一种恒定频率的自适应电流及导通时间产生电路

技术领域

本发明涉及开关电源技术领域，具体涉及一种恒定频率的自适应电流及导通时间产生电路。

背景技术

随着当前消费类电子产品和无线物联网应用的兴起，对电源管理芯片的高效率、快速负载瞬态响应等提出了新的要求。这使得开关电源成为了当前比较重要的领域之一，其中应用较为广泛的是恒定导通时间(COT)工作模式的开关电源。但该工作模式由于工作频率会随输入电压、输出电压以及负载等变化而变化，难以集中处理EMI问题。

在COT工作模式的DC/DC电路中，导通时间信号是由一路电流给电容充电时间决定的，而其电流和电容固定，因此产生的导通时间信号为固定时间的。一般会采用锁相环来控制导通时间的电流，通过给定基准频率，锁相环可以使系统工作频率稳定在基准频率附近。但这样会使电路变得复杂，且锁相环的工作范围有限，当系统需要通过外部设计工作频率时，其难以完成对系统工作频率的稳定。

发明内容

针对现有技术中的上述不足，本发明提供的一种恒定频率的自适应电流及导通时间产生电路解决了现有COT工作模式的DC/DC电路中工作频率不稳定、电路复杂及电路工作范围受限的问题。

为了达到上述发明目的，本发明采用的技术方案为：一种恒定频率的自适应电流及导通时间产生电路，所述电路包括自适应电流产生子电路和自适应导通时间产生子电路，所述自适应电流产生子电路包括三极管Q

上述方案的有益效果是：通过上述技术方案，确保系统工作频率的稳定，解决了现有COT工作模式的DC/DC电路中工作频率不稳定的问题，对于工作频率稳定的设计，现有电路中普遍利用锁相环设计电路，从而导致电路过于复杂且电路工作范围受限，而本方案由自适应电流产生子电路和自适应导通时间产生子电路两部分组成，电路结构相对简单。

进一步地，自适应导通时间产生子电路包括MOS管M

上述进一步方案的有益效果是：自适应导通时间产生子电路中，通过自适应电流给电容充电，并和输出电压进行比较而产生自适应导通时间信号。

进一步地，自适应电流产生子电路中引入外部设置频率电路，所述外部设置频率电路包括MOS管M

上述进一步方案的有益效果是：在外部设置频率电路中，通过一个单位增益放大器实现外接电阻对输出电流的控制，用于自适应电流产生子电路产生随设置频率变化的输出电流。

进一步地，所述自适应电流产生子电路中电阻R

I

其中，k为电阻相关参数；

对于三极管Q

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其中，V

则三极管Q

V

则三极管Q

V

三极管Q

I

上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，得出自适应电流产生子电路的输出电流，用于自适应导通时间产生子电路中的电容充电。

进一步地，自适应导通时间产生子电路中，利用自适应电流产生子电路的输出电流I

上述进一步方案的有益效果是：通过上述技术方案，得到自适应导通时间，且导通时间由电容的充电时间决定，与输入、输出电压和外部设置频率有关，从而可以使系统的工作频率稳定。

附图说明

图1为自适应电流产生子电路原理图。

图2为自适应导通时间产生子电路原理图。

图3为外部设置频率电路原理图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

如图1所示，一种恒定频率的自适应电流及导通时间产生电路，所述电路包括自适应电流产生子电路和自适应导通时间产生子电路，所述自适应电流产生子电路包括三极管Q

如图2所示，自适应导通时间产生子电路包括MOS管M

如图3所示，自适应电流产生子电路中引入外部设置频率电路，所述外部设置频率电路包括MOS管M

自适应电流产生子电路中电阻R

I

其中，k为电阻相关参数；

对于三极管Q

其中，V

则三极管Q

V

则三极管Q

V

三极管Q

I

自适应导通时间产生子电路中，利用自适应电流产生子电路的输出电流I

从该式可以看出，导通时间和输出电压成正比，和设置频率、输入电压成反比，因而可以实现自适应导通时间的产生。

在本发明的一个实施例中，在自适应电流产生子电路中通过引入输入电压和外部频率设置电流信号，产生随输入电压和设置频率变化的电流。在自适应导通时间产生子电路中，通过自适应电流给电容充电，并和输出电压进行比较而产生自适应导通时间信号。电容充电的时间就是功率管每周期的导通时间，该时间和输出电压、输入电压以及设置频率相关。

本发明针对传统COT的固定导通时间产生而导致变化的工作频率这一问题，提出了一种自适应导通时间产生电路，该电路引入输出电压、输入电压和外部频率设置信号而产生相对应的电流，用这个电流对电容充电产生自适应导通时间信号，从而确保了系统工作频率的稳定，消除输入、输出电压对系统工作频率的影响。

本领域的普通技术人员将会意识到，这里所述的实施例是为了帮助读者理解本发明的原理，应被理解为本发明的保护范围并不局限于这样的特别陈述和实施例。本领域的普通技术人员可以根据本发明公开的这些技术启示做出各种不脱离本发明实质的其它各种具体变形和组合，这些变形和组合仍然在发明的保护范围内。