本发明专利技术涉及电子技术领域，具体的说涉及一种应用于COT控制模式DC-DC变换器的导通时间可调高精度定时器电路。本发明专利技术的路包括依次连接的比例电流产生单元、高精度频率调节单元、电流运算单元和计数器单元。本发明专利技术的有益效果为，可以很好的实现导通时间与输入电压成反比，与输出电压成正比；开关频率由电阻和电容确定，保持开关频率恒定，并抵消电阻的工艺和温漂影响造成的阻值变化；恒定的开关频率克服了传统COT控制电路开关转换随输出电压变化，EMI不集中的缺点；在不同的应用环境下，恒定导通时间的大小具有可调性。本发明专利技术尤其适用于定时器电路。
【技术实现步骤摘要】
-种用于COT控制模式开关调整器的定时器电路
本专利技术涉及电子
，具体的说涉及一种应用于C0T控制模式DC-DC变换器 的导通时间可调商精度定时器电路。
技术介绍
迟滞模式由于其对负载动态响应快，结构简单，不需要环路补偿等优点得到了广 泛的应用。但是迟滞模式开关电源的开关频率由输入电压、输出电压、等效输出电阻ESR、电 感、输出电容等值决定，只要其中任何一个因素变化，开关频率都会受到影响，对系统产生 诸多不利影响。恒定导通时间控制模式（C0T)是一种派生于迟滞控制模式的控制电路，其 每个周期导通时间保持恒定，通过调节关断时间实现对输入信号的调整。相较于固定关断 时间控制模式在轻载下的开关频率增加，导致开关损耗的增加，及系统效率的降低；恒定导 通时间控制模式，在轻载下会自动降低系统的开关频率，从而降低系统开关损耗，提升系统 效率。因此恒定导通时间控制模式受到了极大的关注，被广泛应用于各种电子设备中。 目前的C0T控制电路计时器一般将导通时间设计为固定时间或者与输入电压成 反比的时间，如图1所示，VB为图中NM0S晶体管的栅端电压，I vin为电流源且电流大小与输 入电压VIN成正比，C为电容，VKEF为基准电压，V TCN为比较器的输出电压。当MN0S栅极电 SVB为低电平时，计时器电路开始计时，电流大小与输入电压VIN成正比的充电电流Ivin对 电容C进行充电，当电容上的充电电压达到基准电压V KEF时，比较器翻转，计时结束，VB跳为 高电平，电容放电，直到下个周期开始再次对电容充电。但是该电路结构存在几个缺点：（1) 目前充电电流在实现与V in成正比的过程中大多存在近似，影响了导通时间的精度；（2)由 于负载电流的变化，输出电压会有相应的变化，此时开关频率会受输出电压波动，从而导致 系统EMI难于处理；（3)由于器件的片上集成，电容和电阻的值会受到工艺偏差和温漂特性 的影响而减弱计时器的计时精度，特别是在导通时间要求较小的情况下，比较器的传输延 时影响程度较大，会引入较大的误差。
技术实现思路
本专利技术的目的，就是针对上述C0T控制模式下开关频率受输入电压、输出电压和 负载电流的影响，造成EMI分散，精度和线性度不够高的问题，提出了一种用于C0T控制模 式开关调整器的定时器电路。 本专利技术的技术方案是，一种用于C0T控制模式开关调整器的定时器电路，其特征 在于，包括依次连接的比例电流产生单元、高精度频率调节单元、电流运算单元和计数器单 元；其中，所述比例电流产生单元由PM0S管MP1，三极管Q1、Q2,电阻R1构成；其中，MP1的 源极接电源VDD，其栅极和漏极互连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接Q1的集电极；Q1的基 极接固定偏置电压VB，Q1发射极通过R1接地VSS ;MP2的源极接电源VDD，其漏极接Q2的 集电极；Q2的发射极接地VSS ; 所述高精度频率调节单元由NM0S管丽1、MN9、丽10,第一电流源IR构成；其中， MN9的源极接Q2的基极，其栅极接MP2的漏极，其漏极接丽10的栅极；第一电流源IR的正 极接电源VDD，其负极接丽10的漏极；MN10的源极接丽1的漏极；MN1的漏极和栅极互连， 其源极接地VSS ; 所述电流运算单元由 PM0S 管 MP3、MP4, NM0S 管 MN2、MN3、MN4,三极管 Q3、Q4、Q5、 Q6,第二电流源IREF，电阻R3构成；其中，MP3的源极接电源VDD，其栅极接MP2的栅极，其 漏极接丽3的栅极、MN4的栅极和Q5的集电极；丽3的漏极接电源VDD，其源极接Q3和Q4 的集电极；Q3的发射极接Q5的基极和丽2的漏极，其基极接Q4的基极；Q5的发射极接地 VSS ;丽2的栅极接丽1的栅极，其源极接地VSS ;Q4的发射极接第二电流源IREF的正极；第 二电流源IREF的负极接地VSS ;MN4的漏极接电源VDD，其源极通过R3接地VSS ;MN4的源 极与R3的连接点接Q3的基极与Q4的基极的连接点；MP4的源极接电源VDD，其栅极与漏极 互连，其漏极接Q6的集电极；Q6的基极接Q4的发射极与第二电流源IREF正极的连接点， 其发射极接地VSS ; 所述计数器单元由 PM0S 管 MP5、MP6、MP7、MP8、MP9，NM0S 管 MN5、MN6、MN7、MN8，电 阻R2,电容C1，第一开关S1，第二开关S2,第三开关S3,第四开关S4,第三电流源IRSS，第四 电流源IRSS2构成；其中，MP5的源极接电源VDD，其栅极接MP4的栅极，其漏极通过第一开 关S1接地VSS ;MP4的漏极与第一开关S1的连接点依次通过R2、C1接地VSS ;MP6的源极 接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP7的栅极，其漏极接丽5的漏极；丽5的栅极接 MN6的栅极，其源极接地VSS ;第三电流源IRSS的正极接电源VDD，其负极接MP8的源极与 MP9源极的连接点；MP8的栅极接MP5的漏极，其漏极接MN6的漏极和丽5的栅极与MN6栅 极的连接点；MN6的源极接地VSS ;MP9的栅极通过第二开关S2接VREF (VREF为基准电压）、 通过第三开关S3接(其中V0UT为输出电压，β为小于1的常数），其漏极接MN7的漏 极和丽7的栅极与ΜΝ8栅极的连接点；丽7源极接地VSS ;ΜΝ8的漏极接ΜΡ7的漏极，其源极 接地VSS ;ΜΡ7的源极接电源VDD ;第四电流源IRSS2的正极通过第四开关S4,其负极接ΜΡ8 的源极与ΜΡ9源极的连接点；ΜΡ7的漏极与ΜΝ8的漏极的连接点为定时器电路的输出端。 本专利技术的有益效果为，可以很好的实现导通时间与输入电压成反比，与输出电压 成正比；开关频率由电阻和电容确定，保持开关频率恒定，并抵消电阻的工艺和温漂影响造 成的阻值变化；恒定的开关频率克服了传统C0T控制电路开关转换随输出电压变化，ΕΜΙ不 集中的缺点；在不同的应用环境下，恒定导通时间的大小具有可调性。 【附图说明】 图1是C0T控制模式的开关调整器定时模块电路结构示意图； 图2是本专利技术的C0T控制模式的开关调整器定时模块电路结构示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图对本专利技术的【具体实施方式】进行描述 如图2所示，为本专利技术的C0T控制模式的开关调整器定时模块电路结构示意图，该 电路包括依次连接的比例电流产生单元、高精度频率调节单元、电流运算单元和计数器单 元；其中，所述比例电流产生单元由PM0S管MP1，三极管Q1、Q2,电阻R1构成；其中，MP1的 源极接电源VDD，其栅极和漏极互连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接Q1的集电极；Q1的基 极接VB(VB为固定偏置电压以保证Q1的正常工作），其发射极通过R1接地VSS ;MP2的源 极接电源VDD，其漏极接Q2的集电极；Q2的发射极接地VSS ; 所述高精度频率调节单元由NM0S管丽1、MN9、丽10,第一电流源IR构成；其中， MN9的源极接Q2的基极，其栅极接MP2的漏极，其漏极接丽10的栅极；第一电流源IR的正 极接电源VDD，其负极接丽10的漏极；MN10的源极接丽1的漏极；MN1的漏极和栅极本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种用于COT控制模式开关调整器的定时器电路，其特征在于，包括依次连接的比例电流产生单元、高精度频率调节单元、电流运算单元和计数器单元；其中，所述比例电流产生单元由PMOS管MP1，三极管Q1、Q2，电阻R1构成；其中，MP1的源极接电源VDD，其栅极和漏极互连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接Q1的集电极；Q1的基极接固定偏置电压VB，其发射极通过R1接地VSS；MP2的源极接电源VDD，其漏极接Q2的集电极；Q2的发射极接地VSS；所述高精度频率调节单元由NMOS管MN1、MN9、MN10，第一电流源IR构成；其中，MN9的源极接Q2的基极，其栅极接MP2的漏极，其漏极接MN10的栅极；第一电流源IR的正极接电源VDD，其负极接MN10的漏极；MN10的源极接MN1的漏极；MN1的漏极和栅极互连，其源极接地VSS；所述电流运算单元由PMOS管MP3、MP4，NMOS管MN2、MN3、MN4，三极管Q3、Q4、Q5、Q6，第二电流源IREF，电阻R3构成；其中，MP3的源极接电源VDD，其栅极接MP2的栅极，其漏极接MN3的栅极、MN4的栅极和Q5的集电极；MN3的漏极接电源VDD，其源极接Q3和Q4的集电极；Q3的发射极接Q5的基极和MN2的漏极，其基极接Q4的基极；Q5的发射极接地VSS；MN2的栅极接MN1的栅极，其源极接地VSS；Q4的发射极接第二电流源IREF的正极；第二电流源IREF的负极接地VSS；MN4的漏极接电源VDD，其源极通过R3接地VSS；MN4的源极与R3的连接点接Q3的基极与Q4的基极的连接点；MP4的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其漏极接Q6的集电极；Q6的基极接Q4的发射极与第二电流源IREF正极的连接点，其发射极接地VSS；所述计数器单元由PMOS管MP5、MP6、MP7、MP8、MP9，NMOS管MN5、MN6、MN7、MN8，电阻R2，电容C1，第一开关S1，第二开关S2，第三开关S3，第四开关S4，第三电流源IRSS，第四电流源IRSS2构成；其中，MP5的源极接电源VDD，其栅极接MP4的栅极，其漏极通过第一开关S1接地VSS；MP4的漏极与第一开关S1的连接点依次通过R2、C1接地VSS；MP6的源极接电源VDD，其栅极与漏极互连，其栅极接MP7的栅极，其漏极接MN5的漏极；MN5的栅极接MN6的栅极，其源极接地VSS；第三电流源IRSS的正极接电源VDD，其负极接MP8的源极与MP9源极的连接点；MP8的栅极接MP5的漏极，其漏极接MN6的漏极和MN5的栅极与MN6栅极的连接点；MN6的源极接地VSS；MP9的栅极通过第二开关S2接基准电压VREF、通过第三开关S3接输出电压VOUT，其漏极接MN7的漏极和MN7的栅极与MN8栅极的连接点；MN7源极接地VSS；MN8的漏极接MP7的漏极，其源极接地VSS；MP7的源极接电源VDD；第四电流源IRSS2的正极通过第四开关S4，其负极接MP8的源极与MP9源极的连接点；MP7的漏极与MN8的漏极的连接点为定时器电路的输出端。...
【技术特征摘要】
1. 一种用于COT控制模式开关调整器的定时器电路，其特征在于，包括依次连接的比 例电流产生单元、高精度频率调节单元、电流运算单元和计数器单元；其中，所述比例电流 产生单元由PM0S管MP1，三极管Q1、Q2,电阻R1构成；其中，MP1的源极接电源VDD，其栅极 和漏极互连，其栅极接MP2的栅极，其漏极接Q1的集电极；Q1的基极接固定偏置电压VB，其 发射极通过R1接地VSS ;MP2的源极接电源VDD，其漏极接Q2的集电极；Q2的发射极接地 VSS ； 所述高精度频率调节单元由NM0S管1^1、1^9、1^10，第一电流源11?构成；其中，1^9的 源极接Q2的基极，其栅极接MP2的漏极，其漏极接丽10的栅极；第一电流源IR的正极接电 源VDD，其负极接丽10的漏极；丽10的源极接丽1的漏极；丽1的漏极和栅极互连，其源极 接地VSS ; 所述电流运算单元由PM0S管MP3、MP4, NM0S管MN2、MN3、MN4,三极管Q3、Q4、Q5、Q6， 第二电流源IREF，电阻R3构成；其中，MP3的源极接电源VDD，其栅极接MP2的栅极，其漏极 接丽3的栅极、MN4的栅极和Q5的集电极；丽3的漏极接电源VDD，其源极接Q3和Q4的集 电极；Q3的发射极接Q5的基极和丽2的漏极，其基极接Q4的基极；Q5的发射极接地VSS ; 丽2的栅极接丽1的栅极，其源极接地VSS ;Q4的发射极接第二电流源IREF的正极；第二电 流源IREF的负极接地VSS ;MN4的漏极接电源VDD，其源极通过R3接地VSS ;MN...
【专利技术属性】
技术研发人员：周泽坤，张瑜，石跃，赵倬毅，王卓，张波，
申请(专利权)人：电子科技大学，
类型：发明
国别省市：四川;51
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