shù) 器使能信號(hào)CNT—EN。 D-型觸發(fā)器148由校準(zhǔn)初始化信號(hào)CAL—INI復(fù)位。
圖IO是圖解圖1所示鋸齒波產(chǎn)生電路100的操作的時(shí)序圖。
隨后，將參照?qǐng)Dl至圖IO來描述鋸齒波產(chǎn)生電路IOO的操作。
參照?qǐng)D10,鋸齒波產(chǎn)生電路100由校準(zhǔn)初始化信號(hào)CAL—INI初始化， 并且由校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL—EN激活。短脈沖信號(hào)VPUL是具有預(yù)定周期和預(yù) 定短脈沖寬度的信號(hào)。
在校準(zhǔn)模式下，也就是在時(shí)間點(diǎn)t2之前的校準(zhǔn)時(shí)段，鋸齒波信號(hào)VSAW 的幅度在時(shí)間點(diǎn)tl達(dá)到第 一參考電壓VSH。在校準(zhǔn)模式下，鋸齒波信號(hào)VSAW 的幅度隨著校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO的增加而增加。在正常模式中，也就是在時(shí) 間點(diǎn)t2之后的正常操作時(shí)段，校準(zhǔn)電路140產(chǎn)生具有對(duì)應(yīng)于在才交準(zhǔn)電路140 中存儲(chǔ)的數(shù)字代碼C[O:(n-l)]的值的校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO。因此，在正常模式 下，鋸齒波產(chǎn)生電路100產(chǎn)生具有經(jīng)校準(zhǔn)的幅度的鋸齒波信號(hào)VSAW。
數(shù)字代碼C
在時(shí)間點(diǎn)tl之后保持為C( n-l)，并且在反饋電路144 中的比較器145產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)C一FLAG。標(biāo)志信號(hào)C—FLAG可以是剛好在時(shí) 間點(diǎn)tl之前、在標(biāo)志信號(hào)C—FLAG處于邏輯"低"狀態(tài)時(shí)被z使能的信號(hào)。
如上所述，根據(jù)示例實(shí)施例的鋸齒波產(chǎn)生電路IOO在通過反饋程序執(zhí)行 校準(zhǔn)后，被應(yīng)用于諸如開關(guān)模式電源(SMPS)裝置之類的裝置。因此，即使頻 率、制作工藝、工作電壓或工作溫度可能變化，鋸齒波產(chǎn)生電路100也可以 通過在諸如SMPS裝置之類的裝置以正常模式操作之前執(zhí)行校準(zhǔn)而提供最佳 充電電$危。
在根據(jù)示例實(shí)施例的鋸齒波產(chǎn)生電路100中，校準(zhǔn)電路140中比較鋸齒 波信號(hào)VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)C—FLAG的比較器 145(如圖6-9中所示)可與在SMPS裝置的功率轉(zhuǎn)換電路中的用于比較誤差放大器的輸出信號(hào)和鋸齒波信號(hào)VSAW以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)的比較器共享。
因此，鋸齒波產(chǎn)生電路100可以更力。準(zhǔn)確地校準(zhǔn)鋸齒波信號(hào)VSAW。
圖11是圖解包含圖1的鋸齒波產(chǎn)生電路100的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000的
電路圖。
參照?qǐng)D11， DC-DC轉(zhuǎn)換器1000包括鋸齒波產(chǎn)生電路1100、功率轉(zhuǎn)換電 路1200和控制單元1050。鋸齒波產(chǎn)生電路1100可以具有與圖l所示的鋸齒 波產(chǎn)生電^各100的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
鋸齒波產(chǎn)生電路1100，如圖l所描述的，產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)VSAW，反々赍 鋸齒波信號(hào)VSAW以在校準(zhǔn)模式下執(zhí)行校準(zhǔn)，以及當(dāng)鋸齒波信號(hào)VSAW達(dá) 到第一參考電壓時(shí)，以正常模式操作。功率轉(zhuǎn)換電路1200,通過開關(guān)驅(qū)動(dòng)電 路1210，利用鋸齒波信號(hào)VSAW產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)VG,響應(yīng)于開關(guān)控制信 號(hào)VG改變電感器的電流IL,并且將DC輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC輸 出電壓VOUT。
如圖11所示的功率轉(zhuǎn)換電路1200包括開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210、 DC電壓源 1220、電感器(L1)1230和NMOS晶體管MN2。 NMOS晶體管MN2可以是功 率金屬氧化物半導(dǎo)體(功率MOS)晶體管或者絕緣柵極雙極晶體管(IGBT)。
DC電壓源1220產(chǎn)生DC輸入電壓VIN。開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210基于鋸齒波 信號(hào)VSAW產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)VG并輸入來自分壓器1250的第一感應(yīng)電壓 VSEN1和來自控制單元1050的參考電壓VREF。電感器1230的第一端連接 到DC電壓源1220的第一端。DC電壓源1220的第二端連接到接地GND。 NMOS晶體管MN2連接在電感器1230的第二端和接地GND之間，并且響 應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)VG操作。
再有，功率轉(zhuǎn)換電路1200可包括二極管(D1)1240、電容器C1和分壓器 1250。
二極管1240連接在電感器1230的第二端和輸出節(jié)點(diǎn)之間。電容器Cl 連接在輸出節(jié)點(diǎn)和接地之間，且維持DC輸出電壓VOUT。分壓器1250對(duì)輸 出節(jié)點(diǎn)的電壓分壓以產(chǎn)生第一感應(yīng)電壓VSEN1。
如圖11所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000利用通過校準(zhǔn)過程產(chǎn)生的鋸齒波信 號(hào)VSAW而產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)VG，響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)VG改變電感器電 流IL，以及將DC輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC輸出電壓VOUT。轉(zhuǎn)換電 流ISW在NMOS晶體管MN2導(dǎo)通時(shí)流經(jīng)NMOS晶體管MN2,并且在NMOS晶體管MN2截止時(shí)，感應(yīng)電流IL流經(jīng)二極管Dl并對(duì)電容器Cl充電。當(dāng) NMOS晶體管MN2響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)VG重復(fù)執(zhí)行開關(guān)操作時(shí)，產(chǎn)生具有 比DC輸入電壓VIN大的值的DC輸出電壓VOUT。
大的值的穩(wěn)定DC輸出電壓VOUT的升壓型轉(zhuǎn)換器。例如，DC輸入電壓VIN 可以具有100V的幅度，且DC輸出電壓VOUT可以具有300V的幅度。升壓 型轉(zhuǎn)換器可用于驅(qū)動(dòng)熒光燈的電子鎮(zhèn)流器。
如圖11中所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000中的電感器1230可以是如下的變 壓器其具有初級(jí)側(cè)和次級(jí)側(cè)，而二極管1240、電容器C1和分壓器1250連 接到所述變壓器的次級(jí)側(cè)。
圖12- 14是圖解包含在DC-DC轉(zhuǎn)換器1000中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210a、 1210b和1210c的示例的電^各圖。
圖12是圖解包含在圖11的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210a 的示例的電i 各圖。
參照?qǐng)D12，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210a包括誤差放大器1211和比較器1213。
誤差放大器1211放大第一感應(yīng)電壓VSEN1和第二參考電壓VREF之間 的差。比較器1213比較誤差放大器1211的輸出信號(hào)和鋸齒波信號(hào)VSAW， 以產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)VG。
圖13是圖解包含在如圖11的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路 1210b的另一示例的電路圖。
參照?qǐng)D13,開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210b包括誤差放大器1211、頻率補(bǔ)償電路 1215和比爭(zhēng)文器1213。
誤差放大器1211放大第一感應(yīng)電壓VSEN1和第二參考電壓VREF之間 的差。頻率補(bǔ)償電路1215對(duì)誤差放大器1211的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償。比 較器1213比較誤差放大器1211的輸出信號(hào)和鋸齒波信號(hào)VSAW以產(chǎn)生開關(guān) 控制信號(hào)VG。
圖14是圖解包含在圖11所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000中的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路 1210c的再一示例的電^各圖。
參照?qǐng)D14，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210c包括誤差放大器1211、轉(zhuǎn)換器1217和 比較器1213。
誤差放大器1211放大第一感應(yīng)電壓VSEN1和第二參考電壓VREF之間的差。頻率補(bǔ)償電路1215對(duì)誤差放大器1211的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償。切 換器1217響應(yīng)于校準(zhǔn)使能信號(hào)CAL一EN提供誤差放大器1211的輸出信號(hào)或 第一參考電壓VSH給比較器1213的非反相端。比較器1213在校準(zhǔn)模式下比 較第一參考電壓VSH和鋸齒波信號(hào)VSAW以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)C—FLAG，以及 在正常模式下，比較誤差放大器1211的輸出信號(hào)和鋸齒波信號(hào)VSAW以產(chǎn) 生開關(guān)控制信VG。
包含在開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210c中的比較器1213可以與比較鋸齒波信號(hào) VSAW和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)C—FLAG的比較器共享。開關(guān) 驅(qū)動(dòng)電路1210c在校準(zhǔn)模式下比較第一參考電壓VSH和鋸齒波信號(hào)VSAW 以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)C一FLAG，且在正常模式下，比較誤差放大器1211的輸出信 號(hào)和鋸齒波信號(hào)VSAW以產(chǎn)生開關(guān)控制信VG,因?yàn)殚_關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210c具 有切換器1217，其切換VSH輸入信號(hào)或CAL一EN輸入信號(hào)以輸入到比較器 1213。
在圖14所示的開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210c用于圖11所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000 中的情況下，開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210c中的比較器1213可以用作鋸齒波產(chǎn)生電路 1100中的比較器(也就是，圖6至9中的145)。因此，DC-DC轉(zhuǎn)換器1000可 以更精確地校準(zhǔn)鋸齒波信號(hào)VSAW。
圖15是圖解包含圖1的鋸齒波產(chǎn)生電路100的DC-DC轉(zhuǎn)換器的另一示 例的電3各圖。
參照?qǐng)D15， DC-DC轉(zhuǎn)換器2000包括鋸齒波產(chǎn)生電路1100、功率轉(zhuǎn)換電 路1300和控制單元1050。鋸齒波產(chǎn)生電路1100可以具有與圖l所示的鋸齒 波產(chǎn)生電路100的結(jié)構(gòu)相同的結(jié)構(gòu)。
鋸齒波產(chǎn)生電路1100產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)VSAW，反饋該鋸齒波信號(hào)VSAW 以在校準(zhǔn)模式下進(jìn)行校準(zhǔn)，以及在鋸齒波信號(hào)VSAW達(dá)到第一參考電壓后以 正常模式進(jìn)行操作。功率轉(zhuǎn)換電路1300利用鋸齒波信號(hào)VSAW產(chǎn)生開關(guān)控 制信號(hào)VG,響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)VG改變電感器電流IL，并且將DC輸入 電壓VIN轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC輸出電壓VOUT。
功率轉(zhuǎn)換電路1300還包括開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210、 DC電壓源1220、電感 器(L1)1230、電流感應(yīng)電路1270和NMOS晶體管MN2。 NMOS晶體管MN2 可以是功率金屬氧化物半導(dǎo)體(功率MOS)晶體管或者絕緣柵極雙極晶體管 (IGBT)。DC電壓源1220產(chǎn)生DC輸入電壓VIN。開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210基于鋸齒波 信號(hào)VSAW、第一感應(yīng)電壓VSEN1和參考電壓VREF產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)VG。 電感器1230的第一端連接到DC電壓源1220的第一端。DC電壓源1220的 第二端連接到接地GND。NMOS晶體管MN2連接在電感器1230的第二端和 接地GND之間，并且響應(yīng)于開關(guān)控制信號(hào)VG操作。電流感應(yīng)電路1270感 應(yīng)流經(jīng)NMOS晶體管MN2的電流ISW以產(chǎn)生第二感應(yīng)電壓VSEN2。
再有，功率轉(zhuǎn)換電路1300可包括二極管(D1)1240、電容器C1和分壓器 1250。
圖15所示的DC-DC轉(zhuǎn)換器2000從開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210產(chǎn)生為脈沖寬度 調(diào)制(PWM)時(shí)鐘信號(hào)的開關(guān)控制信號(hào)VG，其不僅僅利用相應(yīng)于DC輸出電壓 VOUT的第一感應(yīng)電壓VSEN1，還利用相應(yīng)于流經(jīng)NMOS晶體管MN2的電 流ISW的第二感應(yīng)電壓VSEN2,所述電流ISW在二極管1240截止時(shí)為電感 器電流IL。因此，DC-DC轉(zhuǎn)換器2000可以產(chǎn)生更加穩(wěn)定的DC輸出電壓 VOUT。
圖16是圖解包含圖1的鋸齒波產(chǎn)生電路100的開關(guān)模式電源裝置的示例 的電路圖。
參照?qǐng)D16，開關(guān)模式電源裝置3000包括AC-DC轉(zhuǎn)換器1400、鋸齒波 產(chǎn)生電路1100、功率轉(zhuǎn)換電路1200和控制其操作的控制單元1500。
以及除去可能在輸入線中的噪聲的噪聲濾波器。
鋸齒波產(chǎn)生電路1100產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)VSAW，反饋鋸齒波信號(hào)VSAW 以在校準(zhǔn)模式下執(zhí)行校準(zhǔn)，以及當(dāng)鋸齒波信號(hào)VSAW達(dá)到第一參考電壓時(shí)， 以正常模式操作。
功率轉(zhuǎn)換電if各1200包括開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路1210、電感器(L1)1230、 NMOS 晶體管MN2、 二極管1240、第一電容器C1和第二電容器C2。
圖16所示的第二電感器C2相應(yīng)于圖11中所示的DC電壓源1220，且 維持DC輸入電壓VIN。功率轉(zhuǎn)換電路1200的操作實(shí)質(zhì)上與上面參照?qǐng)D11 所述的相同。
包括在圖11的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000中的DC電壓源1220和圖15的 DC-DC轉(zhuǎn)換器2000對(duì)應(yīng)于圖16所示的AC-DC轉(zhuǎn)換器1400和第二電容器C2。也就是，圖11和圖15中所示的DC輸入電壓VIN可以由圖16所示的 AC-DC轉(zhuǎn)換器1400和第二電容器C2產(chǎn)生。
圖11的DC-DC轉(zhuǎn)換器1000和圖15的DC-DC轉(zhuǎn)換器2000可以被認(rèn)為 是開關(guān)模式電源(SMPS)裝置。
參考圖1到圖10， 一種產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)的方法包括反饋鋸齒波信號(hào)
VSAW,基于鋸齒波信號(hào)VSAW產(chǎn)生多個(gè)電壓信號(hào)VI、 V2........ V2n，選
擇電壓信號(hào)V1、 V2........ V2n中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO,響應(yīng)
于校準(zhǔn)輸出信號(hào)VCAO對(duì)電容器CS充電，以及響應(yīng)于短脈沖信號(hào)VPUL對(duì) 電容器CS;^丈電。
依據(jù)根據(jù)示例實(shí)施例的產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)的方法，可以在校準(zhǔn)模式下校準(zhǔn)， 并且可以在鋸齒波信號(hào)達(dá)到設(shè)定的參考電壓后提供校準(zhǔn)后的鋸齒信號(hào)。
產(chǎn)生多個(gè)電壓信號(hào)V1、V2........V2n的操作包括比較鋸齒波信號(hào)VSAW
和第一參考電壓VSH以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)CNT—EN，響應(yīng)于計(jì)數(shù)器使能信 號(hào)CNT—EN,產(chǎn)生具有n比特的數(shù)字代碼C[O:(n-l)]，以及解碼具有n比特的 數(shù)字代碼C[O:(n-l)]以產(chǎn)生電壓信號(hào)VI、 V2、 ....... V2n。
如上描述了升壓型轉(zhuǎn)換器和具有升壓型轉(zhuǎn)換器的開關(guān)模式功率轉(zhuǎn)換器， 但是本發(fā)明的總體構(gòu)思可以用到不同類型的轉(zhuǎn)換器中，所述轉(zhuǎn)換器包括降壓 型轉(zhuǎn)換器以及能夠產(chǎn)生穩(wěn)定DC輸出電壓轉(zhuǎn)換器的開關(guān)模式電源裝置。
雖然已經(jīng)詳細(xì)描述了本發(fā)明總體構(gòu)思的示例實(shí)施例及其優(yōu)勢(shì)，但是應(yīng)當(dāng) 理解的是在不脫離如所附權(quán)利要求和其等效內(nèi)容所限定的本發(fā)明總體構(gòu)思 的范圍的情況下，可以進(jìn)行多種變化、替代和替換。
權(quán)利要求
1、一種鋸齒波產(chǎn)生電路，包括電容器，耦接在第一節(jié)點(diǎn)和接地之間；校準(zhǔn)電路，被配置為從所述第一節(jié)點(diǎn)接收反饋的鋸齒波信號(hào)，被配置為基于所述鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)電壓信號(hào)，以及被配置為選擇所述多個(gè)電壓信號(hào)中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)；充電電路，被配置為響應(yīng)于所述校準(zhǔn)輸出信號(hào)而對(duì)所述電容器充電；以及放電電路，被配置為響應(yīng)于短脈沖信號(hào)而使所述電容器放電。
2、 如權(quán)利要求1所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述校準(zhǔn)電路被配置為 在校準(zhǔn)模式下基于所反饋的鋸齒波信號(hào)執(zhí)行校準(zhǔn)，以及被配置為當(dāng)所述鋸齒 波信號(hào)達(dá)到 一設(shè)定參考電壓時(shí)以正常模式操作。
3、 如權(quán)利要求1所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述校準(zhǔn)電路包括 反饋電路，被配置為比較所述鋸齒波信號(hào)和第一參考電壓以產(chǎn)生計(jì)數(shù)器使能信號(hào)；計(jì)數(shù)器，被配置為響應(yīng)于所述計(jì)數(shù)器使能信號(hào)而產(chǎn)生具有N比特的數(shù)字 代碼；解碼器，被配置為解碼所述具有N比特的數(shù)字代碼以產(chǎn)生所述多個(gè)電壓 信號(hào)；以及多路復(fù)用器，被配置為選擇所述多個(gè)電壓信號(hào)中的一個(gè)以產(chǎn)生所述校準(zhǔn) 輸出信號(hào)。
4、 如權(quán)利要求3所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述反饋電路包括 比較器，被配置為比較所述鋸齒波信號(hào)和所述第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)；以及AND門，被配置為對(duì)所述標(biāo)志信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)執(zhí)行邏輯與運(yùn)算以產(chǎn) 生所述計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
5、 如權(quán)利要求3所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述反饋電路包括 比較器，被配置為比較所述鋸齒波信號(hào)和所述第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)；噪聲消除器，被配置為消除所述標(biāo)志信號(hào)中包含的噪聲；以及AND門，被配置為對(duì)所述噪聲消除器的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)執(zhí)行邏 輯與運(yùn)算以產(chǎn)生所述計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
6、 如權(quán)利要求3所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述反饋電路包括 比較器，被配置為比較所述鋸齒波信號(hào)和所述第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)；D-型觸發(fā)器，被配置為響應(yīng)于所述標(biāo)志信號(hào)而輸出具有邏輯高狀態(tài)的信號(hào)；反相器，被配置為反轉(zhuǎn)所述D-型觸發(fā)器的輸出信號(hào)的相位；以及 AND門，被配置為對(duì)所述反相器的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)執(zhí)行邏輯與 運(yùn)算以產(chǎn)生所述計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
7、 如權(quán)利要求3所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述反饋電路包括 比較器，被配置為比較所述鋸齒波信號(hào)和所述第一參考電壓以產(chǎn)生標(biāo)志信號(hào)；噪聲消除器，被配置為消除所述標(biāo)志信號(hào)中包含的噪聲；D-型觸發(fā)器，被配置為響應(yīng)于所述噪聲消除器的輸出信號(hào)而輸出具有邏輯高狀態(tài)的信號(hào)；反相器，被配置為反轉(zhuǎn)所述D-型觸發(fā)器的輸出信號(hào)的相位；以及 AND門，被配置為對(duì)所述反相器的輸出信號(hào)和校準(zhǔn)使能信號(hào)執(zhí)行邏輯與運(yùn)算以產(chǎn)生所述計(jì)數(shù)器使能信號(hào)。
8、 如權(quán)利要求1所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述充電電路包括 放大器，被配置為放大所述校準(zhǔn)輸出信號(hào)；電流提供電路，被配置為響應(yīng)于所述放大器的輸出信號(hào)而提供充電電流；以及電阻器，被配置為維持所述充電電流。
9、 如權(quán)利要求1所述的鋸齒波產(chǎn)生電路，其中，所述放電電路包括晶 體管，其將所述第一節(jié)點(diǎn)放電到邏輯低狀態(tài)。
10、 —種DC-DC轉(zhuǎn)換器，包括鋸齒波產(chǎn)生電路，被配置為產(chǎn)生鋸齒波信號(hào)，被配置為在校準(zhǔn)模式下基 于反饋的鋸齒波信號(hào)執(zhí)行校準(zhǔn)，以及被配置為當(dāng)所述鋸齒波信號(hào)達(dá)到第一參 考電壓時(shí)以正常模式操作；以及功率轉(zhuǎn)換電路，被配置為產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，被配置為響應(yīng)于所述開關(guān) 控制信號(hào)而改變電感器電流，以及被配置為將DC輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC輸出電壓。
11. 如權(quán)利要求10所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述功率轉(zhuǎn)換電路包括DC電壓源，產(chǎn)生DC輸入電壓；開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路，被配置為基于所述鋸齒波信號(hào)和第一感應(yīng)電壓而產(chǎn)生所述開關(guān)控制信號(hào)；電感器，耦接在所述DC電壓源的第一端和第一節(jié)點(diǎn)之間；以及 功率裝置，耦接在所述第一節(jié)點(diǎn)和接地之間，并被配置為響應(yīng)于所述開關(guān)控制信號(hào)而操作。
12. 如權(quán)利要求11所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述功率轉(zhuǎn)換電路還 包括電流感應(yīng)電路，^:配置為感應(yīng)流經(jīng)所述功率裝置的電流以產(chǎn)生第二感 應(yīng)電壓。
13. 如權(quán)利要求11所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路包括誤差放大器，被配置為放大所述第一感應(yīng)電壓和第二參考電壓之間的差；以及比較器，被配置為比較所述誤差放大器的輸出信號(hào)和所述鋸齒波信號(hào)以 產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)。
14. 如權(quán)利要求13所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還 包括頻率補(bǔ)償電路，被配置為對(duì)所述誤差放大器的輸出信號(hào)進(jìn)行頻率補(bǔ)償。
15. 如權(quán)利要求11所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電i 各包括誤差放大器，被配置為放大所述第一感應(yīng)電壓和第二參考電壓之間的差； 切換器，被配置為響應(yīng)于校準(zhǔn)使能信號(hào)，而提供所述誤差放大器的輸出或所述第一參考電壓給第二節(jié)點(diǎn)；以及比較器，被配置為比較所述第二節(jié)點(diǎn)的電壓信號(hào)和所述鋸齒波信號(hào)，以產(chǎn)生所述開關(guān)控制信號(hào)或標(biāo)志信號(hào)。
16. 如權(quán)利要求15所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路被 配置為在校準(zhǔn)模式下比較所述第一參考電壓和所述鋸齒波信號(hào)以產(chǎn)生所述標(biāo) 志信號(hào)，以及被配置為在正常模式下比較誤差放大器的輸出信號(hào)和所述鋸齒 波信號(hào)以產(chǎn)生所述開關(guān)控制信號(hào)。
17. 如權(quán)利要求15所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述標(biāo)志信號(hào)被用于在鋸齒波產(chǎn)生電路中校準(zhǔn)所述鋸齒波信號(hào)。
18. 如權(quán)利要求15所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述開關(guān)驅(qū)動(dòng)電路還 包括頻率補(bǔ)償電路，其被配置為對(duì)所述誤差放大器的輸出信號(hào)執(zhí)行頻率補(bǔ) 償。
19. 如權(quán)利要求11所述的DC-DC轉(zhuǎn)換器，其中，所述功率轉(zhuǎn)換電路還 包括二極管，耦接在所述第一節(jié)點(diǎn)和輸出節(jié)點(diǎn)之間； 電容器，耦接在所述輸出節(jié)點(diǎn)和接地之間，且被配置為對(duì)所述DC輸出 電壓充電；以及分壓器，被配置為對(duì)所述輸出節(jié)點(diǎn)的電壓分壓以產(chǎn)生所述第一感應(yīng)電壓。
20. —種開關(guān)模式電源裝置，包括AC-DC轉(zhuǎn)換器，被配置為將AC輸入電壓轉(zhuǎn)換為DC輸入電壓； 鋸齒波產(chǎn)生電路，被配置為基于反饋的鋸齒波信號(hào)執(zhí)行校準(zhǔn)，以及當(dāng)所述鋸齒波信號(hào)達(dá)到設(shè)定的參考電壓時(shí)以正常模式操作；以及功率轉(zhuǎn)換電路，被配置為利用所述鋸齒波產(chǎn)生電路的輸出信號(hào)產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，被配置為響應(yīng)于所述開關(guān)控制信號(hào)而改變電感器電流，并且被配置為將所述DC輸入電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC輸出電壓。
21. —種具有鋸齒波產(chǎn)生電路的裝置，包括 校準(zhǔn)電路，產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)；以及充電電路，響應(yīng)于所述校準(zhǔn)輸出信號(hào)而產(chǎn)生作為鋸齒波信號(hào)的充電電流， 其中，所述校準(zhǔn)電路響應(yīng)于短脈沖、所述鋸齒波信號(hào)，參考電壓和使能信號(hào)而修正所述校準(zhǔn)輸出信號(hào)，以產(chǎn)生修正后的校準(zhǔn)輸出信號(hào)作為校準(zhǔn)輸出信號(hào)。
22. 如權(quán)利要求21所述的裝置，還包括功率轉(zhuǎn)換電路，根據(jù)所述充電電流產(chǎn)生開關(guān)控制信號(hào)，并將DC-DC輸入 電壓轉(zhuǎn)換為穩(wěn)定的DC-DC輸出電壓。
全文摘要
公開了一種輸出經(jīng)由校準(zhǔn)的鋸齒波信號(hào)的鋸齒波產(chǎn)生電路以及具有所述鋸齒波產(chǎn)生電路的開關(guān)模式電源裝置。所述鋸齒波產(chǎn)生電路包括電容器、校準(zhǔn)電路、充電電路、放電電路以及控制單元。所述校準(zhǔn)電路反饋鋸齒波信號(hào)，基于所述鋸齒波信號(hào)產(chǎn)生多個(gè)電壓信號(hào)，且選擇所述多個(gè)電壓信號(hào)中的一個(gè)以產(chǎn)生校準(zhǔn)輸出信號(hào)。因此，所述鋸齒波產(chǎn)生電路產(chǎn)生穩(wěn)定的鋸齒波信號(hào)，而與工作條件無關(guān)。
文檔編號(hào)H03K4/00GK101626225SQ20091016394
公開日2010年1月13日 申請(qǐng)日期2009年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2008年6月23日
發(fā)明者鄭圭榮 申請(qǐng)人:三星電子株式會(huì)社