[实用新型]方波发生电路、包含该方波发生电路的集成电路、DC/DC转换器和AC/DC转换器

说明书

技术领域

本实用新型的实施方式涉及一种方波发生电路、包含该方波发生电路的集成电路、DC/DC转换器和AC/DC转换器。 

背景技术

方波发生电路是集成电路中所广泛使用的一种信号发生电路。图1示出了一种现有的方波发生电路的示意图。如图1所示，方波发生电路10包括串联在工作电压VDD与地之间的恒流源101和电容器102。在电容器102的两端并联有开关103。开关103在脉宽非常窄(例如占空比为1％)的时钟信号clk的控制下周期性地打开或闭合，从而可以在电容器102的非接地端产生锯齿波信号vramp。方波发生电路10还包括一个比较器104。比较器104的同相输入端接收参考电压信号vref，其反相输入端与电容器102的非接地端连接，从而可以在其输出端输出方波信号。 

假设所产生的方波信号的高电平的时间为t1，时钟信号clk的时钟周期为T，则所产生的锯齿波信号vramp的电压Vrap可表示为：Vrap＝(t*I)/C，其中t为电容器的充电时间，I为电容器的充电电流，C为电容器的电容值。在比较器104的翻转点，存在Vrap＝Vref，其中Vref为参考电压信号vref的电压。因此，可以得出t1＝C*Vref/I。因而，所产生的方波信号的占空比duty＝C*Vref/I*T。由此可知，方波信号的占空比duty与电容器的电容值C、参考电压信号vref的电压Vref、充电电流I以及时钟信号clk的时钟周期T均有关系。因此，一旦上述参数之一发生变化，方波信号的占空比就会发生变化，从而可导致方波信号的占空比在不同的时钟周期中存在偏差。即，方波信号的占空比的精度较低。 

然而，在许多应用中，通常需要采用具有高精度占空比的方波信号。例如，在DC/DC或AC/DC电路中，需要采用高精度占空比的方波信号来精确控制PWM信号发生器所产生的PWM信号的波形。因此，现有的方波发生电路便无法满足实际应用的要求。 

实用新型内容

本实用新型的实施方式提供了一种方波发生电路和包含该方波发生电路的集成电路，以解决或者至少部分地缓解现有的方波发生电路所产生的方波信号的占空比精度不高的问题。 

在第一方面中，本实用新型的实施方式提供了一种方波发生电路。该方波发生电路包括：第一镜像电流支路，在该第一镜像电流支路与地之间连接有第一开关元件以及与该第一开关元件并联的第一电容器，其中第一开关元件可操作以在第一时钟信号的控制下周期性地打开或闭合，从而可以在第一电容器的非接地端产生第一锯齿波信号；第二镜像电流支路，在该第二镜像电流支路与地之间连接有第二开关元件以及与该第二开关元件并联的第二电容器，其中第二开关元件可操作以在与第一时钟信号同步的第二时钟信号的控制下周期性地打开或闭合，从而可以在第二电容器的非接地端产生第二锯齿波信号；以及比较器，其一个输入端与第一电容器的非接地端连接，其另一个输入端与第二电容器的非接地端连接，从而可以在其输出端输出方波信号，该方波信号的占空比依赖于第一电容器的电容值与第二电容器的电容值之间的比值。 

在示例性实施方式中，第二电容器的电容值与第一电容器的电容值之间的比值大于1，该方波信号的占空比随着该比值的增大而减小。 

在示例性实施方式中，该比较器的同相输入端与第二电容器的非接地端连接，其反相输入端与第一电容器的非接地端连接。 

在示例性实施方式中，该第一时钟信号是占空比为50％的方波信号，该第二时钟信号是基于该第一时钟信号产生的占空比小于4％ 的方波信号。 

在示例性实施方式中，该第二时钟信号的占空比小于1％。 

在示例性实施方式中，该方波发生电路进一步包括时钟信号转换电路，该信号转换电路包括：串联的第一反相器、第二反相器和第三反相器，该第一反相器的输入端可操作以接收第一时钟信号；一个电容器，其一端与第一反相器的输出端连接，另一端接地；一个与门，其一个输入端与第三反相器的输出端连接，另一个输入端与第一反相器的输入端连接，从而在与门的输出端输出第二时钟信号。 

在示例性实施方式中，该比较器输出的方波信号的占空比等于1/[2*(1-1/n)]，其中n为第二电容器的电容值与第一电容器的电容值之间的比值，并且n大于2。 

在示例性实施方式中，该方波发生电路进一步包括：连接在第一镜像电流支路与第一开关元件之间的第三开关元件，该第三开关元件和第一开关元件可操作以在第一时钟信号的控制下交替地打开和闭合；以及连接在第二镜像电流支路与第二开关元件之间的第四开关元件，该第四开关元件和第二开关元件可操作以在第二时钟信号的控制下交替地打开和闭合。