[实用新型]一种RC振荡器及DC‑DC电源芯片

说明书

技术领域

本实用新型涉及电力电子技术领域，特别是涉及一种RC振荡器及DC-DC电源芯片。

背景技术

随着CMOS工艺技术的发展，振荡器的应用也越来越广，振荡器为用来产生重复电子讯号(通常是正弦波或方波)的电子元件，其构成的电路叫振荡电路。具体可为一种将直流电转换为具有一定频率交流电信号输出的电子电路或装置。

常用的振荡器有RC振荡器、环形振荡器和晶振，由于RC振荡器具有成本低、无电感、频率可调、以及电容电阻都能集成到芯片中等优点，具有较大的应用空间。但是RC振荡器精度较低，一般在1％到10％之间，对工艺参数和温度的变化敏感，工作电压影响其振荡频率，迫使RC振荡器只能在低成本，低精度的应用中，如音频发生器，报警器，闪光指示灯等。

现有技术中，为了充分利用RC振荡器的优势，避免RC振荡器的劣势，例如稳定性较差、精度较低，通常采用如1所示的RC振荡器电路结构图。上电后，当比较器的正端电压小于负端电压V_N时，OUT为低电平，电源通过R1对电容C1充电。当正端电压上升到负端电压V_N时，OUT跳为高电平，同时使场效应管M1、M2导通。电容C1通过M1放电，正端电压下降。当下降到V_N后比较器再次翻转，OUT输出低电平。这种结构的RC振荡器通过分别设置电容充电和放电的比较电压值以及选择电容C1的值来得到一定占空比的振荡波形的输出。

尽管上述这种基于比较器结构的RC振荡器在正端和负端都引入了电源电压，可以在一定程度上抑制电源电压对振荡频率的影响，但是比较器迟滞时间会引入误差，频率越高，误差越大，并且占空比不易调节。

实用新型内容

本实用新型实施例的目的是提供一种RC振荡器及DC-DC电源芯片，不仅电路结构简单，易于集成，还提高了RC振荡器的精度。

为解决上述技术问题，本实用新型实施例提供以下技术方案：

本实用新型实施例提供了一种RC振荡器，包括：

比较器、第一电容、第一开关管、第一电阻、电流产生模块、电压补偿模块、以及整形模块；

所述电流产生模块包括充电电流输出端及基准电流输出端，用于为RC振荡器提供工作电流；所述充电电流输出端分别与所述比较器的反向端、所述第一电容的一端、所述第一开关管的漏极相连；所述基准电流输出端与所述比较器的正向端、所述第一电阻的一端相连；所述第一电容的另一端、所述第一开关管的源极、所述第一电阻的另一端接地；

所述电压补偿模块包括第二开关管、第二电阻以及第二电容，用于为所述RC振荡器提供电压补偿；所述第二开关管的源极与电源输入端相连，栅极同时与所述RC振荡器的输出端及与所述整形模块相连，漏极与所述第二电阻的一端相连；所述第二电容的一端接地，另一端同时与所述第二电阻的另一端及所述比较器的输出端相连；

所述整形模块用于对所述比较器输出的振荡波形进行整形，与所述比较器的输出端及所述第一开关管的栅极相连。

可选的，所述电流产生模块包括三极管组、开关管组、第三电阻以及温度补偿电阻；

其中，所述三极管组包括第一三极管、第二三极管、第三三极管、第四三极管；所述开关管组包括第三开关管、第四开关管及第五开关管；

所述第三电阻一端与所述开关管组的各个开关管的源极及所述电源输入端相连、另一端与所述第一三极管的集电极，第一三极管、第二三极管共同的基极相连；所述第四开关管的漏极、所述第五开关管的漏极分别为所述充电电流输出端及所述基准电流输出端；所述温度补偿电阻一端与所述第二三极管的发射极、第四三极管的集电极相连，另外一端接地。

可选的，所述整形模块包括第一反相器、第二反相器、第三反相器及第四反相器；

其中，各个反相器串联，且所述第一反相器的输入端与所述比较器的输出端、所述第二电阻和所述第二电容的共同端相连，所述第三反相器的输出端与所述第一开关管的栅极相连，所述第四反相器的输出端与所述第二开关管的栅极及所述RC振荡器的输出端相连。

可选的，所述第一反相器为施密特反相器。

可选的，所述比较器与PTAT电源端相连，用于为所述比较器输入偏置电流。

可选的，所述第一开关管为NMOS管。

可选的，所述第二开关管为PMOS管。

可选的，所述开关管组为PMOS管组。

本实用新型实施例还提供了一种DC-DC电源芯片，包括如前任意一项所述的RC振荡器。