專利名稱：計時信號產(chǎn)生電路及方法和電源電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電子電路，尤其涉及一種計時信號產(chǎn)生電路以及方法、采用該計時信號產(chǎn)生電路以及方法的電源電路。
背景技術(shù)：
大多數(shù)電子產(chǎn)品如筆記本電腦、臺式電腦、PDA等，需要直流(DC)電源向各個功能模塊提供經(jīng)過調(diào)節(jié)的功率。DC-DC同步降壓式變換器具有效率高、體積小等優(yōu)點，得到了廣泛的應(yīng)用。采用恒定導(dǎo)通時間(COT)控制的DC-DC同步降壓式變換器電路具有瞬態(tài)響應(yīng)速度快、結(jié)構(gòu)簡單等優(yōu)點。圖ι是傳統(tǒng)的采用恒定導(dǎo)通時間(COT)控制的DC-DC同步降壓式變換器電路的示意圖。圖1所示為傳統(tǒng)的COT降壓式變換器電路，包括輸入端子Vin、輸出端子VOT、包含由電阻器106和107構(gòu)成的信號采樣電路的反饋電路、比較電路108、導(dǎo)通時間控制電路 110、驅(qū)動電路109、以及包含晶體管101和102的開關(guān)電路。輸入電源信號Vin通過晶體管101和102的調(diào)制，耦合到電感器103和電容器104 組成的輸出濾波器，濾波之后的信號輸出到負(fù)載105，輸出信號Vqut通過電阻器106和107 構(gòu)成的信號采樣電路將信號采樣信號Vcbm反饋到比較器108的輸入端，根據(jù)圖1所示電路， 反饋信號Vfb等于VffiM。比較器108將Vfb與參考信號Vkef相比較，輸出端耦接到驅(qū)動電路 109，比較器的輸出信號控制晶體管101的導(dǎo)通。同時導(dǎo)通時間控制電路110也耦接到驅(qū)動電路109，由導(dǎo)通時間控制電路110控制晶體管101的導(dǎo)通時間。驅(qū)動電路109產(chǎn)生互補的驅(qū)動信號，控制晶體管101和102的導(dǎo)通和關(guān)斷，以調(diào)節(jié)輸出信號VQUT。圖1的示例示出，晶體管101和102為金屬氧化物半導(dǎo)體場效應(yīng)晶體管(MOSFET)，在其他示例中，可以使用諸如雙極結(jié)晶體管(BJT)或絕緣雙極型晶體管(IGBT)之類的其他適當(dāng)電子設(shè)備來實現(xiàn)。傳統(tǒng)的COT降壓式變換器中Vkef為恒定的直流信號，電路設(shè)計完成之后無法調(diào)整。另外，在COT降壓式變換器中，當(dāng)系統(tǒng)輸入電源信號Vin或者系統(tǒng)輸出信號Vot發(fā)生變化時，開關(guān)調(diào)節(jié)電路的開關(guān)頻率都將發(fā)生變化。開關(guān)頻率的變化將引起EMI (電磁干擾)、 EMC(電磁兼容)以及噪聲等多重問題。

發(fā)明內(nèi)容
考慮到現(xiàn)有技術(shù)中的一個或多個問題，提出了一種信號產(chǎn)生電路。本發(fā)明提供了一種計時信號產(chǎn)生電路，包括第一輸入端，接收第一輸入信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將所述第一輸入信號轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號，其中N大于等于1 ；第一查找表，輸出與所述第一數(shù)字信號的倒數(shù)成正比的第二信號；以及信號產(chǎn)生器，輸出與第三信號、所述第二信號的乘積成正比的計時信號。本發(fā)明還提供一種計時信號產(chǎn)生方法，包括接收第一輸入信號；將所述第一輸入信號轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號，其中N大于等于1 ；查找并輸出與所述第一數(shù)字信號的倒數(shù)成正比的第二信號；接收第三信號；以及輸出與所述第三信號、所述第二信號的乘積成正比的計時信號。將所述電路或者方法用于與電源系統(tǒng)后，可以根據(jù)輸入電源信號與系統(tǒng)輸出信號獲取不同的計時信號，從而調(diào)整電源電路的導(dǎo)通時間，進而獲取基本穩(wěn)定的開關(guān)周期。為此，本發(fā)明還提供一種電源電路，包括第一比較器，輸入端耦接至第一參考信號和輸出信號，發(fā)出置位信號；計時信號產(chǎn)生電路，包括第一輸入端，接收第一輸入信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路， 將所述第一輸入信號轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號，其中N大于等于1 ；第一查找表，輸出與所述第一數(shù)字信號的倒數(shù)成正比的第二信號；以及信號產(chǎn)生器，輸出與所述第三信號、所述第二信號的乘積成正比的計時信號；時鐘信號；計時電路，根據(jù)所述計時信號對所述時鐘信號進行計時，產(chǎn)生復(fù)位信號；控制機，根據(jù)所述置位信號和所述復(fù)位信號，發(fā)出PWM信號；功率開關(guān)，耦接至電源信號，在PWM信號控制下，導(dǎo)通和關(guān)斷，將電源信號的能量傳遞至所述輸出信號；所述第一輸入端耦接至所述電源信號；所述第二輸入端耦接至所述輸出信號。


通過結(jié)合附圖對本發(fā)明的優(yōu)選實施例進行詳細(xì)描述，本發(fā)明的上述和其他目的、 特性和優(yōu)點將會變得更加清楚，其中相同的標(biāo)號指定相同結(jié)構(gòu)的單元，并且在其中圖1是傳統(tǒng)的采用恒定導(dǎo)通時間(COT)控制的DC-DC同步降壓式變換器電路的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的一種計時信號產(chǎn)生電路；圖3A是第一數(shù)字信號V1，第二信號V2，數(shù)字信號D1信號對應(yīng)圖；圖;3B是一種根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的輸出模擬信號的查找表；圖3C是一種根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的乘法器；圖4A是一種根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的導(dǎo)通時間信號產(chǎn)生電路400 ；圖4B是一種根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的導(dǎo)通時間信號產(chǎn)生電路410 ；圖5是一種根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的計時信號產(chǎn)生方法500 ；圖6是一種根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的電源系統(tǒng)600 ；以及圖7是一種根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的電源系統(tǒng)700。
具體實施例方式下面將參照示出本發(fā)明實施例的附圖充分描述本發(fā)明。然而，本發(fā)明可以以許多不同的形式實現(xiàn)，而不應(yīng)當(dāng)認(rèn)為限于這里所述的實施例。相反，提供這些實施例以便使本公開透徹且完整，并且將向本領(lǐng)域技術(shù)人員充分表達本發(fā)明的范圍。在附圖中，為了清楚起見放大了組件。公開了一種用于開關(guān)變換器的方法和裝置。在以下描述中，為了提供對本發(fā)明的透徹理解，闡述了大量特定細(xì)節(jié)。然而，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員顯而易見的是不必采用這些特定細(xì)節(jié)來實行本發(fā)明。在其他實例中，為了避免混淆本發(fā)明，未具體描述公知的材料或方法。
在下文所述的特定實施例代表本發(fā)明的示例性實施例，并且本質(zhì)上僅為示例說明而非限制。在說明書中，提及“一個實施例”或者“實施例”意味著結(jié)合該實施例所描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或者特性包括在本發(fā)明的至少一個實施例中。術(shù)語“在一個實施例中”在說明書中各個位置出現(xiàn)并不全部涉及相同的實施例，也不是相互排除其他實施例或者可變實施例。本說明書中公開的所有特征，或公開的所有方法或過程中的步驟，除了互相排斥的特征和/或步驟以外，均可以以任何方式組合。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的示圖都是為了說明的目的，并且示圖不一定是按比例繪制的。應(yīng)當(dāng)理解，當(dāng)稱“元件”“連接到”或“耦接”到另一元件時，它可以是直接連接或耦接到另一元件或者可以存在中間元件。相反，當(dāng)稱元件“直接連接到”或“直接耦接到”另一元件時，不存在中間元件。相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。這里使用的術(shù)語“和/或”包括一個或多個相關(guān)列出的項目的任何和所有組合。下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實施方式
。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同的部件或特征。圖2—般地示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的一種計時信號產(chǎn)生電路200，包括第一輸入端，接收第一輸入信號V1 ；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路201，將所述第一輸入信號V1轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號D1，其中N大于等于1 ；第一查找表202，輸出與所述第一數(shù)字信號D1的倒數(shù)成正比的第二信號V2 ；以及信號產(chǎn)生器203，輸出與所述第二信號V2、第三信號V3的乘積成正比的計時信號\。如圖5所示，本發(fā)明同時提供了一種計時信號產(chǎn)生方法，包括步驟501 接收第一輸入信號V1 ；步驟502 將所述第一輸入信號V1轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號D1，其中N大于等于 1 ；在一個實施例中，通過數(shù)模轉(zhuǎn)換裝置將第一輸入信號V1轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號Dp步驟503 查找并輸出與所述第一數(shù)字信號Dl的倒數(shù)成正比的第二信號V2 ；步驟504 接收第三信號V3 ；步驟505 輸出與所述第三信號V3于所述第二信號V2乘積成正比的計時信號\。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路(ADC) 201，將第一輸入信號V1轉(zhuǎn)換為第一數(shù)字信號D1，其中第一數(shù)字信號Dl為N位。N可以是大于等于1的自然數(shù)。例如，第一數(shù)字信號可以是1位，取值1或者0 ；可以是兩位，取值00、01、10或者11 ；也可以是5位，9位等其他位數(shù)。模數(shù)轉(zhuǎn)換電路已經(jīng)為本領(lǐng)域技術(shù)人員所熟悉，可以選擇不同位數(shù)的模數(shù)轉(zhuǎn)換電路得到模擬信號。 選用的位數(shù)多時，可以獲得高精度，但是成本大。在一個實施例中，可以只使用ADC中的部分?jǐn)?shù)據(jù)，比如對于八位ADC可以使用11110000 11111100，或者11110000、11110010、 11110100---------等，而沒有必要使用00000000 11111111中的全部數(shù)據(jù)。第一查找表202，輸出與所述第一數(shù)字信號D1的倒數(shù)成正比的第二信號V2。數(shù)字信號的表現(xiàn)形式是0或者1，所述數(shù)字信號的倒數(shù)指的是其表征的模擬信號的倒數(shù)。在一個實施例中，第二信號V2可以是模擬信號。如圖3A所示的信號對應(yīng)表，橫坐標(biāo)為第一輸入信號V1，縱坐標(biāo)為第二信號V2，臺階狀曲線301為第一數(shù)字信號Dp為了清晰展示本發(fā)明的意圖，沒有按照比例繪制圖3A中各個數(shù)據(jù)。假定使用的是8位的ADC，使用Via Vie，Dia Dig, V2a V2e，表示A G個點對應(yīng)的第一輸入信號V1的模擬值，第一數(shù)字信號D1的數(shù)值， 第二信號V2的模擬量。函數(shù)曲線302的表達式V3為，
V3 = KA1,(3)其中K為系數(shù)，可以是一個常數(shù)。第二信號V2是一條臺階狀的曲線301，因此有V2 ^ KA1,(4)“ ”表示V2a V2g是一個近似值。例如，當(dāng)V1取值Vim和Vin之間(假定Vim小于 Vin)時，由于ADC的分辨率，他們具有相同的數(shù)字信號D1mn。此時，V2mn的取值就可以介于K/ Vin和K/V1M2間，其中端點(K/V1M或者K/V1N)可以重復(fù)使用。表1示例性的示出了一種優(yōu)化的第一輸入信號V1，數(shù)字信號D1，第二信號V2的對應(yīng)表格。假定K取值5，0. 02V的第一輸入信號Vl的變化對應(yīng)一個步長。當(dāng)VlA大于4. 99 并且小于5. 01時，V2大于等于0. 998且小于1.002，可以優(yōu)化地將V2a取中間值，即1。表1第一數(shù)字信號V1，第二信號V2，數(shù)字信號D1對應(yīng)表格
圖:3B—般地示出了根據(jù)本發(fā)明教導(dǎo)的一種查找表，參考信號305經(jīng)過電阻&分壓后輸出不同的信號值Vso Vs7，分別取值為1. 028,1. 024,1. 020,1. 016,1. 012,1. 008權(quán)利要求
1.一種計時信號產(chǎn)生電路，包括 第一輸入端，接收第一輸入信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將所述第一輸入信號轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號，其中N大于等于1 ；第一查找表，輸出與所述第一數(shù)字信號的倒數(shù)成正比的第二信號；以及信號產(chǎn)生器，輸出與一第三信號、所述第二信號的乘積成正比的計時信號。
2.如權(quán)利要求1所述的計時信號產(chǎn)生電路，其中，所述第二信號是模擬信號。
3.如權(quán)利要求1所述的計時信號產(chǎn)生電路，其中，所述第二信號是M位數(shù)字信號，其中 M大于等于1。
4.如權(quán)利要求3所述的計時信號產(chǎn)生電路，其中，M大于N。
5.如權(quán)利要求1所述的計時信號產(chǎn)生電路，其中，所述第三信號是模擬信號。
6.如權(quán)利要求3所述的計時信號產(chǎn)生電路，還包括 第二輸入端，接收第二輸入信號；第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將所述第二輸入信號轉(zhuǎn)換為所述第三信號，其中所述第三信號為P 位，P大于等于1。
7.如權(quán)利要求6所述的計時信號產(chǎn)生電路，其中，所述信號產(chǎn)生器包括乘法器，將所述第二信號與所述第三信號相乘，輸出所述計時信號。
8.如權(quán)利要求7所述的計時信號產(chǎn)生電路，其中，所述計時信號的位數(shù)大于P加M。
9.如權(quán)利要求1計時信號產(chǎn)生電路，還包括，計時電路，根據(jù)所述計時信號對時鐘信號進行計時，產(chǎn)生復(fù)位信號。
10.如權(quán)利要求1計時信號產(chǎn)生電路，還包括，RC振蕩器，根據(jù)所述計時信號產(chǎn)生方波信號，進而產(chǎn)生復(fù)位信號。
11.一種計時信號產(chǎn)生方法，包括 接收第一輸入信號；將所述第一輸入信號轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號，其中N大于等于1 ； 查找并輸出與所述第一數(shù)字信號的倒數(shù)成正比的第二信號； 接收第三信號；以及輸出與所述第三信號、所述第二信號的乘積成正比的計時信號。
12.一種電源電路，包括第一比較器，輸入端耦接至第一參考信號和輸出信號，發(fā)出置位信號； 權(quán)利要求9或者10所述的計時信號產(chǎn)生電路； 控制機，根據(jù)所述置位信號和所述復(fù)位信號，發(fā)出PWM信號；功率開關(guān)，耦接至電源信號，在PWM信號控制下，導(dǎo)通和關(guān)斷，將電源信號的能量傳遞至所述輸出信號；所述第一輸入端耦接至所述電源信號； 所述第二輸入端耦接至所述輸出信號。
13.如權(quán)利要求12所述電源電路，其中，功率開關(guān)的導(dǎo)通時間等于所述復(fù)位信號的有效時間。
14.如權(quán)利要求12所述電源電路，其中，所述第二輸入端通過第二模數(shù)轉(zhuǎn)換電路耦接至所述輸出信號。
全文摘要
公開了一種計時信號產(chǎn)生電路及方法和電源電路。該計時信號產(chǎn)生電路包括第一輸入端，接收第一輸入信號；第一模數(shù)轉(zhuǎn)換電路，將所述第一輸入信號轉(zhuǎn)換為N位第一數(shù)字信號，其中N大于等于1；第一查找表，輸出與所述第一數(shù)字信號的倒數(shù)成正比的第二信號；以及信號產(chǎn)生器，輸出與第三信號、所述第二信號的乘積成正比的計時信號。
文檔編號H03K3/013GK102427343SQ20111039472
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月2日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月2日
發(fā)明者任遠(yuǎn)程, 吳小康, 李曉明, 楊先慶, 歐陽茜 申請人:成都芯源系統(tǒng)有限公司