專利名稱：一種開關電源的時鐘外同步裝置的制作方法
技術領域：
本申請涉及開關電源，特別是涉及一種開關電源的時鐘外同步裝置。
背景技術：
在一個開關電源內(nèi)部，需要一個工作時鐘來周期性地打開功率管，通常，這個工作 時鐘都由內(nèi)部振蕩器來提供，也可以通過外部一個電阻來決定，當外部電阻選定之后，它的 頻率也就固定了。但是，由內(nèi)部振蕩器所提供的工作時鐘的頻率固定，不能隨時改變來適應 不同的應用環(huán)境。因此，對于一個開關電源來說，需要有時鐘外同步功能，即，由可以提供各 種頻率的外部時鐘替代內(nèi)部振蕩器產(chǎn)生的內(nèi)部時鐘，作為開關電源的工作時鐘。這樣，一方 面可以使開關電源適應不同的應用環(huán)境，另一方面也可以減少不必要的噪聲。目前有兩種比較常用的方法來實現(xiàn)時鐘外同步。其一是用鎖相環(huán)，請參閱圖1所 示，其為現(xiàn)有技術中一種開關電源的時鐘外同步裝置的結構示意圖。如圖所示，由于其采 用鎖相環(huán)技術實現(xiàn)，因此，電路比較復雜；并且，由于要考慮鎖相環(huán)的環(huán)路穩(wěn)定性，往往需要 經(jīng)歷較長的時間來鎖定頻率，進而導致整個時鐘外同步的時間較長。其二是用外部時鐘的 上升沿或者下降沿產(chǎn)生窄脈沖給內(nèi)部振蕩器充放電的電容放電，以此來達到時鐘不同的目 的。請參閱圖2，其為現(xiàn)有技術中另一種開關電源的時鐘外同步裝置的結構示意圖。如圖 2所示，第二個方法采用與鎖相環(huán)不同的方法實現(xiàn)時鐘外不同，其電路簡單，并且，也可以快 速實現(xiàn)時鐘外部同步。但是，由于第二種方法使用外部時鐘給振蕩器電容放電來實現(xiàn)時鐘外同步，因此， 要求外部時鐘的頻率必須大于內(nèi)部時鐘的頻率，否則開關電源無法正常工作。并且，外部時 鐘的頻率沒有上限。當將外部時鐘頻率的下限限定為大于內(nèi)部時鐘的頻率時，在一定程度 上縮小了開關電源的應用環(huán)境；當外部時鐘的頻率沒有上限時，一旦外部時鐘的頻率太高， 會導致開關電源系統(tǒng)無法正常工作。

發(fā)明內(nèi)容
為了解決上述技術問題，本申請實施例提供了一種開關電源的時鐘外同步裝置， 可以擴大開關電源的應用環(huán)境，保證開關電源系統(tǒng)的正常工作。本申請實施例公開了如下技術方案—種開關電源的時鐘外同步裝置，包括振蕩器、頻率比較模塊和頻率選擇模塊， 其中，所述頻率比較模塊對所述振蕩器輸出的內(nèi)部時鐘信號和SYNC管腳輸出的外部時鐘 信號進行比較，當所述外部時鐘信號的頻率在預置數(shù)值區(qū)間時，輸出選擇控制信號控制所 述頻率選擇模塊選擇外部時鐘信號，否則，輸出選擇控制信號控制所述頻率選擇模塊選擇 內(nèi)部時鐘信號；所述頻率選擇模塊按照所述頻率比較模塊輸出的選擇控制信號選擇所述內(nèi) 部時鐘信號和外部時鐘信號中的一個作為開關電源的工作時鐘信號。優(yōu)選的，所述頻率比較模塊包括二分頻器、三分頻器、下限頻率比較器、上限頻率 比較器和第一與非門，其中，所述下限頻率比較器的正輸入端與所述SYNC管腳相連，負輸入端與所述二分頻器的輸出相連，輸出端與所述第一與非門的一個輸入端相連；所述上限 頻率比較器的正輸入端與所述二分頻器的輸出端相連，負輸入端與所述三分頻器的輸出端 相連，輸出端與所述第一與非門的另一個輸入端端相連；所述二分頻器的輸入端與所述振 蕩器的輸出端相連，所述三分頻器的輸入端與所述SYNC管腳相連；所述第一與非門的輸出 端輸出的信號為所述頻率比較模塊輸出的選擇控制信號。優(yōu)選的，所述上限頻率比較器或下限頻率比較器包括第一 D觸發(fā)器、第二 D觸發(fā) 器、第二與非門、充電電流源、放電電流源、充電開關、放電開關、第一充電電容和第一施密 特觸發(fā)器，其中，所述第一 D觸發(fā)器的D輸入端與工作電源相連，清零端與所述第二與非門 的輸出端相連，Q輸出端分別與所述第二與非門的一個輸入端和充電開關的控制端相連，時 鐘輸入端為所述上限頻率比較器或下限頻率比較器的負輸入端；所述第二 D觸發(fā)器的D輸 入端與工作電源相連，清零端與所述第二與非門的輸出端相連，Q輸出端分別與所述第二與 非門的另一個輸入端和放電開關的控制端相連，時鐘輸入端為所述上限頻率比較器或下限 頻率比較器的正輸入端；所述充電開關的一個連接端與所述充電電流源的負端相連，另一 個連接端與所述第一充電電容的正極相連；所述放電開關的一個連接端與所述第一充電電 容的正極相連，另一個連接端與所述放電電流源的正端相連；所述充電電流源的正端與工 作電源相連，所述放電電流源的負端接地；所述第一充電電容的正極與所述第一施密特觸 發(fā)器的輸入端相連，負極接地，所述第一施密特觸發(fā)器的輸出端為所述上限頻率比較器或 下限頻率比較器的輸出端。優(yōu)選的，所述三分頻器包括第三D觸發(fā)器、第四D觸發(fā)器和第三與非門，其中，所 述第三D觸發(fā)器的Qn輸出端與自身的D輸入端相連，清零端與所述第三與非門的輸出端相 連，時鐘輸入端為所述三分頻器的輸入端；所述第四D觸發(fā)器的Qn輸出端與自身的D輸入 端相連，時鐘輸入端與所述第三D觸發(fā)器的Q輸出端相連，清零端與所述第三與非門的輸出 端相連，Q輸出端為所述三分頻器的輸出端；所述第三與非門的一個輸入端與所述第三D觸 發(fā)器的Q輸出端相連，另一個輸入端與所述第四D觸發(fā)器的Q輸出端相連。優(yōu)選的，所述頻率選擇模塊包括非門、第四與非門、第五與非門和第六與非門，其 中，所述非門的輸入端與所述選擇控制信號相連，輸出端與所述第五與非門的一個輸入端 相連，第五與非門的另一個輸入端與所述外部時鐘信號相連；所述第四與非門的一個輸入 端與所述內(nèi)部時鐘信號相連，另一個輸入端與所述選擇控制信號相連；所述第六與非門的 一個輸入端與所述第四與非門的輸出端相連，另一個輸入端與所述第五與非門的輸出端相 連，輸出端輸出的信號為所述開關電源的工作時鐘信號。優(yōu)選的，所述裝置還包括低電平檢測模塊，其中，所述低電平檢測模塊判斷接收的 外部時鐘信號是否在預置時間內(nèi)持續(xù)為低電平，如果是，輸出允許開關電源工作在突發(fā)模 式的模式信號，否則，輸出禁止開關電源工作在突發(fā)模式的模式信號。優(yōu)選的，所述低電平檢測模塊包括電流源、第二充電電容、放電NM0S管和第二施 密特觸發(fā)器，其中，所述放電NM0S管的柵極與所述外部時鐘信號相連，漏極與所述第二充 電電容的正極相連，源極接地；所述電流源的正端與工作電壓相連，負端與所述第二充電電 容的正極相連；所述第二施密特觸發(fā)器的輸入端與所述第二充電電容的正極相連，輸出端 輸出所述模式信號；所述第二充電電容的負極接地。由上述實施例可以看出，與現(xiàn)有技術相比，本申請具有如下優(yōu)點
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本申請不需要鎖相環(huán)外同步電路里面的低通濾波電路，設計時不需要考慮環(huán)路穩(wěn) 定性問題，因此，本申請具有設計簡單而高效的特點。并且，本申請由于使用了頻率比較模 塊對外部時鐘信號的上下限進行了限制，當外部時鐘信號超限時選擇內(nèi)部時鐘信號作為工 作時鐘信號，因此，本申請對外部時鐘信號沒有很高的要求，適用廣泛，保證開關電源正常 工作的同時，提高了開關電源工作時的可靠性。此外，本申請所運用的頻率比較器具有高分辨力，且由于輸出電容很小，頻率比較 執(zhí)行得很迅速，因此，本申請還具有判斷迅速而準確的特點。本申請采用比較后選通的方式實現(xiàn)外同步，在外同步時，內(nèi)部時鐘信號和外部時 鐘信號完全同頻率同相位，而且沒有頻率抖動。因此，本申請還具有準確傳遞外部時鐘信號 的特點。本申請由于采用了獨立的振蕩器設計，使得電路里面有獨立的固定頻率的內(nèi)部時 鐘信號，可以為頻率比較提供參考頻率，又可以在外部時鐘超出限制的時候，作為系統(tǒng)的工 作時鐘。因此，本申請還使得內(nèi)部振蕩器頻率一點都不受外部信號影響。


為了更清楚地說明本申請實施例或現(xiàn)有技術中的技術方案，下面將對實施例或現(xiàn) 有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本 申請的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動性的前提下，還可 以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。圖1為現(xiàn)有技術中一種開關電源的時鐘外同步裝置的結構示意圖；圖2為現(xiàn)有技術中另一種開關電源的時鐘外同步裝置的結構示意圖；圖3為本申請一種開關電源的時鐘外同步裝置的結構示意圖；圖4為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的頻率比較模塊32的結構示意圖；圖5為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的上限頻率比較器43或者下限頻率 比較器44的結構示意圖；圖6為現(xiàn)有技術中電荷泵型鎖相環(huán)的鑒頻鑒相器鎖相環(huán)中補償電路；圖7為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的三分頻器的結構示意圖；圖8為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的頻率選擇模塊33的結構示意圖；圖9為本申請一種開關電源的時鐘外同步裝置的另一個實施例的結構圖；圖10為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的低電平檢測模塊34的結構示意 圖。
具體實施例方式下面結合附圖及實施例，對本申請實施例進行詳細描述。應當理解，此處所描述的 具體實施例僅用以解釋本申請，并不用于限定本申請。實施例一請參閱圖3，其為本申請一種開關電源的時鐘外同步裝置的一個實施例的結構圖， 振蕩器31、頻率比較模塊32和頻率選擇模塊33，其中，頻率比較模塊32對振蕩器31輸出的內(nèi)部時鐘信號和SYNC管腳輸出的外部時鐘信號進行比較，當所述外部時鐘信號的頻率在預置數(shù)值區(qū)間時，輸出選擇控制信號控制頻 率選擇模塊33選擇外部時鐘信號，否則，輸出選擇控制信號控制頻率選擇模塊33選擇內(nèi)部 時鐘信號；頻率選擇模塊33按照頻率比較模塊32輸出的選擇控制信號選擇所述內(nèi)部時鐘信 號和外部時鐘信號中的一個作為開關電源的工作時鐘信號。例如，振蕩器31輸出內(nèi)部時鐘信號和SYNC管腳輸出的外部時鐘信號同時接到頻 率比較模塊32的兩個輸入端，頻率比較模塊32輸出控制選擇信號接到頻率選擇模塊33的 選擇控制輸入端，用于選擇內(nèi)部時鐘信號或外部時鐘信號作為開關電源的工作時鐘信號。如果外部時鐘信號的頻率處于一個預置數(shù)值區(qū)間時，頻率比較模塊32輸出一個 邏輯低電平，選擇外部時鐘信號作為開關電源的工作時鐘信號，否則，頻率比較模塊32輸 出一個邏輯高電平，選擇振蕩器輸出的內(nèi)部時鐘信號作為開關電源的工作時鐘信號。如，頻 率比較模塊32利用振蕩器31輸出的內(nèi)部時鐘信號做了一個頻率窗口，該頻率窗口的頻率 在閉區(qū)間1/2內(nèi)部時鐘信號，3/2內(nèi)部時鐘信號之間。振蕩器31輸出的內(nèi)部時鐘信號和 SYNC管腳輸出的外部時鐘信號同時接到頻率選擇模塊33的兩個輸入端，而頻率選擇模塊 33的選擇控制輸入端接頻率比較模塊32的輸出端，頻率選擇模塊33輸出的時鐘信號為開 關電源的工作時鐘信號，當頻率比較模塊32輸出的選擇控制信號為邏輯低電平時，選擇內(nèi) 部時鐘信號作為工作時鐘信號，當選擇控制信號為邏輯高電平時，選擇外部時鐘信號作為 工作時鐘信號。需要說明的是，上述頻率窗口的頻率除了可以設置在閉區(qū)間1/2內(nèi)部時鐘信號， 3/2內(nèi)部時鐘信號之間之外，還可以根據(jù)用戶需求設置在其他的區(qū)間范圍，本申請實施例 對此并不限定。下面結合該裝置的工作原理進一步介紹其內(nèi)部結構以及連接關系。請參閱圖4，其為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的頻率比較模塊32的結構 示意圖，包括二分頻器41、三分頻器42、下限頻率比較器43、上限頻率比較器44和第一與 非門45，其中，下限頻率比較器的43的正輸入端與SYNC管腳相連，負輸入端與二分頻器41的輸 出相連，輸出端與第一與非門45的一個輸入端相連；上限頻率比較器44的正輸入端與二分 頻器41的輸出端相連，負輸入端與三分頻器42的輸出端相連，輸出端與第一與非門45的 另一個輸入端相連；二分頻器41的輸入端與振蕩器31的輸出端相連，三分頻器42的輸入端與SYNC 管腳相連；第一與非門45的輸出端輸出的信號為頻率比較模塊32輸出的選擇控制信號。如圖4所示，頻率比較模塊的工作原理是二分頻器41的輸入端接收內(nèi)部時鐘信 號，經(jīng)過二分頻處理后，輸出頻率為內(nèi)部時鐘信號頻率的二分之一的信號，并且輸出信號接 到下限頻率比較器43的負輸入端和上限頻率比較器44的正輸入端，同時作為兩個頻率比 較器的參考信號。三分頻器42的輸入端接收外部時鐘信號，經(jīng)過三分頻處理后，輸出頻率 為外部時鐘信號頻率的三分之一的信號，并且輸出信號接到上限頻率比較器44的負輸入 端。下限頻率比較器43的正輸入端接收外部時鐘信號，負輸入端接收二分頻器41輸出的 信號，下限頻率比較器43比較外部時鐘信號頻率和內(nèi)部時鐘信號頻率的二分之一的大小，如果外部時鐘信號頻率大于內(nèi)部時鐘信號頻率的二分之一，下限頻率比較器43輸出高電 平，否則，輸出低電平；上限頻率比較器44的正輸入端接收二分頻器41輸出的信號，負輸入 端接收三分頻器42輸出的信號，上限頻率比較器44比較內(nèi)部時鐘信號頻率的二分之一和 外部時鐘信號頻率的三分之一的大小，如果外部時鐘信號頻率的三分之一小于內(nèi)部時鐘信 號頻率的二分之一，上限頻率比較器44輸出高電平，否則，輸出低電平；第一與非門45的兩 個輸入接收下限頻率比較器43和上限頻率比較器44的輸出信號，如果外部時鐘信號的頻 率介于內(nèi)部時鐘信號頻率的二分之一和內(nèi)部時鐘信號頻率的二分之三4之間，則下限頻率 比較器43和上限頻率比較器44輸出都為高電平，經(jīng)過第一與非門45后，最終輸出為低電 平。即，頻率比較模塊32的輸出為低電平，要選擇外部時鐘信號作為開關電源的工作時鐘 信號。反之，如果外部時鐘信號的頻率小于內(nèi)部時鐘信號頻率的二分之一或大于內(nèi)部時鐘 信號頻率的二分之三，則下限頻率比較器43和上限頻率比較器44輸出必有一個低電平，經(jīng) 過第一與非門45后，最終輸出為高電平。即，頻率比較模塊32的輸出為高電平，要選擇內(nèi) 部時鐘信號作為開關電源的工作時鐘信號。請參閱圖5，其為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的上限頻率比較器43或者 下限頻率比較器44的結構示意圖，包括第一 D觸發(fā)器51、第二 D觸發(fā)器52、第二與非門 53、充電電流源54、放電電流源55、充電開關56、放電開關57、第一充電電容58和第一施密 特觸發(fā)器59，其中，第一 D觸發(fā)器51的D輸入端與工作電源相連，清零端與第二與非門53的輸出端 相連，Q輸出端分別與第二與非門53的一個輸入端和充電開關56的控制端相連，時鐘輸入 端為上限頻率比較器43或下限頻率比較器44的負輸入端；第二 D觸發(fā)器52的D輸入端與工作電源相連，清零端與第二與非門53的輸出端 相連，Q輸出端分別與第二與非門53的另一個輸入端和放電開關55的控制端相連，時鐘輸 入端為上限頻率比較器43或下限頻率比較器44的正輸入端；充電開關56的一個連接端與充電電流源54的負端相連，另一個連接端與第一充 電電容58的正極相連；放電開關57的一個連接端與第一充電電容58的正極相連，另一個連接端與放電 電流源55的正端相連；充電電流源54的正端與工作電壓相連，放電電流源55的負端接地；第一充電電容58的正極與第一施密特觸發(fā)器59的輸入端相連，負極接地，第一施 密特觸發(fā)器59的輸出端為上限頻率比較器43或下限頻率比較器44的輸出端。如圖5所示，上限頻率比較器43或下限頻率比較器44的工作原理是上限頻率比 較器和下限頻率比較器似于一個電荷泵型鎖相環(huán)的鑒頻鑒相器，所不一樣的是，圖5上限 頻率比較器43或者下限頻率比較器44中的虛線部分替換了鎖相環(huán)里面如圖6所示的補償 電路。在鎖相環(huán)里面，Cp越大，在鎖頻的過程中頻率收斂時擺幅越小，而在上限頻率比較器 或者下限頻率比較器中，Cp可以取的比較小，來提高頻率比較的速度。由于電荷泵型鎖相 環(huán)的鑒頻鑒相器具有無限增益的特性，只要輸入的兩路時鐘信號之間有微小的頻率誤差或 微小的相位誤差，它的輸出就可以被充電到電源電壓或被放電到0V，基于這一點，上限頻率 比較器43或下限頻率比較器44具有高分辨能力。圖5所示，第一 D觸發(fā)器51和第二 D觸發(fā)器52的D輸入端都接高電平，R清零端都接第二與非門53的輸出端；第二 D觸發(fā)器52的時鐘輸入端作為上限頻率比較器或者下 限頻率比較器的正輸入端，當?shù)诙?D觸發(fā)器52的時鐘輸入端的下降沿到來時，第二 D觸發(fā) 器52的Q輸出端輸出的信號會被置高，第二 D觸發(fā)器52的Q輸出端接第二與非門53的一 個輸入端，同時接放電開關57的控制端，若第二 D觸發(fā)器52的Q輸出端輸出的信號為高電 平，放電開關57被選通，放電電流源55對第一充電電容58放電。第一 D觸發(fā)器51的時鐘 輸入端作為上限頻率比較器或者下限頻率比較器的負輸入端，當?shù)谝?D觸發(fā)器51的時鐘輸 入端的下降沿到來時，第一 D觸發(fā)器51的Q輸出端輸出的信號會被置高，第一 D觸發(fā)器51 的Q輸出端接第二與非門53的另一個輸入端，同時接充電開關56的控制端，若第一 D觸發(fā) 器51的Q輸出端輸出的信號為高電平，充電開關56被選通，充電電流源54對第一充電電 容58充電。當?shù)诙c非門53的兩個輸入都為高電平，輸出為低電平，對第一 D觸發(fā)器51 和第二 D觸發(fā)器52進行清零，同時充電開關56和放電開關57，停止對第一充電電容58的 充電和放電。第一施密特觸發(fā)器59輸出的信號作為上限頻率比較器43或下限頻率比較器 44的輸出信號，若第一充電電容58上的電壓被放電到低于第一施密特觸發(fā)器59的門檻電 壓時，第一施密特觸發(fā)器59輸出的信號變?yōu)楦唠娖?，表明在上限頻率比較器43或者下限頻 率比較器44中正輸入端輸入的信號頻率大于負輸入端輸入的信號頻率。在上限頻率比較 器43或者下限頻率比較器44中，當正輸入端輸入的信號頻率比負輸入端輸入的信號頻率 大或者正輸入端輸入的信號相位比負輸入端輸入的信號相位提前時，正輸入端輸入的信號 的下降沿就會來得比較多和早，則第二 D觸發(fā)器52會優(yōu)先被置位，使得第一充電電容58被 放電電流源55放電，第一充電電容58上的電壓就會一直被放電到0V，上限頻率比較器43 或者上限頻率比較器44輸出高電平。只有正輸入端輸入的信號頻率和負輸入端輸入的信 號頻率同頻同相時，第一充電電容才會保持中間電平。請參閱圖7，其為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的三分頻器的結構示意圖， 包括第三D觸發(fā)器71、第四D觸發(fā)器72和第三與非門73，其中，第三D觸發(fā)器71的Qn輸出端與自身的D輸入端相連，清零端與第三與非門73的 輸出端相連，時鐘輸入端為所述三分頻器的輸入端；第四D觸發(fā)器72的Qn輸出端與自身的D輸入端相連，時鐘輸入端與第三D觸發(fā) 器71的Q輸出端相連，清零端與第三與非門73的輸出端相連，Q輸出端為所述三分頻器的 輸出端；第三與非門73的一個輸入端與第三D觸發(fā)器71的Q輸出端相連，另一個輸入端 與第四D觸發(fā)器72的Q輸出端相連。如圖7所示，三分頻器由一個周期為三的異步計數(shù)器實現(xiàn)的。該計數(shù)器的計數(shù)狀 態(tài)為00、01、10、00、01、10......，進而實現(xiàn)三分頻的作用。請參閱圖8，其為本申請開關電源的時鐘外同步裝置中的頻率選擇模塊33的結構 示意圖，包括非門81、第四與非門82、第五與非門83和第六與非門84，其中，非門81的輸入端與所述選擇控制信號相連，輸出端與第五與非門83的一個輸入 端相連，第五與非門83的另一個輸入端與所述外部時鐘信號相連；第四與非門82的一個輸入端與所述內(nèi)部時鐘信號相連，另一個輸入端與所述選 擇控制信號相連；所述第六與非門84的一個輸入端與所述第四與非門82的輸出端相連，另一個輸入端與所述第五與非門83的輸出端相連，輸出端輸出的信號為所述開關電源的工作時鐘信號。如圖8所示，頻率選擇模塊33的工作原理是頻率選擇模塊33是由簡單的組合邏 輯電路完成，這樣可以實現(xiàn)快速切換。當頻率選擇模塊33接收的選擇控制信號為邏輯低電 平時，選擇外部時鐘信號作為開關電源的工作時鐘信號；反之，當選擇控制信號為邏輯高電 平時，選擇內(nèi)部時鐘信號作為開關電源的工作時鐘信號。請參閱圖9，其為本申請一種開關電源的時鐘外同步裝置的另一個實施例的結構 圖，還進一步包括低電平檢測模塊34，低電平檢測模塊24判斷接收的外部時鐘信號是否在預置時間內(nèi)持續(xù)為低電平， 如果是，輸出允許開關電源工作在突發(fā)模式的模式信號，否則，輸出禁止開關電源工作在突 發(fā)模式的模式信號。請參閱圖10，其為本申請開關電源的時鐘外不同裝置中的低電平檢測模塊34的 結構示意圖，包括電流源101、第二充電電容102、放電NM0S管103和第二施密特觸發(fā)器 104，其中，放電NM0S管103的柵極與所述外部時鐘信號相連，漏極與第二充電電容102的正 極相連，源極接地；電流源101的正端與工作電壓相連，負端與第二充電電容102的正極相連；第二施密特觸發(fā)器104的輸入端與第二充電電容102的正極相連，輸出端輸出所 述模式信號；第二充電電容102的負極接地。如圖10所示，低電平檢測模塊34的工作原理是放電NM0S管103的漏極接第二充 電電容102的正極，源極接地，柵極接外部時鐘信號，若外部時鐘信號為高電平，放電NM0S 管103會導通，并給第二充電電容102放電，使得第二充電電容102上的電壓迅速為0，且低 于第二施密特觸發(fā)器104的門檻電壓；若外部時鐘信號為低電平，放電NM0S管103會關斷， 并使得第二充電電容102可以被電流源101持續(xù)充電。而當外部時鐘信號為低電平的持續(xù) 時間大于20uS時，第二充電電容102上的電壓會升到大于第二施密特觸發(fā)器104的門檻電 壓。電流源101的正端接工作電壓，負端接第二充電電容102的正極，用于給第二充電電容 102充電；第二施密特觸發(fā)器104的輸入端接第二充電電容102的正極，輸出端輸出的信號 即為低電平檢測模塊34輸出的模式信號。當?shù)诙潆婋娙?02上的電壓大于第二施密特 觸發(fā)器104的門檻電壓時，第二施密特觸發(fā)器104輸出的信號為邏輯低電平，允許開關電源 工作在突發(fā)模式，反之，第二施密特觸發(fā)器104輸出的信號為邏輯高電平，禁止開關電源工 作在突發(fā)模式。由上述實施例可以看出，與現(xiàn)有技術相比，本申請具有如下優(yōu)點本申請不需要鎖相環(huán)外同步電路里面的低通濾波電路，設計時不需要考慮環(huán)路穩(wěn) 定性問題，因此，本申請具有設計簡單而高效的特點。并且，本申請由于使用了頻率比較模 塊對外部時鐘信號的上下限進行了限制，當外部時鐘信號超限時選擇內(nèi)部時鐘信號作為工 作時鐘信號，因此，本申請對外部時鐘信號沒有很高的要求，適用廣泛，保證開關電源正常 工作的同時，提高了開關電源工作時的可靠性。此外，本申請所運用的頻率比較器具有高分辨力，且由于輸出電容很小，頻率比較執(zhí)行得很迅速，因此，本申請還具有判斷迅速而準確的特點。本申請采用比較后選通的方式實現(xiàn)外同步，在外同步時，內(nèi)部時鐘信號和外部時 鐘信號完全同頻率同相位，而且沒有頻率抖動。因此，本申請還具有準確傳遞外部時鐘信號 的特點。本申請由于采用了獨立的振蕩器設計，使得電路里面有獨立的固定頻率的內(nèi)部時 鐘信號，可以為頻率比較提供參考頻率，又可以在外部時鐘超出限制的時候，作為系統(tǒng)的工 作時鐘。因此，本申請還使得內(nèi)部振蕩器頻率一點都不受外部信號影響。以上對本申請所提供的一種開關電源的時鐘外同步裝置進行了詳細介紹，本文中 應用了具體實施例對本申請的原理及實施方式進行了闡述，以上實施例的說明只是用于幫 助理解本申請的方法及其核心思想；同時，對于本領域的一般技術人員，在不脫離本發(fā)明描 述的原理前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發(fā)明的保護范 圍。
權利要求
一種開關電源的時鐘外同步裝置，其特征在于，包括振蕩器、頻率比較模塊和頻率選擇模塊，其中，所述頻率比較模塊對所述振蕩器輸出的內(nèi)部時鐘信號和SYNC管腳輸出的外部時鐘信號進行比較，當所述外部時鐘信號的頻率在預置數(shù)值區(qū)間時，輸出選擇控制信號控制所述頻率選擇模塊選擇外部時鐘信號，否則，輸出選擇控制信號控制所述頻率選擇模塊選擇內(nèi)部時鐘信號；所述頻率選擇模塊按照所述頻率比較模塊輸出的選擇控制信號選擇所述內(nèi)部時鐘信號和外部時鐘信號中的一個作為開關電源的工作時鐘信號。
2.根據(jù)權利要求1所述開關電源的時鐘外同步裝置，其特征在于，所述頻率比較模塊 包括二分頻器、三分頻器、下限頻率比較器、上限頻率比較器和第一與非門，其中，所述下限頻率比較器的正輸入端與所述SYNC管腳相連，負輸入端與所述二分頻器的 輸出相連，輸出端與所述第一與非門的一個輸入端相連；所述上限頻率比較器的正輸入端與所述二分頻器的輸出端相連，負輸入端與所述三分 頻器的輸出端相連，輸出端與所述第一與非門的另一個輸入端端相連；所述二分頻器的輸入端與所述振蕩器的輸出端相連，所述三分頻器的輸入端與所述 SYNC管腳相連；所述第一與非門的輸出端輸出的信號為所述頻率比較模塊輸出的選擇控制信號。
3.根據(jù)權利要求2所述的開關電源的時鐘外同步裝置，其特征在于，所述上限頻率比 較器或下限頻率比較器包括第一 D觸發(fā)器、第二 D觸發(fā)器、第二與非門、充電電流源、放電 電流源、充電開關、放電開關、第一充電電容和第一施密特觸發(fā)器，其中，所述第一 D觸發(fā)器的D輸入端與工作電源相連，清零端與所述第二與非門的輸出端相 連，Q輸出端分別與所述第二與非門的一個輸入端和充電開關的控制端相連，時鐘輸入端為 所述上限頻率比較器或下限頻率比較器的負輸入端；所述第二 D觸發(fā)器的D輸入端與工作電源相連，清零端與所述第二與非門的輸出端相 連，Q輸出端分別與所述第二與非門的另一個輸入端和放電開關的控制端相連，時鐘輸入端 為所述上限頻率比較器或下限頻率比較器的正輸入端；所述充電開關的一個連接端與所述充電電流源的負端相連，另一個連接端與所述第一 充電電容的正極相連；所述放電開關的一個連接端與所述第一充電電容的正極相連，另一個連接端與所述放 電電流源的正端相連；所述充電電流源的正端與工作電源相連，所述放電電流源的負端接地； 所述第一充電電容的正極與所述第一施密特觸發(fā)器的輸入端相連，負極接地，所述第 一施密特觸發(fā)器的輸出端為所述上限頻率比較器或下限頻率比較器的輸出端。
4.根據(jù)權利要求2所述的開關電源的時鐘外同步裝置，其特征在于，所述三分頻器包 括第三D觸發(fā)器、第四D觸發(fā)器和第三與非門，其中，所述第三D觸發(fā)器的Qn輸出端與自身的D輸入端相連，清零端與所述第三與非門的輸 出端相連，時鐘輸入端為所述三分頻器的輸入端；所述第四D觸發(fā)器的Qn輸出端與自身的D輸入端相連，時鐘輸入端與所述第三D觸發(fā) 器的Q輸出端相連，清零端與所述第三與非門的輸出端相連，Q輸出端為所述三分頻器的輸出端；所述第三與非門的一個輸入端與所述第三D觸發(fā)器的Q輸出端相連，另一個輸入端與 所述第四D觸發(fā)器的Q輸出端相連。
5.根據(jù)權利要求1所述的開關電源的時鐘外同步裝置，其特征在于，所述頻率選擇模 塊包括非門、第四與非門、第五與非門和第六與非門，其中，所述非門的輸入端與所述選擇控制信號相連，輸出端與所述第五與非門的一個輸入端 相連，第五與非門的另一個輸入端與所述外部時鐘信號相連；所述第四與非門的一個輸入端與所述內(nèi)部時鐘信號相連，另一個輸入端與所述選擇控 制信號相連；所述第六與非門的一個輸入端與所述第四與非門的輸出端相連，另一個輸入端與所述 第五與非門的輸出端相連，輸出端輸出的信號為所述開關電源的工作時鐘信號。
6.根據(jù)權利要求1-5任意一項所述的開關電源的時鐘外同步裝置，其特征在于，所述 裝置 還包括低電平檢測模塊，其中，所述低電平檢測模塊判斷接收的外部時鐘信號是否在預置時間內(nèi)持續(xù)為低電平，如果 是，輸出允許開關電源工作在突發(fā)模式的模式信號，否則，輸出禁止開關電源工作在突發(fā)模 式的模式信號。
7.根據(jù)權利要求6所述的開關電源的時鐘外同步裝置，其特征在于，所述低電平檢測 模塊包括電流源、第二充電電容、放電NMOS管和第二施密特觸發(fā)器，其中，所述放電NMOS管的柵極與所述外部時鐘信號相連，漏極與所述第二充電電容的正極 相連，源極接地；所述電流源的正端與工作電壓相連，負端與所述第二充電電容的正極相連；所述第二施密特觸發(fā)器的輸入端與所述第二充電電容的正極相連，輸出端輸出所述模 式信號；所述第二充電電容的負極接地。
全文摘要
本申請實施例公開了一種開關電源的時鐘外同步裝置。包括振蕩器、頻率比較模塊和頻率選擇模塊，其中，所述頻率比較模塊對所述振蕩器輸出的內(nèi)部時鐘信號和SYNC管腳輸出的外部時鐘信號進行比較，當所述外部時鐘信號的頻率在預置數(shù)值區(qū)間時，輸出選擇控制信號控制所述頻率選擇模塊選擇外部時鐘信號，否則，輸出選擇控制信號控制所述頻率選擇模塊選擇內(nèi)部時鐘信號；所述頻率選擇模塊按照所述頻率比較模塊輸出的選擇控制信號選擇所述內(nèi)部時鐘信號和外部時鐘信號中的一個作為開關電源的工作時鐘信號。根據(jù)本申請實施例，可以擴大開關電源的應用環(huán)境，保證開關電源系統(tǒng)的正常工作。
文檔編號H02M1/08GK101841229SQ20101011817
公開日2010年9月22日 申請日期2010年2月10日 優(yōu)先權日2010年2月10日
發(fā)明者劉偉, 吳德欽, 巫煒, 李國軍, 林雄杰, 賈立剛, 陳桂枝, 陳經(jīng)祥 申請人:Bcd半導體制造有限公司