本發(fā)明涉及電子電路，具體但不僅限于涉及一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路及其控制的直流-直流變換器。

背景技術(shù)：

恒定導(dǎo)通時(shí)間控制(Constant On Time,COT)因其控制環(huán)路簡(jiǎn)單、動(dòng)態(tài)響應(yīng)速度快而廣泛的運(yùn)用在直流-直流變換器中。傳統(tǒng)的COT控制方法是一種變頻控制方法，通過設(shè)置固定的開關(guān)導(dǎo)通時(shí)間、改變系統(tǒng)的開關(guān)頻率進(jìn)而調(diào)節(jié)開關(guān)的導(dǎo)通占空比，進(jìn)而調(diào)節(jié)變換器的輸出電壓。為了系統(tǒng)更穩(wěn)定，在一些改進(jìn)的COT控制方法中，COT控制的直流-直流變換器在工作過程中開關(guān)頻率基本保持不變，根據(jù)直流-直流變換器的輸出電壓和輸入電壓的變化調(diào)節(jié)開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間，進(jìn)而調(diào)節(jié)開關(guān)的導(dǎo)通占空比。

如1圖所示的直流-直流變換器50，其包括一個(gè)COT控制電路。COT控制電路包括比較電路51、導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路52和邏輯電路53。其中，導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路52根據(jù)直流-直流變換器50的輸出電壓VOUT和輸入電壓VIN產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)Ton，直流-直流變換器50的開關(guān)頻率由導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路52中的電阻和電容進(jìn)行設(shè)置。一般地，調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路52中的電阻值和電容值，可改變直流-直流變換器50的開關(guān)頻率。然而，現(xiàn)有技術(shù)中，導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路52被集成在一個(gè)單片集成電路上，其用于設(shè)置開關(guān)頻率的電阻和電容也集成在單片集成電路上，因此無法實(shí)現(xiàn)不同的外部運(yùn)用場(chǎng)合靈活地連續(xù)調(diào)節(jié)COT控制的直流-直流變換器的開關(guān)頻率。例如，在一個(gè)直流-直流變換器中，我們希望其工作頻率在300K赫茲到2M赫茲之間連續(xù)可調(diào)，如果該直流-直流變換器為峰值電流控制，則可以通過調(diào)節(jié)外部時(shí)鐘信號(hào)的頻率進(jìn)而調(diào)節(jié)直流-直流變換器的工作頻率。但是，在現(xiàn)有的COT控制的直流-直流變換器中，我們不能在集成電路外部靈活地連續(xù)調(diào)節(jié)直流-直流變換器的工作頻率。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

為了解決前面描述的一個(gè)問題或者多個(gè)問題，本發(fā)明提出與現(xiàn)有技術(shù)不同的一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路和直流-直流變換器。

本發(fā)明一方面提供了一種用于直流-直流開關(guān)變換器的恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路，所述直流-直流開關(guān)變換器包括可控開關(guān)，通過控制可控開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓，其中，所述恒定導(dǎo)通時(shí)間控制電路包括：同步信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生同步信號(hào)和調(diào)頻電流信號(hào)，其中，改變調(diào)頻電流信號(hào)的大小可調(diào)節(jié)可控開關(guān)的穩(wěn)態(tài)切換頻率；導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路，接收輸出電壓信號(hào)、輸入電壓信號(hào)、調(diào)頻電流信號(hào)和誤差電壓信號(hào)，并基于輸出電壓信號(hào)、輸入電壓信號(hào)、調(diào)頻電流信號(hào)和誤差電壓信號(hào)產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)，所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)用于控制可控開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間；以及鎖頻電路，接收同步信號(hào)和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)，并將同步信號(hào)的頻率和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)的頻率比較，輸出所述誤差電壓信號(hào)。

本發(fā)明又一方面提供了一種恒定導(dǎo)通時(shí)間控制的直流-直流開關(guān)變換器，其中，所述直流-直流開關(guān)變換器包括電壓轉(zhuǎn)換芯片，所述電壓轉(zhuǎn)換芯片包括：可控開關(guān)，通過控制可控開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷將輸入電壓轉(zhuǎn)換為輸出電壓；同步信號(hào)產(chǎn)生電路，用于產(chǎn)生同步信號(hào)和調(diào)頻電流信號(hào)，其中，改變調(diào)頻電流信號(hào)的大小可調(diào)節(jié)可控開關(guān)的穩(wěn)態(tài)切換頻率；導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路，接收輸出電壓信號(hào)、輸入電壓信號(hào)、調(diào)頻電流信號(hào)和誤差電壓信號(hào)，并基于輸出電壓信號(hào)、輸入電壓信號(hào)、調(diào)頻電流信號(hào)和誤差電壓信號(hào)產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)，所述導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)用于控制可控開關(guān)的導(dǎo)通時(shí)間；以及鎖頻電路，接收同步信號(hào)和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)，并將同步信號(hào)的頻率和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)的頻率比較，輸出所述誤差電壓信號(hào)。

附圖說明

為了更好的理解本發(fā)明，將根據(jù)以下附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)描述：

圖1所示為現(xiàn)有的COT控制的直流-直流變換器50的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的COT控制的直流-直流變換器100的原理圖；

圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2中所示的同步信號(hào)產(chǎn)生電路14的電路原理圖；

圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2中所示的鎖頻電路15的原理圖；

圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2中所示的導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路12的原理圖；

圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的誤差電流產(chǎn)生電路21的原理圖；

圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的受控電流產(chǎn)生電路22的原理圖；

圖8所示為根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的受控電流產(chǎn)生電路22的原理圖；

圖9所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的受控電壓產(chǎn)生電路23的原理圖；

圖10所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使能信號(hào)產(chǎn)生器的電路結(jié)構(gòu)示意圖。

下面將參考附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的具體實(shí)施方式。貫穿所有附圖相同的附圖標(biāo)記表示相同的或相似的部件或特征。

具體實(shí)施方式

下面將詳細(xì)描述本發(fā)明的具體實(shí)施例，應(yīng)當(dāng)注意，這里描述的實(shí)施例只用于舉例說明，并不用于限制本發(fā)明。在下面對(duì)本發(fā)明的詳細(xì)描述中，為了更好地理解本發(fā)明，描述了大量的細(xì)節(jié)。然而，本領(lǐng)域技術(shù)人員將理解，沒有這些具體細(xì)節(jié)，本發(fā)明同樣可以實(shí)施。為了清晰明了地闡述本發(fā)明，本文簡(jiǎn)化了一些具體結(jié)構(gòu)和功能的詳細(xì)描述。此外，在一些實(shí)施例中已經(jīng)詳細(xì)描述過的類似的結(jié)構(gòu)和功能，在其它實(shí)施例中不再贅述。盡管本發(fā)明的各項(xiàng)術(shù)語(yǔ)是結(jié)合具體的示范實(shí)施例來一一描述的，但這些術(shù)語(yǔ)不應(yīng)理解為局限于這里闡述的示范實(shí)施方式。

在整個(gè)說明書中，對(duì)“一個(gè)實(shí)施例”、“實(shí)施例”、“一個(gè)示例”或“示例”的提及意味著：結(jié)合該實(shí)施例或示例描述的特定特征、結(jié)構(gòu)或特性被包含在本發(fā)明至少一個(gè)實(shí)施例中。因此，在整個(gè)說明書的各個(gè)地方出現(xiàn)的短語(yǔ)“在一個(gè)實(shí)施例中”、“在實(shí)施例中”、“一個(gè)示例”或“示例”不一定都指同一實(shí)施例或示例。此外，可以以任何適當(dāng)?shù)慕M合和/或子組合將特定的特征、結(jié)構(gòu)或特性組合在一個(gè)或多個(gè)實(shí)施例或示例中。此外，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，在此提供的附圖都是為了說明的目的，并且附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(shí)，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(shí)，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(yǔ)“和/或”包括一個(gè)或多個(gè)相關(guān)列出的項(xiàng)目的任何和所有組合。

圖2所示為根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的COT控制的直流-直流變換器100的原理圖。如圖2所示，直流-直流變換器100包括開關(guān)電路10和控制電路。開關(guān)電路10包括至少一個(gè)可控開關(guān)，通過控制電路控制該可控開關(guān)的導(dǎo)通和關(guān)斷，開關(guān)電路10將一輸入電壓VIN轉(zhuǎn)換為一輸出電壓VOUT。在一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路10包括一個(gè)降壓BUCK變換器，在另一個(gè)實(shí)施例中，開關(guān)電路10包括一個(gè)升壓BOOST變換器，可以理解，開關(guān)電路10還可以包括其他適合的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)?？刂齐娐钒ū容^電路11、導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路12、邏輯電路13、同步信號(hào)產(chǎn)生電路14以及鎖頻電路15。

比較電路11接收一個(gè)代表輸出電壓VOUT的反饋電壓信號(hào)VFB，并將反饋信號(hào)VFB和一參考電壓信號(hào)VREF比較，產(chǎn)生一個(gè)比較信號(hào)TOFF。比較信號(hào)TOFF包括一個(gè)高低邏輯電平信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)比較信號(hào)TOFF從邏輯低變?yōu)檫壿嫺邥r(shí)，直流-直流變換器100中的第一開關(guān)(如BUCK變換器中的高側(cè)開關(guān))導(dǎo)通，第二開關(guān)(如BUCK變換器中的低側(cè)開關(guān))關(guān)斷。在一個(gè)實(shí)施例中，比較電路11包括一個(gè)電壓比較器101，具有同相輸入端和反相輸入端，其同相輸入端接收反饋電壓信號(hào)VFB，反相輸入端接收參考電壓信號(hào)VREF。當(dāng)反饋電壓信號(hào)VFB降低到參考電壓信號(hào)VREF時(shí)，電壓比較器101輸出的比較信號(hào)TOFF變高，第一開關(guān)導(dǎo)通，第二開關(guān)關(guān)斷。

導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路12接收輸入電壓信號(hào)VIN、輸出電壓信號(hào)VOUT、誤差信號(hào)VCO以及調(diào)頻電流信號(hào)ISYN。導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路12根據(jù)輸入電壓信號(hào)VIN、輸出電壓信號(hào)VOUT、誤差信號(hào)VCO以及調(diào)頻電流信號(hào)ISYN產(chǎn)生一個(gè)導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON。導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON包括一個(gè)高低邏輯電平信號(hào)。在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON從邏輯低變?yōu)檫壿嫺邥r(shí)，第一開關(guān)關(guān)斷，第二開關(guān)導(dǎo)通。

邏輯電路13接收比較信號(hào)TOFF和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON，并對(duì)比較信號(hào)TOFF和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON做邏輯運(yùn)算，產(chǎn)生控制信號(hào)SW控制直流-直流變換器100中的可控開關(guān)。在圖2所示實(shí)施例中，邏輯電路13示意為一個(gè)RS觸發(fā)器103，RS觸發(fā)器103的置位端S接收比較信號(hào)TOFF，RS觸發(fā)器103的復(fù)位端R接收導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON，RS觸發(fā)器103在輸出端Q輸出控制信號(hào)SW。

同步信號(hào)產(chǎn)生電路14產(chǎn)生同步信號(hào)SYN和調(diào)頻電流信號(hào)ISYN，其中，調(diào)頻電流信號(hào)ISYN和同步信號(hào)SYN用于調(diào)節(jié)直流-直流變換器100的工作頻率，也即是開關(guān)電路10中可控開關(guān)的穩(wěn)態(tài)切換頻率。其中，調(diào)頻電流信號(hào)ISYN用于設(shè)置直流-直流變換器100在穩(wěn)態(tài)工作時(shí)的切換頻率，例如通過調(diào)節(jié)調(diào)頻電流信號(hào)ISYN的大小，直流-直流變換器100的穩(wěn)態(tài)工作頻率可以在300K赫茲到2M赫茲之間靈活地連續(xù)調(diào)節(jié)。改變調(diào)頻電流信號(hào)ISYN的大小可調(diào)節(jié)可控開關(guān)的穩(wěn)態(tài)切換頻率。同步信號(hào)SYN用于進(jìn)一步調(diào)節(jié)直流-直流變換器在動(dòng)態(tài)過程的工作頻率，最終使得直流-直流變換器100的工作頻率與同步信號(hào)SYN的頻率完全相等。在一個(gè)實(shí)施例中，同步信號(hào)產(chǎn)生電路14包括時(shí)鐘信號(hào)產(chǎn)生電路，所述同步信號(hào)SYN包括時(shí)鐘信號(hào)。

鎖頻電路15接收導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON和同步信號(hào)SYN，并比較導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON和同步信號(hào)SYN的頻率，產(chǎn)生誤差信號(hào)VCO，此時(shí)，誤差信號(hào)VCO為一個(gè)代表控制信號(hào)和同步信號(hào)SYN之間頻率差的電壓值。鎖頻電路15調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與同步信號(hào)SYN的頻率，最終使得導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與同步信號(hào)SYN的頻率相等。在一個(gè)實(shí)施例中，鎖頻電路15包括一個(gè)鎖相環(huán)電路，所述鎖相環(huán)電路除了比較導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON和同步信號(hào)SYN的頻率以外，還比較導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON和同步信號(hào)SYN的相位，此時(shí)，誤差信號(hào)VCO為一個(gè)代表控制信號(hào)和同步信號(hào)SYN之間頻率差以及相位差的電壓值。鎖相環(huán)電路最終調(diào)節(jié)導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與同步信號(hào)SYN的頻率相等，且相位同步。

圖3所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2中所示的同步信號(hào)產(chǎn)生電路14的電路原理圖。如圖3所示，所述同步信號(hào)產(chǎn)生電路14包括：第一運(yùn)算放大器41、晶體管42、鏡像電流源43、電壓比較器44、調(diào)頻電阻RF和調(diào)頻電容CF。

運(yùn)算放大器41，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收第一參考電壓VREF1，其第二輸入端耦接至晶體管42的源極，其輸出端耦接至晶體管42的柵極。晶體管42的漏極耦接鏡像電流源43的第一端，晶體管42的源極耦接至調(diào)頻電阻RF的一端，調(diào)頻電阻RF的另一端電連接至地。運(yùn)算放大器41、晶體管42以及調(diào)頻電阻RF用于產(chǎn)生一個(gè)電流信號(hào)，鏡像電流源43用于對(duì)該電流信號(hào)鏡像，并在其第二端提供調(diào)頻電流信號(hào)ISYN，其中，調(diào)頻電流信號(hào)ISYN的值為下述公式(1)所示：

調(diào)頻電容CF電連接在鏡像電流源43的第二端和地之間，調(diào)頻電流信號(hào)ISYN對(duì)調(diào)頻電容CF充電，并產(chǎn)生一個(gè)調(diào)頻電壓信號(hào)VCF。電壓比較器44具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收第二參考電壓VREF2，其第二輸入端接收調(diào)頻電壓信號(hào)VCF，其輸出端提供同步信號(hào)SYN。通常，同步信號(hào)產(chǎn)生電路14中的運(yùn)算放大器41、晶體管42、鏡像電流源43、電壓比較器44和調(diào)頻電容CF被集成在單片集成電路中，而調(diào)頻電阻RF保留在集成芯片的外部，通過調(diào)節(jié)調(diào)頻電阻RF的值可調(diào)節(jié)調(diào)頻電流信號(hào)ISYN的大小和同步信號(hào)SYN的頻率。在圖2所示實(shí)施例中，第一參考電壓VREF1和二參考電壓VREF2的值可根據(jù)應(yīng)用場(chǎng)合設(shè)置為相等或不相等。在一個(gè)實(shí)施例中，例如，當(dāng)調(diào)頻電容CF設(shè)置為5P法拉，第一參考電壓VREF1和二參考電壓VREF2均設(shè)置為1.2V時(shí)，產(chǎn)生頻率為500K赫茲的同步信號(hào)SYN，需設(shè)置調(diào)頻電阻RF的值為166K歐姆；當(dāng)需要產(chǎn)生頻率為300K赫茲的同步信號(hào)SYN，則只需重新設(shè)置調(diào)頻電阻RF的值為278K歐姆。

圖4所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2中所示的鎖頻電路15的原理圖。在圖4所示實(shí)施例中，鎖頻電路15被示意為一個(gè)鎖相環(huán)電路，用于將導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與同步信號(hào)SYN同頻同步。鎖相環(huán)電路包括D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502、與門電路503、電流源504和電流源505、第一開關(guān)506和第二開關(guān)507以及充電電容508。D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502分別具有第一輸入端D、第二輸入端C、第三輸入端R、輸出端Q和使能控制端EN。D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502的第一輸入端D均接收供電電壓VCC，D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502的第二輸入端C分別接收同步信號(hào)SYN和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON，D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502的第三輸入端R耦接在一起。D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502的第二輸入端C分別形成鎖相環(huán)電路的第一輸入端和第二輸入端。與門電路503具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其中，與門電路503的第一輸入端和第二輸入端分別耦接至D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502的輸出端Q，與門電路503的輸出端耦接至D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502的第三輸入端R。開關(guān)506和開關(guān)507分別具有第一端、第二端和控制端，其中，開關(guān)506和開關(guān)507的控制端分別耦接至D觸發(fā)器501和502的輸出端Q，開關(guān)506和開關(guān)507的第一端耦接在一起。在圖4所示的實(shí)施例中，開關(guān)506和開關(guān)507由晶體管實(shí)現(xiàn)，且分別為P管和N管。電流源504耦接至晶體管506的第二端以在晶體管506導(dǎo)通時(shí)向其扇入電流I1，電流源505耦接至晶體管507的第二端以在晶體管507導(dǎo)通時(shí)從其扇出電流I2。充電電容508耦接于晶體管506和507的公共端與參考地之間，充電電容508和晶體管506和507的公共端形成鎖相環(huán)電路的輸出端，而充電電容508兩端的電壓即為誤差信號(hào)VCO。在一個(gè)實(shí)施例中，D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502還包括一個(gè)使能控制端EN，用于接收使能控制信號(hào)EN，當(dāng)使能控制信號(hào)EN有效時(shí)，D觸發(fā)器501和D觸發(fā)器502工作。

圖5所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖2中所示的導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路12的原理圖。如圖5所示，導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路12包括：誤差電流產(chǎn)生電路21、受控電流產(chǎn)生電路22，受控電壓產(chǎn)生電路23、節(jié)點(diǎn)24、充放電電容25、復(fù)位開關(guān)26和電壓比較器27。誤差電流產(chǎn)生電路21接收誤差電壓信號(hào)VCO，誤差電流產(chǎn)生電路21將誤差電壓信號(hào)VCO轉(zhuǎn)換為誤差電流信號(hào)ICO。受控電流產(chǎn)生電路22和充放電電容25串聯(lián)連接在第一電壓V1和邏輯地之間，受控電流產(chǎn)生電路22和充放電電容25的公共節(jié)點(diǎn)24耦接誤差電流產(chǎn)生電路21的輸出端，其中受控電流產(chǎn)生電路22用于產(chǎn)生充電電流ICH。復(fù)位開關(guān)26電連接在節(jié)點(diǎn)24和邏輯地之間。受控電壓產(chǎn)生電路23接收第二電壓V2，并產(chǎn)生受控電壓信號(hào)VD。電壓比較器27，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收受控電壓信號(hào)VD，其第二輸入端耦接至節(jié)點(diǎn)24接收充放電電容25兩端的電壓，電壓比較器27比較受控電壓信號(hào)VD和充放電電容25兩端的電壓，并產(chǎn)生導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON。

第一電壓V1和第二電壓V2跟直流-直流變換器100中的開關(guān)電路10的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)選擇相關(guān)。當(dāng)開關(guān)電路10采用降壓(BUCK)拓?fù)鋾r(shí)，導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與輸出電壓VOUT成正比、且與輸入電壓VIN成反比。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電壓V1包括輸入電壓VIN，充電電流ICH與輸入電壓VIN成正比；第二電壓V2包括輸出電壓VOUT，受控電壓信號(hào)VD與輸出電壓VOUT成正比。

當(dāng)開關(guān)電路10采用升壓(BOOST)拓?fù)鋾r(shí)，導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與輸出電壓VOUT和輸入電壓VIN之差(VOUT-VIN)成正比、且與輸出電壓VOUT成反比。在一個(gè)實(shí)施例中，第一電壓V1包括輸出電壓VOUT，充電電流ICH與輸出電壓VOUT成正比；第二電壓V2包括輸入電壓VIN和輸出電壓VOUT，受控電壓信號(hào)VD與輸出電壓VOUT和輸入電壓VIN之差(VOUT-VIN)成正比。

圖6所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的誤差電流產(chǎn)生電路21的原理圖。如圖6所示，誤差電流產(chǎn)生電路21包括一個(gè)差分跨導(dǎo)放大器，該差分跨導(dǎo)放大器比較誤差信號(hào)VCO與第三參考電壓VREF3的電壓差值，并將該電壓差值除以一電阻值，最終輸出誤差電流信號(hào)ICO。其中，誤差電流信號(hào)ICO與誤差信號(hào)VCO成正比。在一個(gè)實(shí)施例中，誤差電流信號(hào)ICO代表導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與同步信號(hào)SYN之間的頻率差。在另一個(gè)實(shí)施例中，誤差電流信號(hào)ICO代表導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON與同步信號(hào)SYN之間的相位差。

圖7所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的受控電流產(chǎn)生電路22的原理圖。如圖7所示，所述受控電流產(chǎn)生電路22包括反饋電流產(chǎn)生電路71和乘法器電路72。

反饋電流產(chǎn)生電路71包括運(yùn)算放大器701、晶體管702、電阻器R1、電阻器R2和電阻器R3。電阻器R1和電阻器R2串聯(lián)連接在受控電流產(chǎn)生電路22的輸入端和邏輯地之間，接收第一電壓信號(hào)V1，電阻器R1和電阻器R2對(duì)第一電壓信號(hào)V1分壓，并在電阻器R1和電阻器R2的公共端提供分壓信號(hào)VB1。運(yùn)算放大器701，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端，其第一輸入端接收分壓信號(hào)VB1，其第二輸入端耦接至晶體管702的源極，其輸出端耦接至晶體管702的柵極。晶體管702的源極耦接至電阻器R3的一端，電阻器R3的另一端電連接至地，晶體管702的漏極作為反饋電流產(chǎn)生電路71的輸出端提供反饋電流信號(hào)IFB。其中，反饋電流信號(hào)IFB的值為下述公式(2)所示：

乘法器電路72接收反饋電流IFB和調(diào)頻電流信號(hào)ISYN，并對(duì)反饋電流信號(hào)IFB和調(diào)頻電流信號(hào)ISYN做乘法運(yùn)算，并在輸出端提供充電電流信號(hào)ICH。

ICH＝km×ISYN×IFB (3)

其中,km為乘法器電路72的比例系數(shù)。因此，充電電流信號(hào)ICH與反饋電流信號(hào)IFB和調(diào)頻電流信號(hào)ISYN成正比，改變調(diào)頻電流信號(hào)ISYN即可改變充電電流信號(hào)ICH的大小。

結(jié)合公式(2)和公式(3)可得出充電電流ICH與第一電壓信號(hào)V1和調(diào)頻電流信號(hào)ISYN的關(guān)系：

返回圖5所示實(shí)施例，根據(jù)圖5所示導(dǎo)通時(shí)間產(chǎn)生電路12的電路結(jié)構(gòu)，導(dǎo)通時(shí)間TON與充電電流ICH和電壓信號(hào)VD的關(guān)系如下：

ICH×TON＝C×VD (5)

其中，C為電容25的電容值，還需要說明，相比于充電電流ICH，誤差電流信號(hào)ICO值很小，這里忽略誤差電流信號(hào)ICO對(duì)直流-直流變換器100的開關(guān)頻率的影響。導(dǎo)通時(shí)間TON與開關(guān)周期T的關(guān)系為：

TON＝D×T (6)

其中D為直流-直流變換器的穩(wěn)態(tài)導(dǎo)通占空比，根據(jù)公式(4)-(6)，可以推導(dǎo)出開關(guān)周期T的推導(dǎo)公式如下：

當(dāng)開關(guān)電路10為BUCK電路時(shí)，第一電壓信號(hào)V1與輸入電壓VIN成比例，等于k1×VIN，其中k1為一個(gè)比例系數(shù)；電壓信號(hào)VD與輸出電壓VOUT成比例，等于k2×VOUT，其中k2為一個(gè)比例系數(shù)。BUCK電路的穩(wěn)態(tài)占空比D等于VOUT/VIN。將上述關(guān)系帶入公式(7)可得：

當(dāng)開關(guān)電路10為BOOST電路時(shí)，第一電壓信號(hào)V1與輸出電壓VOUT成比例，等于k5×VOUT；電壓信號(hào)VD與輸出電壓VOUT和輸入電壓VIN的差(VOUT-VIN)成比例，等于k4×(VOUT-VIN)，其中k4為一個(gè)比例系數(shù)。BOOST電路的穩(wěn)態(tài)占空比D等于(VOUT-VIN)/VOUT。將上述關(guān)系帶入公式(7)可得：

根據(jù)公式(8)和(9)，可知直流-直流變換器100的開關(guān)周期T與調(diào)頻電流信號(hào)ISYN相關(guān)。再結(jié)合公式(1)可知，通過調(diào)節(jié)調(diào)頻電阻RF的大小，就可以改變直流-直流變換器100的開關(guān)頻率。

圖8所示為根據(jù)本發(fā)明又一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的受控電流產(chǎn)生電路22的原理圖。圖8所示為當(dāng)開關(guān)電路10采用BOOST電路時(shí)，受控電流產(chǎn)生電路22的電路結(jié)構(gòu)示意圖。如圖8所示，反饋電流產(chǎn)生電路71在輸入端接收輸出電壓VOUT，并在輸出端提供反饋電流信號(hào)IFB。乘法器電路72包括一個(gè)吉爾伯特單元電路703和電流鏡電路704。吉爾伯特單元電路703接收反饋電流信號(hào)IFB和調(diào)頻電流信號(hào)ISYN，并提供電流信號(hào)ISET。根據(jù)吉爾伯特單元電路703的電路結(jié)構(gòu)可以計(jì)算出電流信號(hào)ISET等于IFB×ISYN/ISYN(MAX)，其中ISYN(MAX)為系統(tǒng)可設(shè)置的上限頻率對(duì)應(yīng)的調(diào)頻電流信號(hào)ISYN的值。電流鏡電路704接收設(shè)置電流ISET，并將電流ISET鏡像后提供充電電流ICH。

圖9所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的圖5中所示的受控電壓產(chǎn)生電路23的原理圖。圖9所示為當(dāng)開關(guān)電路采用BOOST電路時(shí)，受控電壓產(chǎn)生電路23的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在圖9所示實(shí)施例中，所述受控電壓信號(hào)產(chǎn)生器23包括：第一上拉電流鏡81，具有輸入端、第一電流端和第二電流端，其輸入端接收輸入電壓VIN，第一電流端耦接電阻值為R4的電阻84；下拉電流鏡82，具有電流入端和電流出端，其電流入端耦接至第一上拉電流鏡81的第二電流端；第二上拉電流鏡83，具有輸入端、第一電流端和第二電流端，其輸入端接收輸出電壓VOUT，其第一電流端耦接至下拉電流鏡82的電流出端和電阻值為R5的電阻85，其第二電流端耦接電阻值為R4的電阻86；其中所述電阻85兩端電壓即為所述受控電壓信號(hào)VD。通過計(jì)算，可知VD＝(VOUT–VIN)×R5/R4。

圖10所示為根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的使能信號(hào)產(chǎn)生器900的電路結(jié)構(gòu)示意圖。在一個(gè)實(shí)施例中，圖10所示使能信號(hào)產(chǎn)生器900用于產(chǎn)生圖4所示實(shí)施例中的使能信號(hào)EN用于設(shè)置鎖頻電路15可以調(diào)節(jié)的頻率范圍。使能信號(hào)EN為一個(gè)邏輯高低電平信號(hào)，在一個(gè)實(shí)施例中，當(dāng)使能信號(hào)EN為邏輯高時(shí)，鎖頻電路15使能(工作)；當(dāng)使能信號(hào)EN為邏輯低時(shí)，鎖頻電路15不使能(不工作)。一般地，當(dāng)同步信號(hào)SYN和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON的頻率差大于一個(gè)設(shè)定的頻率閾值時(shí)，使能信號(hào)EN無效，使能信號(hào)EN不使能鎖頻電路15。

在一個(gè)實(shí)施例中，使能信號(hào)產(chǎn)生器900包括一個(gè)滯環(huán)比較器901，具有第一輸入端、第二輸入端和輸出端。滯環(huán)比較器901的第一輸入端接收參考電流信號(hào)k5×ICH，其中，ICH為圖5中的充電電流，k5為一個(gè)比例系數(shù)，一般地，k5等于0.3。滯環(huán)比較器901的第二輸入端接收誤差電流信號(hào)ICO，滯環(huán)比較器901比較參考電流信號(hào)k5×ICH和誤差電流信號(hào)ICO，并在輸出端輸出使能信號(hào)EN。參考電流信號(hào)k5k5×ICH用于設(shè)定誤差電流信號(hào)ICO上下浮動(dòng)的一個(gè)范圍，當(dāng)誤差電流信號(hào)ICO位于參考電流信號(hào)+k5×ICH和-k5×ICH之間時(shí)，表征同步信號(hào)SYN和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON的頻率差位于頻率閾值內(nèi)，使能信號(hào)EN有效(邏輯高)，鎖頻電路15使能；當(dāng)誤差電流信號(hào)ICO超出參考電流信號(hào)+k5×ICH和-k5×ICH之間的范圍時(shí)，表征同步信號(hào)SYN和導(dǎo)通時(shí)間信號(hào)TON的頻率差大于頻率閾值，使能信號(hào)EN無效(邏輯低)，使能信號(hào)EN不使能鎖相環(huán)電路15。

在另一個(gè)實(shí)施例中，誤差電流信號(hào)ICO上下浮動(dòng)的范圍也可以通過其他方式設(shè)定，例如，在圖6所示的誤差電流產(chǎn)生電路中，可以通過在跨導(dǎo)放大器中增加一個(gè)尾電流源201用于設(shè)置誤差電流信號(hào)ICO上下浮動(dòng)的范圍，尾電流源201的值可設(shè)置為k5×ICH，其中，ICH為圖5中的充電電流，k5為一個(gè)比例系數(shù)，一般地，k5等于0.3。

雖然已參照幾個(gè)典型實(shí)施例描述了本發(fā)明，但應(yīng)當(dāng)理解，所用的術(shù)語(yǔ)是說明和示例性、而非限制性的術(shù)語(yǔ)。由于本發(fā)明能夠以多種形式具體實(shí)施而不脫離發(fā)明的精神或?qū)嵸|(zhì)，所以應(yīng)當(dāng)理解，上述實(shí)施例不限于任何前述的細(xì)節(jié)，而應(yīng)在隨附權(quán)利要求所限定的精神和范圍內(nèi)廣泛地解釋，因此落入權(quán)利要求或其等效范圍內(nèi)的全部變化和改型都應(yīng)為隨附權(quán)利要求所涵蓋。