直流转换器及其导通时间状态切换控制电路、电源管理芯片、可穿戴蓝牙设备制造技术

本实用新型专利技术公开了直流转换器及其导通时间状态切换控制电路、电源管理芯片、可穿戴蓝牙设备，计时模块包括计时电容，计时电容的一端为计时模块的高电位端，计时电容的另一端接地；电流生成模块用于向计时电容输入计时电流，以使高电位端得到计时电压；差分放大模块用于对计时电压和基准电压端提供的基准电压进行比较，得到差分放大电流；积分模块在每个计时周期内在预设大小的时间窗口内对差分放大电流进行积分，得到积分电压并输出给变阻晶体管，时间窗口的大小为计时周期的若干分之一。而变阻晶体管处于导通和关断时分别对应不同的导通时间状态，可以使得从一个导通时间状态逐渐切换到另一个导通时间状态，故而减小了快速瞬态响应直流转换器的输出振荡。快速瞬态响应直流转换器的输出振荡。快速瞬态响应直流转换器的输出振荡。

【技术实现步骤摘要】
直流转换器及其导通时间状态切换控制电路、电源管理芯片、可穿戴蓝牙设备


[0001]本技术涉及直流转换
，具体涉及一种直流转换器及其导通时间状态切换控制电路、芯片、设备。

技术介绍

[0002]ACOT BUCK DCDC(自适应恒定导通时间降压直流转换器)作为一种具有快速瞬态响应的降压型稳压直流转换器，应用到各个需要快速瞬态响应的电源供电系统中，在这些电源供电系统中往往还需要DCDC所提供的电源具有较小的输出电压纹波，以利于下级应用的稳定：例如给蓝牙模块提供电源。
[0003]为解决输出电压纹波和工作频率适配的问题，依据负载的轻重，通过接入两个不同阻值的电阻来切换直流转换器的工作频率，并由此减小对应负载状态下的纹波。当处于重载状态下，接入一个小的电阻，从而提高工作频率；当处于轻载状态下，接入一个大的电阻，由此来减小工作频率。通过两个不同阻值的电阻，一方面，使得直流转换器的工作频率适应当前的负载，另一方面，也减小了当前负载下的输出纹波。
[0004]然而，虽然控制两种阻值的等效电阻分时接入电路，能够基于两种负载状态来分别调整工作频率，以及减小输出纹波，但是，直流转换器在两种负载状态之间来回切换时，出现了难以消除的输出振荡，这对下级应用的稳定性带来了不利影响，尤其是采用射频通信的蓝牙模块，在低功耗模式高功耗模式切换时会对射频通信带来严重干扰。
[0005]因此，在控制直流转换器在两种负载状态之间进行切换时如何减小输出振荡成为亟待解决的技术问题。

技术实现思路

[0006]基于上述现状，本技术的主要目的在于提供一种同步管的导通时间状态切换控制电路和直流转换器，以在控制直流转换器在两种负载状态之间进行切换时减小输出振荡。
[0007]为实现上述目的，本技术采用的技术方案如下：
[0008]第一方面，本技术实施例公开了一种快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路，用于控制快速瞬态响应的降压型稳压直流转换器中同步管从一种导通时间状态逐渐切换到另一种导通时间状态，导通时间状态切换控制电路包括：电流生成模块、计时模块、差分放大模块和积分模块；
[0009]计时模块包括计时电容，计时电容的一端为计时模块的高电位端，计时电容的另一端接地；
[0010]电流生成模块的输入端连接至直流转换器的输入电压端，电流生成模块的计时电流输出端连接至高电位端，以用于向计时电容输入计时电流，以使高电位端得到计时电压；
[0011]差分放大模块的第一输入端、第二输入端分别连接至高电位端和基准电压端中的
一者和另一者，以用于对计时电压和基准电压端提供的基准电压进行比较，得到差分放大电流；差分放大模块的输出端连接至积分模块的输入端；
[0012]积分模块的输出端连接至直流转换器中变阻晶体管的控制极，积分模块在每个计时周期内在预设大小的时间窗口内对差分放大电流进行积分，得到积分电压并输出给变阻晶体管，以控制变阻晶体管处于导通或关断状态，从而使同步管处于不同的导通时间状态；其中，时间窗口的大小为计时周期的若干分之一。
[0013]可选地，计时模块还包括：放电管；
[0014]放电管的第一极连接高电位端，放电管的第二极接地；放电管的控制极用于接收计时复位信号；
[0015]当放电管接收到计时复位信号时，导通放电管的第一极和第二极，以对计时电容进行放电；计时复位信号紧挨着预设大小的时间窗口的结束时间，计时复位信号的持续时长为计时周期的若干分之一。
[0016]可选地，差分放大模块包括：第一差分N管和第二差分N管；第一差分 N管的第一极和第二差分N管的第一极经各自P型晶体管连接至输入电压端；第二差分N管的第一极为差分放大单元的输出端；
[0017]第一差分N管的第二极和第二差分N管的第二极连接并接地；
[0018]第一差分N管的控制极和第二差分N管的控制极分别为差分放大单元的第一输入端和第二输入端。
[0019]可选地，第一输入端连接至高电位端；第二输入端连接至基准电压端。
[0020]可选地，第一输入端连接至基准电压端；第二输入端连接至高电位端。
[0021]可选地，电流生成模块包括：第一电流晶体管和第二电流晶体管，其中：
[0022]第一电流晶体管的第一极和第二电流晶体管的第一极连接至直流转换器的输入电压端；
[0023]第一电流晶体管的控制极和第二电流晶体管的控制极连接；
[0024]第一电流晶体管的控制极与第一电流晶体管第二电流晶体管的第二极连接，并连接至基准电压端；
[0025]第二电流晶体管的第二极为电流生成模块的计时电流输出端。
[0026]可选地，电流生成模块还包括：电流源和开关管；
[0027]电流源的输入端连接至直流转换器的输入电压端；
[0028]电流源的输出端连接至开关管的控制极；
[0029]开关管的第一极连接至第一电流晶体管的第二极，开关管的第二极连接至基准电压端。
[0030]可选地，还包括基准模块，基准模块包括：
[0031]基准晶体管，基准晶体管的控制极连接至基准电压端，基准晶体管的第一极连接至电流源的输出端，基准晶体管的第二极接地。
[0032]可选地，基准晶体管与差分放大模块中的差分N管宽长比相等。
[0033]可选地，基准模块还包括：基准电阻，连接在基准电压端和地之间。
[0034]可选地，积分模块包括：积分电容和传输门；
[0035]传输门的输入端连接至差分放大模块的输出端，传输门的输出端连接至积分电容
的一端；积分电容的另一端接地；
[0036]传输门在预设时间窗口内向积分电容的一端传输差分放大电流，以使积分电容的一端得到积分电压。
[0037]第二方面，本技术实施例公开了一种快速瞬态响应直流转换器的直流转换器，包括：
[0038]上述第一方面公开的快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路。
[0039]第三方面，本技术实施例公开了一种电源管理芯片，包括：
[0040]上述第一方面公开的快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路。
[0041]第四方面，本技术实施例公开了一种可穿戴蓝牙设备，包括：
[0042]蓝牙模块；
[0043]上述第二方面公开的快速瞬态响应直流转换器，用于向蓝牙模块供电。
[0044]【有益效果】
[0045]依据本技术实施例公开的一种快速瞬态响应直流转换器及其导通时间状态切换控制电路，计时模块包括计时电容，计时电容的一端为计时模块的高电位端，计时电容的另一端接地；电流生成模块用于向计时电容输入计时电流，以使高电位端得到计时电压；差分放大模块用于对计时电压和基准电压端提供的基准电压进行比较，得到差分放大电流；积分模块在每个计时周期内在预设大小的时间窗口内对差分放大电流进行积分，得到积分电压并输出给变阻晶体管，时本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路，用于控制快速瞬态响应的降压型稳压直流转换器中同步管(MP1)从一种导通时间状态逐渐切换到另一种导通时间状态，其特征在于，所述导通时间状态切换控制电路包括：电流生成模块(1)、计时模块(2)、差分放大模块(3)和积分模块(4)；所述计时模块(2)包括计时电容(Ct)，所述计时电容(Ct)的一端为所述计时模块(2)的高电位端(Q1)，所述计时电容(Ct)的另一端接地；所述电流生成模块(1)的输入端连接至直流转换器的输入电压端，所述电流生成模块(1)的计时电流输出端连接至所述高电位端(Q1)，以用于向所述计时电容(Ct)输入计时电流，以使所述高电位端(Q1)得到计时电压(Vt)；所述差分放大模块(3)的第一输入端、第二输入端分别连接至所述高电位端(Q1)和基准电压端(Q2)中的一者和另一者，以用于对所述计时电压(Vt)和所述基准电压端(Q2)提供的基准电压(Vref_t)进行比较，得到差分放大电流；所述差分放大模块(3)的输出端连接至所述积分模块(4)的输入端；所述积分模块(4)的输出端连接至所述直流转换器中变阻晶体管(M0)的控制极，所述积分模块(4)在每个计时周期内在预设大小的时间窗口(t1)内对所述差分放大电流进行积分，得到积分电压(Vset)并输出给所述变阻晶体管(M0)，以控制所述变阻晶体管(M0)处于导通或关断状态，从而使所述同步管处于不同的导通时间状态；其中，所述时间窗口的大小为所述计时周期的若干分之一。2.如权利要求1所述的快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路，其特征在于，所述计时模块(2)还包括：放电管(N43)；所述放电管(N43)的第一极连接所述高电位端(Q1)，所述放电管(N43)的第二极接地；所述放电管(N43)的控制极用于接收计时复位信号(en_time)；当所述放电管(N43)接收到所述计时复位信号(en_time)时，导通所述放电管(N43)的第一极和第二极，以对所述计时电容(Ct)进行放电；所述计时复位信号(en_time)紧挨着所述预设大小的时间窗口的结束时间，所述计时复位信号(en_time)的持续时长为所述计时周期的若干分之一。3.如权利要求1所述的快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路，其特征在于，所述差分放大模块(3)包括：第一差分N管(N44)和第二差分N管(N45)；所述第一差分N管(N44)的第一极和所述第二差分N管(N45)的第一极经各自P型晶体管连接至所述输入电压端；所述第二差分N管(N45)的第一极为所述差分放大单元(43)的输出端；所述第一差分N管(N44)的第二极和所述第二差分N管(N45)的第二极连接并接地；所述第一差分N管(N44)的控制极和所述第二差分N管(N45)的控制极分别为所述差分放大模块(3)的第一输入端和第二输入端。4.如权利要求3所述的快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路，其特征在于，所述第一输入端连接至所述高电位端(Q1)；所述第二输入端连接至所述基准电压端(Q2)。5.如权利要求3所述的快速瞬态响应直流转换器的导通时间状态切换控制电路，其特征在于，所述第一输入端...

【专利技术属性】
技术研发人员：伍滔，
申请(专利权)人：深圳市思远半导体有限公司，
类型：新型
国别省市：