[发明专利]BUCK变换器及其锁频控制电路

权利要求书

1.一种BUCK变换器，其特征在于，所述BUCK变换器包括：包含BUCK变换器的锁频控制电路的自适应导通时间产生电路，脉宽调制比较器，误差放大器，输出电压采样和同步斜坡产生电路，输入端分别与所述自适应导通时间产生电路和所述脉宽调制比较器相连的RS触发器，与所述RS触发器输出端相连的闭环控制逻辑电路，功率开关驱动电路以及包括PMOS功率开关和NMOS功率开关的功率级输出电路；所述脉宽调制比较器的同相输入端连接误差放大器，反向输入端连接一输出电压采样和同步斜坡产生电路；所述输出电压采样和同步斜坡产生电路包括：

滤波电路，对Buck变换器功率输出的开关节点电压进行逐周期滤波；

耦合电容，与所述滤波电路相连，输出与所述功率级输出电路中的电感电流同步的斜坡电压信号；

反馈电阻，与电压输出端相连，输出反馈电压信号。

2.根据权利要求1所述的BUCK变换器，其特征在于，所述自适应导通时间产生电路还包括：与所述锁频控制电路相连的导通时间比较器，定时电容和定时开关；其中，上所述定时开关的基极连接有一非门。

3.根据权利要求1所述的BUCK变换器，其特征在于，所述斜坡电压信号和所述反馈电压信号之间连接有隔离电阻。

4.根据权利要求1所述的BUCK变换器，其特征在于，所述锁频控制电路包括：

鉴频鉴相逻辑电路，根据Buck变换器的占空比信号和参考频率的频率误差信号生成具有频率误差信息的第一控制逻辑信号和第二控制逻辑信号；

电荷泵，与所述鉴频鉴相逻辑电路相连，分别根据所述第一控制逻辑信号和所述第二控制逻辑信号控制扇出电流和扇入电流的导通和关闭，并输出包含频率误差信息的电压信号至自适应导通时间产生电路；

电流源，生成所述扇出电流和所述扇入电流。

5.根据权利要求4所述的BUCK变换器，其特征在于，所述鉴频鉴相逻辑电路包括：

第一D触发器，接收Buck变换器的占空比信号；

第二D触发器，接收参考频率的频率误差信号；

逻辑电路，包括将所述第一D触发器和所述第二D触发器进行逻辑与运算的与门，将所述第一D触发器输出进行反向运行的第一非门以及将所述第二D触发器的输出进行传输的传输门。

6.根据权利要求5所述的BUCK变换器，其特征在于，所述与门的两个输入端分别与所述第一D触发器的Q端和所述第二D触发器的Q端相连，所述与门的输出端与分别与所述第一D触发器的R端和所述第二D触发器的R端相连。

7.根据权利要求5或6所述的BUCK变换器，其特征在于，所述电荷泵包括与所述第一非门和扇出电流相连的第一组开关和与所述传输门和所述扇入电流相连的第二组开关；所述第一组开关和所述第二组开关之间引出输出所述包含频率误差信息的电压信号的电压信号输出端。

8.根据权利要求7所述的BUCK变换器，其特征在于，所述第一组开关包括串联的第一PMOS开关和第二PMOS开关；其中，所述第一PMOS开关与所述第一非门和扇出电流相连，所述第二PMOS开关通过第二非门与所述第一非门相连。

9.根据权利要求7所述的BUCK变换器，其特征在于，所述第二组开关包括串联的第一NMOS开关和第二NMOS开关；其中，所述第一NMOS开关与所述传输门和扇入电流相连，所述第二NMOS开关通过第三非门与所述传输门相连。

10.根据权利要求7所述的BUCK变换器，其特征在于，所述电荷泵还包括：与所述电压信号输出端相连的低通滤波电路。

11.根据权利要求10所述的BUCK变换器，其特征在于，所述低通滤波电路包括：包括第一电容的第一滤波支路和包括串联的电阻和第二电容的第二滤波支路。

12.根据权利要求4所述的BUCK变换器，其特征在于，所述电流源包括：

分压电阻，与输入电压相连，对输入电压进行分压；

放大器，同相输入端与所述分压电阻相连，反向输入端与一稳压电阻相连；

PMOS电流镜和NMOS电流镜，通过一开关连接于所述放大器的输出端，分别通过镜像得到所述扇出电流和所述扇入电流。