一种pwm/pfm控制电路的制作方法_2

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端分别为比较器coml的正向输入端和负相输入端;所述放电控制开关为NMOS晶体管MN9,NMOS晶体管MN9漏极与所述电容Cl的一端相连,其源极与所述电容Cl的另一端相连,其栅极与所述比较器coml的输出端相连。
[0014]进一步的,所述三角波振荡信号的峰值为固定值,其谷值为固定值。
[0015]与现有技术相比,本实用新型在现有PffM控制电路中增设了振荡器频率控制电路,该振荡器频率控制电路在轻载或空载的情况下,基于所述误差放大电压产生相应的电流信号给振荡器,以减小振荡器的充电电流,从而降低振荡器输出的三角波振荡信号的频率。这样,不仅可以实现PFM到PffM的连续切换过渡,而且还可以进一步降低PFM模式下的频率最低值,从而减小较轻负载下的功耗和/或空载下的待机功耗。【【附图说明】】
[0016]为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案,下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。其中:
[0017]图1为本实用新型中的PWM/PFM控制电路系统在一个实施例中的电路示意图;
[0018]图2为图1中的第一跨导放大器在一个实施例中的电路示意图;
[0019]图3为图1中的第二跨导放大器在一个实施例中的电路示意图;
[0020]图4为图1中的振荡器OSC在一个实施例中的电路示意图;
[0021]图5为图4中的振荡器输出的三角波振荡信号Ramp的波形图。
【【具体实施方式】】
[0022]本实用新型的详细描述主要通过程序、步骤、逻辑块、过程或其他象征性的描述来直接或间接地模拟本实用新型技术方案的运作。为透彻的理解本实用新型,在接下来的描述中陈述了很多特定细节。而在没有这些特定细节时,本实用新型则可能仍可实现。所属领域内的技术人员使用此处的这些描述和陈述向所属领域内的其他技术人员有效的介绍他们的工作本质。换句话说,为避免混淆本实用新型的目的,由于熟知的方法和程序已经容易理解,因此它们并未被详细描述。
[0023]此处所称的“一个实施例”或“实施例”是指可包含于本实用新型至少一个实现方式中的特定特征、结构或特性。在本说明书中不同地方出现的“在一个实施例中”并非均指同一个实施例,也不是单独的或选择性的与其他实施例互相排斥的实施例。
[0024]图1为本实用新型中的PWM/PFM控制电路系统100在一个实施例中的电路示意图。所述PWM/PFM控制电路系统包括电源转换电路110,反馈电路120、误差放大器EA、PWM比较器com、逻辑控制单元Control Logic、驱动电路Driver、振荡器OSC和振荡器频率控制电路130。在有的实施例中,所述电源转换电路110可以不属于所述PWM/PFM控制电路系统100,而是与所述PWM/PFM控制电路系统100并列的一个电路。
[0025]所述电源转换电路110将一输入电压VIN转换成一输出电压V0。在图1所示的实施例中,所述电源转换电路110为降压型DC-DC电压转换电路,其包括电感L1、电容CO、串联在输入电压VIN和地之间的输出晶体管MPX和MNX,它们的栅极与所述驱动电路Driver的输出端相连,输出晶体管MPX和MNX之间的连接节点LX通过电感LI和电容CO接地,电感LI和电容CO之间的连接节点的电压作为输出电压V0。
[0026]所述反馈电路120采样所述输出电压V0,并形成反映所述输出电压VO的反馈电压,在图1所示的实施例中,所述反馈电路120包括依次串联于输出电压VO和地之间的电阻Rl和R2,其中,电阻Rl和电阻R2之间的连接节点FB的电压为所述反馈电路120的反馈电压。所述振荡器OSC生成并输出三角波信号Ramp (其也可称为三角波振荡信号Ramp)。所述误差放大器EA放大一基准电压VREF和反馈电压FB的误差得到误差放大电压ΕΑ0。所述PffM比较器com用于比较所述三角波信号Ramp和所误差放大电压ΕΑ0,以输出相应的控制信号PC。控制信号PC依次经过逻辑控制单元Control Logic和驱动电路Driver后产生第一驱动信号I3DRV给输出晶体管MPX的栅极,产生第二驱动信号给输出晶体管MNX的栅极,以驱动输出晶体管MPX和MNX交替导通;连接节点LX的电压经过电感LI和电容CO构成的滤波电路后,形成输出电压VO。
[0027]所述振荡器频率控制电路130的输入端与所述误差放大器EA的输出端相连,所述振荡器频率控制电路130的输出端与所述振荡器OSC的输入端相连。所述振荡器频率控制电路130基于所述误差放大器EA输出的误差放大电压OEA输出相应的电流信号给所述振荡器0SC,所述振荡器OSC基于所述电流信号来调节充电电流的大小,从而改变所述振荡器OSC输出的三角波信号Ramp的频率(或改变所述振荡器OSC的频率)。
[0028]在图1所示的实施例中,所述振荡器频率控制电路130包括第一跨导放大器Gml和第二跨导放大器Gm2,所述第一跨导放大器Gml的第一输入端与所述误差放大器EA的输出端相连,其第二输入端与第一参考电压VRH相连,所述第一跨导放大器Gml用于比较所述误差放大电压EAO和第一参考电压VRH,产生并输出第一电流信号IA给所述振荡器OSC的输入端;所述第二跨导放大器Gm2的第二输入端与所述误差放大器EA的输出端相连,其第一输入端与第二参考电压VRL相连,所述第二跨导放大器Gm2用于比较所述误差放大电压EAO和第二参考电压VRL,产生并输出第二电流信号IB给所述振荡器OSC的输入端。所述振荡器OSC根据第一电流信号IA和第二电流信号IB来调整充电电流,并基于调整后的充电电流产生三角波信号Ramp,第一电流信号IA和第二电流信号IB会改变三角波信号Ramp的频率。其中,O < VRL < VRH < VP,VRH为第一参考电压VRH的电压值,VRL为第二参考电压VRL的电压值,VP为振荡器OSC输出的三角波信号Ramp的峰值电压,具体请参见图5。
[0029]具体的,当所述误差放大电压EAO远大于第二参考电压VRL时,第二跨导放大器Gm2输出电流为零;当所述误差放大电压EAO接近或小于所述第二参考电压VRL时,所述第二跨导放大器Gm2产生第二电流信号IB,且(VRL-VEAO)越大,其输出的第二电流信号IB的电流越大,其中,VRL为第二参考电压VRL的电压值,VEAO为误差放大电压EAO的电压值。
[0030]当所述误差放大电压EAO远小于第一参考电压VRH时,所述第一跨导放大器Gml输出电流为零;当所述误差放大电压EAO接近或大于所述第一参考电压VRH时,所述第一跨导放大器Gml产生第一电流信号IA,且(VEAO-VRH)越大,其输出的第一电流信号IA的电流越大,其中,VRH为第一参考电压VRH的电压值,VEAO为误差放大电压EAO的电压值。
[0031]由于在误差放大电压EAO接近或小于第二参考电压VRL时,第二跨导放大器Gm2输出第二电流信号IB,在误差放大电压EAO接近或大于第一参考电压VRH时,第一跨导放大器Gml输出第一电流信号IA,并且第二参考电压VRL <第一参考电压VRH,因此,第一电流信号IA和第二电流信号IB并不会同时产生。
[0032]所述振荡器OSC基于所述第一电流信号IA或第二调节电流IB信号调节充电电流的大小,从而改变所述振荡器OSC输出的三角波信号Ramp的频率,例如,三角波信号Ramp的峰值为固定值VP,谷值为固定值(比如,0V),第一电流信号IA越大,充电电流越小,导致振荡器OSC的频率越低;第二电流信号IB越大,充电电流越小,导致振荡器OSC的频率越低。
[0033]基于上述对第一跨导放大器Gml和第二跨导放大器Gm2的工作过程的描述,以下具体介绍图1中的PWM/PFM控制电路的工作原理。
[0034]当VEAO > VRH时,所述振荡器频率控制电路130输出第一电流信号IA给所述振荡器OSC,且(VEAO-VRH)越大,所述振荡器频率控制电路130输出的第一电流信号IA的电流越大,使所述振荡器OSC的充电电流越小,导致所述振荡器OSC的频率越低,从而使PffM比较器com输出的控制信号PC的频率可调。此时,图1中的PWM/PFM控制电路实际上处于第一 PFM控制模式,即当VEAO > VRH时,表明输入电压VIN和输出电压VO之差很小且负载很重,通过降低频率可以实现更大占空比,保证DC-DC转换器稳定工作。
[0035]当VRL < VEAO < VRH时,所述振荡器频率控制电路130输出的电流信号的电流为零,所述振荡器OSC的充电电流固定,导致振荡器OSC的频率固定,从而使PffM比较器com输出的控制信号PC的频率固定。此时,图1中的PWM/PFM控制电路实际上处于PffM控制模式。
[0036]当VEAO < VRL时,所述振荡器频率控制电路130输出第二电流信号IB给所述振荡器0SC,且(VRL-VEAO)越大,所述振荡器频率控制电路130输出的第二电流信号IB的电流越大,使所述振荡器OSC的充电电流越小,导致所述振荡器OSC的频率越低,从而使PffM比较器com输出的控制信号PC的频率可调。此时,图1中的PWM/PFM控制电路实际上处于第二 PFM控制模式,即当VEAO < VRL时,表明负载很轻,通过降低频率,实现更低待机功耗。其中,VRH为第一参考电压VRH的电压值,VRL为第二参考电压VRL的电压值,VEAO为误差放大电压EAO的电压值。
[0037]综上所述,本实用新型在现有PffM控制电路中增设了振荡器频率控制电路130,该振荡器频率控制电路130在误差放大器EA输出的误差放大电压EAO过大或过小时,产生相应的电流信号给振荡器0SC,当误差放大电压EAO大于第一参考电压VRH(即误差放大电压EAO过大)时,振荡器频率控制电路130输出第一电流信号IA,且误差放大电压EAO越大,第一电路信号IA的电流越大,振荡器OSC
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