改进型振荡器及使用该振荡器的降压电源转换器制造技术

本发明专利技术公开了一种振荡器，其包括分压电路、充电电阻、电容、比较电路和放电电路。所述分压电路与电源相连，并提供反映电源电压的分压电压。所述电源通过所述充电电阻对所述电容进行充电。所述比较电路比较电容的压降与所述分压电压，在所述电容的压降大于或等于所述分压电压时，所述比较电路输出放电控制信号控制所述放电电路对所述电容进行放电，在所述电容的压降小于所述分压电压时，所述比较电路输出非放电控制信号控制所述放电电路停止对所述电容的放电。这样，所述振荡器生成了幅度与电源电压成正比的振荡信号。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及低压工作的振荡器，尤其涉及一种改进型振荡器及使用 该振荡器的降压电源转换器。
技术介绍
DC-DC电路被广泛应用于移动电子设备中电源管理电路中，其中 降压电源转换器(Buck Power converter)就是非常常用的一种DC-DC 电路。图1A、 1B分别是两种降压电源转换电路的示意图。所述降压电源 转换电路通常包括降压输出电路(Buck Output Circuit)、由电阻Rl 和电阻R2组成的分压网络、误差放大器(Error Amplifier)、振荡器 (Osc川ator,简称OSC)、脉宽调制比较器(Pulse Width Modulation Comparator,简称PWM Comparator)、脉宽调制控制器(PMW Controller)。所述降压输出电路用于接收输入电压VIN并根据所述脉宽调制控 制器的控制生成输出电压VO。由于是降压输出电路，所述输出电压VO 一般要小于输入电压VIN ，所述输出电压VO用于为负载提供稳定电源。 所述分压网络提供一个反映输出电压VO大小的反馈电压Vfb给所述误 差放大器。所述误差放大器比较所述反馈电压Vfb与参考电压Vref并 将两者之差放大输出信号Ve。所述振荡器OSC生成一定频率的三角波 信号RAMP。所述脉宽调制比较器用于比较所述三角波信号RAMP与所 述误差放大信号Ve以生成脉宽调制方波信号PWMO。图2示出了所述 方波信号(Square Wave)的形成原理图，这里在Vramp<Ve时生成 方波的高电平，在Vramp〉Ve时生成方波的低电平。所述降压输出电 路中的降压开关根据所述脉宽调制方波信号交替的接通或关断输入电 压VIN从而生成输出电压VO。因此，可以看出通过控制误差放大信号 Ve可以调节所述方波信号的占空比，进而可以调整输出电压VO的值。 在降压电源转换电路系统稳定后，误差放大信号Ve将会稳定在一定值上，这样脉宽调制比较器输出一固定占空比的脉宽调制信号。上述电路形成一个闭环负反馈控制系统，通过控制误差放大信号Ve可以调整 输出电压VO稳定于与参考电压Vref相适应的一定值上。在现有降压电源转换器中，通常采用输出频率及幅度(VM的值) 不随输入电压VIN变化的振荡器，这样环路只能通过调整Ve的值才能 调整方波信号的占空比。环路对Ve的调整速度受环路带宽和误差放大 器的输出电流限制，通常很慢，远低于开关频率。在输入电压VIN发 生变化时，需要较长的时间才能将V 0调整至预定的输出值。图3示出了一种输出频率及幅度不随输入电压VIN变化的振荡器。 所述振荡器包括有PMOS晶体管MP1、 MP2、 MP3和MP4、 NMOS晶 体管MN1、 MN2、 MN3和MN4、电阻R1和电容C1。晶体管MP1、 MP2、MP3和MP4形成电流镜，MP1上的电流经过晶体管MN1流入地， MP2上的电流经过晶体管MN2与电阻Rl流入地，MP3上的电流给电 容C1充电，当电容C1上的压降超过预定值时，所述晶体管MN4导通， 这样晶体管MN4的漏极电压就被拉低，其作为开关信号经过反相器Ul 后开启晶体管MN3,这样晶体管MN3就开始对电容C1进行放电直至 地。然后，另外一个充电周期又重新开始。很显然，这个振荡器的振 荡信号的周期与电源电压VDD无关，振荡信号的幅度也与电源电压 VDD无关。因此，亟待提出 一种改进的振荡器及使用该振荡器的降压电源转换 电路。
技术实现思路
本专利技术的目的之一在于提供一种改进型振荡器，其输出三角波的幅 度与输入电压成正比。本专利技术的目的之二在于提供一种使用改进型振荡器的降压电源转 换器，通过采用输出幅度与输入电压成正比的振荡器，可以大大提高 其对输入电源电压变化的瞬态响应。为了达到上述目的，根据本专利技术的第一方面，本专利技术提供了在一个 实例中提出了一种振荡器，其包括分压电路、充电电阻、电容、比较 电路和放电电路。所述分压电路与电源相连，并提供反映电源电压的 分压电压；所述电源通过所述充电电阻对所述电容进行充电；所述比较电路比较电容的压降与所述分压电压，在所述电容的压降大于或等 于所述分压电压时，所述比较电路输出放电控制信号控制所述放电电 路对所述电容进行放电，在所述电容的压降小于所述分压电压时，所 述比较电路输出非放电控制信号控制所述放电电路停止对所述电容的 放电。进一步的，所述比较电路经配置使得其输出的控制信号在到达放电 电路的过程中经过预定时间的延迟。更进一步的，该延迟经配置足以 保证在非放电控制信号到达放电电路时，所述放电电路已彻底完成对 所述电容的放电。进一步的，所述分压电路包括相互串联的第一电阻和第二电阻，所 述第 一 电阻和所述第二电阻的中间节点用于引出分压电压。进一步的，所述放电电路是NMOS晶体管。根据本专利技术的第二方面，本专利技术提供了在另 一个实例中提出了 一种 振荡器，其包括依次串联的第一电阻、第二电阻和第三电阻，所述 第一电阻的一端与电源相连，所述第三电阻的一端与地相连，所述第 二、三电阻的中间节点提供一分压电压；串联相连的第四电阻和电容， 所述第四电阻的一端与所述第一、二电阻的中间节点相连，所述电容 的一端与地相连，所述电源通过第 一 电阻及第四电阻对所述电容进行 充电；比较电路及放电电路。其中所述比较电路比较电容的压降与所 述分压电压，在所述电容的压降大于或等于所述分压电压时，所述比 较电路输出放电控制信号控制所述放电电路对所述电容进行放电，在 所述电容的压降小于所述分压电压时，所述比较电路输出非放电控制 信号控制所述放电电路停止对所述电容的放电。进一步的，所述比较电路经配置使得其输出的控制信号在到达放电 电路的过程中经过预定时间的延迟。更进一步的，该延迟经配置足以 保证在非放电控制信号到达放电电路时，所述放电电路已彻底完成对 所述电容的放电。进一步的，所述放电电路是NMOS晶体管。根据本专利技术的第三方面，提供一种降压电源转换电路，其包括如第 一方面或第二方面所述的振荡器。根据本专利技术的第四方面，本专利技术提供了一种降压电源转换电路，其 包括降压输出电路、分压网络、误差放大器、振荡器、脉宽调制比较器、脉宽调制控制器。所述降压输出电路接收输入电压并根据所述 脉宽调制控制器的控制生成输出电压。所述分压网络提供一反映输出 电压大小的反馈电压。误差放大器接收所述反馈电压、比较所述反馈 电压与一参考电压并输出两者的误差放大信号。振荡器生成与幅度输入电压成正比的三角波信号。脉宽调制比较器用于比较所述三角波信 号与所述误差放大信号以生成脉宽调制方波信号。脉宽调制控制器， 根据所述脉宽调制方波信号控制所述降压输出电路生成输出电压。进一步的，所述振荡器包括分压电路、充电电阻、电容、比较电路 和放电电路。其中所述分压电路与所述输入电压相连，并提供反映电源电压的分压电压；所述输入电压通过所述充电电阻对所述电容进行 充电；所述比较电路比较电容的压降与所述分压电压，在所述电容的 压降大于或等于所述分压电压时，所述比较电路输出放电控制信号控 制所述放电电路对所述电容进行放电，在所述电容的压降小于所述分 压电压时，所述比较电路输出非放电控制信号控制所述放电电路停止 对所述电容的;^文电。进一步的，所述振荡器包括依次串本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种振荡器，其特征在于，其包括分压电路、充电电阻、电容、比较电路和放电电路，其中：　　　　所述分压电路与电源相连，并提供反映电源电压的分压电压；　　　　所述电源通过所述充电电阻对所述电容进行充电；其中　　　　所述比较电路比较电容的压降与所述分压电压，在所述电容的压降大于或等于所述分压电压时，所述比较电路输出放电控制信号控制所述放电电路对所述电容进行放电，在所述电容的压降小于所述分压电压时，所述比较电路输出非放电控制信号控制所述放电电路停止对所述电容的放电。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：王钊，尹航，田文博，
申请(专利权)人：北京中星微电子有限公司，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]