[发明专利]一种应用于开关电源具有抖频及斜坡补偿的高精度振荡器电路

说明书

本发明属于电源管理芯片技术领域，具体涉及一种应用于开关电源具有抖频及斜坡补偿的高精度振荡器电路。本发明采用基准电流源产生的零温度系数电流源给电容充放电技术、利用三位的数字调频技术通过改变充电镜像电流，改变输出振荡器频率；利用抖频电容改变总电容改善EMI；采用源级负反馈构成的可调整斜率的斜坡补偿模块。本发明在具有传统振荡器高精度输出频率的基础上，能够在较宽的范围内线性切换输出频率，为调制电路提供可调斜率的斜坡补偿电流三角波信号，可对振荡器输出在一定范围内进行修调，较适合电源管理芯片电路中对时钟信号的稳定性和高精度的要求。

技术领域

本发明属于电源管理芯片技术领域，具体涉及一种应用于开关电源具有抖频及斜坡补偿的高精度振荡器电路。

背景技术

科学技术发展日新月异，不论是硬件上还是功能上都有了巨大的变化，并逐步朝着智能化、大屏化、轻薄化等方向发展，但与此同时带来了耗电速度增加、设备续航能力不足的问题。在此背景下，开关电源转换器得到了广泛应用，并在社会中扮演越来越重要的角色，尤其是输入电压在宽范围内变化，且须通过升、降压变换器将宽范围的输入电压转换为稳定且大小合适的输出电压场合。电源管理芯片是电子设备中的关键器件，广泛应用与各类电子产品和设备中，是模拟芯片最大的细分市场之一。在分布式电源系统、新能源发电系统、通信电网、便携式电子设备与射频功率放大器的供电系统等输入电压变化范围较宽的场合需要具有升压、降压特性的开关电源变换器。在理想状态下开关管的导通时间可以达到满占空比，但由于实际电路中存在各种寄生参数，使得开关管存在建立时间和关闭时间。同时出于保护应用电路的目的应该避免变换器出现穿通现象，需要一定的死区时间，这使得变换器开关管的导通占空比不可能达到满占空比。对于升压变换器和降压变换器而言，不连续的占空比必然会在输出电压上产生大的动态干扰。采用RC振荡器不仅能为开关管提供高精度的输出频率，而且根据负载调节的输出范围可以提高开关系统的转化效率，其性能开关电源的性能和可靠性有着直接影响。

振荡器的研发是开关电路研究的重要组成部分，开关的频率的设计对于变换器的功耗和转换效率有着直接影响，一方面为功率开关管提供时序，另一方面通过频率抖动降低振荡信号产生的EMI(Electro Magnetic Interference)噪声。同时当芯片的负载较轻时，负载不需要过多的能量输出，对振荡器进行降频，减小功率管的开关次数，能够根据负载情况在宽的调节范围内线性调整频率的振荡器尤为关键。另外固定的开关频率，辐射频谱会集中在统一个频带中，会产生EMI，应用在开关电源中的振荡器采用频率抖动模块，把频谱分散至更多的频带中，从而改善EMI问题。要求振荡器能够产生基本不随电源电压和温度变化以及频率和占空比的时钟信号。同时与其它模块级联输出频率就会出现一定的偏差，所以应用在开关电源系统中需要通过trim技术修调偏差。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用于开关电源具有抖频及斜坡补偿的高精度振荡器电路。

一种应用于开关电源具有抖频及斜坡补偿的高精度振荡器电路，包括RC振荡电路201、调频逻辑电路202、单向延时电路203、斜坡补偿模块204、频率抖动模块205、电容修调网络206、带隙电压基准207、零温度系数电流基准208、启动电路209；所述RC振荡电路201充电电容的充电最大电压VR_1000及充电最小电压VR_100由带隙电压基准207提供，用于充电的电流由零温度系数电流基准208提供，输出OSC接到单向延时电路203与RC振荡电路201构成闭环网络控制输出OSC_OUT的占空比，OSC_OUT输入到斜坡补偿模块204输出斜坡补偿三角波电流信号Ramp OSC；所述调频逻辑电路202根据功率级反馈电压V_FB与带隙电压基准207产生的基准电压V_REF比较，比较结果输出到RC振荡电路201及整体输出NSCL，并向频率抖动模块205、电容修调网络206提供电流信号Current Mirror；所述频率抖动模块205输出抖动的时钟信号Jitter OSC；所述启动电路209通过将输入的使能信号EN传输到RC振荡器201来控制振荡器的工作情况，通过频率抖动模块205的输入信号RST控制抖频功能的开关。