抖频电路、抖频电路及开关电源芯片的制作方法

本发明属于集成电路，具体涉及一种抖频电路、抖频电路及开关电源芯片。

背景技术：

1、在dc-dc电源转换芯片中，开关管在开关过程中会产生大量的电磁干扰(electromagnetic interference，emi)，进而影响电路的稳定性，尤其是在汽车级dc-dc中，emi噪声是无法避开的难题。e mi主要来自开关电源在工作时的高频不连续电流、开关节点处快速的电压变化以及芯片寄生带来的开关节点边沿处振铃。

2、现有技术中，基于无源电感电容的滤波器是降低emi的常用方法，但这增加了系统的整体尺寸从而增加了成本；扩频技术通过将能量分散在多个频率内来减小emi干扰，但这种改善往往只是针对单一频带进行优化，无法对多个频带中的emi进行改善。

3、因此，针对上述技术问题，有必要提供一种抖频电路、抖频电路及开关电源芯片。

技术实现思路

1、有鉴于此，本发明的目的在于提供一种抖频电路、抖频电路及开关电源芯片，以改善开关电源芯片中的emi。

2、为了实现上述目的，本发明一实施例提供的技术方案如下：

3、一种抖频电路，所述抖频电路包括：

4、三角波频率调制单元，用于对第四时钟信号clk3进行调制以产生第三抖频信号；

5、第二振荡单元，与三角波频率调制单元相连，用于根据第三抖频信号产生第一时钟信号；

6、分频单元，与第二振荡单元相连，用于对第一时钟信号clk分频以产生第二时钟信号clk1和第三时钟信号clk2；

7、三角波高频调制单元，与分频单元相连，用于对第二时钟信号clk1进行调制以产生第一抖频信号；

8、三角波低频调制单元，与分频单元相连，用于对第三时钟信号clk2进行调制以产生第二抖频信号；

9、第一振荡单元，与三角波高频调制单元及三角波低频调制单元相连，用于根据第一抖频信号和第二抖频信号产生抖动的开关频率信号；

10、逻辑控制单元，与三角波低频调制单元相连，用于根据第二抖频信号产生第四时钟信号clk3。

11、一实施例中，所述三角波高频调制单元、三角波低频调制单元及三角波频率调制单元均包括累加减器。

12、一实施例中，所述三角波高频调制单元包括第一累加减器，位数为a，其对开关频率信号的抖动范围为x％*f1，每位对开关频率信号的抖动值为(x％*f1)/(2a-1)，对应开关频率信号的变化范围为f1*(1-(x/2)％)～f1*(1+(x/2)％)，调制频率为1/(2(a+1)-2)个第二时钟信号clk1的频率；

13、所述三角波低频调制单元包括第二累加减器，位数为b，其对开关频率信号的抖动范围为y％*f1，每位对开关频率信号的抖动值为(y％*f1)/(2b-1)，对应开关频率信号的变化范围为f1*(1-(y/2)％)～f1*(1+(y/2)％)，调制频率为1/(2(b+1)-2)个第三时钟信号clk2的频率；

14、其中，f1为开关频率信号的中位值，a、b为正整数值，x、y为正值。

15、一实施例中，所述三角波频率调制单元包括第三累加减器，位数为c，其对开关频率信号的抖动范围为z％*f2，每位对开关频率信号的抖动值为(z％*f2)/(2c-1)，第一时钟信号clk的频率范围为f2*(1-(z/2)％)～f2*(1-(z/2)％)；

16、其中，f2为第一时钟信号clk的中位值，c为正整数值，z为正值。

17、一实施例中，所述逻辑控制单元包括d触发器，其时钟端口与三角波低频调制单元相连，d输入端与第二输出端qq相连，第一输出端q与三角波频率调制单元相连。

18、一实施例中，所述三角波频率调制单元输出的第二抖频信号的最高位由1变为0时，第四时钟信号clk3电平翻转。

19、一实施例中，所述第一振荡单元包括第一振荡器；和/或，

20、所述第二振荡单元包括第二振荡器；和/或，

21、所述分频单元包括分频器。

22、本发明另一实施例提供的技术方案如下：

23、一种抖频方法，所述抖频方法包括以下步骤：

24、通过三角波频率调制单元对第四时钟信号clk3进行调制以产生第三抖频信号；

25、对第三抖频信号进行振荡产生第一时钟信号；

26、对第一时钟信号clk分频以产生第二时钟信号clk1和第三时钟信号clk2；

27、通过三角波高频调制单元对第二时钟信号clk1进行调制以产生第一抖频信号；

28、通过三角波低频调制单元对第三时钟信号clk2进行调制以产生第二抖频信号；

29、对第一抖频信号和第二抖频信号进行振荡产生抖动的开关频率信号；及，

30、根据第二抖频信号产生第四时钟信号clk3。

31、一实施例中，根据第二抖频信号产生第四时钟信号clk3具体为：

32、判断第二抖频信号的最高位是否由1变为0；

33、若是，第四时钟信号clk3电平翻转，若否，第四时钟信号clk3电平不变。

34、本发明又一实施例提供的技术方案如下：

35、一种开关电源芯片，所述开关电源芯片包括上述的抖频电路。

36、本发明具有以下有益效果：

37、本发明通过三个三角波频率调制单元来产生抖动的开关频率信号，可以显著改善电路中的emi问题，提高了电路稳定性。

技术特征：

1.一种抖频电路，其特征在于，所述抖频电路包括：

2.根据权利要求1所述的抖频电路，其特征在于，所述三角波高频调制单元、三角波低频调制单元及三角波频率调制单元均包括累加减器。

3.根据权利要求2所述的抖频电路，其特征在于，所述三角波高频调制单元包括第一累加减器，位数为a，其对开关频率信号的抖动范围为x％*f1，每位对开关频率信号的抖动值为(x％*f1)/(2a-1)，对应开关频率信号的变化范围为f1*(1-(x/2)％)～f1*(1+(x/2)％)，调制频率为1/(2(a+1)-2)个第二时钟信号clk1的频率；

4.根据权利要求3所述的抖频电路，其特征在于，所述三角波频率调制单元包括第三累加减器，位数为c，其对开关频率信号的抖动范围为z％*f2，每位对开关频率信号的抖动值为(z％*f2)/(2c-1)，第一时钟信号clk的频率范围为f2*(1-(z/2)％)～f2*(1-(z/2)％)；

5.根据权利要求1所述的抖频电路，其特征在于，所述逻辑控制单元包括d触发器，其时钟端口与三角波低频调制单元相连，d输入端与第二输出端qq相连，第一输出端q与三角波频率调制单元相连。

6.根据权利要求5所述的抖频电路，其特征在于，所述三角波频率调制单元输出的第二抖频信号的最高位由1变为0时，第四时钟信号clk3电平翻转。

7.根据权利要求1所述的抖频电路，其特征在于，所述第一振荡单元包括第一振荡器；和/或，

8.一种抖频方法，其特征在于，所述抖频方法包括以下步骤：

9.根据权利要求8所述的抖频电路，其特征在于，根据第二抖频信号产生第四时钟信号clk3具体为：

10.一种开关电源芯片，其特征在于，所述开关电源芯片包括权利要求1-7中任一项所述的抖频电路。

技术总结
本发明揭示了一种抖频电路、抖频电路及开关电源芯片，所述抖频电路包括：三角波频率调制单元，用于对第四时钟信号CLK3进行调制以产生第三抖频信号；第二振荡单元，用于根据第三抖频信号产生第一时钟信号；分频单元，用于对第一时钟信号CLK分频以产生第二时钟信号CLK1和第三时钟信号CLK2；三角波高频调制单元，用于对第二时钟信号CLK1进行调制以产生第一抖频信号；三角波低频调制单元，用于对第三时钟信号CLK2进行调制以产生第二抖频信号；第一振荡单元，用于根据第一抖频信号和第二抖频信号产生抖动的开关频率信号；逻辑控制单元，用于根据第二抖频信号产生第四时钟信号CLK3。本发明可以显著改善电路中的EMI问题，提高了电路稳定性。

技术研发人员：黄威文,胥文兴,郑晨
受保护的技术使用者：思瑞浦微电子科技（上海）有限责任公司
技术研发日：
技术公布日：2024/3/27