本公开的实施例涉及集成电路,具体地,涉及一种电压转换器的控制电路。
背景技术:
1、直流dc-dc电压转换器在工作频率以及内部最小上管导通时间一定的情况下,当输入电压vin继续上升时,电压转换器将不再支持稳定的输出电压vout。为了满足小占空比工作,可以采用如下两种方式来发波,其中,第一种方法为通过峰值电流模式pcm切换至谷值电流模式vcm,并vcm下以恒定导通时长cot发波,以实现降频发波,第二种方法为采用锁相环降低时钟频率来发波。
2、然而,在小占空比工作时,若采用上述方法由于每次上管开启时间很短,但以固定的较高频率发波,因此输出将会被多发波的能量冲高,使得内部误差放大器的输出降低,从而不再发波,使得输出电压vout的纹波比较大,导致电压转换器的稳定性较差。
技术实现思路
1、鉴于上述技术问题,本公开提供了一种电压转换器的控制电路,能够实现在小占空比应用下,降低输出电压的纹波,提升电压转换器的稳定性。另外,控制电路的结构简单,能够降低电路所占空间,从而能够节约成本。
2、第一方面,本公开提供了一种电压转换器的控制电路,包括:振荡器和逻辑控制模块。
3、振荡器被配置为,在电压转换器的上管开启时长达到最小开启时长时,根据最小开启时长和电压转换器的输入电压确定变频时钟信号;其中,变频时钟信号的周期与输入电压正相关;逻辑控制模块被配置为,根据变频时钟信号确定第一上管控制信号。
4、在本公开的一些实施例中,振荡器包括:第一偏置模块、第一电流镜模块、第一负载模块和第一选择器。第一偏置模块的输入端电连接电压转换器的输出电压,第一偏置模块的输出端电连接第一电流镜模块,第一电流镜模块的输入端电连接电源电压,第一电流镜模块的输出端电连接第一负载模块的第一输入端;第一负载模块的第二输入端电连接输入电压,第一负载模块的控制端电连接最小开启时长检测信号,第一负载模块的输出端电连接第一选择器的第一输入端,第一选择器的控制端与最小开启时长检测信号电连接,第一选择器的输出端与逻辑控制模块的输入端电连接。
5、第一负载模块被配置为,在上管开启时长达到最小开启时长且最小开启时长达到目标最小开启时长时,根据目标最小开启时长和输入电压,生成变频时钟信号;第一选择器被配置为,在上管开启时长达到最小开启时长时,将变频时钟信号输出至逻辑控制模块。
6、在本公开的一些实施例中,第一负载模块包括:第一比较器、电容单元和开关单元。电容单元包括固定电容和多个可选电容,多个可选电容的第一极板与开关单元的多个第一端一一对应电连接,开关单元的多个第二端、固定电容的第一极板与第一比较器的正输入端电连接,多个可选电容的第二极板和固定电容的第二极板接地,第一比较器的输出端电连接第一选择器的第一输入端。
7、第一负载模块还被配置为,在上管开启时长达到最小开启时长且最小开启时长未达到目标最小开启时长时,根据逻辑计数信号接入对应的可选电容,以降低最小开启时长,并根据输入电压和降低后的最小开启时长,生成变频时钟信号。
8、在本公开的一些实施例中,振荡器包括:第二偏置模块、第二电流镜模块和第二负载模块。第二偏置模块的输入端电连接第一参考电压,第二偏置模块的输出端电连接第二电流镜模块,第二电流镜模块的输入端电连接电源电压,第二电流镜模块的输出端电连接第二负载模块的第一输入端;第二负载模块的第二输入端电连接第二参考电压,第二负载模块的输出端电连接第一选择器的第二输入端,第二负载模块的控制端电连接最小开启时长检测信号。
9、第二负载模块被配置为,在上管开启时长未达到最小开启时长时,根据第一参考电压和第二参考电压,生成定频时钟信号;第一选择器还被配置为,在上管开启时长未达到最小开启时长时,将定频时钟信号传输至逻辑控制模块;逻辑控制模块还被配置为,根据定频时钟信号生成第二上管控制信号,上管控制信号的频率恒定。
10、在本公开的一些实施例中,逻辑控制模块包括:辅助控制单元和第二选择器。辅助控制单元的使能端电连接最小开启时长检测信号,辅助控制单元的控制端电连接逻辑计数信号,辅助控制单元的输出端电连接第二选择器的第一输入端,第二选择器的控制端电连接最小开启时长检测信号,第二选择器的输出端电连接电压转换器中的上管的控制端。
11、辅助控制单元被配置为,在上管开启时长达到最小开启时长时,根据变频时钟信号生成第一上管控制信号,第一上管控制信号的最小脉宽为目标最小开启时长;第二选择器被配置为,在上管开启时长达到最小开启时长时,将第一上管控制信号输出至上管的控制端。
12、在本公开的一些实施例中,逻辑控制模块还包括:主控制单元。主控制单元的第一输入端电连接振荡器的输出端,主控制单元的第二输入端电连接脉宽调制信号,主控制单元的输出端电连接第二选择器的第二输入端。
13、主控制单元被配置为,在振荡器输出定频时钟信号时,根据定频时钟信号和脉宽调制信号,生成第二上管控制信号;第二选择器还被配置为,在上管开启时长未达到最小开启时长时,将第二上管控制信号输出至上管的控制端。
14、在本公开的一些实施例中,控制电路还包括:逻辑计数模块。逻辑计数模块的输入端电连接振荡器的输出端,逻辑计数模块的使能端电连接最小开启时长检测信号,逻辑计数模块的输出端电连接振荡器的控制端。
15、逻辑计数模块被配置为,在上管开启时长达到最小开启时长时,根据变频时钟信号的连续多个周期确定逻辑计数信号,逻辑计数信号包括多个电容控制信号。
16、在本公开的一些实施例中,逻辑计数模块包括:计数器、逻辑计算单元、d触发器和选择器组件。计数器的输入端电连接振荡器的输出端,计数器的使能端电连接最小开启时长检测信号,计数器的多个输出端与逻辑计算单元的多个输入端一一对应电连接,计数器的多个输出端与选择器组件的多个第一输入端一一对应电连接。逻辑计算单元的输出端电连接d触发器的时钟端,d触发器的输入端电连接电源电压,d触发器的复位端电连接最小开启时长检测信号,d触发器的输出端电连接选择器组件的控制端,选择器组件的多个第二输入端接地,选择器组件的多个输出端与逻辑计数模块的多个输出端一一对应电连接。
17、计数器被配置为,在上管开启时长达到最小开启时长时,对连续多个周期的变频时钟信号进行计数,得到多个计数信号;逻辑计算单元被配置为,对多个计数信号进行逻辑计算,得到d触发器的输入时钟信号;d触发器被配置为,根据输入时钟信号和最小开启时长检测信号,生成选通信号;选择器组件被配置为,根据多个计数信号和选通信号,输出逻辑计数信号。
18、在本公开的一些实施例中,逻辑计算单元包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一或非门和与非门。
19、计数器的第一输出端通过第一反相器与与非门的第一输入端电连接,计数器的第二输出端与第一或非门的第一输入端电连接,计数器的第三输出端通过第二反相器与第一或非门的第二输入端电连接,第一或非门的输出端通过第三反相器与与非门的第二输入端电连接,与非门的输出端通过第四反相器与d触发器的时钟端电连接。
20、在本公开的一些实施例中,选择器组件包括第三选择器、第四选择器和第五选择器。第三选择器的第一输入端电连接计数器的第一输出端,第四选择器的第一输入端电连接计数器的第二输出端,第五选择器的第一输入端电连接计数器的第三输出端,第三选择器的第二输入端、第四选择器的第二输入端和第五选择器的第二输入端接地,第三选择器的控制端、第四选择器的控制端和第五选择器的控制端电连接最小开启时长检测信号,第三选择器的输出端、第四选择器的输出端和第五选择器的输出端分别电连接选择器组件的三个输出端。
21、第二方面,本公开提供了一种电压转换系统,包括电压转换器和第一方面提供的任一电压转换器的控制电路。
22、第三方面,本公开提供了一种芯片,包括第一方面提供的任一电压转换器的控制电路。
23、本公开的技术方案中提供了一种电压转换器的控制电路,包括:振荡器和逻辑控制模块,振荡器可以在电压转换器的上管开启时长达到最小开启时长时,根据最小开启时长和电压转换器的输入电压确定变频时钟信号,且变频时钟信号的周期与输入电压正相关,逻辑控制模块可以根据变频时钟信号确定第一上管控制信号。由于第一上管控制信号可以维持电压转换器的稳态条件,因此,在小占空比时,可以降频发波,避免因固定频率发波导致的输出电压的纹波较大,从而提升电压转换器的稳定性。此外,无需对电压转换器的控制模式进行切换,故而控制电路的结构比较简单,能够降低控制电路所占空间,从而能够节约成本;同时能够避免因模式切换出现的输出电压的纹波比较大的问题,进一步提升电压转换器的稳定性。
1.一种电压转换器的控制电路,其特征在于,包括:振荡器和逻辑控制模块;
2.根据权利要求1所述的控制电路,其特征在于,所述振荡器包括:第一偏置模块、第一电流镜模块、第一负载模块和第一选择器;
3.根据权利要求2所述的控制电路,其特征在于,所述第一负载模块包括:第一比较器、电容单元和开关单元;
4.根据权利要求2或3所述的控制电路,其特征在于,所述振荡器包括:第二偏置模块、第二电流镜模块和第二负载模块;
5.根据权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所述逻辑控制模块包括:辅助控制单元和第二选择器;
6.根据权利要求5所述的控制电路,其特征在于,所述逻辑控制模块还包括:主控制单元;
7.根据权利要求3所述的控制电路,其特征在于,所述控制电路还包括:逻辑计数模块;
8.根据权利要求7所述的控制电路,其特征在于,所述逻辑计数模块包括:计数器、逻辑计算单元、d触发器和选择器组件;
9.根据权利要求8所述的控制电路,其特征在于,所述逻辑计算单元包括第一反相器、第二反相器、第三反相器、第四反相器、第一或非门和与非门;
10.根据权利要求9所述的控制电路,其特征在于,所述选择器组件包括第三选择器、第四选择器和第五选择器;
